Παρασκευή, 26 Νοεμβρίου 2010

Νέα πηγή φωτός από σούπερ φωτόνια

Πηγή:
www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ


Δημιουργήθηκε μια τελείως νέα πηγή φωτός από σούπερ-φωτόνια, με προοπτική για πολλές τεχνολογικές εφαρμογές στο μέλλον. 
 
Γερμανοί κβαντικοί φυσικοί δημιούργησαν μια εντελώς νέα πηγή φωτός, που μπορεί μελλοντικά να έχει ποικίλες εφαρμογές, όπως νέου τύπου λέιζερ που θα λειτουργούν όπως οι ακτίνες-Χ, καλύτερα φωτοβολταϊκά συστήματα, πιο ισχυρούς επεξεργαστές ηλεκτρονικών υπολογιστών και μικρότερου μεγέθους ηλεκτρονικές συσκευές.
Η νέα πηγή φωτός αποτελείται από σούπερ-φωτόνια, καθώς είναι ένα «συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν» από φωτόνια, κάτι που μέχρι πρόσφατα εθεωρείτο αδύνατο να υπάρξει. Για πρώτη φορά, το 1995 δημιουργήθηκε ένα τέτοιο συμπύκνωμα από άτομα αλλά όχι από φωτόνια, όταν κατέστη δυνατό άτομα ρουβιδίου να ψυχθούν κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273 βαθμοί Κελσίου) και να συγκεντρωθούν (συμπυκνωθούν) σε ένα περιορισμένο χώρο, οπότε άρχισαν να συμπεριφέρονται σαν ένα μοναδικό πελώριο «σούπερ-σωματίδιο» ή «συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν». Πρόκειται για μια κβαντική ουσιαστικά κατάσταση, όπου τα σωματίδια βρίσκονται στην χαμηλότερη δυνατή ενεργειακή κατάστασή τους και συμπεριφέρονται σαν μια ενιαία οντότητα.
Μέχρι τώρα ήταν αδύνατο να γίνει κάτι ανάλογο με τα σωματίδια του φωτός, τα φωτόνια, επειδή εξαφανίζονται όταν ψύχονται και αλληλεπιδρούν, καθώς απορροφώνται από τα άτομα των άλλων υλικών της πειραματικής συσκευής. Για πρώτη φορά όμως, οι γερμανοί επιστήμονες πέτυχαν να ψύξουν (απλώς σε θερμοκρασία δωματίου) και ταυτόχρονα να συμπυκνώσουν τα φωτόνια, δημιουργώντας έτσι ένα σούπερ-φωτόνιο ή συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν από φως. Με άλλα λόγια, κατέστη δυνατό, για πρώτη φορά, μια «θάλασσα» φωτονίων να δράσει σαν ένα ενιαίο φωτόνιο, κάτι που θεωρητικά είχαν προτείνει από το 1925 ο Άλμπερτ Αϊνστάιν και ο ινδός φυσικός Σατιέντρα Ναθ Μπόζε.
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου της Βόννης, υπό τον καθηγητή Μάρτιν Βελτς, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό ‘Nature’, σύμφωνα με το New Scientist, το Physics World και το Nature, ανέφεραν ότι το φωτονικό συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν είναι μια τελείως νέα πηγή φωτός που έχει χαρακτηριστικά παρόμοια με το λέιζερ, έχοντας όμως το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι, αντίθετα με τα συμβατικά λέιζερ, μπορεί να παράγει φως σε πολύ βραχέα μήκη κύματος, στο πεδίο των ακτινών-Χ ή του υπεριώδους φωτός.
Αυτή η δυνατότητα αποτελεί «ευλογία» για τους σχεδιαστές «τσιπ» υπολογιστών, επειδή χρησιμοποιούν φως λέιζερ για να χαράξουν τα κυκλώματα πάνω στα υλικά των ημιαγωγών. Όμως η όλη διαδικασία συναντά περιορισμούς, μεταξύ άλλων, από το μήκος κύματος που λειτουργεί το λέιζερ. Η δημιουργία νέων λέιζερ ακτινών-Χ με παλμούς μικρότερου μήκους κύματος (χάρη στη νέα γερμανική ανακάλυψη) θα επιτρέψει την χάραξη πολύ πιο πολύπλοκων κυκλωμάτων πάνω στην ίδια επιφάνεια πυριτίου, πράγμα που θα οδηγούσε σε μια νέα γενιά επεξεργαστών πολύ υψηλότερων επιδόσεων και άρα πιο ισχυρών υπολογιστών.
Η νέα ανακάλυψη θα μπορούσε επίσης να αξιοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές, όπως η φασματοσκόπηση και τα φωτοβολταϊκά, μειώνοντας το μέγεθος των ηλιακών κυψελών, καθώς θα μπορούν να συλλέγουν και να εστιάζουν καλύτερα το ηλιακό φως, ακόμα και σε συννεφιασμένες μέρες.
 Μπορείται να βρείτε περισσότερες πληροφορίες εδώ ή εδώ.

Ευχαριστώ τον Βασίλη Β.,  για την υπόδειξη του άρθρου.

Πέμπτη, 25 Νοεμβρίου 2010

Σύντομη βιογραφία του Robert Boyle


Μια σύντομη βιογραφία του Robert Boyle (1627-1691)

 Nullius in verba (Δηλαδή : Τίποτα (μόνο) με λόγια)

 O Boyle αποτέλεσε μια από τις κύριες διανοητικές  προσωπικότητες του δέκατου έβδομου αιώνα. Ήταν ένας αφιερωμένος πειραματιστής, απρόθυμος να κατασκευάσει αφηρημένες θεωρίες στις οποίες τα αποτελέσματά του έπρεπε να προσαρμοστούν.  «Ο Boyle μας,» έγραψε ο Oldenburg στο Spinoza, «είναι ένας από εκείνους που είναι αρκετά δύσπιστοι με τους συλλογισμούς τους για να εύχονται τα φαινόμενα να συμφωνούν με αυτούς  » (Hall & Hall 1965–1977, 2:38).
Γεννήθηκε στο  Lismore, στην  Ιρλανδία, της κομητείας Waterfolrd στις 25 Ιανουαρίου 1627. O Boyle γεννήθηκε σε μια προτεσταντική οικογένεια. Ο πατέρας του ήταν ο Richard Boyle, κόμης του Cork, ο οποίος είχε αφήσει την Αγγλία το 1588 στην ηλικία των 22 και είχε πάει στην Ιρλανδία. Διορίστηκε υπάλληλος του συμβουλίου του Munster από την Elizabeth I το 1600, και αγόρασε τα κτήματα του Sir Walter Raleigh's στις επαρχίες του Cork, του Waterford, και του Tipperary δύο έτη αργότερα. Η μητέρα του  Robert, η Catherine Fenton, ήταν η δεύτερη σύζυγος του Richard Boyle, η πρώτη του σύζυγος είχε πεθάνει μέσα σε ένα έτος από τη γέννηση του πρώτου παιδιού τους.
 Ήταν το δέκατο τέταρτο παιδί των γονέων του, το προτελευταίο μάλιστα, και το τελευταίο παιδί που επέζησε στην ενηλικίωση. Ο Boyle ήταν ο νεώτερος γιος και, αφότου πέθανε η αδελφή του Margaret όταν ήταν 10, το πιο μικρό παιδί της οικογένειας. Μιλούσε στοργικά για τους γονείς του αλλά μάλλον δεν τους γνώρισε αρκετά. Η μητέρα του πέθανε πάνω σε γέννα, λίγες μέρες μετά τα τρίτα του γενέθλια, ενώ ο πατέρας του πέθανε ενώ ήταν δώδεκα ετών.
Ο Robert ήταν τυχερός να έχει το πλουσιότερο άτομο στη Μεγάλη Βρετανία για πατέρα αν και, κάποιοι θα μπορούσαν να πουν, πως ο κόμης του Cork είχε αποκτήσει την περιουσία του με κάπως …αμφιλεγόμενα μέσα.
Ο κόμης του Cork και η σύζυγός του θεώρησαν ότι η καλύτερη ανατροφή για τα μικρά παιδιά, μέχρι το χρόνο που θα άρχιζαν την εκπαίδευσή τους, θα έπρεπε να παρασχεθεί μακριά από τους γονείς τους. Έτσι, ο Robert στάλθηκε μακριά ενώ ο πατέρας του συνέχισε να στοχεύει για όλο μεγαλύτερη και μεγαλύτερη πολιτική επιτυχία. Ο Robert στάλθηκε, μαζί με έναν από τους αδελφούς του, για μελέτες στο κολλέγιο  Eton στην Αγγλία το 1635. Εκείνη την εποχή το σχολείο ανέπτυσσε τη φήμη ως σχολείο όπου οι σημαντικοί άνθρωποι έστελναν τους γιους τους. Ο διευθυντής ήταν ο John Harrison και οι δύο νέοι αδελφοί Boyle έζησαν στο σπίτι του διευθυντή [L T More, The Life and Works of the Honourable Robert Boyle (London, 1944).]:
- Εκτός από τις αυστηρά κλασσικές σπουδές, τα αγόρια είχαν τους ιδιωτικούς δασκάλους στα γαλλικά, το χορό, και τη μουσική, για τους οποίους κατέβαλαν πρόσθετες αμοιβές.
Ο  Boyle απέδωσε φόρο τιμής στον Harrison στο [R Boyle, An account of Philaretus, in T Birch (ed.), The Works of the Honourable Robert Boyle (5 vols.) (1744).] όπου γράφει ότι ο Harrison του έδωσε το α:
- … ισχυρό πάθος για να αποκτήσει τη γνώση…
Σ' αυτή τη χρονική περίοδο η εκπαίδευση του Boyle στο Eton, πήγαινε σαφώς καλά. Ήταν δημοφιλής στο διευθυντή του σχολείου και στους συμμαθητές του. Εντούτοις, ήταν πάρα πολλή η ξεχωριστή μεταχείριση και η προσοχή από τον Harrison  σ’ αυτόν, οπότε όταν ο Harrison αποσύρθηκε, ο Boyle έμοιαζε ανίκανος να ταιριάξει με την εκπαιδευτική πειθαρχία που παρουσίασε ο νέος διευθυντής στο σχολείο. Παρατηρώντας πως κανένας από τους γιους του δεν προχωρούσε καλά στο σχολείο υπό το νέο διευθυντή, ο κόμης του Κορκ πήρε τους γιους του μακριά από το Eton το Νοεμβρίου του 1638.
Στην ηλικία των 12 ο Boyle στάλθηκε για να συνεχίσει τις σπουδές του μαζί με έναν από τους αδερφούς του στα μεγάλα πνευματικά κέντρα της Ευρώπης. Έτσι, με συνοδεία δασκάλου ταξίδεψε (1639-44) στη Γαλλία, την Ελβετία, τη Γερμανία και την Ιταλία. Από την Dieppe ταξίδεψαν στο Παρίσι, έπειτα προς τη Λυών πριν φθάνουν στη Γενεύη. Στη Γενεύη ο Boyle μελέτησε με έναν ιδιωτικό δάσκαλο γαλλικά, λατινικά, ρητορική και τη θρησκεία. Ξόδευε επίσης χρόνο τα απογεύματα για να παίζει τένις και τότε ήταν που άρχισε να μελετά τα μαθηματικά και σύντομα [R Boyle, An account of Philaretus, in T Birch (ed.), The Works of the Honourable Robert Boyle (5 vols.) (1744).]: -
… εξοικειώθηκε με το πιο χρήσιμο μέρος της αριθμητικής, της γεωμετρίας, με τους κλάδους της, του δόγματος της σφαίρας….

Το 1641 ο Boyle έμαθε ιταλικά προετοιμαζόμενος να επισκεφτεί την Ιταλία. Το Σεπτέμβριο του ίδιου έτους ο Boyle με το δάσκαλό του ήταν στη Βενετία, και στις αρχές του 1642 ήταν στη  Φλωρεντία. Ο Γαλιλαίος πέθανε στη βίλα του στο Arcerti, κοντά στη Φλωρεντία, ενώ ο Boyle ζούσε στην πόλη. Επηρεάστηκε από αυτό το γεγονός και προσεκτικά μελέτησε τη δουλειά του Γαλιλαίου. Εάν υπήρξε κάποιο γεγονός που να σημάδεψε τον Boyle και να τον οδήγησε στην επιστήμη, τότε ήταν αυτό. Επίσης το προτεσταντικό του υπόβαθρο, με ένα βαθιά ριζωμένο φόβο για τους Ιησουίτες, συνείσφερε στην συμπάθεια του για τον Γαλιλαίο και τη μεταχείρισή του από τη Ρωμαιοκαθολική Εκκλησία. Ο Boyle έγινε υποστηρικτής της φιλοσοφίας του Γαλιλαίου και πίστεψε από εκείνη τη στιγμή σε μια νέα προσέγγιση  μελέτης του κόσμου με τα μαθηματικά και τη μηχανική. Ο κόμης του Cork πέθανε το Σεπτέμβριο του 1643. Ο Robert Boyle ζούσε ακόμη στη Γενεύη όταν ο πατέρας του πέθανε. Το καλοκαίρι του 1644 πούλησε κάποια κοσμήματα και χρησιμοποίησε τα χρήματα για το ταξίδι της επιστροφής στην Αγγλία.
Πίσω στην Αγγλία ο Boyle έζησε για λίγο με την αδερφή του, την Κατερίνα. Ήταν 13 χρόνια μεγαλύτερη και ήταν σημαντικό πρόσωπο παντρεμένη με τον υποκόμη Ranelagh. Η Αγγλία ήταν σε  χαοτική κατάσταση, ο εμφύλιος πόλεμος που ξεκίνησε το 1642  εξελίσσονταν μεταξύ του βασιλιά Καρόλου και του κοινοβουλίου.
Ο Κάρολος είχε μετακομίσει στην Οξφόρδη ενώ το κοινοβούλιο είχε συνάψει συνθήκη με τους Σκωτσέζους. Ως αντάλλαγμα στην παροχή του Σκωτσέζικου στρατού τους υποσχέθηκαν την ίδρυση Πρεσβυτεριανής Εκκλησίας. Κάποιες μάχες που έγιναν το 1644 άφησαν τον Κάρολο και το κοινοβούλιο σε αναδιοργάνωση. Ο Boyle είχε περιουσία στην Αγγλία, ένα μεγάλο σπίτι με κτήματα στο Stalbridge, το οποίο είχε αφήσει ο πατέρας του σ’ αυτόν αλλά η κατάσταση στην χώρα έκανε τα πράγματα δύσκολα. Έγραψε σε ένα γράμμα του[T Birch (ed.), The Works of the Honourable Robert Boyle (5 vols.) (London, 1744).]:
« φτάσαμε σώοι στην Αγγλία κατά τα μέσα του 1644, όπου βρήκαμε τα πράγματα σε τόση σύγχυση, που παρόλο που το κτήμα στο  Stalbridge με το θάνατο του πατέρα μου πέρασε σε μένα, πέρασαν περίπου 4 μήνες μέχρι να μπορώ να πάω προς τα κει..»
Στην πραγματικότητα παρόλο που ο Boyle εξέτασε σχολαστικά το νέο του σπιτικό μετά από 4 μήνες, χρειάστηκε πολύ περισσότερο μέχρι να μπορεί να μετακομίσει εκεί. Αυτό συνέβη το Μάρτιο του 1646 αφού είχε περάσει περισσότερο χρόνο με την αδελφή του και αφού είχε κάνει ένα ταξίδι επιστροφής στη Γαλλία για να ξεπληρώσει τα χρέη του στον καθηγητή του ο οποίος ζούσε ακόμη εκεί.
Παρόλο που ο Boyle δε σκόπευε να μείνει πολύ στο Stalbringe, τελικά παρέμεινε εκεί περίπου 6 χρόνια. Πιθανότητα εργάστηκε σκληρότερα απ’ ότι παραδέχεται σε γράμμα στον καθηγητή του στη Γαλλία τον Οκτώβριο του 1646.
« όσον αφορά τις μελέτες μου μπορούσα να τις πραγματοποιήσω μόνο κατά περιόδους και μόνο όταν μου το επέτρεπαν οι περιστάσεις αλλά και η τεμπελιά μου. Διαβάζοντας ποικίλα ποιήματα και πεζά έκανα βιαστικές σημειώσεις και παρατηρήσεις πάνω σε διάφορα θέματα…. Οι άλλες ανθρωπιστικές επιστήμες τις οποίες μελετώ είναι η Φυσική  Φιλοσοφία, μηχανές και σωστή διαχείριση αυτών σύμφωνα με τις αρχές του νέου φιλοσοφικού κολλεγίου οι οποίες με συντροφεύουν πάντα.»
Το νέο αυτό φιλοσοφικό κολλέγιο αποκαλείται επίσης ως το «Αόρατο Κολλέγιο» από τον Boyle μετέπειτα σε ένα γράμμα του. Ήταν η κοινότητα που σύντομα θα γινόταν η Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου  και παρείχε στον Boyle τη μοναδική του επαφή με τον κόσμο των επιστημών ενώ ζούσε μοναχική ζωή στο Stalbringe.
Ήταν οι εισηγήσεις στο « Αόρατο Κολλέγιο» που οδήγησαν τον Boyle να διαβάσει το έργο του  Oughtred το «Oughtreds Clavis Mathematica» , όπως επίσης τη δουλειά του Mersenne και του Gassendi. Ο Boyle από τον καιρό που είχε επισκεφτεί την Ιταλία είχε ενστερνιστεί τις ιδέες του Κοπέρνικου και τώρα κράτησε τις ιδέες αυτές μέσα του μαζί με μια βαθιά πίστη στην ατομική θεωρία της ύλης. Στο αόρατο κολλέγιο αυτές οι απόψεις θεωρούνταν ως αυτές της νέας φυσικής φιλοσοφίας.
Αυτή η περίοδος ήταν δύσκολη για τον Boyle γιατί προσπάθησε σκληρά να μην αναγκαστεί να διαλέξει πλευρά στον εμφύλιο πόλεμο. Τα πιστεύω του ήταν κατά κάποιο τρόπο μοιρασμένα, ο πατέρας του που ήταν αφοσιωμένος βασιλικός, η αδελφή του Katherine πιστή στο κοινοβούλιο. Βασικά αυτός έτρεφε λίγη συμπάθεια και για τις δυο πλευρές, αλλά η τελική έκβαση του εμφύλιου πολέμου ήταν τελικά υπέρ του. Ο Charles I νικήθηκε αλλά, το 1650, ο Charles ΙΙ έφτασε στη Σκωτία και προσπάθησε να ανακτήσει δύναμεις. Ο Κρόμγουελ, όντας ηγέτης του Κοινοβουλείου, νίκησε τους Σκωτσέζους  το 1650, πάλι το 1651, και τους Ιρλανδούς το 1652. Ο Boyle πήγε στην Ιρλανδία το 1652 για να ελέγξει τα κτήματά του εκεί. Κατέληξε ένας πολύ πλούσιος άνδρας όταν ο Κρόμγουελ παραχώρησε τα ιρλανδικά εδάφη στους άγγλους αποίκους. Από τότε και μετά ήταν σε θέση να αφιερωθεί εξ ολοκλήρου στην επιστήμη χωρίς να έχει την ανάγκη να κερδίζει χρήματα. Πρέπει να σημειωθεί, εντούτοις, ότι ο Boyle ήταν ένα πολύ γενναιόδωρο άτομο με τα χρήματά του, και πολλοί γύρω του επωφελήθηκαν από την γενναιοδωρία του.
O Boyle συνάντησε  τον John Wilkins, τον αρχηγό του αόρατου κολλεγίου, στο Λονδίνο όταν το επισκέφτηκε το 1653. Εκείνο τον καιρό ο Wilkins μόλις είχε ορισθεί ως επόπτης  του κολλεγίου Wadham στην Οξφόρδη και προγραμμάτιζε να διοικεί το αόρατο κολλέγιο από εκεί. Ενθάρρυνε έντονα τον Boyle για να τους ακολουθήσει στην Οξφόρδη και τον προσκάλεσε να ζήσει στο κολλέγιο. Ο Boyle αποφάσισε να πάει στην Οξφόρδη αλλά προτίμησε να μην δεχτεί την προσφορά του Wilkins να μείνει εκεί, επιλέγοντας αντί αυτού να βρει δικό του χώρο όπου θα μπορούσε να πραγματοποιήσει τα επιστημονικά πειράματά του. Στην Οξφόρδη εντάχθηκε σε μια ομάδα προοδευτικών επιστημόνων, συμπεριλαμβανομένου των John Wilkins, του John Wallis που ήταν ο καθηγητής Savilian της γεωμετρίας, του  Ward Seth που ήταν ο Savilian Professor της αστρονομίας, και του Christopher Wren Savilian Professor της αστρονομίας το 1661. Από 1654 o Boyle έζησε στην Οξφόρδη, αν και δεν κατείχε ποτέ οποιαδήποτε πανεπιστημιακή θέση.
Είχε σημαντική συνεισφορά στη φυσική και στη χημεία και είναι περισσότερο γνωστός για το νόμο του Boyle (μερικές φορές αποκαλούμενο και ως νόμο Mariotte) που περιγράφει ένα ιδανικό αέριο. Ο νόμος του Boyle εμφανίζεται σε ένα ένθετο γραμμένο  το 1662 στο έργο του New Experiments Physio-Mechanicall, Touching the Spring of the Air and its Effects (1660)”.
Το κείμενο του 1660 ήταν το αποτέλεσμα τριών ετών πειραματισμού με μια αεραντλία με τη βοήθεια του Hooke που υιοθέτησε ως βοηθό του. Οι συσκευές ήταν σχεδιασμένες από τον Hooke και χρησιμοποιώντας τες ο Boyle ανακάλυψε μια σειρά σημαντικών γεγονότων. Είχε παρουσιάσει, μεταξύ άλλων, ότι ο ήχος δεν διαδίδονταν σε ένα κενό, είχε αποδείξει ότι ο αέρας ήταν απαραίτητος  στη φλόγα για να διατηρείται, και αυτός ερεύνησε τις ελαστικές ιδιότητες του αέρα.
Το ένθετο του  1662 όχι μόνο περιείχε το νόμο Boyle που αφορά τον όγκο και την πίεση σε ένα αέριο, αλλά περιείχε επίσης μια υπεράσπιση της εργασίας του Boyle για το κενό που εμφανίζονταν στο κύριο κείμενο. Πολλοί επιστήμονες, ιδιαίτερα ο Hobbes, είχαν υποστηρίξει ότι τo κενό δεν θα μπορούσε να υπάρξει και υποστήριξε ότι τα αποτελέσματα του Boyle που επιτεύχθηκαν  με την κενή αντλία πρέπει να ήταν το αποτέλεσμα κάποιας μέχρι τότε άγνωστης δύναμης. Ένα άλλο βιβλίο από τον Boyle το 1666 ονομάστηκε Hydrostatic paradoxes. Είναι [M B Hall, Biography in Dictionary of Scientific Biography (New York 1970-1990).]: -
…  μια διεισδυτική κριτική της εργασίας του  Pascal για την υδροστατική, γεμάτη με οξείες παρατηρήσεις επάνω στην πειραματική μέθοδο του Pascal, και μια παρουσίαση μιας σειράς σημαντικών και έξυπνων πειραμάτων στην πίεση των ρευστών.

