Στη δύσκολη οικονομική συγκυρία που βρισκόμαστε όλο και περισσότερες φωνές ακούγονται περί σπατάλης χρημάτων στην επιστήμη χωρίς προφανή οφέλη, για το πείραμα στο Cern -πως ξοδευόνται χρήματα που θα μπορούσαν να επενδυθούν αλλού κλπ
Εδώ, λοιπόν (TED) έρχεται ο Μπράιαν Κοξ -γνωστός "σταρ" της επιστήμης, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Manchester,μας εξηγεί γιατί χρειάζονται οι εξερευνητές. Γιατί χρειάζεται η επιστήμη...
Μέχρι το τέλος του 18ου αιώνα, οι επιστήμονες είχαν παρατηρήσει πολλά ηλεκτρικά φαινόμενα και πολλά μαγνητικά φαινόμενα, αλλά πίστευαν ότι οφείλονται σε διακριτές δυνάμεις.Όταν το 1820 ο σαραντατριών ετών Δανός καθηγητής Hans Christian Oersted απέστειλε για δημοσίευση μια τετρασέλιδη ανακοίνωση, οι επιστήμονες στη Γαλλία, την Ελβετία, την Αγγλία και τη Ρωσία αντιλήφθηκαν ότι το περιεχόμενο της έθιγε τόσο επιστημονικά όσο και πανανθρώπινα προβλήματα. Ποια στάση όφειλαν να τηρήσουν απέναντι στο συντάκτη της ανακοίνωσης και πώς έπρεπε να αξιολογήσουν το πόνημα του; Ποιο ήταν αυτό το πρόσωπο —ένας ονειροπόλος, ένας ρομαντικός ή απλώς ένας τυχερός άνθρωπος; Και ποιο το αντικείμενο που θεράπευε —η φυσική, η χημεία, η φαρμακολογία, η φιλοσοφία ή, μήπως, η ποίηση;
Δεν επρόκειτο για απλά ερωτήματα. Παραμένουν ανοιχτά ακόμη και σήμερα. Γι' αυτό, λοιπόν, ας επιχειρήσουμε ένα ταξίδι στο παρελθόν, σε μια εποχή που την χωρίζουν από τη δική μας δύο και πλέον αιώνες, για να επισκεφθούμε το Ρουδκέμπενγκ, μια πόλη σε ένα μακρινό νησάκι της Δανίας, το Λάνγκελαν. Ο Hans Christian Oersted υπήρξε γιος ενός φτωχού φαρμακοποιού. Ο Hans και ο αδελφός του Anders έλαβαν τη βασική τους εκπαίδευση από διάφορες πηγές: ένας κουρέας της πόλης τούς δίδαξε γερμανικά, ενώ η γυναίκα του τους δίδαξε δανικά, ένας ιερέας τούς εξήγησε τους κανόνες της γραμματικής και εξοικείωσε τα δύο αδέλφια με την ιστορία και τη λογοτεχνία• ένας τοπογράφος τούς έδειξε πώς να προσθέτουν αριθμούς και, τέλος, ένας φοιτητής τούς μύησε στα μυστικά της ορυκτολογίας.
Σε ηλικία 12 ετών, τον Hans τον είχε ήδη γοητεύσει η επιστήμη. Δυστυχώς, όμως, αντί να λάβει μια συ¬στηματικότερη εκπαίδευση, ανα¬γκάστηκε να εργαστεί στο πατρικό φαρμακείο. Εκεί το ενδιαφέρον του τράβηξε η ιατρική, η οποία έγινε παροδικά το αγαπημένο του αντικείμενο, επισκιάζοντας τη χημεία, την ιστορία και τις καλές τέχνες. Αποφάσισε να σπουδάσει στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, αλλά τον βασάνιζε η αμφιβολία: Ποια επιστήμη έπρεπε να ακολουθήσει; Έτσι, άρχισε να μελετά τα πάντα: ιατρική, φυσική, αστρονομία, φιλοσοφία και ποίηση.
Ο Oersted πέρασε ευτυχισμένα φοιτητικά χρόνια. Όπως έγραψε αργότερα, για να αποκτήσουν οι νέοι την απόλυτη ελευθερία, πρέπει να απολαύσουν το βασίλειο του λόγου και της φαντασίας, εκεί όπου ο αγώνας πορεύεται μαζί με την ελευθερία της σκέψης και της έκφρασης, εκεί όπου στον ηττημένο δίνεται η ευκαιρία να σηκωθεί και να συνεχίσει να παλεύει. Έζησε σε έναν κόσμο όπου είχαν θέση οι σεμνές νίκες, η κατάκτηση της νέας γνώσης και η ευκαιρία να διορθώνει κανείς τα λάθη του παρελθόντος. Το 1797 του απονεμήθηκε το χρυσό μετάλλιο του πανεπιστημίου για το δοκίμιο του «Τα σύνορα του πεζού λόγου και της ποίησης». Η επόμενη εργασία του, η οποία έτυχε ανάλογης διάκρισης, αφορούσε τις ιδιότητες των αλκαλίων, και η διδακτορική του διατριβή ήταν αφιερωμένη στην ιατρική. Παρότι τα επιτεύγματα του υπήρξαν εντυπωσιακά, διακινδύνευσε την επιστημονική του σταδιοδρομία καλλιεργώντας παράλληλα ποικίλα ενδιαφέροντα, γεγονός που συνέτεινε να περιοριστεί το βάθος της επαγγελματικής του ειδίκευσης.
