Κυριακή, 31 Αυγούστου 2008

Richard Feynman. Ο δάσκαλος των δασκάλων

Ο Richard Feynman γεννήθηκε σε ένα προάστιο της Νέας Υόρκης στις 11 Μαϊου του 1918. Μεγάλωσε στο Μανχάτταν. Οικονομικά η οικογένειά του δεν ήταν ούτε πλούσια ούτε φτωχή. Υπήρχε άνεση, αλλά δεν ήταν πλούσιοι. Με την βοήθεια του πατέρα του -που δεν είχε ιδιαίτερη μόρφω­ση, αλλά ήταν φιλοπερίεργος και ζωντανός άνθρωπος- συνειδητοποίη­σε πως η επιστήμη δεν είναι απομνημόνευση, αλλά αναζήτηση βασι­κών αρχών. «Έμαθα», γράφει ο ίδιος, «ότι αν γνωρίζεις το όνομα ενός πουλιού σε όλες τις γλώσσες, δεν γνωρίζεις τίποτε, απολύτως τίποτε, για το ίδιο το πουλί».
Ως νεαρός είχε την ευκαιρία να μάθει να δουλεύει εραστηριακά. Όταν ήταν περίπου 10 χρονών, ξεκίνησε να αγοράζει παλαιά ραδιόφωνα με σκοπό να τα χρησιμοποιήσει στο "προσωπικό του εργαστήριο", μια συλλογή από ηλεκτρικά "gadgets" και κομμάτια ηλεκτρονικών. Στην ηλικία όμως των 12, ήταν ήδη σε θέση να φτιάχνει τα ραδιόφωνα της γειτονιάς του.
Ήταν καλός στα περισσότερα επιστημονικά πράγματα, δηλαδή, σε θέματα που άπτονται με τη λέξη "επιστήμη": αστρονομία, φυσική, χημεία, βιολογία, γεωλογία, κ.λπ.. Ήταν επίσης εξαιρετικά ταλαντούχος στα μαθηματικά, ακόμη και σε σημείο να διδαχθεί ουσιαστικά πολλά μαθηματικά, που θα τα χρησιμοποιούσε αργότερα σε μια καθημερινή βάση. Από 15 χρονών μπορούσε να λύνει διαφορικές εξισώσεις και ολοκληρώματα.
Ο Feynmann εργαζόταν χωρίς πίεση για να φτιάξει κάτι. Αυτό ήταν ένα θέμα που συνεχώς ανακαλύπτεται περιοδικά κατά τη διάρκεια της ζωής του. Οι ανταμοιβές για τις εργασίες του ήταν αποκλειστικά δικές του. Ήταν ο κριτής της αξίας του. Ήταν ένα ελεύθερο άτομο.
Όπως είναι σύνηθες για τα προικισμένα μυαλά στις Ηνωμένες Πο­λιτείες, ο Feynman απέκτησε την ισχυρή παιδεία του σε φημισμένα πα­νεπιστήμια της χώρας. Αρχικά στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μα­σαχουσέτης (Μ.Ι.Τ.), ενώ στην συνέχεια εκπόνησε την διδακτορική του διατριβή -και τις πρώτες του εργασίες- στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. Εκεί μάλιστα έδωσε και την πρώτη του διάλεξη, μπροστά σε ένα ακροατήριο που περιελάμβανε τον Αϊνστάιν, τον Pauli και τον κορυφαίο μαθηματικό von Neymann! Όπως και άλλοι σπουδαίοι φυσικοί της επο­χής, ο Feynman ξεπέρασε τα ηθικά διλήμματα και δούλεψε για ένα διά­στημα στο πρόγραμμα κατασκευής της ατομικής βόμβας. Μετά τον πόλεμο εκλέγεται καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Cornell και, αφού διδάξει ένα χρόνο στην Βραζιλία, το 1950 θα μετακινηθεί και θα παρα­μείνει ως το τέλος της ζωής του στο επίσης φημισμένο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας (Caltech). Σε αντίθεση με την προηγούμε­νη γενιά των κορυφαίων Ευρωπαίων φυσικών, ο Feynman δεν