Στο έργο του The Sceptical Chemist (1661)”- Ο σκεπτικιστής χημικός- απορρίπτει την άποψη του Αριστοτέλη για τα τέσσερα στοιχεία τη γη, τον αέρα, τη φωτιά και το νερό, όπως και τις τρεις αρχές του Παράκελσου (άλας, θείο, υδράργυρος) και έφτασε πολύ κοντά στη σημερινή θεώρηση της δομής της ύλης. Θεωρούσε ότι η ύλη αποτελείται από καθορισμένα αδιαίρετα βασικά σωματίδια, που είναι δυνατόν να συνδυαστούν μεταξύ τους και να δώσουν όλα τα υλικά σώματα. Η ποικιλία των τελευταίων οφείλεται στο διάφορο τρόπο σύνδεσης των σωματιδίων μεταξύ τους, καθώς αυτά μπορούν να ενωθούν και να ξαναχωριστούν, σε απειρία συνδυασμών. Το σχήμα, το μέγεθος και η κίνηση των σύνθετων σωματιδίων εξηγούν όλες τις ιδιότητες μιας συγκεκριμένης ουσίας. Δε διέκρινε βέβαια χημικά στοιχεία, αλλά εισήγαγε την έννοια του «ατόμου» (δηλαδή αδιαιρέτου) υλικού σωματιδίου ως του απλούστερου που θα μπορούσε να επιτευχθεί με τη μέθοδο της χημικής ανάλυσης. Στο σύγγραμμά του «Προέλευση των μορφών και των ιδιοτήτων» (Origin of the Forms and Qualities, 1666) δίνει την ατομική του θεωρία στην πλήρη της μορφή, αποδίδοντας και τα φυσικά φαινόμενα στη διαφορετική οργάνωση και κίνηση των υλικών σωματιδίων.
Παρόλο που πολλές ιδέες στο έργο του προέρχονταν από τον Καρτέσιο, με όλο το σεβασμό βασικά διαφώνησε με αυτόν. Οι ιδέες του Boyle ότι τα αρχικά μόρια κινούνται ελεύθερα στα ρευστά, λιγότερο ελεύθερα στα στερεά, ακολούθησαν τις ιδέες του Καρτέσιου. Εντούτοις, ο Καρτέσιος δεν πίστεψε ποτέ στο κενό, μάλλον πίστευε σε έναν αιθέρα που εισχωρεί στα πάντα. Ο Boyle είχε πραγματοποιήσει πολλά πειράματα που τον οδήγησαν στην πίστη της ύπαρξης του κενού και, μην βρίσκοντας κανένα πειραματικό στοιχείο που να αποδεικνύει την ύπαρξη του αιθέρα, κατέληξε να απορρίψει αυτή την ιδέα. Συμμερίζονταν τον Καρτέσιο στην πεποίθησή του ότι ο κόσμος ήταν βασικά ένα πολυσύνθετο σύστημα που κυβερνιόταν από έναν μικρό αριθμό απλών μαθηματικών νόμων.
Όσον αφορά τις μελέτες του για την οπτική και ειδικότερα για τα χρώματα, δε μπορούν να θεωρηθούν πετυχημένες. Δημοσίευσε το Experiments and considerations touching colours, το 1664 αλλά ήταν αρκετά έτοιμος να αναγνωρίσει πως η εργασία του Hooke to 1665 ήταν ανώτερη και επίσης αναγνώρισε πως οι ιδέες του Νεύτωνα που δημοσιεύτηκαν το 1672 έπρεπε να αντικαταστήσουν τις δικές του.
Ο Boyle ήταν ιδρυτικό μέλος της Βασιλικής Εταιρίας. Δημοσίευσε τα αποτελέσματα για τις φυσικές ιδιότητες του αέρα μέσω της εταιρίας. Η εργασία του στη Χημεία στόχευε να την καθιερώσει ως μαθηματική επιστήμη βασισμένη σε μια μηχανιστική θεωρία του θέματος. Για αυτό το λόγο ο Boyle συμπεριλαμβάνεται σε λίστες μαζί με άλλους μαθηματικούς, αν και δεν ανέπτυξε οποιεσδήποτε μαθηματικές ιδέες ο ίδιος, αλλά αυτός ήταν ένας από τους πρώτους που υποστήριξε ότι όλη η επιστήμη πρέπει να αναπτυχθεί ως εφαρμογή των μαθηματικών. Αν και άλλοι πριν απ’ αυτόν είχαν εφαρμόσει τα μαθηματικά στη φυσική, ο Boyle ήταν ένας από τους πρώτους που προσπάθησε να επεκτείνει την εφαρμογή των μαθηματικών στη χημεία και προσπάθησε να την αναπτύξει ως επιστήμη της οποίας η σύνθετη εμφάνιση ήταν το αποτέλεσμα της εφαρμογής απλών μαθηματικών νόμων στα απλά θεμελιώδη σωματίδια.
Το 1668 Boyle αποχώρησε από την Οξφόρδη και πήγε να ζήσει με την αδελφή του Ranelagh στο Λονδίνο. Εκεί έγινε γείτονας του Barrow, αλλά φάνηκε να έχει πιο κοινά επιστημονικά ενδιαφέροντα με έναν άλλο γείτονά του τον Thomas Sydenham, που ήταν παθολόγος. Το 1669 ο σύζυγος της αδελφής του πέθανε. Μερικοί εντούτοις, επέμεναν στο να βρουν μια σύζυγο στον Boyle. Ο Wallis  βρήκε κάποια που τη θεώρησε ιδιαίτερα κατάλληλη για να γίνει σύζυγος του Boyle, αλλά αυτός μπορούσε να αποφεύγει επιτυχημένα τέτοιες προσπάθειες.
Συνέχισε να εργάζεται και να διασκεδάζει στο σπίτι του στο Λονδίνο. Οι επισκέπτες ήταν τόσο συχνοί που έπρεπε να περιορίσει τις επισκέψεις έτσι ώστε να έχει το χρόνο για να συνεχίσει τις επιστημονικές έρευνες του, τις οποίες έκανε με τη βοήθεια πολλών άριστων βοηθών.
Το 1680 αποποιήθηκε την προεδρία της Βασιλικής Εταιρείας, γιατί δε συμφωνούσε με τη διατύπωση του όρκου που ήταν υποχρεωμένος να δώσει.
