Where are they?
Η σχολική χρονιά τελείωνε, έξω λιακάδα κι όμως το κουδούνι αλύπητα χτύπησε για να ανεβούμε στις τάξεις μας.
Ανδρέας: Ελάτε πως κάνετε έτσι, έκτη ώρα είναι, κουτσουρεμένη, 40 λεπτά.
Χριστίνα: Ναι, αλλά με Φυσική καταντάει ατελείωτη. Όλο ερωτήσεις είναι και “γιατί αυτό” και “πώς το ξέρουμε”, δε σταματάει καθόλου.
Μπαίνοντας στο εργαστήριο μας περίμενε μια έκπληξη, τα τραπέζια περίεργα τοποθετημένα κι εκείνος στην πόρτα να μας δίνει οδηγίες για το πού θα καθίσουμε.
Καθηγητής: Σήμερα θα κάνουμε μια διαχρονική επανάληψη στον μικρόκοσμο, σαν θεατρική παράσταση, με τους ρόλους σας στα φυλλάδια που έχετε μπροστά σας. Καθ’ όλη τη χρονιά, είχα ζητήσει να ασχοληθεί ο καθένας από εσάς με ένα επιστήμονα. Σας μοίρασα αποσπάσματα των εργασιών σας και θα παίξετε το ρόλο σας προσπαθώντας να τα συνδέσουμε. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν με σένα Δημόκριτε.
Δημόκριτος: Θα μου επιτρέψετε μια μικρή αναδρομή για να αποτίσουμε φόρο τιμής στους προγόνους μας που διευκόλυναν το έργο μας.
Το 800 π.Χ., όπως λέτε εσείς σήμερα, σε τούτο τον ευλογημένο τόπο, άρχισε η αφύπνιση της ανθρωπότητας. Δυο μεγάλοι Έλληνες, ο Όμηρος και ο Ησίοδος σφυρηλάτησαν την αρχαιοελληνική γλώσσα και παράλληλα (776 π.Χ.) ξεκίνησαν οι Ολυμπιακοί αγώνες.
Το 700 π.Χ. οι επτά σοφοί ασχολήθηκαν με την ηθική των Ελλήνων μέσω των γνωμικών τους.
Το 600 π.Χ. δύο άλλοι Έλληνες, ο Θαλής και ο Πυθαγόρας θεμελίωσαν την επιστήμη. Αυτοί θεμελίωσαν το τετράπτυχο του Ελληνικού θαύματος:
Γλώσσα, Άθληση, Ηθική και Επιστήμη.
Τετράπτυχο που μέχρι στις μέρες σας ακολουθεί πιστά όλος ο Δυτικός πολιτισμός.
Στις μέρες μου (460 – 370 π.Χ.) μόλις τελείωσαν οι δύο Περσικοί πόλεμοι και βρίσκεται σε εξέλιξη ο Πελοποννησιακός πόλεμος. Ξεκινώντας από τα Άβδηρα της Θράκης ταξίδεψα σε όλα τα γνωστά μέρη, δέχτηκα την επίδραση πολλών σοφών ανθρώπων με κυριότερο τον Λεύκιππο που συνάντησα στη Μίλητο. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι όσο και να τεμαχίζω ένα αντικείμενο θα φτάσουμε σε ένα πολύ μικρό τμήμα που δε θα μπορούμε να το τεμαχίσουμε άλλο, το επονομαζόμενο άτομο. Η ύλη δηλαδή αποτελείται από άτομα που για να έχουν και την ιδιότητα της κίνησης χρειάζονται και το κενό. Η γνωστή μας θεωρία για «το όν και το μη όν». Βέβαια εκεί κάτω στην Αθήνα, ακούγονται διαφορετικές απόψεις.
Αριστοτέλης: Σειρά μου Δημόκριτε κι εδώ στην Αθήνα, ο σύγχρονός σου Σωκράτης μας δίδαξε με την μαιευτική μέθοδό του, ότι η αλήθεια είναι κρυμμένη μέσα μας και ότι απλώς είμαστε λίγο τεμπέληδες για να ψάξουμε να τη βρούμε. Από τότε ψάχνουμε συνέχεια, ο καθένας μόνος του ή και όλοι μαζί όπως στην Ακαδημία του νεότερού σου και μαθητή του, του Πλάτωνα (427 – 347 π.Χ.), ο οποίος πρεσβεύει τον τέλειο ιδεατό κόσμο που εμείς είμαστε κακά αντίγραφά του.