Εν τω μεταξύ, μια νέα εποχή άνοιγε. Μέσα στη δίνη της γαλλικής και της αμερικανικής επανάστασης ανέτειλε μια νέα αντίληψη για τον κόσμο, και τα παλιά δόγματα εκτοπίστηκαν από τις νέες ηθικές αρχές και τη νέα λογική. Η βιομηχανική επανάσταση προκάλεσε έναν αστέρευτο ποταμό πρακτικών καινοτομιών. Ο 19ος αιώνας διακήρυξε νέους τρόπους σκέψης και ζωής μέσω των καινοφανών κοινωνικών και πολιτικών ιδεών, της σύγχρονης φιλοσοφίας, της τέχνης και της λογοτεχνίας. Αυτός ο νέος κόσμος γοήτευσε τον Hans, και αποφάσισε να βρεθεί εκεί όπου λύνονταν τα μεγάλα επιστημονικά και φιλοσοφικά προβλήματα. Η Δανία δεν ήταν παρά μια ευρωπαϊκή επαρχία, και ο Oersted δεν ήθελε να περάσει εκεί την υπόλοιπη ζωή του. Ευτυχώς, το ταλέντο του, η επιμονή του και η καλοτυχία του έσμιξαν με τον καλύτερο τρόπο: Ύστερα από την έξοχη υποστήριξη της διατριβής του, το πανεπιστήμιο τον έστειλε για περαιτέρω σπουδές στη Γαλλία, τη Γερμανία και την Ολλανδία. Εκεί είχε την ευκαιρία να παρακολουθήσει διάφορες διαλέξεις σε θέματα όπως το πώς είναι δυνατόν να επιλυθούν τα προβλήματα της φυσικής με τη βοήθεια της ποίησης και της μυθολογίας. Παρότι απολάμβανε τις διαλέξεις των λαμπρών φιλοσόφων, ο Oersted ουδέποτε εγκατέλειψε την πειραματική προσέγγιση στη μελέτη των φυσικών φαινομένων.
Ο Oersted επηρεάστηκε βαθύτατα από τη φιλοσοφία του Georg Hegel (1770-1831) και του Friedrich Schelling (1775-1854), ιδιαίτερα δε από την ιδέα του Schelling περί της καθολικής σύνδεσης όλων των φαινομένων. Η ιδέα αυτή προσέδωσε κύρος στην ευρύτητα των επιστημονικών του ενδιαφερόντων αφού, σύμφωνα με τις κρατούσες φιλοσοφικές αντιλήψεις της εποχής, όλα τα επιστημονικά πεδία βρίσκονταν σε αλληλεξάρτηση. Η ιδέα των καθολικών συνδέσεων μεταξύ των φαινο¬μένων κατακυρίευσε τον Oersted. Γρήγορα βρήκε μια αδελφή ψυχή για να μοιραστεί τις απόψεις του-πρόκειται για τον Γερμανό φυσικό Johann Ritter (1776-1810), ο οποίος ήταν εξίσου ρομαντικός και είχε ένα επίσης ευρύτατο πεδίο επιστημονι¬κών ενδιαφερόντων. Εφευρέτης ενός τύπου ηλεκτρικού συσσωρευτή, ο Ritter υπήρξε ένας ονειροπόλος που διατύπωσε πολλές «εξωφρενικές» ιδέες. Για παράδειγμα, συμπέρανε από αστρολογικές μελέτες ότι το 1819 ή το 1820 θα ήταν η αφετηρία μιας εποχής νέων ανακαλύψεων στον ηλεκτρισμό. Και ω του θαύματος, έτσι έγινε. Μάλιστα, την εναρκτήρια ώθηση την έδωσε ο Oersted, αλλά ο Ritter δεν έζησε για να τις δει.
Το 1813, ο Oersted δημοσίευσε την πραγματεία του. Μια μελέτη της ταυτότητας των χημικών και των ηλεκτρικών δυνάμεων, όπου για πρώτη φορά στην ιστορία διατυπώνεται ρητά η ιδέα ότι υπάρχει κάποια σύνδεση ανάμεσα στον ηλεκτρισμό και το μαγνητισμό. Ο Oersted γράφει ότι «θα πρέπει να ελεγχθεί κατά πόσον ο ηλεκτρισμός... δρα με κάποιον τρόπο σε έναν μαγνήτη». Η λογική του ήταν απλή: ο ηλεκτρισμός παράγει φως (έναν σπινθήρα), ήχο (τον κρότο που συνοδεύει το σπινθήρα) και θερμότητα (όταν διαρρέει έναν αγωγό). Μήπως δεν αποτελούσε αυτό πειστικό παράδειγμα καθολικής σύνδεσης μεταξύ των φυσικών φαινομένων; Γιατί, λοιπόν, να μην μπορεί ο ηλεκτρισμός να προκαλέσει επίσης και κάποια μαγνητικά φαινόμενα;
Η ιδέα ότι υφίσταται κάποια σύνδεση ανάμεσα στον ηλεκτρισμό και το μαγνητισμό, η οποία προήλθε από τις εμφανείς ομοιότητες που παρουσίαζαν η έλξη μικροσκοπικών αντικειμένων από το ήλεκτρο και ρινισμάτων σιδήρου από τους μαγνήτες, αποτελούσε αντικείμενο συζητήσεων από καιρό και είχε σαγηνέψει πολλούς λαμπρούς ευρωπαίους ερευνητές. Ήδη το 1747, την εικασία αυτή τη συζητούσε ο ακαδημαϊκός Franz Aepinus (1724-1802) στην Αγία Πετρούπολη. Ο γάλλος Francois Arago (1786-1853) αφιέρωσε πολυετείς προσπάθειες στην καταγραφή παράξενων φαινομένων που αφορούσαν πλοία, θησαυρούς και άλλα μυστηριώδη γεγονότα, προσπαθώντας να ελέγξει κατά πόσο ήταν δυνατόν να συσχετισθούν με την υποθετική αυτή σύνδεση.
Μια μέρα, λοιπόν, το γαλλικό πολεμικό πλοίο La Raleign εμφανίστηκε στην Πάλμα, το μεγαλύτερο λιμάνι της Μαγιόρκας, στην Ισπανία. Βρισκόταν σε τόσο άθλια κατάσταση ώστε μετά βίας έφτασε στο αγκυροβόλιο. Όταν αποβιβάστηκε το πλήρωμα του, ανέβηκε στο πλοίο μια ομάδα διάσημων Γάλλων επιστημόνων (στην οποία συμμετείχε και ο Arago). Όλα έδειχναν ότι το πλοίο είχε πληγεί από κεραυνό. Ενώ τα υπόλοιπα μέλη της επιτροπής περιφέρονταν περίλυπα ανάμεσα στα αστραποκαμένα κατάρτια, ο Arago όρμησε προς τις πυξίδες και είδε αυτό που περίμενε: η πολικότητα μερικών μαγνητικών βελονών είχε αναστραφεί• ο προσανατολισμός τους ήταν αντίθετος από τον κανονικό.