 Πρόσφατες έρευνες πρόσθεσαν μια νέα διάσταση στην κατανόηση της φιγούρας του Μπόυλ, αποδεικνύοντας την πολυπλοκότητα της εικόνας του για τον κόσμο και τη σχέση του με την αλχημική παράδοση. Σύμφωνα με τις έρευνες αυτές, ο Μπόυλ όπως και κάποιες άλλες μεγάλες μορφές του 18ου αιώνα (όπως ο Ισαάκ Νεύτων), συνήθως παρουσιάζονται σαν τους πρωτοπόρους της σύγχρονης επιστήμης που αναδύθηκε από τις στάχτες των Μεσαιωνικών τεχνών, όπως η αλχημεία και η αστρολογία. Η αλήθεια είναι διαφορετική. Ο Ρόμπερτ Μπόυλ, όπως και ο Ισαάκ Νεύτων (και ίσως ο Τζον Λόκ), ήταν και αυτός αφοσιωμένος στις μυστικιστικές τέχνες. Όπως ήδη έχουμε δει, η πιο γνωστή θεωρία του Μπόυλ είναι οι εξισώσεις που περιγράφουν τη σχέση μεταξύ της πίεσης και του όγκου στα αέρια. Η επιτυχία του να δημιουργήσει κενό, αναιρώντας έτσι θεαματικά το ρητό του Αριστοτέλη «η Φύση απεχθάνεται το κενό», σφράγισε τη θέση του ως ιδρυτή της σύγχρονης επιστήμης.
Οι επιτυχίες του αυτές όμως, οδήγησαν τους μελετητές της ιστορίας της επιστήμης να αγνοήσουν την πρακτική του ενασχόληση με την αλχημεία. Τους οδήγησε επίσης στο να παραλείπουν να αναφέρουν και να μελετούν τις χιλιάδες σελίδες που άφησε πίσω του ο Μπόυλ με αναφορές σε αλχημιστικές πρακτικές. Κάτι που σίγουρα δε βοήθησε στη μελέτη αυτών των σελίδων ήταν το γεγονός ότι ο Μπόυλ συνήθιζε να κρυπτογραφεί τα αλχημικά γραπτά του με έναν βασανιστικά βαρετό κώδικα, αποτελούμενο από ελληνικούς και εβραϊκούς όρους, διανθισμένο από ένα καταιγισμό εκ πρώτης όψεως ανόητων όρων, με σκοπό να προστατεύσει τις παραδοσιακές δοξασίες.
Ενώ ο Νεύτωνας ασχολιόταν και με τη θεωρητική φυσική, ο Μπόυλ ίδρωνε πάνω από τον αλχημικό του φούρνο, αναζητώντας επίμονα τη φιλοσοφική λίθο, τα μέσα για τη μετάλλαξη των κατώτερων μετάλλων σε χρυσό. Ο Μπόυλ πίστευε στην αλχημική μετάλλαξη. Ο ίδιος υποστήριζε ότι σε ταξίδια του στο εξωτερικό είχε δει με τα ίδια του μάτια μερικά κατώτερα μέταλλα να μεταλλάσσονται σε χρυσό, και για το λόγο αυτό έστειλε ένα γράμμα στην Αγγλική κυβέρνηση, που ανέφερε : «Σας καλώ να ακυρώσετε το διάταγμα που απαγορεύει την αλχημική παρασκευή του χρυσού, διότι μπορεί να αποτελέσει εμπόδιο στην πρόοδο της επιστήμης». Ανησυχούσε μήπως νόμοι τέτοιου είδους παρεμποδίσουν την ανακάλυψη νέων στοιχείων, που γι' αυτόν δεν είναι πια ο αέρας, το νερό, η φωτιά και η γη του Αριστοτέλη, αλλά ουσίες πιο πρακτικές που μπορούν να συνδυαστούν και να δώσουν άλλες ενώσεις. Ο Μπόυλ είχε μεγάλο ενδιαφέρον για τη «φιλοσοφική αλχημεία», σε αντίθεση με τους χυδαίους (vulgar), όπως τους αναφέρει, χημικούς και τσαρλατάνους που αναζητούσαν το υλικό κέρδος. Πίστευε πως θα μπορούσε να σχηματίσει και να κάνει γνωστό ένα σωστό θεωρητικό πλαίσιο για την αλχημική μετάλλαξη.
Κατά τη διάρκεια της ζωής του επιδίωξε συνεχώς να προσπαθεί για ττην πρόοδο της ανθρωπότητας. Ενδιαφέρθηκε για τη βελτίωση των γεωργικών μεθόδων, για τη δυνατότητα να προκύψει φρέσκο νερό από αλάτι, για τη βελτίωση των φαρμάκων και της ιατρικής πρακτικής, για τη δυνατότητα διατήρησης των τροφίμων με τη βοήθεια της κενής συσκευασίας, και για ένα αριθμό χρήσιμων αποτελεσμάτων,  άμεσων ή έμμεσων, της πειραματικής φιλοσοφίας.
Αφού πείστηκε ότι ο χριστιανισμός ήταν η θρησκεία που καθιερώθηκε από το Θεό, ο Boyle ενδιαφέρθηκε για την ευρεία διάδοση της Βίβλου και αφιέρωσε χρόνο και ενέργεια μεταφράζοντάς τη σε ποικίλες γλώσσες όπως τα ιρλανδικά, τα Τούρκικα, και σε διάφορες γλώσσες των αμερικανών ιθαγενών.
Η θρησκευτική πλευρά του Boyle είναι κάτι που δεν έχουμε αναφέρει πολύ σε αυτήν την βιογραφία, όμως ήταν πολύ σημαντική δύναμη στη ζωή του. Ίσως ο λόγος που δεν είναι απαραίτητο να αναφερθεί η ισχυρή χριστιανική πίστη του νωρίτερα είναι ότι στον  Boyle δεν υπήρξε καμία σύγκρουση με τη θρησκεία και την μηχανιστική αντίληψή του για τον κόσμο [M B Hall, Biography in Dictionary of Scientific Biography (New York 1970-1990).]: -
… για αυτόν ένας Θεός που θα μπορούσε να δημιουργήσει έναν μηχανικό κόσμο – που θα μπορούσε να δημιουργήσει ύλη σε κίνηση, που υπακούει ορισμένους νόμους από τους οποίους το σύμπαν όπως το ξέρουμε θα μπορούσε να υπάρξει  σε τάξη- ήταν πολύ περισσότερο θαυμαστός και λατρευτός από έναν Θεό που θα δημιουργούσε έναν κόσμο χωρίς κανένα επιστημονικό νόμο.