Όπως εσύ έτσι κι εγώ (384 – 322) ξεκίνησα από τη βόρεια Ελλάδα, από τα Στάγειρα της Μακεδονίας στα 17 μου χρόνια και γράφτηκα στην Ακαδημία του Πλάτωνα στην οποία σπούδασα επί 20 χρόνια μέχρι το θάνατό του. Υπήρξε ένας βαθυστόχαστος φιλόσοφος αν και δε συμφωνούσα σε όλα μαζί του, εκείνος έψαχνε τις απαντήσεις στον ουρανό κι εγώ στη Γη, όπως πολύ εύστροφα μας απεικόνισε 2000 χρόνια μετά ο Ιταλός ζωγράφος Ραφαέλο στον πίνακά του «Η Σχολή των Αθηνών».
Μετά το θάνατό του Πλάτωνα, έφυγα και πήγα στην Άσσο της Μικράς Ασίας όπου μελέτησα τους ζωντανούς οργανισμούς θέτοντας τα θεμέλια της Βιολογίας, στη συνέχεια με κάλεσε ο Φίλιππος (382 – 336 π.Χ.) να διδάξω τον γιό του Αλέξανδρο στη Μίεζα της Νάουσας κι από εκεί ξαναγύρισα στην Αθήνα όπου άνοιξα το γνωστό με το όνομά μου Λύκειο με χορηγία του Αλέξανδρου ιδρύοντας μια από τις καλύτερες βιβλιοθήκες της εποχής.
Οι μελέτες μου με οδηγούν στο να πρεσβεύω ότι η Γη είναι το κέντρο του κόσμου, όλα τα σώματα αποτελούνται από τέσσερα στοιχεία – γαία, ύδωρ, αήρ, πυρ – και από τη Σελήνη τον Ήλιο και πέρα όλα αποτελούνται από μια πέμπτη τέλεια θεϊκή ουσία, την πεμπτουσία, διαγράφοντας τις τέλειες κυκλικές κινήσεις τους. Άρα δεν υπάρχουν αυτά τα άτομα που λες και πολύ περισσότερο το κενό που η Φύση το απεχθάνεται.
Νεύτων: (1643 – 1727) «nanos gigantum humeris insidentes», «αν είδα μακριά, είδα γιατί πάτησα σε ώμους γιγάντων», είπα κάποτε που με ρώτησαν, εννοώντας όλους εσάς και τους πιο σύγχρονούς μου Κοπέρνικο, Μπράχε, Κέπλερ, Γαλιλαίο και άλλους πολλούς. Τον τελευταίο μάλιστα πρέπει να τον θεωρούμε μεγάλο δάσκαλο στη Φυσική γιατί με το τηλεσκόπιό του είδε πράγματα που δε συμφωνούσαν με τον Αριστοτέλη και πρότεινε να ξεχάσουμε τα πάντα και να κάνουμε μια νέα αρχή με την προϋπόθεση, ό,τι θα υποστηρίζουμε από εδώ και πέρα θα το αποδεικνύουμε με πείραμα.
Μέχρι τους Θαλή και Πυθαγόρα, τον κόσμο τον κυβερνούσαν θεοί και δαίμονες, στη συνέχεια ψάχναμε την αιτία και ο Αριστοτέλης τα έδεσε τόσο καλά που η θεωρία του κυριάρχησε γιατί βόλευε τους κρατούντες που μετέφεραν τη φυσική διαστρωμάτωση (γαία-ύδωρ-αήρ-πυρ) στην κοινωνική. Μέχρι τις μέρες μου οι κρατούντες έχουν δυο βιβλία, την Αγία Γραφή και τον Αριστοτέλη. Αν υποστηρίξεις κάτι διαφορετικό από ότι γράφουν τα βιβλία αυτά, σε θεωρούν επικίνδυνο μέλος της κοινωνίας και για το καλό σου πρέπει να σε κάψουν για να εξαγνίσουν την ψυχή σου, όπως παρά λίγο να συμβεί και στον Γαλιλαίο.
