ΒΙΒΛΙΟ

Οι αρχαίοι, η επιστήμη και ο κόσμος μας

oi-archaioi-i-epistimi-kai-o-kosmos-mas-2169708

STEVEN WEINBER
Πώς να εξηγήσουμε τον κόσμο
πρόλογος: Κώστας Γαβρόγλου
μτφρ.: Αλεξάνδρα Κρητικού
εκδ. Ροπή, σελ. 504

Οταν πραγματεύεται κανείς εκ των υστέρων το έργο αρχαίων φιλοσόφων και επιστημόνων που έχει να κάνει με τον φυσικό κόσμο έχει τη δυνατότητα να αποφανθεί για το κατά πόσον τα αποτελέσματά τους ήταν σωστά ή όχι. Για παράδειγμα, η άποψη του Αριστοτέλη ότι τα βαρύτερα σώματα πέφτουν ταχύτερα από τα ελαφρύτερα είναι προφανώς λανθασμένη. Αυτό φυσικά δεν μειώνει τη σημασία του Αριστοτέλη σαν φιλοσόφου, αλλά ούτε και σαν επιστήμονα. Αρκεί να θυμηθεί κανείς ότι ήταν αυτός που τόνισε τη σημασία των εμπειρικών μεθόδων σε μια εποχή που είχε τόσο επηρεαστεί από τις απόψεις του Πλάτωνα. Ωστόσο, στα χρόνια του Αριστοτέλη, επειδή η επιστημονική μέθοδος ήταν άγνωστη, δεν θα μπορούσε ακόμα και ο πιο λαμπρός φιλόσοφος να μην υποπέσει σε τέτοιου είδους σφάλματα.

Ο τρόπος με τον οποίο ανακαλύπτουμε τη φύση και μελετάμε τα φυσικά φαινόμενα είναι κάθε άλλο παρά προφανής. Από τον Θαλή τον Μιλήσιο και τους πρώιμους Ιωνες φιλοσόφους, οι οποίοι πρώτοι διαπίστωσαν ή μάλλον πρώτοι υποψιάστηκαν την ύπαρξη φυσικών νόμων και απέρριψαν την αναφορά στο υπερφυσικό για την περιγραφή της φύσης, πέρασαν περισσότερα από 2.000 χρόνια μέχρι η επιστημονική μέθοδος να αρχίσει να γίνεται κατανοητή. Ο λόγος για τον οποίο χρειάστηκε τόσος καιρός είναι απλός: η επιστήμη είναι μη τετριμμένη!

Το μεγαλύτερο επιστημονικό επίτευγμα της αρχαίας εποχής είναι σίγουρα τα μαθηματικά. Τα μαθηματικά εφευρέθηκαν στην αρχαία Ελλάδα. Παρότι όλοι οι αρχαίοι πολιτισμοί είχαν αναπτύξει σε κάποιο βαθμό μαθηματικές μεθόδους, μόνο στην αρχαία Ελλάδα διατυπώθηκε ξεκάθαρα η αξιωματική δομή και κατανοήθηκε ο παραγωγικός συλλογισμός. Το γεγονός αυτό αποτέλεσε ευχή και κατάρα. Οι Ελληνες εντυπωσιάστηκαν τόσο πολύ που πίστεψαν ότι μόνο τα μαθηματικά αρκούν για να καταλάβει κανείς τον κόσμο. Χωρίς όμως εμπειρικές μεθόδους, επιστήμη δεν γίνεται και συνεπώς ενώ το ελληνικό πνεύμα θριάμβευσε στα μαθηματικά και τη φιλοσοφία, δεν παρουσιάστηκε ανάλογη άνθηση στις φυσικές επιστήμες στον αρχαίο κόσμο.

Η γέννηση της σύγχρονης επιστήμης δεν προέκυψε από τις αναζητήσεις των φιλοσόφων, αλλά από μια πρακτική αναγκαιότητα: τη σύνταξη ημερολογίων, δηλαδή τον προσδιορισμό των εποχών, πράγμα απαραίτητο για την αγροτική παραγωγή. Τα ημερολόγια όμως χρειάζονται αστρονομικές μεθόδους και αυτός ήταν ο λόγος της ανάπτυξης της αστρονομίας στους αρχαίους πολιτισμούς. Οι αρχαίοι αστρονόμοι μελετώντας τον ουρανό συνάντησαν ένα βασικό πρόβλημα, η λύση του οποίου οδήγησε στη σύγχρονη επιστήμη. Πρόκειται για την κίνηση των πλανητών. Ενώ οι «απλανείς αστέρες» φαίνεται να έχουν την ίδια σχετική θέση μεταξύ τους, οι πλανήτες κινούνται. Η εξήγηση της κίνησης των πλανητών αποτέλεσε πεδίο έντονης έρευνας, αλλά και έντονης αντιπαράθεσης μεταξύ αστρονόμων και φιλοσόφων.