Ένα χρόνο αργότερα, ο Arago εξέτασε τα συντρίμμια ενός γενοβέζικου πλοίου που είχε καταστραφεί στους βράχους των ακτών της Αλγερίας. Ανακάλυψε, και πάλι, ότι είχε αναστραφεί η πολικότητα των μαγνητικών βελονών στις πυξίδες. Μέσα στο πυκνό σκοτάδι της νύχτας, ο καπετάνιος κατηύθυνε το πλοίο προς βορρά για να αποφύγει τον κίνδυνο, ή τουλάχιστον έτσι νόμιζε. Στην πραγματικότητα, το πλοίο έπλεε στην αντίθετη κατεύθυνση, καταπάνω στους βράχους.
Επιτέλους, ο Arago είχε ανακαλύψει το θησαυρό που αναζητούσε! Κρυβόταν στο αμπάρι του εμπορικού πλοίου: ένα σερβίτσιο φαγητού που είχε ταξιδέψει στη Βόρειο Αμερική. Ένας κεραυνός είχε λιώσει τα σκεύη, και κάποια από αυτά είχαν μετατραπεί σε πολύ ισχυρούς μαγνήτες ενδειξη κάποιας σύνδεσης ανάμεσα στον κεραυνό και το μαγνητισμό.
Το πιο γνωστό και τολμηρό πείραμα με κεραυνούς το πραγματοποίησαν ο Βενιαμίν Φραγκλίνος στην Αμερική και οι Michael Lomonosov και Georg Richmann στη Ρωσία, οι οποίοι ανακάλυψαν ότι ο κεραυνός είναι απλώς ένας γιγαντιαίος ηλεκτρικός σπινθήρας. Στην εποχή μας, κάτι τέτοιο ηχεί τετριμμένο, όμως ο Richmann θυσίασε τη ζωή του για να αποκτηθεί αυτή η γνώση. Ο Arago συνέλλεξε πληθώρα δεδομένων που καταδείκνυαν τη σύνδεση μεταξύ κεραυνών και μαγνητισμού και ένιωθε πως βρισκόταν κοντά σε μια εξαιρετικά σημαντική ανακάλυψη. Έτσι, θα πρέπει τον κατέκλυσαν ανάμικτα αισθήματα χαράς και απογοήτευσης όταν έμαθε ότι το πρόβλημα που τον απα¬σχολούσε τόσο καιρό είχε λυθεί. Την απάντηση την είχε βρει ο Oersted.
Κατά λάθος εξεπίτηδες;
Στις 15 Φεβρουαρίου 1820 ο Oersted, καθηγητής πλέον στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, έδωσε μια διάλεξη στους φοιτητές του. Ως συνήθως, η διάλεξη ήταν πλούσια σε πειραματικές επιδείξεις. Εκτός από τον καθιερωμένο χημικό εξοπλισμό, πάνω στην εργαστηριακή τράπεζα υπήρχαν κι άλλες συσκευές: μια ηλεκτρική πηγή, με σύρματα συνδεδεμένα στους πόλους της, και μια πυξίδα.
Όταν ο Oersted έκλεισε το κύκλωμα, η βελόνα της πυξίδας τινάχτηκε ελαφρά αλλάζοντας προσανατολισμό. Όταν άνοιξε το κύκλωμα, η βελόνα επέστρεψε στην αρχική της θέση. Επρόκειτο για την πρώτη πειραματική απόδειξη της σύνδεσης μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων, την οποία επί πολλά χρόνια είχαν παραβλέψει τόσοι και τόσοι επιστήμονες.
Εκ πρώτης όψεως, η ανακάλυψη αυτή φαίνεται να μην παρουσιάζει κανένα σκοτεινό σημείο. Ο Oersted απλώς επέδειξε στους φοιτητές του ένα ακόμη τεκμήριο υπέρ της καθολικής σύνδεσης μεταξύ των φυσικών φαινομένων. Γιατί, λοιπόν, αυτή η εκδοχή των γεγονότων αντιμετωπίζεται με σκεπτικισμό; Γιατί έγιναν τόσο πολλές συζητήσεις σχετικά με τις συνθήκες της ανακάλυψης;
Μα, διότι οι φοιτητές που παρακολούθησαν την περίφημη διάλεξη αφηγήθηκαν διαφορετικά τα διαδραματισθέντα. Σύμφωνα με τη μαρτυρία τους, ο Oersted σκόπευε να επιδείξει τα θερμικά αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποίησε ένα σύρμα και μια ηλεκτρική πηγή, και ήταν καθαρή σύμπτωση ότι κοντά τους βρέθηκε μια πυξίδα. Και το σπουδαιότερο, το ελαφρό τίναγμα και την περιστροφή της βελόνας την παρατήρησε ένας φοιτητής, και όχι ο αξιοσέβαστος καθηγητής. Οι φοιτητές προσέθεσαν ότι ο Oersted έμεινε πραγματικά κατάπληκτος και κατενθουσιασμένος. Ωστόσο, σε μεταγενέστερες εργασίες του έγραφε: «Οποιοσδήποτε παρακολούθησε τη διάλεξη μου υπήρξε μάρτυρας του γεγονότος ότι προανήγγειλα το αποτέλεσμα αυτού του πειράματος. Άρα, η ανακάλυψη δεν πραγματοποιήθηκε τυχαία, όπως θα ήθελε να συμπεράνει ο καθηγητής Hubert στηριζόμενος στις εκφράσεις τις οποίες χρησιμοποίησα στην πρώτη περιγραφή αυτής της ανακάλυψης.»
Έχει άραγε καμία σημασία το ερώτημα εάν η ανακάλυψη του Oersted υπήρξε τυχαία ή εκούσια; Και τι θεωρείται «τυχαία» ανακάλυψη; Εν πάση περιπτώσει, όσο τυχαία και αν φάνηκε, διάφορα γεγονότα είχαν προετοιμάσει το έδαφος. Ήταν τυχαίο το ότι ένας χημικός, ο Oersted, έδωσε διάλεξη με θέμα τον ηλεκτρισμό; Προφανώς όχι. Την εποχή του Oersted ο ηλεκτρισμός αποτελούσε σχετικά νέο ερευνητικό πεδίο. (Το 1800 ο Ιταλός φυσικός Alessandro Volta (1745-1827) εφηύρε την πρώτη αξιόπιστη και συνεχή πηγή ηλεκτρικού ρεύματος, τη βολταϊκή στήλη. Η εφεύρεση αυτή διευκόλυνε κατά πολύ την πειραματική έρευνα των ηλεκτρικών φαινομένων.)
