Κβαντική: ο κόσμος αλλιώς

Της Σύλβας Χαραλάμπους*

 

ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΡΑΠΑΚΟΥΛΙΑΣ, Κβαντική για όλους: χωρίς μαθηματικά, χωρίς τύπους, χωρίς προαπαιτούμενες γνώσεις, Εκδόσεις άπαρσις, σελ. 77

 
Κβαντική! Στο άκουσμα και μόνο αυτής της λέξης, η σκέψη των περισσοτέρων πηγαίνει σε κάτι που θεωρεί δυσνόητο, σε κάτι που αφορά κάτι εκεί έξω, κάτι που ενδιαφέρει ίσως μόνο κάποιους τρελούς επιστήμονες που εργάζονται στα υπόγεια του CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire) ψάχνοντας να βρουν, ποιος ξέρει τί. Άλλων πάλι η σκέψη, όσων κατανοούν λίγα περισσότερα, δημιουργεί μεταφορές και αναπαραστάσεις οι οποίες έρχονται να απαντήσουν μικρά ή μεγάλα ζητήματα της καθημερινότητά τους, της κοινωνίας. Άλλοτε το κάνουν με επιτυχία, δημιουργώντας νέες ιδέες και προοπτικές και άλλοτε παρερμηνεύουν, προκαλώντας δυσλειτουργικές καταστάσεις.
Ανεξάρτητα όμως με το βαθμό κατανόησης της κβαντικής, όλοι έχουμε ακούσει για κβάντα,  κύματα και δισυπόστατα  σωματίδια, μια ζωντανή-νεκρή γάτα, χωροχρόνο, δισεκατομμύρια ήλιους, πεδία, το σωματίδιο του Higgs, υποατομική πραγματικότητα, κβαντικό σύμπαν, κβαντική βιολογία και άλλα πολλά. Συχνά επίσης ακούμε ότι καταναλωτικά αγαθά, όπως τα τρανζίστορ, τα κινητά τηλέφωνα, τα ipad είναι και προϊόντα της κβαντομηχανικής. Πώς συνδέονται όλα αυτά; Αν και για να γίνουν κατανοητά, απαιτείται υψηλό επίπεδο εξειδικευμένων γνώσεων, έχουν γίνει κατά καιρούς διάφορες προσπάθειες εκλαΐκευσης των αρχών που διέπουν την κβαντική θεωρία.
Ο Δημήτρης Ραπακούλιας, πρώην καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο των Πατρών, και Γενικός Διευθυντής του Ελληνικού Ινστιτούτου Παστέρ, γαλλικής κουλτούρας, επιστήμονας με πολλές διακρίσεις, στο βιβλίο  του με τίτλο «Κβαντική για όλους, χωρίς μαθηματικά, χωρίς τύπους, χωρίς προαπαιτούμενες γνώσεις», επιχειρεί, ως δάσκαλος, να εκλαϊκεύσει τις στοιχειώδεις αρχές της σύγχρονης αυτής θεωρίας. Της κβαντικής που, παρότι έχει περάσει ένας αιώνας από την πρώτη διατύπωσή της, παρότι είναι πλέον σήμερα αποδεκτή ως διεπιστημονικός κλάδος, και παρά τις καινοτόμες εφαρμογές  που έχουν ενσωματωθεί στην καθημερινότητά μας, παραμένει απρόσιτη και δυσνόητη. Γεμάτη μαθηματικούς τύπους, αποκαλύπτει πιθανότητες να συμβεί κάτι που δεν μπορούσαμε ποτέ να φανταστούμε.
Μια βασική προϋπόθεση, για την κατανόηση του κβαντικού κόσμου, είναι η αποδοχή  της ύπαρξης μιας άλλης πραγματικότητας από αυτή που γνωρίζουμε. Η αποδοχή της απελευθέρωσης της σκέψης, από την αρχή της κοινής λογικής, της αιτιοκρατίας, της νευτώνειας φυσικής. O συγγραφέας, εξοικειώνει τον αναγνώστη με την ιδέα μιας πραγματικότητας που δεν αντιλαμβανόμαστε, αντλώντας υλικό από ασυμβατότητες, παραξενιές και γρίφους, που όλοι έχουμε αντιμετωπίσει. Χρησιμοποιώντας πετυχημένες αναπαραστάσεις και μεταφορές, εξηγεί τη δυσκολία του εγκεφάλου μας να «δει» εύκολα αλλιώς, πέρα από τον τρόπο που έχει εκπαιδευτεί. Με αυτές τις πρακτικές τον εισάγει, σταδιακά, στην κατανόηση του μη αισθητού κόσμου και στην κβαντική αντίληψη.
