Oops! It appears that you have disabled your Javascript. In order for you to see this page as it is meant to appear, we ask that you please re-enable your Javascript!
Πρόσωπα - Γεγονότα

Το 5ο Συνέδριο του Solvay και η διαμάχη Einstein-Bohr

Written by Δ.Μ.

Τα συνέδρια του Solvay ξεκίνησαν το 1912 με χρηματοδότηση του βέλγου βιομήχανου Ernest Solvay και ήταν διάσημα στον κόσμο της φυσικής και της χημείας. Ήταν αφιερωμένες στα εξαιρετικά ανοικτά προβλήματα της επιστήμης, αλλά το πιο διάσημο συνέδριο υπήρξε το 5ο Συνέδριο Solvay τον Οκτώβριο 1927 σχετικά με τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια, όπου αξιοσημείωτοι φυσικοί απ όλο το κόσμο, συναντήθηκαν για να συζητήσουν τις νέες απόψεις για την κβαντική θεωρία. Οι ηγετικές φυσιογνωμίες εκεί μέσα ήταν ο Albert Einstein και ο Niels Bohr που συζήτησαν τη μόλις θεμελιωμένη σύγχρονη κβαντομηχανική. Οι 17 από τους 29 που έλαβαν μέρος στο συνέδριο αυτό είχαν πάρει ή θα έπαιρναν στο μέλλον Βραβείο Νόμπελ.

Share

Τα συνέδρια του Solvay ξεκίνησαν το 1912 με χρηματοδότηση του βέλγου βιομήχανου Ernest Solvay και ήταν διάσημα στον κόσμο της φυσικής και της χημείας. Ήταν αφιερωμένες στα εξαιρετικά ανοικτά προβλήματα της επιστήμης, αλλά το πιο διάσημο συνέδριο υπήρξε το 5ο Συνέδριο Solvay τον Οκτώβριο 1927 σχετικά με τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια, όπου αξιοσημείωτοι φυσικοί απ όλο το κόσμο, συναντήθηκαν για να συζητήσουν τις νέες απόψεις για την κβαντική θεωρία. Οι ηγετικές φυσιογνωμίες εκεί μέσα ήταν ο Albert Einstein και ο Niels Bohr που συζήτησαν τη μόλις θεμελιωμένη σύγχρονη κβαντομηχανική. Οι 17 από τους 29 που έλαβαν μέρος στο συνέδριο αυτό είχαν πάρει ή θα έπαιρναν στο μέλλον Βραβείο Νόμπελ.

Solvay_529 ιστορικοί επιστήμονες σε μία φωτογραφία, στο συνέδριο του Solvay το 1927

Πίσω: Auguste Piccard, Émile Henriot, Paul Ehrenfest, Édouard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, JE Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Fowler, Léon Brillouin.

Στη μέση: Peter Debye, Martin Knudsen, William Lawrence Bragg, Hendrik Anthony Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr.

Μπροστά: Irving Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles-Eugène Guye, CTR Wilson, Owen Richardson.

Το 5ο συνέδριο υπήρξε επίσης η κορύφωση του αγώνα μεταξύ του Einstein και των οπαδών του επιστημονικού ρεαλισμού, που ήθελαν τους αυστηρούς κανόνες της επιστημονικής μεθόδου όπως αυτοί είχαν διατυπωθεί από τον Αμερικανό φιλόσοφο, μαθηματικό και επιστήμονα της λογικής Charles Sanders Peirce (1839 – 1914), που μερικές φορές είναι γνωστός και ως «ο πατέρας του πραγματισμού». Αργότερα οι απόψεις αυτές υποστηριχτήκαν και από τον Καρλ Πόπερ. Από την άλλη πλευρά ήταν ο Bohr και οι ιδεαλιστές που απορρίπτουν τους αντικειμενικούς νόμους της φύσης και θεωρούν τον κόσμο σαν ένα χάος που μπαίνει σε τάξη μόνο από την ανθρώπινη συνείδηση.  Από το συνέδριο και πέρα η προσέγγιση του Bohr επεκράτησε στη σύγχρονη φυσική.