Έχοντας όλα αυτά υπόψη μου κατά την παραμονή μου στο κτήμα μου τις χρονιές 1665 και 1666 λόγω επιδημίας βουβωνικής πανώλης και δεχόμενος ένα μήλο κατακέφαλα, όπως λένε, εδραίωσα τη θεωρία μου με τους τρεις νόμους της μηχανικής και το νόμο της παγκόσμιας έλξης.
Ντάλτον: (1766 – 1844) Βρε παιδιά, δεν ξέρω τι λέτε εσείς οι Φυσικοί, αλλά εγώ που ασχολούμαι με χημικές αντιδράσεις και προσπαθώντας να αιτιολογήσω τα αποτελέσματα με το συνεχές του Αριστοτέλη, δε μου βγαίνει, με το διακριτό όμως του Δημόκριτου, όλα δένουν.
Άρα τα άτομα του Δημόκριτου υπάρχουν, η ύλη δομείται από μικροσκοπικά αδιαίρετα κουτάκια που ενωμένα μεταξύ τους συνθέτουν ένα σώμα, ενώ αν ενωθούν διαφορετικά συνθέτουν ένα άλλο σώμα.
Μάξουελ: (1831 – 1879) Στην εποχή μου, τα τεκταινόμενα στη Φυσική καλπάζουν, όσο αφορά στον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό. Σκέφτηκα λοιπόν να πιάσω τα πράγματα από την αρχή. Το 600 π.Χ. εκείνος ο αρχαίος Έλληνας ο Θαλής που συγκαταλεγόταν και στους επτά σοφούς, μας είπε ότι αν τρίψουμε το ήλεκτρο (κεχριμπάρι), τότε αυτό έλκει ελαφρά αντικείμενα όπως είναι οι τρίχες που πέφτουν από τα μαλλιά του, όσες του είχαν απομείνει.
Ο χώρος του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού, όσο μεγάλωνα, γέμισε από θεωρήματα και φυσικούς νόμους καθώς ξεπεταγόντουσαν ο ένας μετά τον άλλο. Τότε ήταν που θυμήθηκα τον αρχαίο Έλληνα γεωμέτρη, που μάζεψε ότι ήταν γνωστό στον τότε κόσμο, τα έβαλε σε μια σειρά, είδε άλλα τόσα και συνέγραψε την γεωμετρία του, που διδάσκεται μέχρι τώρα σε όλα τα σχολεία του κόσμου και βάλθηκα να βάλω κι εγώ μια τάξη σε όλη αυτή τη βαβούρα. Κάθισα με ένα χαρτί κι ένα μολύβι στο γραφείο μου και κατέληξα σε τέσσερεις μόνο εξισώσεις που περιγράφανε όλους τους άλλους νόμους. Μέχρι κι εγώ απόρησα, καλά μόνο τέσσερεις; Άρχισα να τις ανακρίνω μία μία και όλες μαζί, εξάλλου δεν ήταν πολλές, μόνο τέσσερεις. Τις ρώτησα:
Μάξουελ: Αν έχω ένα φορτίο ακίνητο τι συμβαίνει;
Εξίσωση: Δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Μάξουελ: Σωστά, αυτό μας το είπε και ο Φαραντέι. Αν όμως ένα φορτίο κινείται ισοταχώς τι παρατηρώ;
Εξίσωση: Καθώς μετακομίζει το ηλεκτρικό του πεδίο ισοταχώς δημιουργείται και μαγνητικό πεδίο.
Μάξουελ: Σωστά, αυτό μας το είπε και ο Έρστεντ. Αν όμως κινείται επιταχυνόμενα ή ταλαντώνεται;
Εξίσωση: Τότε θα πρέπει να σκορπά ενέργεια γύρω του σαν κύμα.
Μάξουελ: Για σταθείτε εσείς οι τέσσερεις, αυτό δε μας το είπε κανένας, αλλά αν έχετε δίκιο, με ποια ταχύτητα ταξιδεύει αυτή η ενέργεια;
Εξίσωση: Με την ταχύτητα του φωτός.