Λίγα πράγματα ήταν γνωστά για τη φύση του ηλεκτρισμού, και δεν απαιτούνταν ειδική εκπαίδευση για τη μελέτη τους. Έτσι, δινόταν η ευκαιρία να συμμετάσχουν στην πειραματική μελέτη του ηλεκτρισμού πολλοί επιστήμονες και μηχανικοί οι οποίοι δραστηριοποιούνταν επαγγελματικά σε πολύ διαφορετικά πεδία: φυσικοί, χημικοί, ειδικοί στη μηχανική κ.ά. Στα πειράματα χρησιμοποιούνταν διατάξεις εξαιρετικά απλές, που ήταν δυνατόν να κατα¬σκευαστούν σε οποιοδήποτε εργαστήριο. Επομένως, πάνω στην τράπεζα του Oersted δεν υπήρχαν «τυχαίες» διατάξεις, ούτε η διάλεξη του περιλάμβανε θέματα που θα καλύπτονταν «εκ του προχείρου». Τα μέσα που χρησιμοποιούνταν στα πειράματα ηλεκτρισμού εκείνη την εποχή ήταν ελάχιστα: βολταϊκές στήλες, σύρματα, βατραχοπόδαρα, μαγνήτες και πυξίδες.
Ο Άγγλος φυσικός σερ William Bragg (1890-1971), ο οποίος επινόησε την ανάλυση της δομής των κρυστάλλων μέσω της περίθλασης ακτινών Χ, παρατήρησε πως δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι ο Oersted έφτασε στην ανακάλυψη του τυχαία. Το πραγματικά απίστευτο είναι ότι χρειάστηκε να παρέλθει μία εικοσαετία από την εφεύρεση της βολταϊκής στήλης ώσπου να πραγματοποιηθεί η ανακάλυψη αυτή. Δεκάδες εργαστήρια διέθεταν όλο τον απαραίτητο εξοπλισμό για να επισημάνουν τη σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού: βολταϊκές στήλες, σύρματα και πυξίδες. Τα αντικείμενα αυτά τοποθετούνταν το ένα κοντά στο άλλο σε χιλιάδες περιπτώσεις. Ήταν αναπόφευκτο να τοποθετηθεί μια μαγνητική βελόνα κοντά σε ένα σύρμα το οποίο συνέδεε τους πόλους μιας βολταϊκής στήλης. Κάποιος θα έπρεπε να έχει προσέξει το ελαφρό τίναγμα της βελόνας!
Και όμως, πέρασαν περισσότερα από 20 χρόνια ώσπου να συμβεί πραγματικά αυτή η αλληλουχία γεγονότων. Ένας άγνωστος φοιτητής που παρακολουθούσε τη διάλεξη του Oersted έπαιξε ιστορικό ρόλο, αποκλειστικά και μόνο επειδή είχε το βλέμμα στραμμένο προς την πυξίδα την κατάλληλη στιγμή. Ο ρόλος του μπορεί να συγκριθεί με εκείνον του ναύτη που φώναξε στον Κολόμβο ότι αντίκριζε τον Νέο Κόσμο.
Αλλά μήπως μπορεί να θεωρηθεί τόσο τυχαία η ανάμειξη του Oersted σε αυτή την εντυπωσιακή ανακάλυψη; Θα ήταν αδύνατο, άραγε, παρόμοια όργανα να διαταχθούν και να συντονιστούν με τόσο ευτυχή τρόπο σε κάποιο άλλο εργαστήριο; Βεβαίως όχι. Στην προκειμένη περίπτωση, όμως, οι πιθανότητες ευνοούσαν τον Oersted, επειδή ανήκε σε μια μικρή ομάδα ερευνητών που αναζητούσαν συνδέσεις μεταξύ των φυσικών φαινομένων.
Ας επανέλθουμε, ωστόσο, στην ουσία της ανακάλυψης του Oersted. Η απόκλιση της μαγνητικής βελόνας στην εντυπωσιακή επίδειξη του ήταν στην πραγματικότητα μάλλον μικρή. Τον Ιούλιο του 1820 ο Oersted επανέλαβε το πείραμα χρησιμοποιώντας ισχυρότερες ηλεκτρικές πηγές, με αποτέλεσμα το φαινόμενο να παρουσιαστεί πολύ εντονότερο. Ανακάλυψε ότι όσο πιο χοντρό σύρμα χρησιμοποιούνταν, τόσο περισσότερο απέκλινε η βελόνα.
Επιπλέον, ο Oersted παρατήρησε ένα παράξενο φαινόμενο που ερχόταν σε σύγκρουση με τις κλασικές νευτώνειες έννοιες της δράσης και της αντίδρασης. Η δύναμη που ενεργούσε στη βελόνα δεν είχε τη διεύθυνση του σύρματος, αλλά δρούσε σε ένα επίπεδο κάθετο στο σύρμα! Για να μιλήσουμε με τα λόγια του ίδιου του Oersted, η μαγνητική επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος έμοιαζε με κυκλική ροή γύρω από το σύρμα. Η βελόνα δεν έδειχνε ποτέ προς το σύρμα• αντίθετα, η διεύθυνσή της ήταν εφαπτόμενη σε φανταστικούς κύκλους γύρω από αυτό. Φαινόταν σαν να επιδρούσαν γύρω από τον ρευματοφόρο αγωγό αόρατες μαγνητικές δυνάμεις. Τούτο το γεγονός εξηγεί τόσο την κατάπληξη του Oersted όσο και τις καχύποπτες και ενίοτε ειρωνικές αντιδράσεις άλλων ερευνητών. Για να καλύψει τα νώτα του, στην τετρασέλιδη ανακοίνωση του ο Oersted κατέγραψε προσεκτικά τους μάρτυρές του, χωρίς να παραλείψει καμία λεπτομέρεια που θα πιστοποιούσε την επιστημονική τους αξία.