Ο Einstein δε δέχεται τους όρους που ισχύουν στην κβαντομηχανική, καθώς στο μικρόκοσμο (εντός του ατόμου) κάνοντας το ίδιο πείραμα υπό ίδιες συνθήκες δυο φορές, θα βγουν δυο διαφορετικά αποτελέσματα, αρνούμενος την ύπαρξη πιθανοτήτων, παθιασμένος να βρει την θεωρία των πάντων.

Ο Einstein υποστήριξε μέχρι τέλους τον ρεαλισμό, θεωρώντας την κβαντομηχανική ως μη ολοκληρωμένη θεωρία αφού δεν είναι σε θέση να εξηγήσει τίποτα παρά μόνο να περιγράψει με μαθηματικά τη φύση στην ατομική κλίμακα, ενώ ο Niels Bohr απέδωσε με όρους μαγείας (υιοθετήθηκε ως πραγματιστική η ειρωνική φράση του Αϊνστάιν «spookie action from a distance») το πώς τα πράγματα συμβαίνουν και προέτρεψε να μην ασχολούμαστε με αυτά που δεν γίνονται κατανοητά από τον ρεαλισμό και να αρκούμαστε στους μαθηματικούς φορμαλισμούς που δίνουν λύση στα προβλήματα, ακόμα κι αν παραβιάζεται κάθε αίσθηση λογικής. Ως και σήμερα δεν έχει επιτευχθεί συναίνεση για το θέμα στην επιστημονική κοινότητα

Ο Einstein απογοητευμένος από την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, είπε τότε: «Ο Θεός δεν παίζει ζάρια». και ο Bohr του απάντησε, «Αϊνστάιν, σταμάτα να λες τι να κάνει ο Θεός».

O Αϊνστάιν δεν πείσθηκε από τα λεχθέντα και υποστήριξε ότι η ερμηνεία Bohr-Heisenberg, κατά την οποία η κβαντική μηχανική αποτελούσε μια πλήρη θεωρία των επιμέρους διαδικασιών, αντέφασκε προς τη θεωρία της σχετικότητας. Παρουσίασε και ανέλυσε διάφορα νοητικά πειράματα με την ελπίδα να καταδείξει ότι οι σχέσεις αβεβαιότητας δεν ήταν κατ’ ανάγκην ισχυρές και ότι ορισμένα ατομικά φαινόμενα μπορούσαν να αναλυθούν λεπτομερέστερα απ’ ό,τι επέτρεπαν οι σχέσεις Heisenberg.

Όταν ο Bohr απέδειξε την αβασιμότητα των επιχειρημάτων τού Αϊνστάιν, εκείνος επανήλθε με ένα νέο νοητικό πείραμα, το οποίο και πάλι αντέκρουσε ο Bohr. Σύμφωνα με τον Bohr, η κβαντική μηχανική (συμπεριλαμβανομένων των σχέσεων αβεβαιότητας) συνιστούσε μια πλήρη θεωρία που εξαντλούσε όλες τις δυνατότητες ερμηνείας των παρατηρήσιμων φαινομένων. Δεν χωρεί αμφιβολία ότι ο Bohr εξήλθε «νικητής» από τις συζητήσεις τού 1927 και ότι οι περισσότεροι από τους συμμετέχοντες αναγνώρισαν τη δύναμη των επιχειρημάτων του. O Αϊνστάιν ναι μεν αναγνώρισε την οξυδέρκεια που επέδειξε ο Bohr ως συνομιλητής του, δεν έστερξε όμως να παραδεχτεί την ορθότητα των απόψεων του.

Σε μια επιστολή του προς τον Schrodinger μισό χρόνο μετά το συνέδριο, ο Αϊνστάιν περιέγράφε σαρκαστικά την ερμηνεία της Κοπεγχάγης αποκαλώντας την «η ηρεμιστική φιλοσοφία των Heisenberg και Bohr — ή μήπως θρησκεία;» Και προσέθετε ότι «προσφέρει ένα απαλό προσκέφαλο για τον αληθινό πιστό που δύσκολα τον αφήνει να αφυπνισθεί».