Το παρόν βιβλίο είναι ένα εγχείρημα που αρθρώνεται σε πέντε ενότητες με ενδιαφέροντα κεφάλαια, στα οποία θίγονται καίρια ζητήματα καθημερινού και φιλοσοφικού χαρακτήρα, με βάση την κβαντική θεωρία. Στο πρώτο κεφάλαιο, με τίτλο «Κεκρυμμένα από καταβολής» επιχειρείται η αποκάλυψη ενός μη αισθητού κόσμου, καθώς και ο παράξενος τρόπος με τον οποίον προσπαθούμε να τον αντιληφθούμε. Στο κεφάλαιο, «Τί υπάρχει τελικά» γίνεται αναφορά στις αντιθέσεις που διέπουν τον κόσμο, όπως σταθερό - ασταθές, μεταβλητό - αμετάβλητο, μικρό - μεγάλο, τίποτα - κάτι, υπαρκτό - μη υπαρκτό, αλλά και στις σχετικές εξηγήσεις που μας παρέχει η φυσική. Στο κεφάλαιο «Από το μικρό στο μεγάλο», αποκαλύπτεται πώς ο μη αισθητός κόσμος, ο μικρόκοσμος, ο υποατομικός κόσμος μετατρέπεται σε αισθητό, μακρόκοσμο, και πώς από κάτι που είναι ασταθές προκύπτει κάτι σταθερό. Στη συνέχεια παρατίθεται μια ενδιαφέρουσα συζήτηση σχετικά με το γιατί συμβαίνουν όσα συμβαίνουν. Τι είναι για την κβαντική αυτό που εμείς έχουμε μάθει ως ενέργεια με τις άπειρες εφαρμογές στην καθημερινότητά μας, πώς προήλθε ο κόσμος μας, πώς ο χρόνος γίνεται η τέταρτη διάσταση, τι σημαίνει εντροπία και γιατί το σύμπαν διαστέλλεται αφού χάνει συνέχεια ενέργεια, καθώς και αν υπάρχουν και άλλοι σαν εμάς.  Το βιβλίο κλείνει με σχολιασμό του πολυσυζητημένου ερωτήματος, «Ο Θεός παίζει ζάρια;», με αφορμή την τοποθέτηση του Einstein το 1927 σε μια ιστορικά σημαντική κριτική του για την κβαντική θεωρία. Ένα ερώτημα θεμελιώδες, που δεν έχει να κάνει μόνο με τη φυσική. Ένα ερώτημα φιλοσοφικό, που σχετίζεται με το εάν για την πλήρη κατανόηση της φύσης απαιτείται η κβαντική σκέψη πέρα από την αυστηρή αιτιοκρατική, ή αν αυτή είναι απλά μαθηματικά μεγέθη χωρίς φυσική σημασία.
Η πιθανοκρατία και οι μη κανονικότητες, κατά το τέλος του 19ου αιώνα, είναι προσεγγίσεις οι οποίες συγκρούονται με το πνεύμα της αιτιοκρατίας που διακατέχει κυρίως τους φυσικούς οι οποίοι αποτελούν την ελίτ των επιστημόνων της εποχής. Η βιολογία, η οποία είναι η πρώτη που εισάγει μια πιθανοκρατική ματιά για να εξηγήσει τον κόσμο, αντιμετωπίζεται ως περιφερειακή επιστήμη. Στις αρχές όμως του 20ού αιώνα, με τη διατύπωση της «αρχής της απροσδιοριστίας» από τον φυσικό Werner Heisenberg, αρχίζει να κλονίζεται, σοβαρά πλέον, η αιτιοκρατία, η νευτώνεια αντίληψη του κόσμου. Η μελέτη του υποατομικού κόσμου ενσωματώνει την πιθανοκρατία που αναδεικνύει εν τέλει μια άλλη πραγματικότητα. H σύγκλιση πλέον της βιολογίας και της φυσικής αποτυπώνεται για πρώτη φορά, στο βιβλίο με τίτλο «τί είναι η ζωή» του Erwin Schrodinger, ενός σύγχρονου διακεκριμένου φυσικού. Παρά του ότι, σε όλη τη διάρκεια του 20ού αιώνα, ξεσπούν μεγάλες διαμάχες μεταξύ των επιφανών επιστημόνων, η κβαντική τελικά επικρατεί.
Σήμερα, στον 21ο αιώνα, η κβαντική φυσική σε συνδυασμό με την νευτώνεια έχει πλέον διεισδύσει στην καθημερινότητά μας με ποικίλους τρόπους. Στην επιστήμη, στη βιομηχανία, στην πληροφορική, στην ιατρική, στη λογοτεχνία, σε πολλές εκφάνσεις της τέχνης. Ακούμε για κβαντικά υλικά, κβαντικούς υπολογιστές, ακούμε για έρευνες σχετικά με τον μαγνητικό προσανατολισμό του πουλιών, για την προέλευση της συνείδησης, για τη λειτουργία του εγκεφάλου, για μαύρες τρύπες, για το σκοτεινό σύμπαν, τη σκοτεινή ενέργεια, γενικά για έναν κόσμο πολύ διαφορετικό από αυτόν του προηγούμενου αιώνα.
Η κβαντική αποτελεί πλέον μέρος του παρόντος, και σίγουρα του μέλλοντος. Το εν λόγω βιβλίο, θέτει με εξαιρετικό τρόπο τις βάσεις της θέασης ενός αλλιώτικου κόσμου. Κάποιοι θα το θεωρήσουν παρακινδυνευμένα απλό, άλλοι ίσως σχολιάσουν κάποια σημεία, και άλλοι ίσως δεν κατανοήσουν κάποια άλλα. Ένα είναι σίγουρο. Η ανάγνωσή του θα ανοίξει στους πολίτες του αύριο έναν ορίζοντα για να κατανοήσουν σφαιρικότερα τον κόσμο που ζούνε και τις δυνατότητες που παρέχονται σε κάθε επίπεδο της ζωής.
 

*Η Σύλβα Χαραλάμπους είναι βιολόγος και εργάστηκε ως Διευθύντρια ερευνών στο Ελληνικό Ινστιτούτο Παστέρ

Γιάννης Φωκάς, Χωρίς τίτλο, 2018, μικτή τεχνική σε καμβά, 300 x 240 εκ.