Μάξουελ: Ε, αυτό είναι αποκάλυψη, αν έχετε δίκιο θα πρέπει να αποδειχθεί με πείραμα. Χρειάστηκαν πάνω από 30 χρόνια μέχρι να βρεθεί ο Χερτζ και να αποδείξει πειραματικά την ύπαρξη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων δικαιώνοντας πλήρως τις εξισώσεις μου. Εγώ το έμαθα στον άλλο κόσμο που είμαι και τώρα που σας μιλάω.
Καθηγητής: Οι Φυσικοί μου θυμίζουν τον Ταρζάν που ήρθε στην πόλη από την ζούγκλα, πήγε να περάσει απέναντι σε πολυσύχναστο δρόμο και τον σταμάτησε ο αστυνόμος.
Τι κάνεις εκεί;
Περνάω απέναντι.
Απαγορεύεται, δε βλέπεις το κόκκινο;
Ποιο κόκκινο;
Εκείνο το ανθρωπάκι, το Σταμάτη, επιτρέπεται να περάσεις όταν σβήσει αυτό και ανάψει το άλλο το πράσινο, ο Γρηγόρης.
Έτσι και οι Φυσικοί παρανομώντας (πειραματιζόμενοι) μαθαίνουν τους νόμους της Φύσης και όποιος τους μεταφράσει σωστά του δίνουν και το όνομά του. Το ίδιο έκανε και ο Τόμσον, για πες μας λοιπόν.
Τόμσον: (1856 – 1940) Πριν εκατό περίπου χρόνια, ο χημικός Ντάλτον επανάφερε τη θεωρία του Δημόκριτου περί ατόμων. Στην εποχή μου ήταν γνωστές κάποιες καθοδικές ακτίνες, κάτι κινείτο από την κάθοδο προς την άνοδο. Άρχισα λοιπόν τα παιχνίδια (πειράματα) υποχρεώνοντάς τα να περάσουν μέσα από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Αυτό το κάτι διαπίστωσα ότι ξέφευγε από την ευθύγραμμη πορεία του όταν περνούσε μέσα από ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο.
Σκέφτηκα λοιπόν να το περάσω μέσα από συνδυασμένο πεδίο, ηλεκτρικό και μαγνητικό ταυτόχρονα και ρυθμίζοντας τις εντάσεις τους κατάφερα να μην αποκλίνουν, έτσι είχα μια σαφή ένδειξη της ταχύτητάς του. Από εκεί και πέρα ήταν θέμα ρουτίνας (βάσει γνωστών φυσικών νόμων) να υπολογίσω το λόγο του φορτίου του προς τη μάζα του. Το αξιοσημείωτο ήταν ότι ο λόγος αυτός παρέμενε σταθερός, όποιο μέταλλο κι αν χρησιμοποιούσα στην κάθοδο. Το συμπέρασμα ήταν ότι αυτό το κάτι ήταν σωματίδιο και όχι κύμα, και μάλιστα με αρνητικό φορτίο. Άρα τα άτομα του Δημόκριτου και του Ντάλτον δεν ήταν και τόσο άτομα. Όταν από την ουδέτερη ύλη φεύγουν αρνητικά φορτισμένα σωματίδια θα πρέπει να υπάρχουν και θετικά, δηλαδή αυτά που αποκαλούσαμε άτομα έχουν δομή. Ήμουν δηλαδή υποχρεωμένος να περιγράψω τη δομή τους. Θεώρησα λοιπόν ότι όλη η μάζα του ατόμου και όλο το θετικό φορτίο είναι ομοιόμορφα τοποθετημένα μέσα στο χώρο του ατόμου και τα αρνητικά σωματίδια διάσπαρτα ανάμεσά τους. Κάποιοι το ονόμασαν μοντέλο του σταφιδόψωμου.
Πλανκ: (1858 – 1947) «Στη Φυσική ανακαλύψαμε τα πάντα, καλύτερα να παρακολουθήσεις Χημεία ή Βιολογία, τομείς γνώσης που εξελίσσονται» μου είπε ο καθηγητής μου όταν πήγα να γραφτώ στο Φυσικό τμήμα και του απάντησα ότι δεν επιθυμώ να ανακαλύψω νέα πράγματα αλλά να καταλάβω τα ήδη γνωστά. Έτσι ξεκίνησε η σταδιοδρομία μου στη Φυσική, αγκιστρωμένος στα ήδη γνωστά.