Πηγές –Αναφορές:
4.   Hall, A. R., and Hall, M. B., 1965, The Correspondence of Henry Oldenburg, Hall, A. R., and Hall, M. B., (eds., trans.), 13 volumes. Volumes 1–9, Madison: The University of Wisconsin Press, 1965–1973. Volumes 10–11, London: Mansell, 1975, 1977. Volumes 12–13, London: Taylor and Francis.
5.   M B Hall, Biography in Dictionary of Scientific Biography (New York 1970-1990).
6.   L T More, The Life and Works of the Honourable Robert Boyle (London, 1944).
7.   R Boyle, An account of Philaretus, in T Birch (ed.), The Works of the Honourable Robert Boyle (5 vols.) (1744).
8.   T Birch (ed.), The Works of the Honourable Robert Boyle (5 vols.) (London, 1744).


Και για όποιον θέλει να την έχει πιο καλά συγκεντρωμένη με τις φωτογραφίες και τη μορφή κειμένου δείτε το αρχείο pdf.
Μια σύντομη βιογραφία του Robert Boyle                                                            








Δευτέρα, 22 Νοεμβρίου 2010

Δημόσια διαβούλευση για το χρόνο υποβολής των μηχανογραφικών ξεκινά το υπουργείο Παιδείας

Πηγή: in.gr

Δημόσια διαβούλευση με τους μαθητές για τον χρόνο υποβολής των μηχανογραφικών από το 2011 ξεκινά το υπουργείο Παιδείας, το οποίο παράλληλα προαναγγέλλει εκτεταμένες συνενώσεις τμημάτων σε πανεπιστήμια και ΤΕΙ.

Ο υφυπουργός Παιδείας, Γ.Πανάρετος, που έχει εισηγηθεί την κατάθεση των μηχανογραφικών όχι τον Ιούλιο, αλλά την άνοιξη, υποστηρίζοντας ότι περισσότερο περιορίζει παρά βοηθάει τους υποψηφίους το να γνωρίζουν τους βαθμούς τους, προτού το συμπληρώσουν, αναφέρει με συνέντευξή του στα «Νέα» ότι η απόφαση θα ληφθεί με κριτήριο την καλύτερη εξυπηρέτηση των υποψηφίων.

«Το θέµα αυτό αφορά και επηρεάζει αποκλειστικά τους υποψηφίους. Είναι λοιπόν οι υποψήφιοι και οι οικογένειές τους εκείνοι, των οποίων η γνώµη θα έχει καθοριστική σηµασία στη λήψη της τελικής απόφασης. Για τον λόγο αυτό, θα τεθεί σύντοµα σε διαβούλευση, όπου θα εκτεθούν οι λόγοι που συνηγορούν στην αλλαγή του χρόνου υποβολής, για να διατυπωθούν όλες οι απόψεις και να ληφθεί τελική απόφαση» τονίζει.

Ο υφυπουργός Παιδείας επισηµαίνει ότι σύντοµα αρχίζει και ο εκπαιδευτικός «Καλλικράτης» µε συνενώσεις τόσο πανεπιστηµιακών όσο και τµηµάτων ΤΕΙ και ισχυροποίηση της Μεταδευτεροβάθµιας Εκπαίδευσης, «χωρίς να υπάρχουν στεγανά κινητικότητας οριζοντίως και καθέτως».

«Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι η συνένωση τμημάτων που σήμερα είναι άκρως εξειδικευμένα», τονίζει ο κ.Πανάρετος.

Αναφερόμενος στο κείμενο διαβούλευσης για τις αλλαγές στην τριτοβάθμια εκπαίδευση και στις προτάσεις που ετοιμάζουν τα πανεπιστήμια ο υφυπουργός Παιδείας απαντά: «Είναι καλό να γνωρίζει ο καθένας τον ρόλο του. ∆εν µπορεί µια Σύγκλητος να γίνει το Βατικανό της ελληνικής επικράτειας, αγνοώντας πλήρως τις προτάσεις της κυβέρνησης. Η κυβέρνηση θεωρεί εξαιρετικά γόνιµο το να γίνεται διαβούλευση πάνω στις προτάσεις. Υπάρχουν οι κεντρικές πολιτικές κατευθύνσεις, αλλά υπάρχει και δυνατότητα εποικοδοµητικής συζήτησης για την ενδεχόµενη βελτίωση ή ακόµα και τροποποίησή τους».

Τετάρτη, 17 Νοεμβρίου 2010

Μπορούμε να γίνουμε σούπερ ήρωες;



Επιστήμονες «απαντούν» στις υπερδυνάμεις των ηρώων στα κόμικς επιστημονικής φαντασίας. 
 