Οι αστρονόμοι από τη μία μεριά προσπαθούσαν να φτιάξουν μαθηματικά μοντέλα που να περιγράφουν τις πλανητικές κινήσεις με ακρίβεια. Οι φιλόσοφοι από την άλλη ενδιαφέρονταν περισσότερο να προσδιορίσουν την «αληθινή φύση των πραγμάτων».

Ο αστρονόμος Κλαύδιος Πτολεμαίος δημιούργησε το πιο ακριβές μοντέλο για το ηλιακό σύστημα του αρχαίου κόσμου. Ο Πτολεμαίος θεωρούσε ότι η Γη ήταν στο κέντρο του κόσμου, ενώ ο ήλιος και οι πλανήτες κινούνταν γύρω από αυτή με έναν πολύπλοκο συνδυασμό κυκλικών κινήσεων, που ήταν απαραίτητος για να υπάρξει συμφωνία με τα παρατηρησιακά δεδομένα. Το μοντέλο του Πτολεμαίου δεν αμφισβητήθηκε σοβαρά, παρά την αντιπαράθεση με τους φιλοσόφους, μέχρι την εποχή του Κοπέρνικου. Ο Κοπέρνικος εισήγαγε το ηλιοκεντρικό σύστημα, το οποίο όμως δυσκολεύτηκε πολύ να φτάσει να έχει την ίδια ακρίβεια με το πτολεμαϊκό μοντέλο. Χρειάστηκε η παρατηρησιακή ικανότητα του Μπράχε και το αναλυτικό ταλέντο του Κέπλερ για να φτάσουμε στη σύγχρονη εκδοχή του μοντέλου αυτού.

Παράλληλα με τις αναζητήσεις του Κέπλερ, ο Γαλιλαίος ήταν ο πρώτος που συστηματικά χρησιμοποίησε πειραματικές μεθόδους. Επίσης, με τη χρήση του τηλεσκοπίου συνέλεξε στοιχεία που έδειξαν ότι το πτολεμαϊκό μοντέλο δεν ήταν σωστό. Απέμενε λοιπόν η ιδιοφυΐα του Νεύτωνα να εξηγήσει την αιτία της κίνησης των πλανητών, που δεν ήταν άλλη από τη βαρύτητα. Με τον Νεύτωνα έχουμε το πρώτο παράδειγμα στην ιστορία που η επιστημονική μέθοδος εφαρμόζεται συστηματικά από την αρχή μέχρι το τέλος. Η κίνηση των σωμάτων περιγράφεται με μαθηματικούς νόμους βασισμένους στο πείραμα. Η περιγραφή της βαρυτικής δύναμης εξηγεί τους νόμους του Κέπλερ αλλά και τις παλίρροιες. Εκτοτε η χρήση της επιστημονικής μεθόδου έγινε ρουτίνα και αποτέλεσε την κινητήρια δύναμη για τη δημιουργία του τεχνολογικού πολιτισμού που απολαμβάνουμε σήμερα.

Την ιστορία που διηγήθηκα παραπάνω προσπαθεί να αφηγηθεί ο Steven Weinberg στο βιβλίο του «Πώς να εξηγήσουμε τον κόσμο», που κυκλοφορεί από τις εκδόσεις «Ροπή». Ο Steven Weinberg είναι ένας από τους σημαντικότερους σύγχρονους φυσικούς. Η δουλειά του συνεισέφερε σημαντικά στη δημιουργία του λεγόμενου «καθιερωμένου προτύπου» της σωματιδιακής φυσικής, για το οποίο τιμήθηκε με το Βραβείο Νομπέλ το 1979. Είναι επίσης συγγραφέας εξαιρετικών βιβλίων εκλαϊκευμένης επιστήμης, μεταξύ των οποίων το βιβλίο «Τα πρώτα τρία λεπτά», που θεωρείται το πιο πετυχημένο βιβλίο επιστημονικής εκλαΐκευσης από πολλούς.

Το βιβλίο «Πώς να εξηγήσουμε τον κόσμο» δεν αποτελεί μια ιστορία της επιστήμης. Ο Weinberg, άλλωστε, δεν είναι ιστορικός της επιστήμης και δεν χρησιμοποιεί τη μέθοδο προσέγγισης του θέματος που συνηθίζεται στον τομέα αυτό. Ο εξαιρετικός πρόλογος στην ελληνική έκδοση από τον καθηγητή κ. Κώστα Γαβρόγλου προσπαθεί να αποσαφηνίσει το σημείο αυτό και αποτελεί πολύ χρήσιμο βοήθημα στην ανάγνωση του βιβλίου που λείπει από την πρωτότυπη αγγλική έκδοση.