Φανταστείτε τι έπαθα όταν το 1900 ασχολούμενος με την εκπομπή μέλανος σώματος, αναγκάστηκα να δηλώσω ότι βρήκα ένα καλό μαθηματικό τέχνασμα για να ερμηνεύσω τη διάδοση της ενέργειας, ότι δηλαδή η ενέργεια διαδίδεται σε πακέτα, ασυνεχώς. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στη σύγχρονη Φυσική. Έθεσα το όριο μεταξύ κλασικής Φυσικής και κβαντομηχανικής. Χωρίς να είναι βασική μου επιδίωξη έφερα τα πάνω κάτω. Μέχρι τις μέρες μου δυο βιβλία κυριαρχούσαν, αυτό του Νεύτωνα για οποιοδήποτε πρόβλημα μηχανικής και του Μάξουελ για τον ηλεκτρομαγνητισμό και όλα ήταν τακτοποιημένα, εγώ τα ανακάτεψα όλα πάλι.
Ράδερφορντ: (1871 – 1937) Φοιτητής του Τόμσον ήμουνα όταν πρότεινε το σταφιδόψωμό του. Μετά από μελέτες στη ραδιενέργεια, πρόσφατη ανακάλυψη των Μπεκερέλ με το ζεύγος Κιουρί, βρήκα τρόπο να υπολογίζω το ρυθμό διάσπασης των ραδιενεργών πυρήνων και κατασκεύασα ένα κανονάκι σωματιδίων α, με το οποίο άρχισα να βομβαρδίζω όλες τις ουσίες πετυχαίνοντας για πρώτη φορά το όνειρο των αλχημιστών, μεταστοιχείωση, μετατρέποντας άζωτο σε οξυγόνο (1919).
Το πείραμα όμως που έγινε παγκοσμίως γνωστό (1911) είναι όταν μαζί με τους Γκάιγκερ και Μάρσντεν, προσπαθώντας να επαληθεύσω το μοντέλο του σταφιδόψωμου κατάφερα να το διαψεύσω και να καθιερώσω το πλανητικό μοντέλο. Βομβάρδισα σε κενό φύλλα χρυσού με σωματίδια α και ένα στα 8.000 εξαφανιζόταν, πράγμα αδιανόητο. Επαναλαμβάναμε το πείραμα επί μέρες, αλλά αυτό το ένα πουθενά, μέχρι που σε μια κίνηση απελπισίας το ψάξαμε πίσω από το φύλλο χρυσού και το βρήκαμε εκεί. "It was quite the most incredible event that has ever happened to me in my life. " δήλωσα τότε. Αυτό και μόνο κατέρριπτε το μοντέλο του σταφιδόψωμου γιατί θα έπρεπε όλο το θετικό φορτίο και η μάζα του ατόμου να ήταν συγκεντρωμένα σε χώρο 100.000 φορές μικρότερο από το χώρο που καταλάμβανε το άτομο και τα ηλεκτρόνια να περιφέρονται στον υπόλοιπο κενό χώρο σαν τους πλανήτες γύρω από τον ήλιο. Το πλανητικό μοντέλο φάνηκε πολύ καλό αλλά είχε ένα εγγενές πρόβλημα. Περιφερόμενοι οι πλανήτες δεν ακτινοβολούν ενέργεια, τα ηλεκτρικά φορτία όμως μετέχοντας σε κυκλικές κινήσεις που είναι επιταχυνόμενες πρέπει να χάνουν συνεχώς ενέργεια κατά Μάξουελ και να καταλήγουν στον πυρήνα, πράγμα αδύνατο.
Αϊνστάιν: (1879 – 1955) Η δική μου συμμετοχή για την κατανόηση του ατόμου ξεκινάει το 1905 όταν δημοσίευσα τις εργασίες μου για την ερμηνεία της κίνησης Μπράουν, του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας.
Πριν 80 χρόνια ο Μπράουν παρατήρησε την τυχαία και άτακτη κίνηση κόκκων γύρεως πάνω στην επιφάνεια του νερού μη μπορώντας να την ερμηνεύσει, πράγμα που έκανα εγώ, αποδίνοντάς την στην τυχαία θερμοδυναμική κίνηση των υποκείμενων μορίων νερού, ήταν δηλαδή μια απόδειξη της ύπαρξης ατόμων και μορίων.