Όταν οι δημιουργοί των κόμικς επιστημονικής φαντασίας έπλαθαν τους χαρακτήρες των σούπερ-ηρώων τους, μάλλον δεν είχαν κατά νου ότι, κάποια μέρα η επιστήμη θα «ξεπεράσει» τη φαντασία τους, όχι μόνο καταφέρνοντας να εξηγήσει τις υπερδυνάμεις των υπερφυσικών πλασμάτων τους, αλλά πολύ περισσότερο να κάνει πραγματικότητα κάποιες ιδιότητές τους!
Ο Superman (Σούπερμαν) σταματάει τρένα, τρέχει γρηγορότερα από μία σφαίρα, μπορεί να σηκώσει φορτηγά με το ένα χέρι ή να πηδήξει μ' ένα σάλτο πάνω από έναν ουρανοξύστη… Ο Spiderman (Σπάιντερμαν) περπατάει σε τοίχους και ταβάνια με το κεφάλι ανάποδα, η Catwoman (Κάτγουμαν) μεταμορφώνεται σε μια δυναμική γυναίκα, με φοβερές ακροβατικές ικανότητες, ανεπτυγμένες αισθήσεις και αντανακλαστικά, η Suzan Storm (Σούζαν Στορμ), του δημοφιλούς κόμικ «Φανταστικοί 4» («Fantastic Four») γίνεται αόρατη, χάρη στις δυνάμεις που απέκτησε, όταν «χτυπήθηκε» από την κοσμική ακτινοβολία.
Οι υπερδυνάμεις αυτών των σούπερ ηρώων - και πολλών ακόμη - που εμφανίζονται στις ιστορίες επιστημονικής φαντασίας, προκαλούν δέος και θαυμασμό στους κοινούς ανθρώπους, που θεωρούν τα επιτεύγματά τους ακατόρθωτα, τους καθιστούν δημοφιλείς και τις περιπέτειές τους συναρπαστικές. Ωστόσο, οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η πιο συναρπαστική ταινία επιστημονικής φαντασίας δεν παίζεται στο σινεμά, αλλά στα ερευνητικά εργαστήρια και δεν γράφεται από σεναριογράφους, αλλά από τους ίδιους.
Ποιος δεν θα ήθελε με μόνο μία σκέψη του να λύσει οποιοδήποτε πρόβλημα του παρουσιάζεται, όπως ο Dr. Manhattan (Δρ. Μανχάταν), ο πλέον παντοδύναμος υπερήρωας, που μπορεί να αναδιοργανώσει ολόκληρο το σύμπαν στη στιγμή;
Έξι επιστήμονες, διαφορετικών ειδικοτήτων, οι νικητές του διαγωνισμού Famelab (Φέιμλαμπ) του Βρετανικού Συμβουλίου, δίνουν απαντήσεις στα «θαύματα» του Χόλιγουντ και των κόμικς, και εξηγούν τα «ακατόρθωτα» των σούπερ ηρώων, τα οποία είναι τελικά πιο κοντά στην πραγματικότητα, από ό,τι νομίζουμε.
Μάλιστα, διαβεβαιώνουν ότι, οι επιστήμονες του 21ου αιώνα παρατηρούν στα εργαστήριά τους δυνάμεις που είναι κατά πολύ ισχυρότερες από αυτές όλων των υπερηρώων μαζί! Θα είμαστε τελικά κοινωνοί της επόμενης γενιάς των σούπερ ηρώων;
Μπορώ να κάνω το σάλτο του Superman…
Σε κάθε τεύχος του Superman, ο υπερήρωας εμφανίζεται να πηδάει μ' ένα σάλτο πάνω από έναν τεράστιο ουρανοξύστη, με περισσότερους από 40 ορόφους, δηλαδή περίπου 200 μέτρα ύψος. Είναι δυνατό ένας άνθρωπος να κάνει το ίδιο και πόση δύναμη θα χρειαζόταν;
Σύμφωνα με την απλή φυσική του γυμνασίου, η δύναμη που βάζει ένας άνθρωπος για να σταθεί όρθιος, είναι ίση με το βάρος του, ενώ εάν επιχειρήσει ένα επιτόπιο άλμα, θα μπορέσει να πηδήξει μέχρι ένα μέτρο, βάζοντας στην περίπτωση αυτή δύναμη 70% μεγαλύτερη του βάρους του. Ο Superman δείχνει να έχει μία φυσιολογική σωματική διάπλαση και το βάρος του δεν φαίνεται να ξεπερνά τα 100 κιλά, άρα σε κάθε του άλμα θα χρειαζόταν δύναμη ίση με 170 κιλά.
»Με βάση το νόμο της μηχανικής ενέργειας για να φτάσει κάποιος μ' ένα άλμα σε ύψος 200 μέτρων θα πρέπει να εκτοξευτεί από το έδαφος με ταχύτητα περίπου 230 χιλιόμετρα ανά ώρα, που δύσκολα πιάνουν ακόμη και τα πιο γρήγορα αυτοκίνητα. Ακόμη δυσκολότερο, να φτάσει την ταχύτητα αυτή μέσα στο 1/4 του δευτερολέπτου - είναι ο χρόνος από τη στιγμή που αρχίζει να βάζει δύναμη, μέχρι τα πόδια του να ξεκολλήσουν από το έδαφος. Σύμφωνα μ' έναν δεύτερο νόμο, του Νεύτωνα, ο Superman για να κάνει ένα άλμα με τέτοια επιτάχυνση πρέπει να βάλει μια δύναμη που ισοδυναμεί με βάρος δυόμισι τόνων», εξηγεί ο Χημικός Μηχανικός και επιστημονικός συνεργάτης του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», Νίκος Παπαδημητρίου.
Με βάση αυτά τα δεδομένα, ο Superman θα έπρεπε να ζυγίζει περίπου 1,5 τόνο, ώστε να είναι σε θέση να βάλει τόση δύναμη. Αλλά, είπαμε ότι δεν δείχνει να ζυγίζει πάνω από 100 κιλά. Η κρυμμένη υπερδύναμη του Superman βρίσκεται στο γεγονός ότι, το βάρος μας, μπορεί να είναι σχετικό…
Όπως κάθε αντικείμενο, έτσι και το ανθρώπινο σώμα είναι φτιαγμένο από κάποιο υλικό, που λέγεται μάζα, η οποία είναι ίδια, είτε βρισκόμαστε στη Γη, είτε στη Σελήνη. Ωστόσο, όταν ανεβαίνουμε σε μια ζυγαριά δεν μετράμε πραγματικά τη μάζα αλλά το βάρος μας, δηλαδή τη δύναμη που ασκεί η Γη σε κάθε αντικείμενο που βρίσκεται πάνω της. Δύο οποιαδήποτε αντικείμενα που έχουν μάζα ασκούν μια δύναμη το ένα στο άλλο. Εκείνο που διαπίστωσε ο Νεύτωνας, όταν τού έπεσε το μήλο στο κεφάλι είναι ότι, αυτή η δύναμη είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερες είναι οι μάζες των δύο αντικειμένων, δηλαδή της Γης και του Superman στην περίπτωσή μας.
»Ας υποθέσουμε ότι, μπορούμε να κάνουμε διαπλανητικά ταξίδια, πηγαίνοντας από τον έναν πλανήτη στον άλλο. Σε όποιον πλανήτη κι αν βρισκόμαστε, η μάζα μας θα είναι ίδια, θα είμαστε φτιαγμένοι από την ίδια ποσότητα υλικού. Ωστόσο, η μάζα του κάθε πλανήτη δεν είναι ίδια, άρα σε κάθε πλανήτη εμείς θα έχουμε διαφορετικό βάρος. Για παράδειγμα, η μάζα της Σελήνης είναι περίπου 6 φορές μικρότερη από της Γης. Έτσι, το βάρος μας στη Σελήνη είναι 6 φορές μικρότερο. Ένας άνθρωπος που στη Γη ζυγίζει 80 κιλά, στη Σελήνη θα ζυγίζει μόλις 14! Ωστόσο, καθένας από εμάς που έχει μεγαλώσει στη Γη είναι συνηθισμένος και διαθέτει την απαιτούμενη σωματική δύναμη για να σηκώνει το βάρος του στη Γη (ας πούμε τα 80 κιλά). Όταν, λοιπόν, μετακομίσει στη Σελήνη, το βάρος των 14 κιλών θα τού φαίνεται παιχνιδάκι» αναφέρει ο κ. Παπαδημητρίου.
Πράγματι, οι αστροναύτες του Apollo 11 (Απόλο 11), που πάτησαν πρώτοι στη Σελήνη, ήταν σε θέση να κάνουν άλματα έξι φορές μεγαλύτερα από ό,τι στη Γη. Κι αν οι 40 όροφοι ακούγονται υπερβολικοί, άνετα ένας αστροναύτης στη Σελήνη θα μπορούσε να πηδήξει πάνω από ένα κτίριο δύο ορόφων. Άρα, για τους υποθετικούς κατοίκους της Σελήνης, αυτός ο αστροναύτης θα ήταν ένας Superman, ένας υπερήρωας.
«Η εξήγηση, λοιπόν, είναι απλή», σημειώνει ο κ. Παπαδημητρίου και συνεχίζει: «Ο πλανήτης Krypton (Κρύπτον), όπου γεννήθηκε ο Superman, έχει μεγαλύτερη μάζα από τη Γη. Έτσι, ο Superman μαθημένος και δυναμωμένος σ' έναν πλανήτη, όπου χρειάζεσαι τεράστια δύναμη για να σηκώσεις το βάρος σου, έρχεται στη Γη κι εκεί όλα τού φαίνονται παιχνιδάκι».