είχε ιδι­αίτερη κουλτούρα ούτε κάποια φιλοσοφική προδιάθεση. Αντιπροσώ­πευε τον νέο και επιθετικό αμερικανικό πραγματισμό" και ήταν ένας τύπος μποέμ, με μοναδικό χιούμορ και ασίγαστη περιέργεια. «Έχω μια έμφυτη έλξη για τα αινίγματα, τις σπαζοκεφαλιές», γράφει ο ίδιος στις διασκεδαστικές αυτοβιογραφικές του σελίδες. «Γι' αυτό νιώθω σφοδρή επιθυμία να αποκρυπτογραφήσω τα ιερογλυφικά των Μάγια, όπως και να μπορώ να ανοίγω χρηματοκιβώτια». Χαρακτηριστικές είναι οι "πλάκες'' που έκανε στο προσωπικό του Los Alamos. Προσπαθώντας να διασκεδάσει με το δικό του μοναδικό τρόπο, αλλά και να αποδείξει τα ελλειπή μέτρα ασφαλείας, άνοιγε τα χρηματοκιβώτια που περιείχαν τα έγγραφα για την κατασκευή της ατομικής βόμβας.Σε μια περίπτωση, ακριβώς μετά από το τέλος του πολέμου, είχε μια σπάνια ευκαιρία να χρησιμοποιήσει αυτό το ταλέντο, όπου κατόρθωσε να ανοίξει μια τράπεζα των αρχείων που περιείχε κάθε έγγραφο για την κατασκευή της βόμβας, εμφανίζοντας κατά συνέπεια το ταλέντο του.
Η αντιπάθεια του προς τις αφηρημένες εκφράσεις της κβαντομηχα­νικής τον οδήγησε αρχικά σε μια παραστατική, δική του διατύπωση. Η κάθε κβαντική διαδικασία περιγραφόταν ως σύνολο όλων των πιθανών δρόμων, ως άθροισμα όλων των δυνατών ιστοριών που συνέδεαν δύο διαφορετικές καταστάσεις ενός σωματιδίου. Οι ιδέες αυτές αποτέλεσαν τον προπομπό της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής. Και ενώ η θεωρία αυ­τή αποτελεί την μέγιστη συμβολή του, ο Feynman θα διακριθεί επίσης, με την εκπλήσσουσα διορατικότητα και γνώση του, σε ποικίλα ερευνη­τικά θέματα: από την μελέτη του υγρού ηλίου στην εσωτερική δομή των πρωτονίων και από τις ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις σε μια ολο­κληρωμένη θεωρία για τα ποζιτρόνια. Τα αντισωματίδια αυτά τα ερ­μήνευσε ως ηλεκτρόνια, αλλά που κινούνται προς τα πίσω ως προς τον χρόνο! «Υπάρχουν δύο μόνον τρόποι», έγραφε ένας συνεργάτης του, «για να λύσει κανείς δύσκολα προβλήματα στην φυσική. Ο ένας είναι να χρησιμοποιήσει μαθηματικά. Ο άλλος να ρωτήσει τον Feynman». Ενώ ο βιογράφος του James Gleick σημειώνει: «Δεν πρέπει να υπήρξε άλλος φυσικός στην Γη που να μπορεί να συγκριθεί με τον Feynman ως προς την πληθωρική γνώση του της επιστήμης».
Πληθωρικός, επίσης, υπήρξε και στην ζωή του. Πάντοτε ανοιχτός στις προκλήσεις, ικανός να αναλώνεται σε ένα καθημερινό πρόβλημα ή στην γοητεία μιας γυναίκας, ειλικρινής στις αρετές αλλά και στις αδυ­ναμίες του. Συζητεί προβλήματα φυσικής με όλους τους σπουδαίους της εποχής, τον Bohr, τον Dirac ή τον Wheeler. Γνωρίζεται όμως και με τον διάσημο χαρτοπαίκτη Nick the Greek ή συνοδεύει με το τύμπανο του την παράσταση ενός μπαλέτου. Διατυπώνει την ακριβέστερη θεω­ρία της φυσικής" στοιχηματίζει όμως επίσης -και κατορθώνει!- να διαρρήξει ένα χρηματοκιβώτιο που φύλασσε ατομικά μυστικά.