Για να είμαστε ακριβοδίκαιοι, ο Oersted δεν κατόρθωσε να δώσει σωστή θεωρητική ερμηνεία στο πείραμά του. Ωστόσο, διατύπωσε μια κρίσιμη ιδέα σχετικά με τη στροβιλώδη φύση των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων. Επί μακρόν, η έννοια της ηλεκτρομαγνητικής στροβιλότητας δεν έγινε αποδεκτή από τους περισσότερους επιστήμονες, οι οποίοι πίστευαν όχι οι δυνάμεις που δρούσαν ανάμεσα σε ένα ρευματοφόρο αγωγό και μια μαγνητική βελόνα ήταν συμβατικές ελκτικές και απωστικές δυνάμεις, παρόμοιες με τις νευτώνειες δυνάμεις της παγκόσμιας έλξης και τις δυνάμεις Coulomb μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων. Συνεπώς, ο Oersted δεν απέδειξε μόνο τη σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού, αλλά έφερε στο φως ένα νέο μυστήριο, το οποίο δεν μπορούσε να εξηγηθεί βάσει των γνωστών φυσικών αρχών και νόμων.
Τα νέα διαδίδονται
Η τετρασέλιδη ανακοίνωση του Oersted δημοσιεύθηκε στις 21 Ιουλίου 1820. Από αυτή την ημερομηνία και έπειτα, τα νέα διαδόθηκαν με ασυνήθιστη ταχύτητα για τα δεδομένα της επιστήμης του 19ου αιώνα. Ύστερα από μερικές μόνο ημέρες η ανακοίνωση έφτασε στη Γενεύη, όπου βρισκόταν ο Arago. Μια ματιά στο κείμενο του άρκεσε για να καταλάβει ότι ο Oersted είχε λύσει το πρόβλημα που τυράννησε πολύ καιρό τόσο τον ίδιο όσο και άλλους επιστήμονες. Η αντίδραση στο πείραμα του Oersted υπήρξε τόσο έντονη ώστε ένας από τους θεατές της επίδειξης σηκώθηκε όρθιος και αναφώνησε τη φράση που έγινε διά¬σημη: «Κύριοι, ιδού η επανάσταση!» Ο Arago επέστρεψε στο Παρίσι κατάπληκτος. Στην πρώτη κιόλας συνεδρίαση της Γαλλικής Ακαδημίας Επιστημών μετά την επάνοδο του, στις 4 Σεπτεμβρίου 1820, έσπευσε να δώσει μια προφορική αναφορά για το πείραμα του Oersted. Οι ακαδημαϊκοί επέμειναν σε ολοκληρωμένη επίδειξη του πειράματος, και αυτή πραγματοποιήθηκε στην επόμενη συνεδρίαση, στις 22 Σεπτεμβρίου του ίδιου έτους.
Ο Andre-Marie Ampere (1775-1836) παρακολούθησε με ιδιαίτερο ενδιαφέρον την αναφορά του Arago. Ίσως να διαισθάνθηκε όχι ήρθε πλέον η σειρά του να πάρει τη σκυτάλη από τον Oersted. Όπως ο Arago και ο Oersted, έτσι και εκείνος περίμενε αυτή την αποφασιστική στιγμή επί είκοσι συναπτά έτη. Και τώρα, στις 4 Σεπτεμβρίου 1820, το πλήρωμα του χρόνου είχε φτάσει. Ο Ampere συνειδητοποίησε όχι έπρεπε να δράσει. Δεν χρειάστηκε παρά μόνο δύο εβδομάδες για να παρουσιάσει τη μελέτη του, στην οποία ανέπτυσσε την ιδέα του και παρέθετε τα πειραματικά δεδομένα που συνηγορούσαν υπέρ αυτής: όλα τα μαγνητικά φαινόμενα είναι δυνατόν να εξηγηθούν βάσει των ηλεκτρικών. 'Έτσι, γεννήθηκε μια νέα επιστήμη, η ηλεκτροδυναμική, η οποία συνέδεσε θεωρητικά τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά φαινόμενα. Σαράντα χρόνια αργότερα, η ηλεκτροδυναμική απετέλεσε οργανικό μέρος της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας πεδίου του Maxwell, η οποία παραμένει α¬κόμη και σήμερα η αξιόπιστη «πυξίδα» μας σε έναν πραγματικό «ωκεανό ηλεκτρικών φαινομένων».
Μετά την περίφημη ανακάλυψη που πραγματοποίησε, ο Oersted δέχθηκε πλήθος τιμητικών διακρίσεων. Έγινε μέλος πολλών κορυφαίων επιστημονικών ενώσεων, μεταξύ των οποίων της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου και της Γαλλικής Ακαδημίας Επιστημών. Στη Μεγάλη Βρετανία τιμήθηκε με το μετάλλιο Copley, ενώ στη Γαλλία τού απονεμήθηκε το βραβείο των 3.000 χρυσών φράγκων, το οποίο είχε καθιερώσει ο Ναπολέων για τις μεγάλες ανακαλύψεις στον ηλεκτρισμό.
Ο Oersted αποδέχθηκε όλες αυτές τις τιμητικές διακρίσεις, όμως δεν λησμόνησε ποτέ ότι η νέα εποχή απαιτούσε καινοτόμες προσεγγίσεις στη διδασκαλία της επιστήμης. Ίδρυσε μια εταιρεία και κυκλοφόρησε ένα λογοτεχνικό περιοδικό στη Δανία, με σκοπό να προωθήσει τόσο την επιστήμη όσο και τις τέχνες• έδωσε διαλέξεις ειδικά για γυναίκες και υποστήριξε τον συνονόματό του Hans Christian Andersen, τον μετέπειτα διάσημο συγγραφέα παραμυθιών. Εν ολίγοις, ο Oersted έγινε εθνικός ήρωας.
Δυστυχώς, δεν χάρηκε τον θρίαμβο του για πολύ• πέθανε στις 9 Μαρτίου 1851.Τάφηκε νύχτα, και την τελετή της κηδείας του παρακολούθησαν 200.000 άνθρωποι. Επιστήμονες, εκπρόσωποι της πολιτείας, μέλη της βασιλικής οικογένειας, διπλωμάτες, φοιτητές και απλός κόσμος, όλοι θεώρησαν το θάνατό του ως προσωπική απώλεια.