O δεύτερος γύρος της περίφημης αντιπαράθεσης Bohr-Αϊνστάιν έλαβε χώρα στο 6ο Συνέδριο Solvay, τον Οκτώβριο του 1930, όταν η μποριανή ιδέα της συμπληρωματικότητας δυνάμωνε την επιρροή της μεταξύ των ευρωπαίων φυσικών. Αυτή τη φορά, ο Αϊνστάιν εστίασε στη σχέση αβεβαιότητας ενέργειας-χρόνου (ΔE*Δt ≥ h/4π), την οποία και επεχείρησε να καταρρίψει.

Τα μέσα που επιστρατεύθηκαν για την κατάρριψη ήταν τα ίδια όπως και πριν τρία χρόνια, ένα νοητικό πείραμα. Στο καινούργιο του νοητικό πείραμα, το οποίο αργότερα έγινε γνωστό ως πείραμα του κουτιού με το φωτόνιο, ο Αϊνστάιν επικαλέστηκε τη σχέση μάζας-ενέργειας της ειδικής σχετικότητας, E =mc2, και υποστήριξε ότι η ενέργεια ενός φωτονίου και ο χρόνος άφιξης του σε μια οθόνη μπορούσαν να προβλεφθούν με απεριόριστη ακρίβεια, σε αντίφαση με τη σχέση αβεβαιότητας.

O Bohr όμως απάντησε λαμπρά στην πρόκληση, επικαλούμενος τον τύπο της ερυθράς μετατόπισης της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. H έκβαση του δεύτερου γύρου της αντιπαράθεσης υπήρξε η ίδια όπως και του πρώτου: η μποριανή αντίληψη της κβαντικής μηχανικής ενισχύθηκε, και ο σκεπτικισμός τού Αϊνστάιν φάνηκε αδικαιολόγητος. Μέχρι τότε, ο Αϊνστάιν είχε ελπίσει να καταρρίψει την κβαντική μηχανική αποδεικνύοντας ότι οι σχέσεις αβεβαιότητας δεν ευσταθούσαν· η πίστη του στην έσχατη αιτιότητα παρέμεινε ακλόνητη, και κατά τη δεκαετία του 1930 μετατόπισε την εστία των ενστάσεων του από την ασυνέπεια στη μη πληρότητα.


Ο Auguste Piccard σχεδίασε οχήματα για να εξερευνήσει την ανώτερη στρατόσφαιρα και τις βαθιές θάλασσες (βαθυσκάφος, 1948).

Ο Paul Ehrenfest δάσκαλος και πρωτοπόρος της κβαντικής θεωρίας.

Ο Edouard Herzen είναι ένα από τα μόλις 7 άτομα που συμμετείχαν και στα δύο συνέδρια Solvay του 1911 και 1927. Έπαιξε πρωταγωνιστικό ρόλο στην ανάπτυξη της φυσικής και της χημείας κατά τη διάρκεια του εικοστού αιώνα.

Ο Théophile de Donder ανακάλυψε τη θερμοδυναμική των αμετάκλητων διαδικασιών, η οποία οδήγησε τον μαθητή του Ilya Prigogine (1917-2006) σε βραβείο Νόμπελ.

Ο Erwin Schrödinger ανακαλύψε την περίφημη κυματική εξίσωση που φέρει το όνομά του. Τιμήθηκε μαζί με τον Πολ Ντιράκ (Paul Dirac, 1902-1984) με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για τις εργασίες του πάνω στην ατομική θεωρία.

Ο Jules Emile Verschaffelt διάσημος φλαμανδός φυσικός.

Ο Wolfgang Pauli Πολύ νέος ακόμα το 1921, έγραψε μια έκθεση της θεωρίας της σχετικότητας, η οποία έμεινε κλασσική. Στα επόμενα χρόνια μελέτησε την υπέρλεπτη δομή των ατομικών φασμάτων, (η οποία συνίσταται στο γεγονός ότι οι φασματικές γραμμές προκύπτουν να αποτελούνται από περισσότερες γραμμές πολύ κοντά η μία στην άλλη) και ερμήνευσε το 1924 το φαινόμενο ως αποτέλεσμα της ύπαρξη μιας στροφορμής συνδεδεμένης με τους ατομικούς πυρήνες.