Από την άλλη μεριά ερμήνευσα το εργαστηριακά παρατηρούμενο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η εξαγωγή δηλαδή ηλεκτρονίων από μέταλλο με ακόμη και ασθενή πράσινη φωτεινή δέσμη και η αδυναμία μας για εξαγωγή ηλεκτρονίων από ισχυρή κόκκινη, με την παραδοχή ότι αυτό που χρόνια νωρίτερα ο Πλανκ θεώρησε ως μαθηματικό τέχνασμα, ήταν φυσικός νόμος. Η ενέργεια μεταδίδεται σε πακέτα ενέργειας καθορισμένης τιμής που εξαρτάται από τη συχνότητά της. Τα πράσινα φωτόνια, έχοντας μεγαλύτερη συχνότητα από τα κόκκινα μεταφέρουν περισσότερη ενέργεια.
Αυτό όμως που με καθιέρωσε ήταν η ειδική θεωρία της σχετικότητας. Γνώριζα από τον Μάξουελ ότι η ταχύτητα του φωτός ήταν σταθερή στο κενό και πρόσθεσα ότι δεν υπάρχει μεγαλύτερη ταχύτητα στη φύση από την ταχύτητα αυτή και ότι είναι η ίδια ανεξάρτητα από την ταχύτητα του πομπού ή του δέκτη. Ένα μήνα μετά συμπλήρωσα την ισοδυναμία μάζας και ενέργειας με την απλή τριγράμματη εξίσωση που γνωρίζουν όλοι οι κάτοικοι αυτού του πλανήτη, είτε είναι φυσικοί είτε όχι, E=m.c2. Αυτή και μόνο ερμηνεύει τη συγκρότηση των πυρήνων των ατόμων. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια (νουκλεόνια), έχασαν υπό μορφή ενέργειας τμήμα της μάζας που είχαν(ως ελεύθερα), όταν συγκρότησαν τον πυρήνα. Για να τα αποδεσμεύσω από τον πυρήνα θα πρέπει να τους επιστρέψω αυτή την ενέργεια.
Μπορ: (1885 – 1962) Εγώ πάλι τελειώνοντας τις σπουδές μου στη Δανία, πετάχτηκα απέναντι στην Αγγλία να παρακολουθήσω τον Τόμσον. Κάτι δε μου άρεσε στο σταφιδόψωμό του, του το είπα και μου λέει «αυτά τα λέει και εκεί απέναντι ο Ράδερφορντ, πήγαινε να τον παρακολουθήσεις». Έτσι άλλαξα στρατόπεδο (1911), άκουσα το Ράδερφορντ και πάλι κάτι δε μου άρεσε, το ήξερε κι εκείνος βέβαια με την ενέργεια που χάνουν τα ηλεκτρόνια στις κυκλικές τους κινήσεις. Άρχισα λοιπόν τις μελέτες μου από το απλούστερο άτομο που υπάρχει στη φύση, αυτό του υδρογόνου, ευελπιστώντας ότι αν καταλάβω τι γίνεται με αυτό εύκολα θα τα έβγαζα πέρα και με τα υπόλοιπα.
Ο Ράδερφορντ εξίσωσε τη δύναμη Κουλόμπ με την κεντρομόλο και κατέληξε σε μια σχέση που συνέδεε την ακτίνα περιστροφής του ηλεκτρονίου με την ταχύτητά του (βάλε το ηλεκτρόνιο όπου θέλεις, δώσε του την ταχύτητα που αντιστοιχεί σε αυτή την ακτίνα από τη σχέση και αυτό θα περιστρέφεται εκεί αιωνίως). Τότε 1913 θυμήθηκα και την κβάντωση των Πλανκ και Αϊνστάιν και την επέβαλα στη στροφορμή των ηλεκτρονίων και όλα βρήκαν τη θέση τους, δύο εξισώσεις με δύο αγνώστους λύνεται πάντα. Ο Ράδερφορντ έβαλε τάξη στον πυρήνα κι εγώ στα ηλεκτρόνια, δε μπορούν να περιστρέφονται όπου θέλουν παρά μόνο σε καθορισμένες (κβαντισμένες) τροχιές. Αυτή η παραδοχή ερμήνευσε με κάθε μετρήσιμη λεπτομέρεια τα φάσματα του υδρογόνου (μια φωτεινή γραμμή στο κόκκινο, μια στο πράσινο, μια στο μπλε και μια στο ιώδες). Δυστυχώς όμως δεν κατάφερα να ερμηνεύσω τα φάσματα κανενός άλλου ατόμου.