Περιοδικό Quantum/Τόμος 6 –Τεύχος 4
Ας δούμε και ...... video
Αν θέλετε το κείμενο σε pdf κατεβάστε το από το scribd
Tελικά μια ημέρα νωρίτερα την ερχόμενη Τρίτη 6 Ιουλίου θα αναρτηθούν σε όλα τα Λύκεια της χώρας οι βαθμολογικές επιδόσεις των διαγωνιζόμενων στις πανελλαδικές εξετάσεις, σύμφωνα με έγγραφο που απέστειλε σε όλα τα σχολεία ο υφυπουργός Παιδείας Γιάννης Πανάρετος.
Από το γραφείο του Υφυπουργού Παιδείας, ανακοινώθηκε την Τετάρτη (30/06) ότι, οι ενδιαφερόμενοι να εισαχθούν στην τριτοβάθμια εκπαίδευση θα πρέπει να υποβάλουν το μηχανογραφικό τους δελτίο από την Τετάρτη 7 Ιουλίου μέχρι και την Τρίτη 20 Ιουλίου.
Με δελτίο τύπου που θα εκδοθεί τις επόμενες ημέρες θα ενημερωθούν οι υποψήφιοι για τη διαδικασία υποβολής των μηχανογραφικών δελτίων καθώς και τις ακριβείς ημερομηνίες χορήγησης της ΒΕΒΑΙΩΣΗΣ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ από τα Λύκεια
Ο κ. Πανάρετος με το έγγραφο του προς τα Λύκεια πέντε οδηγίες:
1. Τα μέλη των Λυκειακών Επιτροπών των ΓΕΛ που ήταν εξεταστικά κέντρα θα πρέπει να παρευρίσκονται στα Λύκεια την Τρίτη 6-7-2010 για να ελέγξουν τα βαθμολογικά στοιχεία των υποψηφίων. Την ίδια μέρα οι Διευθυντές των ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β΄) θα παραλάβουν και θα ελέγξουν τα βαθμολογικά στοιχεία των πανελλαδικά εξεταζομένων μαθημάτων (εκτός των μαθημάτων ειδικότητας).Επίσης, την ίδια ημέρα πρέπει να παρευρίσκονται σε όλα τα ΓΕΛ τα μέλη του Συλλόγου Διδασκόντων για να εκδοθούν τα αποτελέσματα απόλυσης.
2. Στα Γενικά Λύκεια όλης της χώρας θα παραμείνουν στις 8 και 9 Ιουλίου μόνο δύο εκπαιδευτικοί, (ο διευθυντής ή ο υποδιευθυντής του Λυκείου και ο χειριστής του συστήματος ΕΠΑΦΟΣ), για τη διεκπεραίωση όλων των ενεργειών (έλεγχος των βαθμολογικών καταστάσεων, χορήγηση Βεβαίωσης Πρόσβασης κ.λ.π.), που αφορούν στη διαδικασία κατάθεσης των μηχανογραφικών δελτίων των μαθητών.
3. Οι Δ/ντές όλων των Γενικών Λυκείων της χώρας εκτός των Δ/ντών ΓΕΛ που έχουν υποψηφίους στις επαναληπτικές εξετάσεις, παρακαλούνται στις 9 Ιουλίου ώρα 13.00-14.00 μ.μ να παραδώσουν στον οικείο Δ/ντή της Δ/νσης Δ.Ε ή στον οικείο Προϊστάμενο Γραφείου Δ.Ε τις βεβαιώσεις πρόσβασης που τυχόν δεν θα έχουν παραληφθεί από κάποιους υποψηφίους. Ταυτόχρονα να αναρτήσουν ανακοίνωση στο προσφορότερο για τους υποψηφίους σημείο που να τους ενημερώνει ότι οι βεβαιώσεις πρόσβασης των συγκεκριμένων υποψηφίων θα παραλαμβάνονται από τις οικείες Δ/νσεις ή Γραφεία Δ.Ε.
4. Στα Γενικά Λύκεια που έχουν υποψηφίους στις επαναληπτικές εξετάσεις ο Διευθυντής ή ο Υποδιευθυντής του Γενικού Λυκείου και ο χειριστής του συστήματος ΕΠΑΦΟΣ θα παραμείνουν στα Γενικά Λύκεια μέχρι τις 20-7-10 περίπου (πέρας κατάθεσης των μηχανογραφικών δελτίων).
5. Οι Δ/ντές των Δ/νσεων Δ.Ε και οι προϊστάμενοι των Γραφείων παρακαλούνται να έχουν τα τηλέφωνα, σταθερά και κινητά, όλων των Διευθυντών Λυκείων περιοχής ευθύνης τους προκειμένου να αντιμετωπισθεί κάποιο έκτακτο θέμα.
Δυο μικρά αποσπάσματα από κωμωδίες με μαθηματικές πράξεις. Όταν τα μαθηματικά βγάζουν γέλιο.....
Πόσο κάνει 13 Χ 7 είπαμε ;
91 είπατε; Λάθος. Σύμφωνα με την απόδειξη από το video, 13 Χ 7=28.
Και αν γελάσαμε αρχικά από τις μαθηματικές πράξεις ας προβληματιστούμε και λίγο. Ας δούμε ένα καθηγητή και ένα μαθητή σ' αυτά τα πρόσωπα.
Ποια είναι η αντίδραση του «ξερόλα- καθηγητή» στο λάθος; Πήγες σχολείο, «βλάκα».
Και όταν ο «μαθητής» σηκώνεται να αποδείξει τον ισχυρισμό του τρώει και μερικές καρπαζιές. Για να γνωρίζει από πριν ποιος είναι ο αρχηγός στην τάξη. Κάθεταιο αρχηγός στην έδρα και περιμένει το λάθος. Αυτό επιθυμεί να συμβεί, για να επιβληθεί μέσω της εξυπνάδας του και να κατοχυρώσει την προβαλλόμενη ανωτερότητά του. Και γιατί γελάμε στο τέλος, γιατί έστω και για λίγο, έστω και για μια στιγμή, ο βασιλιάς φάνηκε γυμνός. Και το έδειξε ο «βλάκας».