Ο Werner Heisenberg Γερμανός φυσικός, με σπουδαία συμβολή στη θεμελίωση της Κβαντομηχανικής, για την οποία τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1932.

Ο Sir Ralph Howard Fowler Άγγλος φυσικός και αστρονόμος, επόπτευσε επιστήμονες που τιμήθηκαν αργότερα με το βραβείο Νόμπελ.

Ο Peter Debye ήταν Ολλανδό-Αμερικανός φυσικός και χημικός , και βραβευμένος με Νόμπελ στη Χημεία.

Ο Martin Knudsen αναβίωσε την κινητική θεωρία του Maxwell για τα αέρια, ιδιαίτερα σε χαμηλή πίεση: η ροή τουKnudsen, ο αριθμός Knudsen κ.λπ.

Ο William Lawrence Bragg ήταν Βρετανός φυσικός που γεννήθηκε στην Αυστραλία και μοιράστηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1915 με τον πατέρα του, τον Ουίλιαμ Χένρι Μπραγκ. Μέχρι σήμερα είναι ο νεαρότερος που έχει κερδίσει Νόμπελ. Ήταν διευθυντής στο Εργαστήριο Κάβεντις στο Κέιμπριτζ όταν έγινε η ιστορική ανακάλυψη της δομής του DNA από τους Τζέιμς Γουότσον και Φράνσις Κρικ το Φεβρουάριο του 1953.

Ο Hendrik Kramers βοηθός του Μπορ, εργάστηκε για τη θεωρία της διασποράς.

Ο Paul Dirac ήταν Μέλος του Τάγματος της Αξίας, Μέλος της Βρετανικής Ακαδημίας ήταν Βρετανός θεωρητικός φυσικός. Η συμβολή του Ντιράκ στα αρχικά στάδια της Κβαντομηχανικής και της Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής θεωρείται πολύ σημαντική. Μεταξύ άλλων ανακαλύψεων, διατύπωσε την εξίσωση Ντιράκ, η οποία περιγράφει την συμπεριφορά των φερμιονίων, και προέβλεψε την ύπαρξη αντιύλης. Ο Ντιράκ μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1933 με τον Έρβιν Σρέντινγκερ «για την ανακάλυψη νέων, παραγωγικών μορφών της ατομικής θεωρίας».

Ο Arthur Holly Compton ήταν Αμερικανός φυσικός στον οποίο το 1927 απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψη του φαινομένου που φέρει το όνομα του. Ο Κόμπτον γεννήθηκε στο Wooster της πολιτείας Οχάιο το 1892 από τον Ελάιας και την Οτέλια Κόμπτον. Ήταν μια ακαδημαϊκή οικογένεια.

Ο Louis de Broglie Η σημαντικότερη συνεισφορά του στη φυσική (η οποία του χάρισε και το βραβείο Νόμπελ το 1929) ήταν η πρόταση του ότι ο δυισμός κύματος σωματιδίου δεν βρίσκει εφαρμογή μόνο στο φως αλλά και στην ύλη. Ανέπτυξε μια αλυσίδα συλλογισμών εκκινώντας από την ειδική θεωρία της σχετικότητας και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ύλη πρέπει να διαθέτει την κυματική της μετενσάρκωση. Η ιδέα του έγινε αμέσως αποδεκτή από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, και οι φυσικοί Clinton Davisson και Lester Germer που τότε εργάζονταν στην τηλεφωνική εταιρεία Bell, πραγματοποίησαν πειράματα που επιβεβαίωσαν την ορθότητα της. (1925).

Ο Max Born ήταν Γερμανός μαθηματικός και φυσικός, εβραϊκής καταγωγής, που συνέβαλε στη θεμελίωση της κβαντομηχανικής. Το 1954 του απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την ερμηνεία που έδωσε στην κυματοσυνάρτηση του Έρβιν Σρέντιγκερ.

Ο Irving Langmuir περιέγραψε σαν τυπικές περιπτώσεις κάποιες οι οποίες περιλαμβάνουν πράγματα όπως οι μετά βίας ανιχνεύσιμοι αιτιώδεις παράγοντες που παρατηρούνται στα όρια της αντίληψης, οι οποίοι όμως παρ’ ολ’ αυτά θεωρούνται ότι ανιχνεύθηκαν με μεγάλη ακρίβεια.