Το 1926, ο βρετανός φυσικός Dirac ανακάλυψε μια εξίσωση που περιέγραφε την κίνηση και την ιδιοπεριστροφή των ηλεκτρονίων. Μια εξίσωση που ενσωματώνονται η κβαντική θεωρία και η θεωρία της σχετικότητας. Αυτή η εξίσωση βοήθησε τον Feynman να ανακαλύψει την QED.
Για αυτήν την εργασία, που η τελική της μορφή αποκτήθηκε το 1947, τελικά του απονεμήθηκε το 1965, το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική. Το βραβείο το μοιράστηκε με τους Schwinger και Tomonaga, οι οποίοι επίσης ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον, βρήκαν τις δικές τους μεθόδους στο ίδιο πρόβλημα, την επανακανονικοποίηση των εξισώσεων της κβαντομηχανικής. Ίσως η θεμελίωση της QED είναι το τελειότερο δημιούργημα του ανθρώπινου νου, αφού συμφωνεί με τα πειραματικά δεδομένα με ακρίβεια 13 δεκαδικών ψηφίων.
Ο Feynman ήταν σε θέση επίσης να κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στη φυσική της υπερρευστότητας του υπερψυχρου υγρού ηλίου, όπου το υγρό δεν παρουσιάζει καμία αντίσταση λόγω τριβής ενώ ρέει. Εφάρμοσε επιτυχώς την καλά γνωστή εξίσωση του Schrodinger στο ζήτημα αυτό, δείχνοντας ότι η υπερρευστότητα που εμφανίστηκε, ήταν όπως υπολογίστηκε με την κβαντομηχανική συμπεριφορά, σε μακροσκοπικές κλίμακες.
Παράλληλα με την ερευνητική του παρουσία, ανατρεπτική υπήρξε η συμβολή του Feynman στην διδασκαλία της φυσικής. Στα πανεπιστη­μιακά του μαθήματα, αλλά και στις πολλές εκλαϊκευτικές ομιλίες του, κάθε πρόβλημα αντιμετωπίζεται με παρθενική ματιά, με βαρύτητα στην ακρίβεια των εννοιών και στο καίριο των ερωτημάτων. Τα βιβλία που αποτύπωσαν αυτά τα μαθήματα, οι περίφημες Διαλέξεις στην Φυ­σική, μεταφράστηκαν και διαδόθηκαν σε πολλές χώρες. Διδάσκουν ακόμη και σήμερα τους φοιτητές -συχνά όμως και τους ώριμους επι­στήμονες!- να αποφεύγουν την τυπολατρία και να αναζητούν τις βασι­κές αρχές των φαινομένων. Νευρώδης και κινητικός, ο Feynman απείχε από την κλασική εικόνα του δασκάλου που διαθέτει ήρεμο και δομημένο λόγο. Αισθανόσουν ότι ο ίδιος ζούσε και πάλι μια μεγάλη περιπέτεια, στην οποία καλούσε τους μαθητές του.
Η ιδιόμορφη ακεραιότητα αλλά και η ικανότητα του να αντιμετω­πίζει κάθε είδους πρόβλημα θα αναδειχθεί με τρόπο εντυπωσιακό λίγο πριν από τον θάνατο του. Το 1986, και σχεδόν αμέσως μετά την εκτό­ξευση του, το διαστημικό λεωφορείο Challenger εκρήγνυται στον αέρα, μπροστά στα μάτια εκατομμυρίων θεατών. Ο ίδιος ο πρόεδρος των Ηνωμένων Πολιτειών ζητά να γίνει εμπεριστατωμένη έρευνα γύρω από το τραγικό δυστύχημα" και η NASA, που είχε πληγεί βαρύτατα στην δημόσια εικόνα της, καλεί μάλλον απερίσκεπτα τον Feynman να συμμετάσχει στην σχετική επιτροπή.