Αλλά πόσο μεγαλύτερη μάζα πρέπει να έχει ο πλανήτης Krypton από τη Γη; Είπαμε ότι ο Superman, που ζυγίζει 100 κιλά στη Γη, θα πρέπει να είναι συνηθισμένος να σηκώνει το βάρος του ακόμα κι αν ζυγίζει ενάμισι τόνο (1.500 κιλά). Αυτό σημαίνει ότι ο πλανήτης Krypton πρέπει να έχει 15 φορές μεγαλύτερη μάζα από τη Γη. Και αν υποθέσουμε ότι ο Krypton έχει περίπου το ίδιο μέγεθος (όγκο) με τη Γη, θα πρέπει το υλικό, από το οποίο είναι φτιαγμένος, να είναι 15 φορές πιο συμπαγές από ό,τι το υλικό της Γης. Στη γλώσσα της Φυσικής, αυτό σημαίνει ότι ο Krypton έχει 15 φορές μεγαλύτερη πυκνότητα από τη Γη.
Δηλαδή, υπάρχει ο πλανήτης Krypton; Στα πρώτα επεισόδια του Superman, κάπου λέγεται ότι ο πλανήτης Krypton βρίσκεται τρία εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη. Για τους συγγραφείς του Superman (Jerry Siegel και Joe Shuster), στις αρχές της δεκαετίας του '40, ήταν αδιανόητο ότι ο άνθρωπος θα μπορούσε ποτέ να μάθει τι γίνεται σε τέτοιες αποστάσεις από τη Γη. Κι όμως!
»Αυτό που πριν από μερικά χρόνια ήταν επιστημονική φαντασία, σήμερα είναι πραγματικότητα. Οι σημερινοί αστροφυσικοί, με τη βοήθεια υπερσύγχρονων τηλεσκοπίων, μπορούν να μελετήσουν ουράνια σώματα που βρίσκονται σε αποστάσεις έως και 10 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, δηλαδή πολύ μακρύτερα από ότι μπορούσαν να φανταστούν οι δημιουργοί του Superman» λέει.
Και ποιο είναι το συμπέρασμα; Ότι ο πλανήτης Krypton υπάρχει; Ότι μπορεί κάποια στιγμή να συναντήσουμε τον Superman; «Κανείς δεν ξέρει. Εκείνο που είναι σίγουρο είναι ότι η επιστημονική φαντασία φαίνεται πολύ μικρή μπροστά στις σύγχρονες ανακαλύψεις της Επιστήμης», καταλήγει ο κ.Παπαδημητρίου.
Τώρα θα γίνω αόρατη, σαν τη Suzan Storm!
Ένα από τα πιο δημοφιλή κόμικς, οι «Φανταστικοί 4», έγινε δύο φορές ταινία στο σινεμά, ενώ κυκλοφόρησαν παιδικές σειρές και βιντεοπαιχνίδια με τους ήρωές του. Οι «Φανταστικοί 4» βρέθηκαν κάποια στιγμή απροστάτευτοι στο διάστημα, μέσα σε μία κοσμική καταιγίδα, με αποτέλεσμα να τους «βομβαρδίσει» κοσμική ακτινοβολία και να αποκτήσουν υπερδυνάμεις. Η πιο γοητευτική φιγούρα από τους τέσσερις είναι η Αόρατη Γυναίκα, που καταφέρνει να εξαφανίζεται μπροστά στα μάτια μας.
Η Αννα Χριστοδούλου, φοιτήτρια Φυσικής, υποστηρίζει ότι, για να κατανοήσουμε την «ικανότητα» αυτή, αρκεί να αντιληφθούμε τον τρόπο, με τον οποίο βλέπουμε.
»Βλέπουμε χάρη στο φως, το οποίο φεύγει από τον ήλιο ή τις λάμπες, πέφτει σε διάφορα αντικείμενα, σκεδάζεται σε διάφορες γωνίες και φτάνει στα μάτια μας. Αν, όμως, ξεγελάσουμε το φως, τότε ξεγελάμε και τα μάτια μας και μπορούμε να κάνουμε κάτι αόρατο», λέει.
Αυτό μπορεί να γίνει εφικτό με τα «μετά-υλικά», μία κατηγορία υλικών, που ακόμη βρίσκονται σε πειραματικό στάδιο. Είναι κράματα και συνδυασμοί υλικών, όπως πυρίτιο, ασήμι, χαλκός και υαλοβάμβακας, τα οποία, εάν χρησιμοποιηθούν με κατάλληλο συνδυασμό και γεωμετρία, επιτρέπουν στις ακτίνες του φωτός να «αγνοήσουν» τη διάταξη των μετά-υλικών, και άρα, να μην μας βλέπει κανείς, αν στεκόμαστε πάνω της.
Πάντως, σύμφωνα με την κ. Χριστοδούλου, με τη συγκεκριμένη μέθοδο γινόμαστε αόρατοι, μόνο αν μας κοιτούν μέσα από συγκεκριμένα φίλτρα και παραμένουμε ακίνητοι, ώστε να μην χαλάσει η γεωμετρία.
Μία ακόμη μέθοδος στηρίζεται σ' αυτή της τεχνολογίας των αεροσκαφών stealth, που παραμένουν αόρατα από τα ραντάρ, καθώς είναι κατασκευασμένα από ένα υλικό με «περίεργες» γωνίες και ιδιότητες, που καταφέρνουν να αντανακλούν τα ραδιοκύματα (ακτινοβολίες).
Η φύση προσφέρει μία ακόμη λύση: την τέχνη του καμουφλάζ, που χρησιμοποιεί άριστα ο χαμαιλέοντας, παίρνοντας την ίδια απόχρωση με το περιβάλλον, στο οποίο βρίσκεται. «Φανταστείτε ένα πουκάμισο που έχει πάνω του ενσωματωμένες κάμερες. Οι κάμερες τραβάνε την εικόνα που υπάρχει γύρω μας και την προβάλλουν πάνω στο πουκάμισο. Οπότε, όποιος το φοράει γίνεται αόρατος, γιατί οι υπόλοιποι βλέπουν τι υπάρχει πίσω του, λες και το σώμα του δεν υπάρχει», λέει η κ.Χριστοδούλου.
Στολή του Spiderman με νανοϋλικά
Μπορεί οι κοινοί άνθρωποι να μην έχουν την ικανότητα να περπατήσουν σε τοίχους και ταβάνια με το κεφάλι ανάποδα, όπως ο Spiderman, ωστόσο, θα μπορούσαν να το κάνουν, εάν φορούσαν τη στολή του. Μία τέτοια εφεύρεση θα «έλυνε» τα χέρια σε πολλούς επαγγελματίες και μη, που πρέπει να σκαρφαλώνουν σε τοίχους, όπως καθαριστές τζαμιών σε ουρανοξύστες, ορειβάτες - αναρριχητές κ.ά.
Στα νανοεργαστήρια, οι επιστήμονες αναζητούν τη «συνταγή» με την κατάλληλη σύνθεση υλικών, παρατηρώντας στο ζωικό βασίλειο τους στενότερους συγγενείς του ανθρώπου- αράχνη, δηλαδή τις ίδιες τις αράχνες, αλλά και άλλα είδη που παρουσιάζουν την ίδια ευελιξία και ικανότητα, όπως οι σαύρες «γκέκο», τα γνωστά «σαμιαμίδια». Τα δύο αυτά είδη εφαρμόζουν την ίδια τεχνική μ' αυτή του Spiderman και στηρίζονται στους ίδιους φυσικούς νόμους, όταν πρόκειται να λάβουν μέρος σε επικίνδυνες αναρριχητικές αποστολές.
Και ποιά είναι αυτή η τεχνική; Κοιτάζοντας κάποιος σ' ένα απλό μικροσκόπιο τα πόδια μιας σαύρας γκέκο, θα διακρίνει επάνω τους εκατοντάδες πτυχώσεις. Αν κοιτάξει ακόμα πιο κοντά, μ' ένα πιο ισχυρό μικροσκόπιο, θα διαπιστώσει ότι, σε κάθε πτύχωση υπάρχουν εκατομμύρια δεσμίδες, που αποτελούνται από πολύ μικρά τριχίδια, τόσο μικρά που μπορεί κανείς να τα υπολογίσει μόνο στη νανοκλίμακα.
Στον κόσμο αυτό, τα νανοσωματίδια είναι ένα δισ. φορές μικρότερα του μέτρου και η ύλη εμφανίζει νέες ιδιότητες.
»Σ' αυτές ακριβώς τις ιδιότητες οφείλεται και η ικανότητα μιας σαύρας, μιας αράχνης και άρα και του Spiderman να περπατάνε σε τοίχους», εξηγεί η διδάκτορας νανοτεχνολογίας, Εύα Καραταΐρη.
Γιατί όμως τα πόδια της σαύρας κολλάνε και ξεκολλάνε εύκολα σε λείες ή τραχιές επιφάνειες, και μάλιστα τόσο γρήγορα, ώστε μια σαύρα γκέκο να ανασηκώνει και να ξαναπατάει κάθε πόδι της μέχρι και 20 φορές σ' ένα δευτερόλεπτο;
»Στο νανόκοσμο κυριαρχούν δυνάμεις με την ονομασία Van Der Waals. Εξαιτίας των δυνάμεων αυτών τα υλικά και τα αντικείμενα στο νανόκοσμο εύκολα κολλάνε και ξεκολλάνε μεταξύ τους. Οι δυνάμεις αυτές υπάρχουν και στο δικό μας κόσμο, αλλά για να μπορέσουμε να τις αντιληφθούμε, πρέπει οι δύο επιφάνειες που έρχονται σε επαφή να έχουν νανο-διαστάσεις, αλλιώς κανείς δεν τις προσέχει. Για παράδειγμα, αν ακουμπήσουμε το χέρι μας στον τοίχο, τότε θα αναπτυχθούν δυνάμεις Van der Waals ανάμεσα στο χέρι μας και τον τοίχο, αλλά δεν θα κολλήσει πάνω του. Το χέρι μας έχει πολύ μεγάλη επιφάνεια. Αντίθετα στο πόδι μιας σαύρα ή μιας αράχνης κάθε νανοτριχίδιο έχει εκατομμύρια φορές μικρότερη επιφάνεια. Και αν μια σαύρα κολλήσει ταυτόχρονα όλα της τα νανοτριχίδια σε έναν τοίχο, τότε θα μπορούσε να σηκώσει βάρος μέχρι 130 κιλά. Ο Spiderman ζυγίζει πολύ λιγότερο», λέει η κ.Καραταΐρη.
