Η κβαντομηχανική αναπτύχθηκε περίπου την ίδια στιγμή με τη σχετικότητα. Περιγράφει τη φυσική σε απείρως μικρή κλίμακα. Ο Αϊνστάιν συνέβαλε σημαντικά στο πεδίο αυτό το 1905, ερμηνεύοντας το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα ως σύγκρουση μεταξύ ηλεκτρονίων και φωτονίων – δηλαδή, σωματίδια που μεταφέρουν καθαρή ενέργεια. Με άλλα λόγια, το φως, το οποίο παραδοσιακά περιγράφεται ως κύμα, συμπεριφέρεται σαν ένα ρεύμα σωματιδίων. Ήταν αυτό το βήμα προς τα εμπρός, όχι η θεωρία της σχετικότητας, που έκανε τον Αϊνστάιν να κερδίσει το βραβείο Νόμπελ το 1921.
Ωστόσο, παρά τη ζωτική αυτή συμβολή, ο Αϊνστάιν παρέμεινε πεισματάρης να απορρίψει το βασικό μάθημα της κβαντικής μηχανικής – ότι ο κόσμος των σωματιδίων δεν δεσμεύεται από τον αυστηρό ντετερμινισμό της κλασικής φυσικής. Ο κβαντικός κόσμος είναι πιθανοκρατικός. Γνωρίζουμε μόνο πώς να προβλέψουμε την πιθανότητα εμφάνισης μεταξύ μιας σειράς δυνατοτήτων.
Στην τύφλωση του Αϊνστάιν, για άλλη μια φορά μπορούμε να δούμε την επίδραση της ελληνικής φιλοσοφίας. Ο Πλάτων δίδαξε ότι η σκέψη πρέπει να παραμείνει ιδανική, απαλλαγμένη από τα απρόβλεπτα της πραγματικότητας – μια ευγενική ιδέα, αλλά μια ιδέα που δεν ακολουθεί τις αρχές της επιστήμης. Η γνώση απαιτεί την τέλεια συνοχή με όλα τα προβλεπόμενα γεγονότα, ενώ η πίστη βασίζεται στην πιθανότητα, που παράγεται από μερικές παρατηρήσεις. Ο ίδιος ο Αϊνστάιν ήταν πεπεισμένος ότι η καθαρή σκέψη ήταν ικανή να συλλάβει πλήρως την πραγματικότητα, αλλά η κβαντική τυχαιότητα έρχεται σε αντίθεση με αυτήν την υπόθεση.
Στην πράξη, αυτή η τυχαιότητα δεν είναι καθαρός θόρυβος, καθώς περιορίζεται από την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. Αυτή η αρχή επιβάλλει συλλογικό ντετερμινισμό σε ομάδες σωματιδίων – ένα ηλεκτρόνιο είναι από μόνο του ελεύθερο, καθώς δεν ξέρουμε πώς να υπολογίσουμε την τροχιά του όταν ανοίγουμε μια τρύπα σε ένα πέτασμα, αλλά ένα εκατομμύριο ηλεκτρόνια σχεδιάζουν ένα σχήμα περίθλασης, δείχνοντας σκοτεινούς και φωτεινούς κροσσούς που γνωρίζουμε πώς να υπολογίσουμε.
Το αποτέλεσμα ενός πειράματος Young συμβολής: το μοτίβο σχηματίζεται σιγά-σιγά με την άφιξη των ηλεκτρονίων (8 ηλεκτρόνια στη φωτογραφία α, 270 ηλεκτρόνια στη φωτογραφία β, 2.000 στη φωτογραφία c και 60.000 στη φωτογραφία δ) που τελικά σχηματίζουν κροσσούς συμβολής
Το πείραμα των 2 σχισμών
Ο Αϊνστάιν δεν δέχτηκε αυτόν την θεμελιώδη μη αιτιοκρατία (δηλαδή τον ιντετερμινισμό: ότι τα γεγονότα δεν προκαλούνται αιτιολογικά. Είναι το αντίθετο της αιτιοκρατίας και σχετίζεται με την τύχη και την απροσδιοριστία), όπως συνοψίζεται από την προκλητική ετυμηγορία του: «Ο Θεός δεν παίζει ζάρια με το σύμπαν». Φαντάστηκε την ύπαρξη κρυφών μεταβλητών, δηλαδή αριθμών που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί πέραν της μάζας, του φορτίους και του σπιν που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να περιγράψουν τα σωματίδια. Αλλά το πείραμα δεν υποστήριξε αυτήν την ιδέα. Είναι αναμφισβήτητο ότι υπάρχει μια πραγματικότητα που ξεπερνά την κατανόησή μας – δεν μπορούμε να γνωρίζουμε τα πάντα για τον κόσμο του απείρως μικρού.
Οι τυχαίες ιδιοτροπίες της φαντασίας
Μέσα στη διαδικασία της επιστημονικής μεθόδου, υπάρχει ακόμη ένα στάδιο που δεν είναι απολύτως αντικειμενικό. Αυτό οδηγεί στη σύλληψη μιας θεωρίας και ο Αϊνστάιν, με τα νοητικά πειράματα του, δίνει ένα διάσημο παράδειγμα αυτής. Δήλωσε ότι «η φαντασία είναι πιο σημαντική από τη γνώση». Πράγματι, όταν κοιτάζουμε διαφορετικές παρατηρήσεις, ένας φυσικός πρέπει να φανταστεί έναν υποκείμενο νόμο. Μερικές φορές, αρκετά θεωρητικά μοντέλα ανταγωνίζονται για να εξηγήσουν ένα φαινόμενο, και μόνο σε αυτό το σημείο η λογική αναλαμβάνει ξανά.