Υπήρχαν στοιχεία από τις προηγούμενες πτήσεις, πως κάποια λαστιχένια δακτυλίδια (Ο-ring), τσιμούχες, που σφράγιζαν τις διόδους της δεξαμενής καυσίμων, πάθαιναν ζημιά κατά τις πτήσεις, ακόμα και μερικές φορές έφθαναν κοντά στην ολοκληρωτική καταστροφή τους. Φυσικά έφταιγε η κακή κατασκευή τους.
Κατάλαβε τελικά, ότι ότι οι ελαστικές ιδιότητες των δαχτυλιδιών, O-ring, στις χαμηλές θερμοκρασίες, καταστρέφονταν. Γιατί το πρωί της μοιραίας έναρξης της πτήσης, ο καιρός είχε φτάσει σε ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω τού μηδενός στην πραγματικότητα), τις χαμηλότερες θερμοκρασίες της ημέρας. Ο Richard σκέφτηκε ότι τα λαστιχένια δαχτυλίδια (τσιμούχες) πιθανόν να ήταν ανίκανα σε μια τέτοια θερμοκρασία να διασταλούν αρκετά γρήγορα με την έναρξη της πτήσης για να σφραγίσουν πλήρως τους συνδέσμους, και ίσως τότε να επίτρεψαν στα εξαιρετικά καυτά αέρια να διαρρεύσουν μέσα από τον σύνδεσμο και να καούν τα καύσιμα μέσα στη μεγάλη δεξαμενή, που ήταν γεμάτη με το υγρό υδρογόνο, προκαλώντας κατά συνέπεια την τελική καταστρεπτική έκρηξη.
Για να εξετάσει το εύλογο της θεωρίας του, κατόρθωσε να αποκτήσει μια τσιμούχα γνήσια του o-ring, του ίδιου τύπου που χρησιμοποιήθηκε στις συνδέσεις των πυραύλων. Αφού βρήκε κατόπιν από ένα κοντινό κατάστημα έναν μικρό σφιγκτήρα (τανάλια), πήγε πίσω στο δωμάτιο του ξενοδοχείου του, συμπίεσε την τσιμούχα με τον σφιγκτήρα και την βύθισε έπειτα σε μίγμα νερού και πάγου για κάποιο χρόνο, κάνοντας την να βρεθεί έτσι σε θερμοκρασία 0 βαθμών C. Αφού την έβγαλε την τσιμούχα από το παγωμένο νερό είδε, όπως το ανέμεινε, το λάστιχο να παραμένει ακόμη συμπιεσμένο, για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα.
Αισθάνθηκε τώρα αρκετά σίγουρος για να παρουσιάσει αυτό το εύρημα του στην επιτροπή του Κονγκρέσσου. Αλλά νόμιζε ότι χρειαζόταν να κάνει αρκετό θόρυβο για να μην αγνοηθεί ή να θαφτεί αυτή η θεωρία του. Αποφάσισε δε ότι η καλύτερη θέση για να απκαλύψει αυτό το θέμα, θα ήταν ζωντανά στην τηλεόραση (live) την επόμενη ημέρα, κατά τη διάρκεια της συνεδρίασης της επιτροπής.
Έτσι σύμφωνα με το σχέδιό του, πήρε το λαστιχένιο δείγμα και την τανάλια, στη συνεδρίαση και βεβαιώθηκε ότι θα υπήρχε εκεί μέσα ένα δοχείο με παγάκια. Σε μια κατάλληλη στιγμή προετοίμασε το δείγμα του στο παγωμένο νερό και έπειτα κατέδειξε στην επιτροπή την ανεπανόρθωτη συμπεριφορά του Ο-rings.
Η επίδειξη δεν ήταν μια καλή απόδειξη, δεδομένου ότι οι διάφοροι ανώτεροι υπάλληλοι είχαν υποστηρίξει ότι η αιτία της έκρηξης μπορεί να να μην λυθεί ποτέ. Το απλό πείραμα του Feynman εμφάνισε όχι απλώς την πιθανή "μηχανική" αιτία του ατυχήματος, αλλά επειδή ο Feynmann ήταν ένας "ξένος" με την NASA και την εκτόξευση του διαστημικού οχήματος, έγινε πιστευτός. Ο καθένας ενδεχομένως να είχε εμφανίσει λαστιχένια δαχτυλίδια, και να ισχυριζόταν ότι είναι η αιτία της καταστροφής, αλλά μόνο ένας "ξένος" ήταν ελεύθερος να το κάνει πραγματικά έτσι. Στην επιτροπή του Κονγκρέσου, τα μέλη της επηρεάστηκαν πολύ από τον Feynman, για να εκδόσουν την απόδασή τους.
Ο Feynman θα παραμείνει καθηγητής στο Caltech ώς το τέλος της ζωής του, που επήλθε, ύστερα από μακρά ασθένεια, το 1988. Ο κόσμος έχασε τότε έναν από τους σπουδαιότερους θεωρητικούς φυσικούς, αλλά και ένα πνεύμα με σπάνιες αρετές. «Η γοητεία του Feynman», συνοψί­ζει ο Πέτρος Δήτσας, «έγκειται στο ότι ενσάρκωνε σε ένα εκρηκτικό σύνολο ποιότητες που σπάνια συνυπάρχουν. Λάτρης της φύσης και της ζωής και ταυτόχρονα σαρκαστής του ρομαντικού πνεύματος, μεγαλο­φυής διαισθητικός και ταυτόχρονα ακούραστος ελεγκτής της λεπτομέ­ρειας, δημιουργικός χρήστης των μαθηματικών και ταυτόχρονα αντιφορμαλιστής, φόβητρο, για την τσουχτερή κριτική του, των ερευνητών και των κάθε είδους ισχυρών, κι όμως προσιτός στους φοιτητές και τους απλούς ανθρώπους, ερασιτέχνης κατασκευαστής υπολογιστών και ταυτόχρονα ντραμίστας και ζωγράφος...».
Η αναχώρηση του από τον επίγειο κόσμο μας σήμαινε, πράγματι, ένα κενό που δεν αναπληρώνεται. Ευτυχώς, αυτός, ο εμπνευσμένος χο­ρογράφος του φωτός, άφησε τουλάχιστον πίσω τις χορογραφίες του. Εκείνες είχαν ήδη αρχίσει να καθοδηγούν την φυσική στον δύσκολο δρόμο, που θα ενοποιούσε ίσως όλες τις αλληλεπιδράσεις.