Λουί ντε Μπρολί: (1892 – 1987) Ιστορία σπούδασα και το απολάμβανα μέχρι που μετά τον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο όπου υπηρέτησα ως ασυρματιστής, με παρέλαβε ο μεγάλος μου αδελφός, διακεκριμένος πειραματικός φυσικός, που διεξήγαγε πειράματα στο οικογενειακό του μέγαρο στο Παρίσι.
Άρχισα τις σπουδές μου στη Φυσική και απόλαυσα τις δηλώσεις Γερμανών, Άγγλων, Δανών, ότι δηλαδή η ακτινοβολία (κύμα) έχει και σωματιδιακό χαρακτήρα. Τότε 1924 είναι που έβαλα στο παιχνίδι και τη γαλλική φινέτσα, αποδίδοντας στα σωματίδια και κυματικό χαρακτήρα με μια τριγράμματη εξίσωση, ότι το ηλεκτρόνιο είναι και κύμα, πράγμα που ο Αϊνστάιν αποδέχτηκε αμέσως και ένα χρόνο μετά αποδείχτηκε πειραματικά. Έτσι θεμελίωσα ακόμη καλύτερα τον ήδη γνωστό κυματοσωματιδιακό δυϊσμό. Βέβαια περισσότερο απόλαυσα το βραβείο Νόμπελ το 1929 γι’ αυτή μου την εργασία.
Σρέντιγκερ: (1887 – 1961) Χριστούγεννα ήταν του 1925 όταν μάζεψα όλες τις σημειώσεις μου, πήρα και μια άγνωστή σας σύντροφό μου και απομονώθηκα στα χιονισμένα βουνά της Αυστρίας για να δουλέψω. Η σκέψη μου ήταν να εφαρμόσω τις σκέψεις του Γάλλου στο ηλεκτρόνιο, να θεωρήσω δηλαδή ότι το ηλεκτρόνιο είναι κύμα, έψαχνα κατά κάποιο τρόπο μια κυματοσυνάρτηση.
Γράψε σβήσε ξανά υπολογισμούς και πάλι από την αρχή, τελικά ξημέρωσε. Κατέληξα σε μια συνάρτηση συναρτήσεων Ψ=Ψ(x,y,z,t) που περιγράφει ένα σωματίδιο – κύμα, χωρίς να σχετίζεται με κάποιες ιδιότητες του χώρου και δε μπορούμε να της αποδώσουμε κάποια φυσική σημασία, απλά όπως πρότεινε ο Μπορν, το τετράγωνό της υποδηλώνει την πιθανότητα να βρίσκεται το σωματίδιο σε ορισμένο όγκο του χώρου.
Χαϊζεμπέργκ: (1901 – 1976) Κι εγώ εδώ στη Γερμανία σκέφτηκα τα ίδια με τον Αυστριακό συνάδελφό μου και κατάφερα την ίδια χρονιά να φτάσω στο ίδιο συμπέρασμα με άλλο πιο δύσκολο μαθηματικό τρόπο (θεωρία πινάκων) όπως ομολογούν όλοι οι μετέπειτα φυσικοί ανά τον κόσμο.
Οι μελέτες μου όμως με οδήγησαν το 1927 στην αρχή απροσδιοριστίας που εφαρμόζεται παντού στο μικρόκοσμο. Η πρώτη έκφρασή της δηλώνει ότι είναι αδύνατο να προσδιορίσουμε με ακρίβεια θέση και ορμή ενός σωματιδίου, το γινόμενο σφάλματος θέσης επί σφάλμα ορμής είναι μεγαλύτερο από τη σταθερά του Πλανκ διηρημένη δια 4π, ή ισοδύναμα η αβεβαιότητα μέτρησης ενέργειας επί την χρονική διάρκεια που την κατέχει ένα σύστημα είναι μεγαλύτερη της h/4π. Αυτή η αρχή δηλώνει νόμο της Φύσης και όχι τωρινή τεχνολογική αδυναμία μας.