Ο Max Planck ήταν Γερμανός φυσικός και κάτοχος Βραβείου Νόμπελ Φυσικής. Γεννήθηκε στις 23 Απριλίου 1858 στο Κίελο της Γερμανίας και πέθανε στις 4 Οκτωβρίου 1947 στο Γκέτινγκεν. Θεωρείται ως ο πατέρας της Κβαντικής Θεωρίας.

Ο Niels Bohr ήταν Δανός φυσικός. Σπούδασε στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και είχε θεμελιώδεις συνεισφορές στην κατανόηση της ατομικής δομής και της κβαντικής μηχανικής. Θεωρείται ο μεγαλύτερος μετά τον Άλμπερτ Αϊνστάιν θεωρητικός φυσικός του 20ου αιώνα. Εργάστηκε για την κατασκευή της ατομικής βόμβας και ήταν υπέρμαχος της ειρηνικής χρήσης της πυρηνικής ενέργειας. Δημιουργός της πρώτης κβαντικής θεωρίας του ατόμου και από τους θεμελιωτές της κβαντικής φυσικής, ο Μπορ είχε καθοριστική συνεισφορά στην εξέλιξή της για περισσότερο από 50 χρόνια. Το έργο του τεράστιο σε σπουδαιότητα, τιμήθηκε με πολλές διεθνείς διακρίσεις.

Η Marie Curie ήταν Πολωνή φυσικός και χημικός. Σε συνεργασία με τον σύζυγό της, Πιερ Κιουρί, ανακάλυψε το ράδιο και μελέτησε τα φαινόμενα της ραδιενέργειας. Ανακάλυψε επίσης το πολώνιο και υπήρξε η πρώτη γυναίκα που έγινε Καθηγήτρια στο πανεπιστήμιο της Σορβόνης, ενώ τιμήθηκε δυο φορές με το Βραβείο Νόμπελ για τη Φυσική και τη Χημεία . ‘Ηταν η πιο φημισμένη γυναίκα επιστήμων της εποχής της, ήταν γνωστή επίσης και ως Μαντάμ Κιουρί.

Ο Hendrik Lorentz είναι γνωστός για τη θεωρία των ηλεκτρονίων και τους ομώνυμους μετασχηματισμούς (μετασχηματισμοί Λόρεντζ) που περιέγραψε και εφαρμόζονται στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας. Ασχολήθηκε με τον Ηλεκτρισμό, αλλά και με τη Θερμοδυναμική και τη Στατιστική Φυσική. Μαζί με τον Πιέτερ Ζέεμαν (Pieter Zeeman) ερμήνευσε το Φαινόμενο Zeeman, για το οποίο τιμήθηκαν με το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1902.

Ο Albert Einstein ήταν φυσικός γερμανοεβραϊκής καταγωγής, ο οποίος έχει βραβευθεί με το Νόμπελ Φυσικής. Είναι ο θεμελιωτής της Θεωρίας της Σχετικότητας και από πολλούς θεωρείται ο σημαντικότερος επιστήμονας του 20ού αιώνα.

Ο Paul Langevin ανέπτυξε τη δυναμική Langevin και την εξίσωση Langevin. Είχε ερωτική σχέση με την Marie Curie.

Ο Charles-Eugène Guye ήταν καθηγητής της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης. Ο Guye διατύπωσε ότι, οποιοδήποτε φαινόμενο θα μπορούσε να υπάρχει μόνο σε ορισμένες κλίμακες παρατήρησης.

Ο Charles Thomson Rees Wilson ήταν Σκωτσέζος φυσικός και μετεωρολόγος ο οποίος βραβεύθηκε με το Νόμπελ Φυσικής για τη μέθοδο που κάνει ορατές τις τροχιές φορτισμένων σωματιδίων, μέσω υγροποίησης σταγονιδίων.

Ο Sir Owen Willans Richardson κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1928 για την εργασία του σχετικά με την θερμιονική εκπομπή, η οποία οδήγησε στο νόμο του Richardson.

About the author

Δ.Μ.

Share