Βιβλιογραφία:
1. Γ.Γραμματικάκης,(2006), Η Αυτοβιογραφία του φωτός,Π.Ε.Κ, Ηράκλειο.
2. http://www.physics4u.gr/articles/2002/feynman.html
3. R.Feynman,(2007),Σίγουρα θα αστειεύεστε κύριε Φαϊνμαν,Κάτοπτρο,Αθήνα.
4.http://en.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman


Παρακάτω προσθέτω δυο βιντεάκια με τον R.Feynman.
Στο πρώτο περιγράφει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ο ορισμός της διδασκαλίας. Αέναη νευρώδης κίνηση, αστείρευτο πάθος για τη φυσική και τη διδασκαλία. Και είναι μια συνέντευξη.
Το δεύτερο είναι η o-ring συνεντευξη.
1.






2.

1 σχόλιο:

v. kolhouris είπε...

Ίσως όλη η προσωπικότητα του Μεγάλου Feynman να αποκαλύπτεται στα λόγια του, κατά τη βράβευσή του με το βραβείο Νομπέλ. Τα αντιγράφω από το άρθρο του Κυρίου Βάρβογλη: "Είναι το φεγγάρι στη θέση του όταν δεν το κοιτάζει κανείς;", που δημοσιεύτηκε το Βήμα της 24/08/2008 και παρουσιάζεται και εδώ: «Κυρίες και κύριοι, θα προσπαθήσω να σας εξηγήσω όσα διδάσκω στους μεταπτυχιακούς φοιτητές μου. Βασικός σκοπός μου είναι να σας πείσω να μη βαρεθείτε επειδή δεν τα καταλαβαίνετε. Βλέπετε, ούτε και οι φοιτητές μου τα καταλαβαίνουν, ακριβώς επειδή δεν τα καταλαβαίνω ούτε εγώ. Η αλήθεια είναι ότι δεν τα καταλαβαίνει κανείς!» Μάλλον καλός δάσκαλος είναι τελικά αυτός που δεν διστάζει να ομολογήσει πως δεν καταλαβαινει κάτι...
Γι' αυτό λοιπόν μια μικρή συμβουλή σε όλους τους νέους που ίσως διαβαίνουν το εξαιρετικό τούτο blog: Mακριά από τους ΞΕΡΟΛΕΣ!