Ανάλυση χωρίς λόγο και βαριά φιλοσοφία θα πει κάποιος. Ίσως τα στερεότυπα που χρησιμοποιήθηκαν από το σκηνοθέτη απλά να πρέπει να μας προβληματίζουν, γιατί μπορεί να θεωρείται αδιανόητο στις μέρες μας να ακουμπήσει κάποιος μαθητή, αλλά πολλές φορές η «βία» είναι μεταμφιεσμένη σε άλλες μορφές. Γιατί τα γράφω αυτά, μετά από ένα video που το χαρακτήρισα ως αστείο ; Ίσως γιατί ενώ στην αρχή γέλασα με τις διαδοχικές αποδείξεις, βλέποντας το ξανά και ξανά …. κάτι με χάλαγε σαν «δάσκαλο».
Ίσως γιατί ξαναθυμήθηκα το κείμενο του δασκάλου Ανδρέα Κασσέτα που μας προτρέπει να πάρουμε το λάθος αγκαλιά και να το απενοχοποιήσουμε. (Δες εδώ)
Ίσως τελικά … να μην ήταν μόνο αστείο το video.
Πιο ... αθώο φαίνεται το δεύτερο video που στηρίζεται στην ίδια λογική…. πολλαπλασιασμού.
Απλά εδώ 5Χ14 .......αποδεικνύεται πως ισούται με 25!!
Μη χρησιμοποιήσετε ..... αυτή τη μέθοδο για .......πολλαπλασιασμούς και διαιρέσεις!!
Αφορμή για την ανάρτηση με τίτλο από Χ. Αλεξίου, είναι το γεγονός πως απόψε θα έχουμε Πανσέληνο. Επειδή λοιπόν η πανσέληνος το καλοκαίρι είναι .... διαφορετική, ίσως γιατί ο ουρανός είναι πιο καθαρός, ίσως γιατί έχουμε μεγαλύτερη διάθεση να την παρατηρήσουμε.Aς γνωρίζουμε πότε θα έχουμε πανσέληνο φέτος το καλοκαίρι. Πανσέληνο το καλοκαίρι του 2010 έχει τις εξής ημερομηνίες:
26 Ιουνίου 2010
26 Ιουλίου 2010
24 Αυγούστου 2010
Και μερικές φωτογραφίες από το διαδίκτυο....
Κατά καιρούς έχω δει εικόνες απόλυτα συμμετρικές, είτε σε φύλλα, είτε σε fractals, αλλά δε μπορούσα να φανταστώ τη συμμετρία που κρύβεται πίσω από μια πιτσιλιά. Ναι, καλά διαβάσατε. Μια πιτσιλιά. Μια σταγόνα νερού πέφτει σε νερό και σχηματίζεται μια πιτσιλιά συμμετρική. Αν δε το πιστεύετε, διαβάστε το παρακάτω κείμενο από το βιβλίο των Ian Stewart- Martin Golubisky, "Είναι ο Θεός Γεωμέτρης;", από τις εκδόσεις Τραυλός. Στη συνέχεια δείτε τα video και τις φωτογραφίες.
Το σχήμα μιας Πιτσιλιάς
Το αγαπημένο μας ιδιόρρυθμο επιστημονικό βιβλίο είναι το Περί Αναπτύξεως και Μορφής (OnGrowthandForm) του d' ArcyThompson. Avδε διαβάσατε ποτέ αυτή την προκλητική και διεισδυτική διατριβή, βρείτε κάπου ένα αντίτυπο —αλλά προσέξτε, ένα μέρος της γοητείας του είναι ξεπερασμένης μόδας, άρα μην το παίρνετε πάρα πολύ σοβαρά. Ο Thompsonήταν ένας πρωτοπόρος της ιδέας ότι υπάρχουν μαθηματικά χαρακτηριστικά στις βιολογικές μορφές. Στην πρώτη κιόλας σελίδα του βιβλίου του δεσπόζει μια θαυμάσια και συναρπαστική εικόνα μιας σταγόνας από γάλα που πέφτει πάνω στην επιφάνεια μιας κούπας γεμάτης από το ίδιο υγρό. Το πιτσίλισμα έχει ακινητοποιηθεί με φωτο-γράφιση υψηλής ταχύτητας, ώστε εμείς να το παρατηρούμε με την ησυχία μας. Όταν μια σταγόνα της βροχής πέφτει σε μια λιμνούλα με νερό ή μια σταγόνα μελάνης πέφτει πάνω σε χαρτί, θα πρέπει να κάνουν κάτι παρόμοιο. Έχετε ποτέ αναρωτηθεί τι σχήμα έχει μια πιτσιλιά;
Μοιάζει με στέμμα.
Από το σημείο της πρόσκρουσης αναπτύσσεται ένας επίπεδος, κυκλικός δακτύλιος, εκπληκτικά λεπτός, που μεγαλώνει με χάρη προς τα έξω. Όμως ο δακτύλιος δεν παραμένει κυκλικός: διασπάται σε 24 μυτερές εξοχές (Εικόνα). Γιατί διασπάται; Γιατί 24; Είναι δύο καλές ερωτήσεις. Οι εξοχές ισαπέχουν (σχεδόν) μεταξύ τους. Γιατί; Άλλη μια καλή ερώτηση. Για την ώρα συσσωρεύουμε ερωτήσεις. Στο τέλος θα επιχειρήσουμε ν' απαντήσουμε σε μερικές απ' αυτές. Οι εξοχές καταλήγουν σε μια μυτερή αιχμή. Οι περισσότερες έχουν μόλις αποβάλει ένα μικροσκοπικό στρογγυλό σταγονίδιο από γάλα (γιατί;), και οι υπόλοιπες είναι έτοιμες να κάνουν το ίδιο. Μπορούμε να δούμε τις τροχιές αυτών των εξοχών στον τρόπο με τον οποίο πετάγεται το νερό όταν οι σταγόνες της βροχής πέφτουν μέσα σε μια λακκούβα με νερό. Και ξέρουμε ότι οι κηλίδες από μελάνι είναι πάντοτε ακιδωτές, έτσι τις ζωγραφίζουν οι σκιτσογράφοι κινουμένων σχεδίων. Αν κάποιος μας δείξει μια κυκλική μελανιά δεν πρόκειται να την αναγνωρίσουμε, θα νομίσουμε πως είναι απλά ένας μαύρος κύκλος. Αυτό είναι περίεργο, αξιοσημείωτα περίεργο, διότι η σταγόνα από μελάνι που προκαλεί την κηλίδα είναι (σχεδόν τέλεια) σφαιρική και το χαρτί είναι επίπεδο. Τότε τι είναι αυτό που διακρίνει τις κατευθύνσεις σ' αυτές που καταλήγουν σε εξοχές και σ' αυτές που δεν καταλήγουν;
Ας εστιάσουμε την προσοχή μας στη συμμετρία της πιτσιλιάς στην εικόνα του α" ArcyThompson. Δεν είναι τέλεια, αλλά αυτό οφείλεται πιθανότατα σε ελαφρές ατέλειες στο αρχικό σχήμα της σταγόνας, ή στη γωνία με την οποία έπεσε. Ισως ταλαντευόταν λιγάκι, ίσως το γάλα μέσα στην κούπα δεν ήταν απολύτως ακίνητο. Αλλά το κυρίαρχο χαρακτηριστικό, το ακιδωτό στέμμα, δε μοιάζει να οφείλεται σε τέτοιες ατέλειες. Έχουμε την αίσθηση ότι μια τέλεια σφαιρική σταγόνα θα έδινε απλά ένα τέλειο (και πιθανότατα 24 ακίδων) στέμμα! Ας υποθέσουμε πως αυτό αληθεύει —πράγματι αληθεύει στα μαθηματικά μοντέλα αυτής της διαδικασίας— και ας προχωρήσουμε στα παράδοξα ακόλουθα του.