Τι τρέχει με το DNA της φοβερής Catwoman;
Στο Batman No 2 (Μπάτμαν Νο 2), η γραμματέας του κακού δημάρχου της Γκόθαμ Σίτι κρυφακούει τα μυστικά σχέδια του αφεντικού της. Όταν αυτός το μαθαίνει, τη ρίχνει κάτω από το παράθυρο. Εκεί, πεσμένη στο παγωμένο χιόνι, θα της συμβεί κάτι και θα προκύψει η θηλυκή υπερ-ήρωας.
Τι συνέβη την παγωμένη εκείνη νύχτα; Μετάλλαξη του DNA, στην οποία πολλοί σούπερ-ήρωες οφείλουν την ύπαρξή τους. Το DNA μοιάζει με τις εξωτερικές, στριφογυριστές σκάλες που έχουν κάποιες πολυκατοικίες. Το κάθε σκαλοπάτι του αποτελείται από δύο κομμάτια τα οποία συνδέονται μεταξύ τους σαν δύο κομμάτια παζλ. Υπάρχουν 4 διαφορετικά κομμάτια παζλ στο DNA, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με μία ορισμένη σειρά. Αυτή η σειρά έχει εξαιρετική σημασία, αφού καθορίζει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε είδους (χρώμα μαλλιών, ματιών κ.α.). Εάν η σειρά αυτή αλλάξει, μπορούν να συμβούν πολλά, ακόμη και να γίνει κάποιος στα καλά του καθουμένου σούπερ-ήρωας.
»Εδώ παίζει ρόλο η 'μετάφραση'. Σύμφωνα με τους βιολόγους, κάθε τρία σκαλοπάτια του DNA 'μεταφράζονται' σ' ένα κομματάκι πρωτεΐνης. Και έτσι κομματάκι-κομματάκι συντίθεται μία πρωτεΐνη. Εάν όμως αλλάξει η σειρά των σκαλοπατιών, αντιλαμβάνεστε πως η πρωτεΐνη που θα φτιαχτεί, θα είναι κάπως διαφορετική. Και η κάπως διαφορετική αυτή πρωτεΐνη μπορεί να κάνει κάπως διαφορετικά πράγματα στον οργανισμό», εξηγεί η απόφοιτη Φυσικής Σχολής, Στέλλα Παπαδάκη.
Χιλιάδες τυχαίες μεταλλάξεις στο DNA, στη διάρκεια χιλιάδων ετών, κληρονομήθηκαν από τους απογόνους του κάθε είδους. Εάν τα αποτελέσματά τους ήταν ευνοϊκά για τον εκάστοτε ζωντανό οργανισμό, στις συνθήκες που ζούσε, τότε αυτός επιβίωνε και αναπαραγόταν, μεταδίδοντας στους απογόνους του το διαφοροποιημένο γενετικό υλικό. Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται και …ζούμε εμείς καλά και οι υπερήρωες καλύτερα…
Ο Dr Manhattan αλλάζει τον κόσμο!
Ο Dr Manhattan είναι ένας διαφορετικός υπερήρωας. Είναι ένας φυσικός, που δεν ενδιαφέρεται για κυριαρχία και πλούτο, αλλά για τη σωτηρία της ανθρωπότητας. Στην προσπάθειά του να εξηγήσει τα φυσικά συστήματα, γίνεται παντοδύναμος, όταν βρίσκεται στο λάθος άκρο ενός επιταχυντή που ακυρώνει το «εσωτερικό του πεδίο».
»Δεν υπάρχει ως έννοια ένα τέτοιο πεδίο στη φυσική, υπάρχουν όμως οι ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις, που ευθύνονται για τη συγκράτηση των πρωτονίων στους πυρήνες των ατόμων. Τα πρωτόνια είναι φορτισμένα θετικά, οπότε όταν πλησιάζουν δύο κοντά απωθούνται, όπως τα δύο άκρα ίδιας πολικότητας ενός μαγνήτη. Σε πολύ μικρές αποστάσεις, όμως, εμφανίζει την επίδρασή της η ισχυρή δύναμη, που είναι εκατό φορές πιο ισχυρή από αυτή της ηλεκτρομαγνητικής άπωσης, και τα συγκρατεί μαζί σε έναν πυρήνα. Αν υπήρχε κάποιος τρόπος να ακυρωθεί αυτή η δύναμη, όπως ακυρώνεται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα από ένα άλλο αντίθετο, τότε θεωρητικά όλα τα άτομα θα αποσυντίθεντο στα στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία απαρτίζονται. Στο κόμικ, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη παρέμεινε ανεπηρέαστη κι έτσι, η σκέψη του φυσικού κατάφερε να επιβιώσει και να επανασυναρμολογήσει το σώμα του από όλα τα συστατικά του στοιχεία, αλλά με εξαιρετικά βελτιωμένο τρόπο», εξηγεί ο διδάκτορας Αστροφυσικής, Σταύρος Δημητρακούδης.
Κατ΄ αυτόν τον τρόπο, ο Dr Manhattan ανέπτυξε την ικανότητα να μεταχειρίζεται κατά βούληση την ύλη και την ενέργεια του περιβάλλοντός του. Μπορεί να τηλεμεταφέρεται μέσα από το κβαντικό τούνελ, να περνάει μέσα από τοίχους, να προβλέπει το μέλλον κ.ά.
Μιλάω 6.000.000 διαφορετικές γλώσσες
Στην τριλογία του «Πολέμου των Άστρων», το ανθρωποειδές ρομπότ C-3PO, μπορεί να επικοινωνήσει σε πάνω από έξι εκατομμύρια γλώσσες, αλλά επίσης να κατανοήσει επίσημα διπλωματικά πρωτόκολλα και συνήθειες των κατοίκων σε μακρινούς γαλαξίες. Στην «Οδύσσεια του διαστήματος» ο υπολογιστής HAL, εκφράζει συναισθήματα και παίρνει αποφάσεις για την τύχη μιας διαστημικής αποστολής.
Αν και στον κινηματογράφο ρομπότ και υπολογιστές, φαίνεται να έχουν ξεπεράσει τα προβλήματα κατανόησης συναισθημάτων από τις μηχανές, στην πραγματικότητα κάτι τέτοιο δεν είναι ακόμη εφικτό, ωστόσο, η επιστήμη βρίσκεται σε καλό δρόμο.
»Αυτό που κάνει τόσο δύσκολη την υλοποίηση τέτοιων υπολογιστών - ρομπότ, είναι ο συνδυασμός τριών διαφορετικών επιστημονικών πεδίων: αναγνώριση, που σημαίνει ότι πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μεθόδους μηχανικής μάθησης για να εκπαιδεύσουμε τους υπολογιστές μας, συναισθήματα, για τα οποία έχουμε στη διάθεσή μας εμπειρία και γνώση χιλιετιών, και υλοποίηση σε υπολογιστές, πράγμα που σημαίνει πως όλα όσα θεωρούμε δεδομένα όταν κοιτάμε το πρόσωπο ενός ανθρώπου ή ακούμε τη φωνή του, πρέπει να περάσουν μέσα από μια κάμερα ή ένα μικρόφωνο», επισημαίνει ο ερευνητής και μηχανικός υπολογιστών, Κώστας Καρπούζης.
Σε ό,τι αφορά στα συναισθήματα, η πιο δημοφιλής θεωρία, αυτή του Paul Ekman, αναφέρει πως υπάρχουν έξι βασικά συναισθήματα (χαρά, λύπη, έκπληξη, φόβος, απέχθεια, θυμός), τα οποία είναι αναγνωρίσιμα από όλους τους ανθρώπους, ανεξάρτητα από πολιτισμικό ή κοινωνικό υπόβαθρο.
»Αρκεί να 'εκπαιδεύσουμε' τους υπολογιστές μας να ταξινομούν αυτά που ακούν και βλέπουν σε μια από αυτές τις έξι κατηγορίες. Για να το πετύχουμε αυτό, μπορούμε να μιμηθούμε τον τρόπο με τον οποίο μαθαίνει ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα δέχονται τα ερεθίσματα από τα αισθητήρια όργανα και προσαρμόζονται έτσι ώστε να μπορούν να αναγνωρίζουν αυτά που βλέπει και ακούει ο άνθρωπος. Στην περίπτωσή μας, σύμφωνα με μελέτες ψυχολόγων, τα ερεθίσματα αυτά είναι τα χαρακτηριστικά του προσώπου, δηλαδή η μορφή που παίρνουν τα φρύδια, τα μάτια και το στόμα, και κάποια ποιοτικά χαρακτηριστικά της φωνής, όπως η ένταση, η χροιά ή ο ρυθμός με τον οποίο εκφέρονται οι λέξεις», αναφέρει.