«Ο ρόλος της νοημοσύνης δεν είναι να ανακαλύψεις, αλλά να προετοιμάσεις. Είναι καλή μόνο για εργασίες εξυπηρέτησης” (Simone Weil, «Gravity and Grace»)
Με αυτόν τον τρόπο, η πρόοδος των ιδεών πηγάζει από αυτό που ονομάζεται διαίσθηση. Είναι ένα είδος άλματος στη γνώση που υπερβαίνει την καθαρή λογική. Η γραμμή μεταξύ αντικειμενικού και υποκειμενικού δεν είναι πλέον εντελώς σταθερή. Οι σκέψεις προέρχονται από νευρώνες υπό την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών παλμών, μερικοί από αυτούς είναι ιδιαίτερα γόνιμοι, σαν να υπήρχε βραχυκύκλωμα μεταξύ των κυττάρων, όπου υπάρχει πιθανότητα να λειτουργήσει.
Αλλά αυτές οι διαισθήσεις, ή “λουλούδια” του ανθρώπινου πνεύματος, δεν είναι οι ίδιες για όλους – ο εγκέφαλος του Αϊνστάιν παρήγαγε το “E = mc 2 “, ενώ ο εγκέφαλος του Proust βρήκε μια αξιοθαύμαστη μεταφορά. Η διαίσθηση εμφανίζεται τυχαία, αλλά αυτή η τυχαιότητα περιορίζεται από την εμπειρία, τον πολιτισμό και τις γνώσεις κάθε ατόμου.
Τα οφέλη της τυχαιότητας
Δεν πρέπει να θεωρείται συγκλονιστικό νέο ότι υπάρχει μια πραγματικότητα που δεν κατανοείται από τη δική μας νοημοσύνη. Χωρίς τυχαιότητα, καθοδηγούμεθα από τα ένστικτα και τις συνήθειές μας, ό, τι μας κάνει προβλέψιμους. Αυτό που κάνουμε περιορίζεται σχεδόν αποκλειστικά σε αυτό το πρώτο στρώμα της πραγματικότητας, με συνηθισμένες ανησυχίες και υποχρεωτικές εργασίες. Αλλά υπάρχει ένα άλλο επίπεδο πραγματικότητας, εκείνο όπου η προφανής τυχαιότητα είναι το trademark, το εμπορικό σήμα.
«Ποτέ μια διοικητική ή ακαδημαϊκή προσπάθεια δεν θα αντικαταστήσει τα θαύματα της τύχης στα οποία οφείλουμε μεγάλους άντρες». (Honoré de Balzac, “Cousin Pons”)
Ο Αϊνστάιν είναι ένα παράδειγμα ενός εφευρετικού και ελεύθερου πνεύματος. όμως διατηρούσε ακόμα τις προκαταλήψεις του.
Το «πρώτο λάθος» του συνοψίζεται λέγοντας: «Αρνούμαι να πιστέψω σε μια αρχή του σύμπαντος.» Ωστόσο, τα πειράματα τον απέδειξαν λάθος.
Η ετυμηγορία του για τον Θεό να παίζει ζάρια σημαίνει, “Αρνούμαι να πιστεύω στην τύχη.” Ωστόσο, η κβαντική μηχανική περιλαμβάνει υποχρεωτική τυχαιότητα. Η πρόταση του θέτει το ερώτημα αν θα πίστευε στον Θεό σε έναν κόσμο χωρίς τύχη, κάτι που θα μείωνε σε μεγάλο βαθμό την ελευθερία μας, καθώς τότε θα περιοριζόμασταν στον απόλυτο ντετερμινισμό. Ο Αϊνστάιν ήταν πεισματάρης στην άρνησή του. Για αυτόν, ο ανθρώπινος εγκέφαλος πρέπει να είναι σε θέση να γνωρίζει τι είναι το σύμπαν. Με πολύ περισσότερη σεμνότητα, ο Heisenberg μας διδάσκει ότι η φυσική περιορίζεται στην περιγραφή του τρόπου με τον οποίο η φύση αντιδρά σε συγκεκριμένες περιστάσεις.
Η κβαντική θεωρία δείχνει ότι η απόλυτη κατανόηση δεν είναι διαθέσιμη σε εμάς. Σε αντάλλαγμα, προσφέρει τυχαιότητα που προκαλεί απογοητεύσεις και κινδύνους, αλλά και οφέλη.
«Ο άνθρωπος μπορεί να ξεφύγει από τους νόμους αυτού του κόσμου μόνο για μια στιγμή. Στιγμές παύσης, στοχασμού, καθαρής διαίσθησης… Με αυτές τις λάμψεις του είναι ικανός σαν υπεράνθρωπος. ” (Simone Weil, «Gravity and Grace»)
Ο Αϊνστάιν, ένας θρυλικός φυσικός, είναι το τέλειο παράδειγμα ενός ευφάνταστου όντος. Επομένως, η άρνησή του για τυχαιότητα είναι παράδοξο, γιατί η τυχαιότητα είναι αυτό που καθιστά δυνατή τη διαίσθηση επιτρέποντας δημιουργικές διαδικασίες τόσο στην επιστήμη όσο και στην τέχνη.
Γράφτηκε από τον François Vannucci, Ομότιμος καθηγητής, ερευνητής φυσικής σωματιδίων, ειδικός στα νετρίνα, Πανεπιστήμιο του Παρισιού.
Διαβάστε και αυτό εδώ το άρθρο: Κρυμμένες μεταβλητές