Ντιράκ: (1902 – 1984) Τελείωνα το φυσικό τμήμα όταν τα πειραματικά δεδομένα έδειξαν ότι η κλασική φυσική δε μπορούσε να ερμηνεύσει το άτομο και τα ηλεκτρόνια. Στρώθηκα λοιπόν και το 1925 ανέπτυξα μια θεωρία κβαντομηχανικής που περιλάμβανε την κυματομηχανική, την κβαντομηχανική του Σρέντιγκερ και τη μηχανική των μητρών του Χάιζεμπεργκ σαν ειδικές περιπτώσεις.
Το 1928 συνέδεσα τη κβαντομηχανική με την ειδική σχετικότητα στη γνωστή με το όνομά μου εξίσωση, όπου ερμηνεύονταν οι μαγνητικές ιδιότητες του ηλεκτρονίου και το σπιν του. Το αρχικό ελάττωμα αυτής της εξίσωσης περί αρνητικών ενεργειών και η προσπάθειά μου να το καλύψω με την ύπαρξη κάποιου πιθανού θετικού σωματιδίου, οδήγησε το 1932 τον Άντερσον στην ανακάλυψη του ποζιτρονίου (θετικού ηλεκτρονίου) που ανήκει στην αντιύλη. Είναι μια απλή εξίσωση, σαν αυτή του Όιλερ, για να εξηγήσεις βέβαια καθένα από τα σύμβολά της, θέλεις ένα ακαδημαϊκό έτος. Πάντα με χαρακτήριζαν τα λίγα λόγια, οι συνάδελφοί μου είχαν βγάλει και τη σταθερά Ντιράκ «μία λέξη το λεπτό».
Φέρμι: (1901 – 1954) Το 1926 με διόρισαν καθηγητή φυσικής στο πανεπιστήμιο της Ρώμης, όπου σχημάτισα γύρω μου μια μικρή αλλά ενθουσιώδη ομάδα νέων φοιτητών. Πάππα με αποκάλεσαν οι συμπατριώτες μου, επειδή με την ομάδα μου βομβαρδίζαμε το ένα στοιχείο μετά το άλλο με τα προσφάτως (1932) ανακαλυφθέντα νετρόνια από τον Άγγλο, Τσάντγουικ, ψάχνοντας ραδιενεργούς μετασχηματισμούς. Το 1933 διατύπωσα τη θεωρία που ερμήνευε την ακτινοβολία β από ραδιενεργά σώματα, εισάγοντας την τέταρτη δύναμη της φύσης, την ασθενή πυρηνική. «Ο Ιταλός θαλασσοπόρος αποβιβάστηκε στο Νέο Κόσμο» ήταν το κρυπτογραφημένο μήνυμα που ενημέρωνε την Ουάσιγκτον ότι έθεσα σε λειτουργία τον πρώτο πυρηνικό αντιδραστήρα που δημιουργήθηκε από άνθρωπο το Δεκέμβριο του 1942.
Καθηγητής: Με τις εργασίες σας, μιας σχολικής χρονιάς, καλύψατε σε δυο διδακτικές ώρες μια ιστορία 2500 ετών από την πλευρά της επιστήμης. Πέρασαν 50 μόλις χρόνια από το 1900 (Πλανκ) μέχρι το 1950 (Φέρμι) και η ανθρωπότητα έστησε δύο παγκόσμιους πολέμους και μία επιστημονική επανάσταση (για να θυμηθούμε και τα λόγια του Ηράκλειτου). Πέρασαν άλλα 70 χρόνια μέχρι τις μέρες μας και συνεχίζεται η ραγδαία εξέλιξη της επιστήμης και της τεχνολογίας. Η κβαντομηχανική θεμελιώθηκε και αυτή τη στιγμή συζητάμε για κβαντικούς υπολογιστές με τη χρήση της κβαντικής διεμπλοκής, πρόκειται για μια έννοια που αναστάτωσε τον Αϊνστάιν και είπε εκείνο το αμίμητο, «ο Θεός δεν παίζει ζάρια με τον κόσμο».
Σας περιμένουν λαμπρές ημέρες, αρκεί να ενηλικιωθείτε γρήγορα κατά Φέρμι..
Μαΐστρος Κωνσταντίνος