Ας δούμε όλη την ακολουθία των γεγονότων ξεκινώντας ακριβώς πάνω από την κούπα. Ενα ιδανικό σταγονίδιο γάλατος έχει ένα τέλειο κυκλικό περίγραμμα· και καθώς πέφτει κατακόρυφα προς τα κάτω, το περίγραμμα παραμένει κυκλικό. Σ' όλη την πορεία, αυτό που βλέπουμε έχει κυκλική συμμετρία. Αν τώρα αλλάξουμε σκοπιά και φανταστούμε το μάτι μας τοποθετημένο στο κέντρο αυτού του κύκλου να κοιτάζει οριζόντια, τότε δε θα μπορούμε να πούμε προς ποια κατεύθυνση κοιτάζει το βλέμμα μας. Το σταγονίδιο φαίνεται πανομοιότυπο προς κάθε οριζόντια κατεύθυνση. Το ίδιο συμβαίνει και με την κούπα, τουλάχιστον αν χρησιμοποιήσουμε μια κυκλική κούπα και η σταγόνα πέσει στο κέντρο της. Ετσι λοιπόν έχουμε ένα αίτιο: το σταγονίδιο που πέφτει. Και το συνολικό σύστημα που αποτελείται από το σταγονίδιο, το γάλα και την κούπα έχει τέλεια κυκλική συμμετρία —φαίνεται ίδιο προς κάθε οριζόντια διεύθυνση.
Τι συμβαίνει όσον αφορά το φαινόμενο—την πιτσιλιά;
Αυτή δεν έχει κυκλική συμμετρία. Αυτή φαίνεται διαφορετική, ανάλογα με την κατεύθυνση από την οποία την παρατηρούμε. Ας φανταστούμε τον εαυτό μας τοποθετημένο έτσι ώστε το κοντινότερο τμήμα της να είναι μια εξοχή· τώρα, αν προχωρήσουμε λίγο, το κοντινότερο τμήμα της θα είναι ένα κενό. Οι δύο όψεις είναι παρόμοιες, αλλά όχι πανομοιότυπες: εκεί που η μια έχει τις εξοχές, η άλλη έχει τα κενά της πιτσιλιάς.
Πού πήγε η συμμετρία;
Αν θέλετε να δείτε απίστευτες φωτογραφίες από σταγόνες και πιτσιλιές κάντε κλικ στη διεύθυνση liquid Sculpture του Martin Waugh.
Δεν επρόκειτο για απλά ερωτήματα. Παραμένουν ανοιχτά ακόμη και σήμερα. Γι' αυτό, λοιπόν, ας επιχειρήσουμε ένα ταξίδι στο παρελθόν, σε μια εποχή που την χωρίζουν από τη δική μας δύο και πλέον αιώνες, για να επισκεφθούμε το Ρουδκέμπενγκ, μια πόλη σε ένα μακρινό νησάκι της Δανίας, το Λάνγκελαν. Ο Hans Christian Oersted υπήρξε γιος ενός φτωχού φαρμακοποιού. Ο Hans και ο αδελφός του Anders έλαβαν τη βασική τους εκπαίδευση από διάφορες πηγές: ένας κουρέας της πόλης τούς δίδαξε γερμανικά, ενώ η γυναίκα του τους δίδαξε δανικά, ένας ιερέας τούς εξήγησε τους κανόνες της γραμματικής και εξοικείωσε τα δύο αδέλφια με την ιστορία και τη λογοτεχνία• ένας τοπογράφος τούς έδειξε πώς να προσθέτουν αριθμούς και, τέλος, ένας φοιτητής τούς μύησε στα μυστικά της ορυκτολογίας.
μικροσκοπικό στρογγυλό σταγονίδιο από γάλα (γιατί;), και οι υπόλοιπες είναι έτοιμες να κάνουν το ίδιο. Μπορούμε να δούμε τις τροχιές αυτών των εξοχών στον τρόπο με τον οποίο πετάγεται το νερό όταν οι σταγόνες της βροχής πέφτουν μέσα σε μια λακκούβα με νερό. Και ξέρουμε ότι οι κηλίδες από μελάνι είναι πάντοτε ακιδωτές, έτσι τις ζωγραφίζουν οι σκιτσογράφοι κινουμένων σχεδίων. Αν κάποιος μας δείξει μια κυκλική μελανιά δεν πρόκειται να την αναγνωρίσουμε, θα νομίσουμε πως είναι απλά ένας μαύρος κύκλος. Αυτό είναι περίεργο, αξιοσημείωτα περίεργο, διότι η σταγόνα από μελάνι που προκαλεί την κηλίδα είναι (σχεδόν τέλεια) σφαιρική και το χαρτί είναι επίπεδο. Τότε τι είναι αυτό που διακρίνει τις κατευθύνσεις σ' αυτές που καταλήγουν σε εξοχές και σ' αυτές που δεν καταλήγουν;