Αν δεν είναι λοιπόν ιστορία της επιστήμης, τότε τι είναι; Το βιβλίο αποτελεί μια κριτική επισκόπηση των γεγονότων που οδήγησαν στην καθιέρωση της επιστημονικής μεθόδου με βάση το τελικό αποτέλεσμα της πορείας αυτής. Ο Weinberg τονίζει το τελικό αποτέλεσμα γράφοντας εσκεμμένα ότι η επιστημονική μέθοδος «ανακαλύφθηκε» και δεν εφευρέθηκε. Ο λόγος, όπως ο ίδιος εξηγεί, είναι ότι η επιστημονική μέθοδος «είναι αυτή που είναι» γιατί δεν θα μπορούσε να είναι διαφορετική. Αυτό σημαίνει σε απλές γραμμές πως αν είχαμε τη δυνατότητα να μελετήσουμε τεχνολογικά ανεπτυγμένους εξωγήινους πολιτισμούς θα διαπιστώναμε ότι όλοι αυτοί θα είχαν καταλήξει ακριβώς στην επιστημονική μέθοδο που χρησιμοποιούμε κι εμείς. Η επιστημονική μέθοδος φαίνεται απλά να περίμενε να την ανακαλύψουμε, για τον πολύ απλό λόγο ότι αν την αλλάξουμε τότε θα είναι αδύνατο να βγάλουμε σωστά συμπεράσματα για τον κόσμο.

Σε ένα διαφορετικό επίπεδο, κάτι που εντυπωσιάζει στην παρούσα μελέτη είναι η προσήλωση του Weinberg στη λεπτομέρεια της περιγραφής των αστρονομικών και φυσικών μοντέλων των φιλοσόφων και πρώιμων επιστημόνων. Η περιγραφή αυτή συνεπικουρείται από μαθηματικά παραδείγματα τα οποία είναι σε επίπεδο μαθηματικών γυμνασίου/λυκείου και παραθέτονται σε ξεχωριστό τμήμα του βιβλίου. Στα παραδείγματα αυτά βρίσκει κανείς τον υπολογισμό των αποστάσεων των πλανητών από τον ήλιο, το μέγεθος της Γης, διάφορα θέματα οπτικής και άλλα. Η παράθεση τέτοιων παραδειγμάτων βοηθά στο να εκτιμήσει καλύτερα ο αναγνώστης τα πρώιμα επιστημονικά επιτεύγματα, αποτελούν όμως επίσης και μία εξαιρετική συλλογή εκπαιδευτικού υλικού που μπορεί και αξίζει κάποια στιγμή να βρει μια θέση στην εκπαίδευση των μαθητών σε γυμνάσια και λύκεια.

Τελικά τι μας μένει από την απόπειρα του Weinberg να μιλήσει για την προσπάθειά μας «να εξηγήσουμε τον κόσμο»; Η πορεία προς την ανακάλυψη της επιστήμης δείχνει τη σημασία του να θέτει κανείς τα σωστά ερωτήματα προτού προσπαθήσει να δώσει απαντήσεις.

Χωρίς αυτό, την επίπονη συλλογή εμπειρικών δεδομένων καθώς και τη διεξαγωγή πειραμάτων, το σημερινό οικοδόμημα της σύγχρονης επιστήμης δεν θα υπήρχε. Ο Πλάτωνας, ο Αριστοτέλης, αλλά και πολλοί άλλοι πριν και μετά από αυτούς, δεν έθεσαν τα σωστά ερωτήματα, όσον αφορά τις φυσικές επιστήμες τουλάχιστον, αλλά ακόμη και να τα είχαν θέσει, χωρίς την επιστημονική μέθοδο δεν θα είχαν καταφέρει να δώσουν απαντήσεις.

Τέλος, πρέπει να τονιστεί πως η πρακτική αναγκαιότητα που οδήγησε στη σύγχρονη επιστήμη, η κατάρτιση δηλαδή ημερολογίων, θα μπορούσε να εξυπηρετηθεί και χωρίς την ανάπτυξη της επιστημονικής μεθόδου. Ηταν η περιέργεια του να καταλάβει κανείς τον μηχανισμό πίσω από το ημερολόγιο και την αλλαγή των εποχών που οδήγησε στον τεχνολογικό πολιτισμό που απολαμβάνουμε σήμερα. Την επόμενη φορά λοιπόν που ένα παιδί σας κάνει ερωτήσεις για τις μέρες και τους μήνες αντιμετωπίστε το με σοβαρότητα. Ισως ένας επιστήμονας γεννιέται!

* Ο κ. Νίκος Ρομποτής είναι λέκτωρ στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ.