Φυσική & Φιλοσοφία (210 άρθρα)

1. Η γλώσσα σας επηρεάζει την αντίληψή σας για τον χρόνο

Σκεφτείτε τον χρόνο ως μια γραμμή. Προς ποια κατεύθυνση ρέει; Είναι οριζόντια ή κάθετη; Ή μήπως δεν είναι καθόλου γραμμή για εσάς. Οι απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις μπορεί κάλλιστα να εξαρτώνται από τη γλώσσα που μιλάτε.

Για παράδειγμα, οι αγγλόφωνοι περιγράφουν τον χρόνο ως μπροστά ή πίσω τους ή ως οριζόντια γραμμή που κινείται από αριστερά προς τα δεξιά. Οι ομιλητές της Μανδαρινικής γλώσσας οραματίζονται τον χρόνο ως μια κάθετη γραμμή, όπου το κάτω αντιπροσωπεύει το μέλλον, ενώ οι Έλληνες τείνουν να βλέπουν τον χρόνο ως μια τρισδιάστατη οντότητα που είναι «μεγάλη» και όχι «μακρά». Στο Pormpuraww, μια απομακρυσμένη κοινότητα ιθαγενών της Αυστραλίας, ο χρόνος είναι τοποθετημένος σύμφωνα με την ανατολή και τη δύση.

2. Όταν το σύμπαν τελικά πεθάνει, δεν θα υπάρχει ούτε μέλλον ούτε παρόν

Όπως κι εμείς, έτσι και ο τρόπος που περνάει ο χρόνος θα αλλάξει καθώς το Σύμπαν θα γερνάει. Το «βέλος του χρόνου», το οποίο δείχνει από το παρελθόν προς το μέλλον, πιστεύεται ότι έχει τις ρίζες του στη Μεγάλη Έκρηξη. Το βρεφικό Σύμπαν πιστεύεται ότι είχε πολύ χαμηλή εντροπία – ένα μέτρο αταξίας ή τυχαιότητας. Από τότε, η εντροπία αυξάνεται – αυτή η αλλαγή είναι που δίνει στο βέλος του χρόνου την πορεία του. Είναι ο ίδιος λόγος για τον οποίο είναι εύκολο να σπάσεις ένα φρέσκο αυγό, αλλά εξαιρετικά δύσκολο να πάρεις ένα χάος από θραύσματα και κρόκο και να δημιουργήσεις ένα ολόκληρο φρέσκο αυγό.

Κανείς δεν ξέρει τι θα συμβεί στο τέλος του Σύμπαντος, αλλά ένας ισχυρός υποψήφιος είναι ο «θερμικός θάνατος», όπου η εντροπία θα έχει φτάσει στο μέγιστο και το βέλος του χρόνου θα χάσει την κατεύθυνσή του. Σκεφτείτε το σαν όλα τα αυγά του Σύμπαντος να έχουν ήδη συντριβεί, και μετά από αυτό τίποτα ενδιαφέρον δεν θα ξανασυμβεί.

3. Μπορεί να μην είναι δυνατή η συνειδητή εμπειρία χωρίς χρόνο

Μετράμε, άρα είμαστε. Ο χτύπος του χρόνου είναι ο αόρατος, καρδιακός παλμός της ζωής μας και επηρεάζει κάθε στιγμή της συνείδησής μας. Ο χρόνος και ο εαυτός μας βρίσκονται σε διαρκή χειραψία – ακόμη και ένας άνθρωπος παγιδευμένος σε μια εντελώς σκοτεινή σπηλιά θα εξακολουθούσε να διέπεται από τους κιρκάδιους ρυθμούς των εσωτερικών μας ρολογιών.

Η Holly Andersen, η οποία σπουδάζει φιλοσοφία της επιστήμης και μεταφυσική στο Πανεπιστήμιο Simon Fraser στο Burnaby της Βρετανικής Κολομβίας, προειδοποιεί για το τι θα μπορούσε να κάνει η απώλεια της αίσθησης του χρόνου στην αίσθηση του εαυτού μας. Πιστεύει ότι δεν είναι δυνατόν να έχουμε συνειδητή εμπειρία χωρίς το χρόνο και το πέρασμα του χρόνου. Σκεφτείτε πώς η προσωπική σας ταυτότητα χτίζεται με την πάροδο του χρόνου, αρχειοθετημένη ως αναμνήσεις.

«Αυτές οι αναμνήσεις σας συγκροτούν με την πάροδο του χρόνου» λέει η Andersen. «Αν χάσετε ένα μέρος του χρόνου θα είστε πλέον ένα διαφορετικό άτομο».

4. Δεν υπάρχουν ρολόγια με 100% ακρίβεια

Οι μετρολόγοι εργάζονται πολύ σκληρά για να κρατήσουν τον χρόνο, χρησιμοποιώντας ολοένα και καλύτερη τεχνολογία για να μετρήσουν το πέρασμα των λεπτών, των δευτερολέπτων και των ωρών. Ωστόσο, ενώ τα ατομικά τους ρολόγια είναι απίστευτα ακριβή, δεν είναι τέλεια. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει κανένα ρολόι στη Γη που να είναι απολύτως «σωστό».

Η πραγματική διαδικασία καθορισμού της ώρας που είναι – αυτή τη στιγμή – βασίζεται σε πολλά ρολόγια, που όλα διατηρούν την ώρα σε όλο τον κόσμο. Όλα τα εθνικά εργαστήρια στέλνουν τις μετρήσεις τους στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών στο Παρίσι, το οποίο στη συνέχεια δημιουργεί έναν σταθμισμένο μέσο όρο. Η ώρα, επομένως, είναι ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα.

5. Η εμπειρία του χρόνου δημιουργείται ενεργά, από το μυαλό μας

Διάφοροι παράγοντες έχουν καθοριστική σημασία για την κατασκευή της αντίληψης του χρόνου – η μνήμη, η συγκέντρωση, το συναίσθημα και η αίσθηση που έχουμε ότι ο χρόνος βρίσκεται κατά κάποιον τρόπο στο χώρο. Η αντίληψη του χρόνου μας ριζώνει στη νοητική μας πραγματικότητα. Ο χρόνος δεν βρίσκεται μόνο στο επίκεντρο του τρόπου με τον οποίο οργανώνουμε τη ζωή μας, αλλά και του τρόπου με τον οποίο τον βιώνουμε.

Το θετικό είναι ότι αυτό μας δίνει κάποιο μέτρο ελέγχου του τρόπου με τον οποίο τον βιώνουμε. Για παράδειγμα, αν θέλετε να νιώσετε ότι η ζωή σας δεν περνάει γρήγορα από μπροστά σας, το κλειδί είναι η καινοτομία: Η έρευνα δείχνει ότι μια ζωή με επαναλαμβανόμενες και ρουτινιάρικες δραστηριότητες θα νιώσετε, καθώς θα την αναλογίζεστε, ότι ο χρόνος περνάει πιο γρήγορα.

6. Υπάρχουν ήδη πολίτες του 22ου αιώνα ανάμεσά μας αλλά δεν είναι χρονοταξιδιώτες

Ο επόμενος αιώνας μπορεί συχνά να μοιάζει πολύ μακρινός: Μια μακρινή χώρα, όπου ζουν υποθετικά αγέννητες γενιές. Ωστόσο, υπάρχουν εκατομμύρια άνθρωποι στη Γη αυτή τη στιγμή που θα είναι εκεί όταν τα πυροτεχνήματα θα εκραγούν την παραμονή της Πρωτοχρονιάς του 2099. Ένα παιδί που γεννήθηκε το 2023 θα είναι στη δεκαετία των 70 του, τότε. Είμαστε πολύ περισσότερο συνδεδεμένοι σε μεγάλα χρονικά διαστήματα απ’ ό,τι ίσως συνειδητοποιούμε. Μέσω των οικογενειακών μας δεσμών, είμαστε όλοι ένα βήμα πριν από τους προηγούμενους και τους μελλοντικούς αιώνες.

7. Μπορούμε όλοι να βιώσουμε μια χρονική μεταβολή

Ο χρόνος δεν κυλάει πάντα με τον ίδιο ρυθμό για όλους. Μήπως ο χρόνος βρίσκεται μόνο στο μυαλό; Ένα αυτοκίνητο γλιστράει για κάτι που μοιάζει με αιωνιότητα, εκτοξεύοντας χαλίκια στον αέρα όπου αιωρούνται ακίνητα. Ο χρόνος επιβραδύνεται σχεδόν μέχρι να σταματήσει και, εκείνη τη στιγμή, αντιδράτε για να προστατευθείτε. Σε τέτοιες καταστάσεις, το άγχος μπορεί να ωθήσει τον εγκέφαλο να επιταχύνει την εσωτερική του επεξεργασία – για να σας βοηθήσει να χειριστείτε μια κατάσταση ζωής ή θανάτου.

Διαταραχές του εγκεφάλου, όπως η επιληψία ή το εγκεφαλικό επεισόδιο, μπορούν επίσης να προκαλέσουν χρονικά τεχνάσματα του μυαλού – επιταχύνοντας τον χρόνο ή σταματώντας τον. Ορισμένοι άνθρωποι, όπως οι αθλητές, μπορούν ακόμη και να εκπαιδεύσουν τον εγκέφαλό τους να δημιουργεί μια χρονική στρέβλωση κατά παραγγελία- ένας σέρφερ που πιάνει ένα κύμα την τέλεια στιγμή, ένας ασταμάτητος ποδοσφαιριστής.

Ο χρόνος, όπως φαίνεται, είναι μια εύθραυστη ψευδαίσθηση. Σε μια στιγμή μπορεί να βρεθούμε σε μια αλλοιωμένη πραγματικότητα.

8. Όταν αλλάζουν τα ρολόγια για τη θερινή ώρα, πρέπει να ευχαριστήσουμε (ή να κατηγορήσουμε) έναν κατασκευαστή

Η αλλαγή των ρολογιών για το καλοκαίρι -για να εκμεταλλευτούμε στο έπακρο τις μεγάλες ώρες της ημέρας στα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη- δεν αγκαλιάζεται καθολικά από όλους. Αλλά είτε το αγαπάτε είτε το μισείτε, υπάρχει ένας πεισματάρης Βρετανός αγωνιστής που μπορείτε να ευχαριστήσετε. Χωρίς έναν οικοδόμο που ονομάζεται William Willett, το ένα τέταρτο του κόσμου – συμπεριλαμβανομένων των ΗΠΑ – ίσως να μην είχε υιοθετήσει ποτέ τη θερινή ώρα.

Αφού ο Willett κατάφερε να πείσει τους πολιτικούς ηγέτες, η Βρετανία έκανε την αλλαγή κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου. Η κίνηση αυτή έγινε λόγω της έλλειψης άνθρακα – και οι μεγαλύτερες ώρες της ημέρας σήμαιναν λιγότερη ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια από άνθρακα για να διατηρούνται τα φώτα αναμμένα. Η ιδέα ήταν τόσο αποτελεσματική που στον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, η Βρετανία την προχώρησε ένα βήμα παραπέρα και έτρεξε προσωρινά σε διπλή θερινή ώρα, δύο ολόκληρες ώρες μπροστά από την ώρα GMT, για να εξοικονομήσει βιομηχανικό κόστος.

9. Δεν ζεις πραγματικά στο παρόν

Καθώς διαβάζετε αυτές τις λέξεις, είναι εύκολο να υποθέσετε ότι πρόκειται για το «τώρα». Ωστόσο, δεν είναι.

Πάρτε την απλή πράξη να κοιτάξετε ένα άτομο που σας μιλάει απέναντι από ένα τραπέζι. Η επιβεβαίωση της κίνησης των χειλιών του φτάνει στα μάτια μας πριν από τον ήχο της φωνής του (επειδή το φως ταξιδεύει ταχύτερα από τον ήχο), αλλά ο εγκέφαλός μας τα συγχρονίζει για να τα κάνει να ταιριάζουν.

Και αυτό δεν είναι καν το πιο περίεργο πράγμα σχετικά με τον χρόνο. Οι νόμοι της φυσικής υποδηλώνουν ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να ρέει και προς τα πίσω.

10. Οι μέρες μας γίνονται μεγαλύτερες λόγω της βαρύτητας του φεγγαριού

Μπορεί να σας εκπλήσσει το γεγονός ότι η Σελήνη – ο σταθερός τροχιακός σύντροφος του πλανήτη μας στο αστρομπαλέτο που εκτελούμε γύρω από τον Ήλιο – απομακρύνεται όλο και περισσότερο από εμάς. Κάθε χρόνο η απόσταση μεταξύ της Γης και της Σελήνης αυξάνεται κατά 3,8 εκατοστά. Και καθώς το κάνει αυτό, κάνει τις μέρες μας λίγο μεγαλύτερες.

Αυτό οφείλεται στην έλξη της βαρύτητας της Σελήνης στον πλανήτη μας. Η βαρυτική έλξη της Σελήνης δημιουργεί παλίρροιες, οι οποίες είναι ένα «εξόγκωμα» νερού που εκτείνεται σε ελλειπτικό σχήμα τόσο προς όσο και μακριά από τη βαρύτητα της Σελήνης. Όμως η Γη περιστρέφεται στον άξονά της πολύ πιο γρήγορα από ό,τι η Σελήνη περιστρέφεται γύρω της, πράγμα που σημαίνει ότι η τριβή από τις ωκεάνιες λεκάνες παρασύρει το νερό μαζί της. Αυτό προκαλεί το εξόγκωμα να κινείται ελαφρώς μπροστά από τη Σελήνη στην τροχιά της, η οποία με τη σειρά της προσπαθεί να την τραβήξει προς τα πίσω. Αυτό σταδιακά απορροφά την περιστροφική ενέργεια του πλανήτη μας, επιβραδύνοντας την περιστροφή του, ενώ η Σελήνη κερδίζει ενέργεια, με αποτέλεσμα να κινείται σε υψηλότερη τροχιά και να απομακρύνεται από τη Γη.

Η σταδιακή επιβράδυνση της περιστροφής του πλανήτη μας έχει προκαλέσει την αύξηση της διάρκειας μιας μέσης γήινης ημέρας κατά περίπου 1,09 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά αιώνα από τα τέλη της δεκαετίας του 1600. Άλλες εκτιμήσεις ανεβάζουν τον αριθμό λίγο ψηλότερα, στα 1,78 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά αιώνα, βασιζόμενες σε πιο αρχαίες παρατηρήσεις εκλείψεων. Αν και τίποτα από αυτά δεν ακούγεται πολύ, κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης των 4,5 δισεκατομμυρίων ετών, αθροίζονται.

11. Πολλοί άνθρωποι ζουν εκτός συμβατικού χρόνου –Για αυτούς δεν είναι 2023

Για πολλούς Νεπαλέζους, αυτό το άρθρο δεν δημοσιεύτηκε το 2023. Στο ημερολόγιο Bikram Sambat του Νεπάλ, είναι στην πραγματικότητα το έτος 2080. Τουλάχιστον τέσσερα ημερολόγια χρησιμοποιούνται μεταξύ διαφορετικών εθνοτικών ομάδων εκεί, en;v το Νεπάλ είναι ακόμη και 15 λεπτά εκτός συγχρονισμού με τις συνήθεις ζώνες ώρας.

Αποδεικνύεται ότι πολλοί πολιτισμοί είναι εντάξει με το να βιώνουν πολλά έτη ταυτόχρονα. Στη Μιανμάρ είναι επίσης το 1384, στην Ταϊλάνδη το 2566 και στην Αιθιοπία το 2016, όπου το έτος διαρκεί 13 μήνες. Το ισλαμικό ημερολόγιο, εν τω μεταξύ, σηματοδότησε την άφιξη του έτους 1445 τον Ιούλιο.

ΠΗΓΗ

H γραμμή μεταξύ ζωής και θανάτου μπορεί να είναι λιγότερο διακριτή

«Όταν πεθαίνουμε, ο εγκέφαλός μας είναι υπερ–ενεργοποιημένος».
Ερευνα του πανεπιστημίου του Μίσιγκαν σε ασθενείς που αφαιρέθηκε η μηχανική υποστήριξη, έδειξε πως η εγκεφαλική δραστηριότητα συνεχίζεται ακόμη και αφότου σταματήσουν οι χτύποι της καρδιάς

Το 2014 η καρδιά μιας 24χρονης γυναίκας που έπασχε από σπάνια καρδιακή ασθένεια σταμάτησε. Οι γιατροί δεν μπορούσαν να βρουν θεραπεία και η γυναίκα οδηγήθηκε στο τμήμα επειγόντων περιστατικών του πανεπιστημιακού νοσοκομείου του Μίσιγκαν. Ηταν σε βαθύ κώμα για τρεις ημέρες και οι γιατροί ήλεγχαν την εγκεφαλική της δραστηριότητα, προκειμένου να της χορηγούν φάρμακα που ανακούφιζαν τα συμπτώματά της. Τρεις ημέρες μετά, η οικογένειά της αποφάσισε να αφαιρέσει τη μηχανική υποστήριξη.

Μερικά χρόνια αργότερα, η 24χρονη γυναίκα θα γινόταν γνωστή ως η «ασθενής 1» στη μελέτη που διεξήγαγε και δημοσίευσε πριν από μερικούς μήνες η Τζίμο Μπόρζιτζιν, καθηγήτρια Νευρολογίας στο πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Μια μελέτη η οποία ανέδειξε κάτι που δεν είχε ποτέ έως τότε αποδειχθεί: ο εγκέφαλος κατά τη διαδικασία του θανάτου, ακόμη και αφότου η καρδιά σταματάει, είναι ενεργός. Μάλιστα, φαίνεται πως τα τμήματα του εγκεφάλου της «ασθενούς 1» που ήταν ενεργά σε αυτές τις στιγμές, συνδέονται μεταξύ άλλων με τη συνείδηση και τη μνήμη. Στις τελευταίες της στιγμές, η «ασθενής 1» βίωσε κάτι που έμοιαζε με ζωή.

«Γιατί εκκρίνεται σεροτονίνη σε ζώα που πεθαίνουν;»

Η αρχική έρευνα της κ. Μπόρζιτζιν αφορούσε διαφορετικούς τομείς της νευροεπιστήμης. Οπως αφηγήθηκε στην «Κ», μία από τις πρώτες υποθέσεις που κλήθηκε να εξετάσει, όταν προσλήφθηκε στο πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν το 2003, ήταν αν διαταράσσεται ο κιρκάδιος ρυθμός των αρουραίων που παθαίνουν ισχαιμικό εγκεφαλικό επεισόδιο. Μεταξύ άλλων είχε παρακολουθήσει και καταγράψει την έκκριση νευροχημικών ουσιών από τον εγκέφαλο των αρουραίων πριν και μετά το εγκεφαλικό επεισόδιο. Μια από αυτές τις νευροχημικές ουσίες ήταν και η σεροτονίνη, η οποία ηρεμεί το σώμα. 

Κατά τη διάρκεια του πειράματος δύο αρουραίοι πέθαναν. Τότε, η κ. Μπόρζιτζιν μαζί με τον γιατρό με τον οποίο συνεργαζόταν, ανακάλυψαν ότι «και στους δύο αρουραίους υπήρχε ένα πολύ υψηλό επίπεδο σεροτονίνης που εκκρίθηκε κατά τη διάρκεια του θανάτου, αφότου η καρδιά τους είχε σταματήσει να χτυπάει και ο εγκέφαλός τους έχανε οξυγόνο. Σκεφτόμουν, γιατί εκκρίνεται σεροτονίνη σε ζώα που πεθαίνουν;» Οπως άλλωστε επισήμανε, έως τότε «παραδοσιακά συνδέαμε τη διαδικασία του θανάτου με έναν πολύ ανενεργό εγκέφαλο, που δεν λειτουργεί πλέον».

Τα απροσδόκητα ευρήματά της την οδήγησαν στην αναζήτηση σχετικής επιστημονικής βιβλιογραφίας επί του θέματος. Επειτα από ενδελεχή έρευνα «δεν βρήκα τίποτα, κάτι που ήταν πολύ σοκαριστικό. Ο θάνατος συμβαίνει σε όλους μας, ωστόσο ανακάλυψα ότι δεν υπάρχει καμία έρευνα σχετικά με την αύξηση της σεροτονίνης. Τότε συνειδητοποίησα ότι κανείς δεν γνωρίζει τίποτα για τη διαδικασία του θανάτου».

Βρίσκοντας τους ασθενείς

Αμεσα, αφοσιώθηκε στην εξερεύνηση αυτού του αχαρτογράφητου επιστημονικού πεδίου, τη μελέτη του εγκεφάλου που πεθαίνει. Η έρευνά της στους αρουραίους έδειξε ότι «στο 100% των περιπτώσεων ο εγκέφαλός τους ενεργοποιήθηκε κατά τη διαδικασία του θανάτου». Αναρωτήθηκε αν το ίδιο ισχύει και για τους ανθρώπους, αλλά για χρόνια αυτό παρέμενε ένα αναπάντητο ερώτημα. Κι αυτό επειδή όπως εξήγησε, «οι άνθρωποι τείνουν να βιώνουν την αρχική φάση της καρδιακής ανακοπής στο σπίτι, μακριά από το νοσοκομείο, οπότε δεν μπορείς να ξέρεις πότε θα συμβεί. Αναρωτιόμασταν για χρόνια πότε θα αποκτήσουμε πρόσβαση σε έναν τέτοιο ασθενή». Αλλωστε, «αν μπορείς να προβλέψεις ότι κάποιος θα πάθει αύριο καρδιακή ανακοπή, το πρώτο πράγμα που σκέφτεσαι δεν είναι να του βάλεις ηλεκτροεγκεφαλογράφημα στο κεφάλι, αλλά να τον σώσεις».

Επειτα, η ίδια μαζί με τους συνεργάτες της, συνειδητοποίησαν ότι υπάρχουν ασθενείς στη ΜΕΘ, όπου «οι γιατροί δεν μπορούν να κάνουν τίποτα για να τους βοηθήσουν. Οταν αφαιρεθεί από αυτούς τους ασθενείς ο αναπνευστικός σωλήνας, παθαίνουν ασφυξία. Εξαιτίας της ασφυξίας, ο εγκέφαλος θα υποστεί υποξία και τελικά θα προκληθεί καρδιακή ανακοπή». Και οι τέσσερις ασθενείς που εξέτασε η κ. Μπόρζιτζιν πέθαναν από καρδιακή ανακοπή η οποία προκλήθηκε από υποξία εντός 30 λεπτών.

Στην περίπτωση της «ασθενούς 1», που βρισκόταν σε ΜΕΘ, συνεργαζόταν με τον κλινικό γιατρό που την παρακολουθούσε. Η «ασθενής 1» ήταν συνδεδεμένη με ηλεκτροεγκεφαλογράφημα προκειμένου οι γιατροί να γνωρίζουν πότε θα πάθει επιληπτική κρίση, ώστε να της χορηγήσουν φάρμακα που θα ανακουφίσουν τα συμπτώματα. Επομένως, σύμφωνα με την κ. Μπόρζιτζιν, «δεν μελετούσαμε αυτούς τους ασθενείς σε ζωντανό χρόνο, αλλά πήραμε ό,τι δεδομένα υπήρχαν ήδη για αυτούς».

Οι τρεις φάσεις

Η «ασθενής 1» είχε νεαρή ηλικία, ενώ οι υπόλοιποι τρεις που εξετάστηκαν από την κ. Μπόρζιτζιν ήταν 67, 77 και 82 ετών. Μάλιστα, η «ασθενής 1», σε αντίθεση με τους υπόλοιπους, δεν είχε κάποια πάθηση του εγκεφάλου, αλλά καρδιοπάθεια. Σύμφωνα με την κ. Μπόρζιτζιν, «κανείς δεν είχε λιγότερο άθικτο εγκέφαλο από την “ασθενή 1”. Κι αυτός είναι μάλλον ο λόγος που είδαμε στιβαρή εγκεφαλική δραστηριότητα σε συγκριτικά με τους υπόλοιπους». 

Οταν ο αναπνευστήρας αφαιρέθηκε από την «ασθενή 1», υπήρξε σύμφωνα με την κ. Μπόρζιτζιν μια αύξηση της δραστηριότητας στον ετοιμοθάνατο εγκέφαλό της. Οι περιοχές του εγκεφάλου που θεωρούνται «hot spot» για τη συνείδηση και οι οποίες ήταν ανενεργές όσο βρισκόταν σε μηχανική παρακολούθηση, ξαφνικά τέθηκαν σε λειτουργία. Δύο λεπτά μετά την αφαίρεση της μηχανικής υποστήριξης και τη διακοπή του οξυγόνου, υπήρξε σύμφωνα με την ίδια ένας έντονος συγχρονισμός των εγκεφαλικών κυμάτων της «ασθενούς 1», που σχετίζονται μεταξύ άλλων με την αυξημένη προσοχή και τη μνήμη.

Αυτός ο συγχρονισμός, που αποτέλεσε την πρώτη φάση αυτής της εγκεφαλικής δραστηριότητας, όπως αφηγήθηκε η κ. Μπόρζιτζιν, «άρχισε να μειώνεται γραμμικά για ίσως 18 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια σταθεροποιήθηκε». Επειτα όμως, κατά τη δεύτερη φάση, εντάθηκε ξανά για περισσότερο από τέσσερα λεπτά, εξασθένησε ξανά για ένα λεπτό και στη συνέχεια επανήλθε για μια τρίτη και τελευταία φορά. Μάλιστα, στην τρίτη από αυτές τις φάσεις, «η καρδιά της “ασθενούς 1” είχε σταματήσει για 14 δευτερόλεπτα. Κι έπειτα ενεργοποιήθηκε ξανά παρά την απουσία αναπνευστικού σωλήνα και βηματοδότη».

«Πιστεύω ότι άκουγε το περιβάλλον»

Τα τμήματα του εγκεφάλου που ήταν ενεργά, σύμφωνα με την κ. Μπόρζιτζιν, ήταν αυτά που «σχετίζονται με τη συνείδηση και κάθε είδους αντίληψη, όπως η οπτική αντίληψη, η αντίληψη της φωνής, η αντίληψη της κίνησης και της λειτουργίας της ενσυναίσθησης». Kατά τη διάρκεια των τριών επίμαχων φάσεων, αυτά τα τμήματα του εγκεφάλου, καθώς και όσα σχετίζονται με τη μνήμη, επικοινωνούσαν σύμφωνα με την κ. Μπόρζιτζιν, με άλλα μέρη που σχετίζονται με την επεξεργασία της συνειδητής εμπειρίας. Αλλωστε, σύμφωνα με την ίδια, στους ασθενείς 1 και 3, υπήρξε μεγάλη ενεργοποίηση κυμάτων Γάμα, τα οποία σχετίζονται με την ταυτόχρονη επεξεργασία πληροφοριών από διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.

Η κ. Μπόρζιτζιν θεωρεί ότι αυτό που συνέβαινε για αρκετά λεπτά στον εγκέφαλο της «ασθενούς 1» έμοιαζε με ζωή, ωστόσο «αυτό είναι μια υπόθεση» αφού «η ασθενής 1» δεν επέζησε ώστε να αφηγηθεί τι της συνέβη. Βάσει των δεδομένων όμως, η ίδια θεωρεί ότι «η “ασθενής 1” μπορούσε μεταξύ άλλων να ακούει το περιβάλλον τις τελευταίες στιγμές της ζωής της και να έχει οράματα φωτός». Αντίστοιχα ευρήματα παρατηρήθηκαν και στην 77χρονη «ασθενή 3», ενώ και στους υπόλοιπους δύο ασθενείς που εξετάστηκαν, εντοπίστηκε επικοινωνία μεταξύ της καρδιάς και του εγκεφάλου κατά τη διαδικασία του θανάτου.

Η ίδια θεωρεί ότι υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος όταν πεθαίνουμε, αφού η μελέτη της αποτελεί απλά «την κορυφή του παγόβουνου. Αυτό που γνωρίζουμε όμως πλέον, είναι ότι όταν πεθαίνουμε, ο εγκέφαλός μας είναι υπερ–ενεργοποιημένος».

ΠΗΓΗ

Η Emmy Noether απέδειξε ότι οι θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι είναι μια συνέπεια απλών συμμετριών. Έναν αιώνα αργότερα, οι ιδέες της συνεχίζουν να διαμορφώνουν τη φυσική.

Το φθινόπωρο του 1915, τα θεμέλια της φυσικής άρχισαν να ραγίζουν. Η νέα θεωρία για την βαρύτητα του Αϊνστάιν έδειχνε πως θα μπορούσε να παραβιάζεται η αρχή διατήρηση της ενέργειας, ένα αποτέλεσμα που θα ανέτρεπε τα θεμέλια της φυσικής.

Η θεωρία του Αϊνστάιν, που ονομάζεται γενική σχετικότητα, μεταμόρφωσε ριζικά την έννοια του χώρου και του χρόνου. Αντί να είναι το σταθερό σκηνικό στο οποίο διαδραματίζονται τα γεγονότα του σύμπαντος, πλέον ο χώρος και ο χρόνος έγιναν και ίδιοι πρωταγωνιστές από μόνοι τους, ικανοί να καμπυλώνονται, να διαστέλλονται και να συστέλλονται παρουσία ύλης και ενέργειας.

Ένα πρόβλημα με αυτόν τον μεταταβαλλόμενο χωροχρόνο είναι ότι καθώς τεντώνεται και συρρικνώνεται, η πυκνότητα της ενέργειας που περιέχει αλλάζει. Κατά συνέπεια, ο κλασικός νόμος διατήρησης της ενέργειας που κυριαχούσε σε όλη τη φυσική δεν ταίριαζε σε αυτό το πλαίσιο. Ο David Hilbert, ένας από τους πιο εξέχοντες μαθηματικούς εκείνη την εποχή, εντόπισε γρήγορα αυτό το ζήτημα και ξεκίνησε με τον συνάδελφό του Felix Klein μια προσπάθεια επίλυσης αυτής της προφανούς αποτυχίας της σχετικότητας. Αφού απέτυχαν να βρούν μια γρήγορη απάντηση, ο Hilbert μεταβίβασε το πρόβλημα στη βοηθό του, την Emmy Noether.

Η Noether ήταν βοηθός μόνο κατ’ όνομα. Ήταν ήδη μια εξαιρετική μαθηματικός όταν, στις αρχές του 1915, οι Hilbert και Klein την προσκάλεσαν να εργαστεί στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν. Όμως άλλα μέλη του διδακτικού προσωπικού διαφώνησαν με την πρόσληψη μιας γυναίκας, μπλοκάροντας έτσι τον διορισμό της Noether. Ανεξάρτητα από αυτό, θα περνούσε τα επόμενα τρία χρόνια διερευνώντας το ρήγμα που χωρίζει την φυσική και τα μαθηματικά, πυροδοτώντας τελικά έναν σεισμό που θα ταρακουνούσε τα θεμέλια της θεμελιώδης φυσικής.

Το 1918, η Noether δημοσίευσε τα αποτελέσματα των ερευνών της σε δύο θεωρήματα-ορόσημα. Το πρώτο έδωσε νόημα στους νόμους διατήρησης σε μικρές περιοχές του χώρου, ένα μαθηματικό επίτευγμα που αργότερα θα αποδειχτεί σημαντικό για την κατανόηση των συμμετριών της κβαντικής θεωρίας πεδίου. Το δεύτερο, γνωστό σήμερα γνωστό ως θεώρημα της Noether, μας δείχνει ότι πίσω από κάθε νόμο διατήρησης κρύβεται μια βαθύτερη συμμετρία.

«Ενώ η Νέδερ συμμετείχε στη συνεργασία των Χίλμπερτ και Κλάιν με τον Αϊνστάιν το 1917, όλοι τους εστίαζαν την προσοχή τους σε ένα σημείο-κλειδί: τη σύνδεση ανάμεσα στα αναλλοίωτα και τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν – μολονότι σε μεγάλες ταχύτητες ο χρόνος ‘παραμορφώνεται’, υπάρχουν πράγματα που παραμένουν αναλλοίωτα. Σε μια επιστολή του στον Χίλμπερτ ο Αϊνστάιν έγραφε: «Χθες είχα μια ενδιαφέρουσα συζήτηση με τη Fräulein Δόκτορα Νέδερ σχετικά με το έργο της στα αναλλοίωτα. Με εντυπωσίασε το ότι κάποιος μπορεί να θεωρήσει αυτό το πράγμα [τη σχετικότητα] από πολλές διαφορετικές οπτικές γωνίες… Έχω την αίσθηση ότι καταλαβαίνει καλά το έργο της.» Συνδέοντας τα διαφορικά αναλλοίωτα με τη γραμμική άλγεβρα, η Νέδερ κατόρθωσε να δημιουργήσει τη μαθηματική διατύπωσή της σχετικότητας, μια αγγαρεία που κανείς, περιλαμβανομένου του ίδιου του Αϊνστάιν, δεν μπόρεσε να φέρει σε πέρας χωρίς τη δική της αφηρημένη άλγεβρα. Ως φυσικός ο Αϊνστάιν γνώριζε ότι ήταν απαραίτητη μια μαθηματική απόδειξη, όμως δεν ήταν σε θέση να την διεκπεραιώνουν οι ίδιοι οι φυσικοί! Οι επαναστατικές τεχνικές της Νέδερ της επέτρεψαν να προσεγγίσει τη θεωρία του Αϊνστάιν με έναν νέο και επαναστατικό τρόπο και να εκτελέσει τους «υπολογισμούς» στο μόνο δυνατό επίπεδο – σ’ εκείνο της αφηρημένης άλγεβρας.»
απόσπασμα από το βιβλίο του Μ.B.W. Tent: «Έμι Νέδερ – Η Κυρία της άλγεβρας«, μετάφραση Νάσος Κυριαζόπουλος, εκδόσεις ΤΡΑΥΛΟΣ

Με μαθηματικούς όρους, μια συμμετρία είναι κάτι που μπορείτε να κάνετε σε ένα σύστημα που το αφήνει αμετάβλητο. Εξετάστε την πράξη της περιστροφής. Αν ξεκινήσετε με ένα ισόπλευρο τρίγωνο, θα διαπιστώσετε ότι μπορείτε να το περιστρέψετε κατά πολλαπλάσια των 120 μοιρών χωρίς να αλλάξετε την μορφή του. Αν ξεκινήσετε με έναν κύκλο, μπορείτε να τον περιστρέψετε κατά οποιαδήποτε γωνία. Αυτές οι δράσεις χωρίς συνέπειες αποκαλύπτουν τις υποκείμενες συμμετρίες αυτών των σχημάτων.

Και εδώ μπήκε η διορατικότητα της Noether. Οι συμμετρίες φαίνονταν να μην έχουν καμία επίδραση στη φυσική του συστήματος, αφού δεν επηρεάζουν την Λαγκρανζιανή. Αλλά η Noether συνειδητοποίησε ότι οι συμμετρίες πρέπει να είναι μαθηματικά σημαντικές, καθώς περιορίζουν τον τρόπο συμπεριφοράς ενός συστήματος. Ψάχνοντας το πώς θα έπρεπε να είναι αυτός ο περιορισμός, από τα μαθηματικά της Λαγκραντζιανής προέκυψε μια αναλλοίωτη ποσότητα. Αυτή η ποσότητα αντιστοιχεί σε ένα φυσικό μέγεθος που διατηρείται. Η αθέατη σχέση του με την συμμετρία κρυβόταν πίσω από τις εξισώσεις.

Στην περίπτωση της συμμετρίας μετατόπισης στον χώρο, η συνολική ορμή του συστήματος διατηρείται σταθερή. Στην περίπτωση της συμμετρίας μετατόπισης στον χρόνο, διατηρείται σταθερή η συνολική ενέργεια του συστήματος. Η Noether ανακάλυψε ότι οι νόμοι διατήρησης δεν είναι θεμελιώδη αξιώματα του σύμπαντος. Αντίθετα, αναδύονται από βαθύτερες συμμετρίες.

Οι φυσικοί των αρχών του 20^ου αιώνα σοκαρίστηκαν όταν συνειδητοποίησαν πως η ενέργεια δεν διατηρείται σε ένα σύστημα στο οποίο δεν ισχύει η συμμετρία μετατόπισης στο χρόνο. Τώρα γνωρίζουμε ότι αυτό συμβαίνει στο δικό μας σύμπαν που διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό (διαβάστε σχετικά: Η αρχή διατήρησης της ενέργειας στο διαστελλόμενο σύμπαν).

«Πριν από το θεώρημα της Noether, η αρχή της διατήρησης της ενέργειας ήταν καλυμμένη με μυστήριο», έγραψε ο φυσικός και μαθηματικός Feza Gürsey το 1983. «… Η απλή και βαθιά μαθηματική διατύπωση της Noether συνέβαλε πολύ στην απομυθοποίηση της φυσικής».

Το θεώρημα της Noether έχει διαμορφώσει και τον κβαντικό κόσμο. Στη δεκαετία του 1970, έπαιξε μεγάλο ρόλο στην κατασκευή του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων. Οι συμμετρίες των κβαντικών πεδίων υπαγορεύουν νόμους που περιορίζουν τον τρόπο συμπεριφοράς των σωματιδίων. Για παράδειγμα, μια συμμετρία στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο αναγκάζει τα σωματίδια να διατηρούν σταθερό το φορτίο τους.

Η δύναμη του θεωρήματος της Noether έχει εμπνεύσει τους φυσικούς να στρέφονται προς την συμμετρία για να ανακαλύψουν νέα φυσική. Έχει περάσει πάνω από ένας αιώνας από την διατύπωσή του και οι ιδέες της συνεχίζουν να επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο σκέφτονται οι φυσικοί. Σύμφωνα με τον φυσικό John Baez: «Έχουμε πολλά να μάθουμε μελετώντας το θεώρημα της Noether. Διαθέτει μεγάλο και πολυστρωματικό βάθος»

Προς έναν δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο για τους ζωντανούς οργανισμούς

Μια νέα θεωρία που σχετίζεται με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής περιγράφει την κίνηση των ζωντανών βιολογικών συστημάτων, περιλαμβάνοντας την κυτταρική μετανάστευση μέχρι και τα πουλιά που ταξιδεύουν.

Το 1944, ο Erwin Schrödinger δημοσίευσε το κλασικό βιβλίο του ‘Τι είναι η ζωή;‘.
Εκεί, περιέγραψε την προέλευση των ζωντανών συστημάτων χρησιμοποιώντας μεθόδους στατιστικής φυσικής. Υποστήριξε ότι οι ζωντανοί οργανισμοί σχηματίζουν οργανωμένες καταστάσεις μακράν της θερμοδυναμικής ισορροπίας ελαχιστοποιώντας τη δική τους αταξία. Από φυσική άποψη, η αταξία αντιστοιχεί στη θετική εντροπία. Ο Schrödinger κατέληξε στο συμπέρασμα: «Αυτό με το οποίο τρέφεται ένας οργανισμός είναι η αρνητική εντροπία [έλκοντας ένα ρεύμα αρνητικής εντροπίας προς τον εαυτό του], ώστε να εξισορροπήσει την αύξηση της εντροπίας που παράγει ενώ ζει και να διατηρηθεί έτσι σε ένα στάσιμο και σχετικά χαμηλό επίπεδο εντροπίας.»

Η δήλωση αυτή θέτει το ερώτημα εάν ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής ισχύει για ζωντανά συστήματα. Κάτι που διερευνήθηκε από τους Benjamin Sorkin et al που εξέτασαν το πρόβλημα της παραγωγής εντροπίας σε ζωντανά συστήματα, προτείνοντας μια γενίκευση του δεύτερου νόμου. Χρησιμοποιώντας ένα θεωρητικό πλαίσιο πληροφοριών, δείχνουν ότι η θεωρία τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή σημαντικών θερμοδυναμικών μεγεθών και σχέσεων για ζωντανά συστήματα.

Ο Sorkin και οι συνεργάτες του βασίστηκαν σε έννοιες που αναπτύχθηκαν τις τελευταίες δεκαετίες. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι επιστήμονες πρωτοστάτησαν στη μελέτη των σχέσεων διακύμανσης, οι οποίες γενικεύουν τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής σε συστήματα μονο-σωματιδίων μακράν της θερμικής ισορροπίας. Παράλληλα, άλλοι ερευνητές έθεσαν τα θεμέλια της στοχαστικής θερμοδυναμικής, η οποία λαμβάνει θεμελιώδεις θερμοδυναμικές έννοιες (π.χ. θερμότητα, έργο και εντροπία) που αναπτύχθηκαν για συστήματα πολλών σωματιδίων και τις εφαρμόζει στη στοχαστική δυναμική ενός σωματιδίου. Αυτό το πλαίσιο αναπαράγει μια ολόκληρη ιεραρχία προηγούμενων σχέσεων διακύμανσης, συμπεριλαμβανομένων του πρώτου και του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής για ένα τυχαία κινούμενο (Brownian) σωματίδιο σε ένα ρευστό.

Την τελευταία δεκαετία, οι σχέσεις διακύμανσης έχουν χρησιμοποιηθεί για να περιγράψουν την βιολογική δυναμική συνδέοντας την στοχαστική θερμοδυναμική με το αναδυόμενο πεδίο της ενεργού ύλης. Παραδείγματα συστημάτων ενεργού ύλης ποικίλλουν από τα μεταναστευτικά βιολογικά κύτταρα. τα σμήνη πουλιών έως τα κινούμενα πλήθη ανθρώπων. Η ενεργητική κίνηση είναι αυτό-οδηγούμενη, σε πλήρη αντίθεση με την παθητική δυναμική ενός σωματιδίου Brown. Σκεφτείτε ένα κύτταρο που μετακινείται αντλώντας ενέργεια από το περιβάλλον του. Η διαδρομή του κυττάρου φαίνεται τυχαία, παρόμοια με την τυχαία τροχιά ενός σωματιδίου της κίνησης Brown σε ένα ρευστό [βλέπε: Ο Αϊνστάιν και η κίνηση Μπράουν]. Όμως, ενώ ένα τέτοιο σωματίδιο (στην κίνηση Brown) οδηγείται παθητικά από συγκρούσεις με τα περιβάλλοντα μόρια του υγρού, το κύτταρο κινείται ενεργά από μόνο του.

Η δυναμική ενός σωματιδίου της κίνησης Brown χαρακτηρίζεται από μια ισορροπία μεταξύ των διακυμάνσεων της κίνησης του σωματιδίου και της διασκορπιστικής αλληλεπίδρασής του με το περιβάλλον του. Αυτή η ισορροπία εκφράζεται ως προς τον συντελεστή διάχυσης D του σωματιδίου την κινητικότητά του μ και τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος ρευστού Τ. Αυτή η λεγόμενη σχέση Αϊνστάιν (D=k_BTμ) – είναι ένα παράδειγμα μιας σχέσης διακύμανσης-διασκορπισμού που ισχύει για τα συνηθισμένα κλασικά ρευστά. Ωστόσο, σε πιο πολύπλοκα συστήματα όπως τα πολυμερή πηκτώματα, η σχέση Einstein δεν ισχύει , οδηγώντας σε παραβιάσεις των συμβατικών σχέσεων διακύμανσης. Στην ενεργό ύλη, η σχέση του Αϊνστάιν συνήθως καταρρέει επίσης, αντανακλώντας τη συγκεκριμένη πρόσληψη ενέργειας και τη μετατροπή της σε αυτοκινούμενη κίνηση.

Ο Sorkin και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν από την αποκαλούμενη εξίσωση υπεραπόσβεσης Langevin, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μοντελοποιήσει τη δυναμική των συστημάτων χωρίς να υποθέσει τη σχέση Einstein. Τέτοια μοντελοποίηση περιλαμβάνει παραδείγματα ενεργού ύλης και παθητικών σωματιδίων Brown ως ειδικές περιπτώσεις. Εφαρμόζοντας την στοχαστική θερμοδυναμική, η ομάδα κατέληξε στον πρώτο και τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής υποθέτοντας την ύπαρξη μιας συνηθισμένης θερμοδυναμικής θερμοκρασίας, όπως στη σχέση Αϊνστάιν.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέτασαν μια κρίσιμη ποσότητα στη στοχαστική θερμοδυναμική, γνωστή ως παραγωγή πληροφοριακής εντροπίας, η οποία μετρά το σπάσιμο της συμμετρίας αντιστροφής χρόνου στο επίπεδο των μικροσκοπικών τροχιών. Χωρίς να υποθέσουν τη σχέση Αϊνστάιν και την αντίστοιχη θερμοδυναμική της θερμοκρασία, αλλά επιβάλλοντας τρεις συγκεκριμένες φυσικές συνθήκες, ο Sorkin και οι συνεργάτες του κατέληξαν σε μια εξίσωση για αυτό που αποκαλούν γενικευμένη θερμοκρασία μη-ισορροπίας. Χρησιμοποιώντας αυτή την εξίσωση, λαμβάνεται ένας δεύτερος νόμος χωρίς τη σχέση Αϊνστάιν. Αν στη συνέχεια υποθέσει κανείς αυτή τη σχέση, η γενικευμένη θερμοκρασία των ερευνητών καταλήγει στη συνηθισμένη θερμοδυναμική θερμοκρασία και η θεωρία τους ανακτά τα αντίστοιχα αποτελέσματα για τη συμβατική στοχαστική θερμοδυναμική.

Μια σημαντική συνέπεια της νέας θεωρίας είναι ότι, χωρίς τη σχέση Αϊνστάιν και τη σχετική θερμοδυναμική θερμοκρασία, οι συμβατικές σχέσεις διακύμανσης ανακτώνται μόνο σε ένα αφηρημένο, θεωρητικό επίπεδο πληροφοριών και όχι για θερμοδυναμικά μεγέθη – σύμφωνα με προηγούμενη εργασία. Υποθέτοντας μια γενικευμένη θερμοκρασία, μπορεί κανείς να εξαγάγει χρήσιμες θερμοδυναμικές σχέσεις όπως η ανισότητα Clausius, μια γενικευμένη «απόδοση Carnot» και τα όρια μεταξύ δύο βασικών μεγεθών – του εξαγόμενου έργου και της μεταβολής της ελεύθερης ενέργειας. Ο Sorkin και οι συνεργάτες του προτείνουν ότι η ιδέα τους για μια γενικευμένη θερμοκρασία θα μπορούσε να επαληθευτεί εφαρμόζοντας τη θεωρία τους σε ορισμένα πειραματικά συστήματα στα οποία η σχέση Αϊνστάιν δεν ισχύει.

Η επίτευξη της εξαγωγής μιας νέας μορφής του δεύτερου νόμου που ισχύει για τα ζωντανά συστήματα είναι αρκετά μεγάλος ισχυρισμός. Δεδομένου ότι η θεωρία δεν απαιτεί τη σχέση Αϊνστάιν, θα μπορούσε κανείς να την ονομάσει δεύτερο νόμο της αθερμικής δυναμικής, όπου εδώ το «αθερμικό(athermal)» υποδηλώνει τις μη θερμοδυναμικές ενεργές βιολογικές δυνάμεις που προκαλούν αποκλίσεις από την κλασική θερμοδυναμική. Σημειωτέον, η θεωρία υποθέτει ότι η δυναμική είναι και υπερβολικά αποσβεσμένη και Μαρκοβιανή – δηλαδή, ανεξάρτητη από την ιστορία του συστήματος. Ωστόσο, η υπερβολικά αποσβεσμένη προσέγγιση, η οποία αγνοεί την επιτάχυνση και την αδράνεια, μπορεί να αποτύχει όταν οι διακυμάνσεις εξαρτώνται από τη θέση, όπως για τις διαβαθμίσεις θερμοκρασίας. Επιπλέον, πολλά ενεργά βιολογικά συστήματα – όπως τα μεταναστευτικά κύτταρα – εμφανίζουν μη-μαρκοβιανή ανώμαλη διάχυση. Σε αυτές τις γραμμές, παραβιάσεις των σχέσεων διακύμανσης-διάσπασης που είναι πιο γενικές από τη σχέση Αϊνστάιν μπορούν να τεθούν στο παιχνίδι.

Αυτές οι σκέψεις απαιτούν περαιτέρω γενικεύσεις της νέας θεωρίας, όπως οραματίζεται ο Schrödinger: «Η ζωντανή ύλη, αν και δεν ξεφεύγει από τους «νόμους της φυσικής», όπως έχουν διατυπωθεί μέχρι σήμερα, είναι πιθανό να περιλαμβάνει «άλλους νόμους της φυσικής» μέχρι τώρα άγνωστους, οι οποίοι μόλις αποκαλυφθούν, θα αποτελέσουν επίσης αναπόσπαστο μέρος της επιστήμης».

ΠΗΓΗ

Οι φυσικοί πιστεύουν πολλά παράξενα πράγματα, γι’ αυτό άλλωστε οι κοινοί θνητοί συχνά τους περνάνε για τρελούς.
Το πρόβλημα είναι ότι αυτά τα απίστευτα πράγματα, σύμφωνα με τους φυσικούς, είναι η πραγματικότητα γύρω μας, αλλά εμείς δεν μπορούμε (ή δεν θέλουμε) να τη συνειδητοποιήσουμε.
1. Ακόμα και από μπανάνες αν αποτελείτο ο ήλιος, θα ήταν εξίσου καυτός. Ο ήλιος μας είναι καυτός, επειδή το τεράστιο βάρος του δημιουργεί μια πανίσχυρη βαρύτητα που ασκεί κολοσσιαία πίεση στον πυρήνα του, η οποία πίεση με τη σειρά της αυξάνει τη θερμοκρασία του.
Επειδή η πίεση είναι τεράστια, η θερμοκρασία του ήλιου είναι επίσης τεράστια.
Αν αντί για υδρογόνο (βασικό συστατικό του), ο ήλιος αποτελείτο από… μπανάνες ίδιου βάρους, που θα κρέμονταν στο διάστημα, πάλι θα υπήρχε η ίδια πίεση, άρα η ίδια τεράστια θερμοκρασία.
2. Όλη η ύλη από την οποία αποτελείται η ανθρώπινη φυλή, δεν είναι μεγαλύτερη από ένα κύβο ζάχαρης…
Τα άτομα της ύλης είναι κατά 99,999999999% κενός χώρος.
Αν κανείς μπορούσε να συμπιέσει όλα τα άτομα, αφαιρώντας τον κενό χώρο στο εσωτερικό τους, θα προέκυπτε ένας κύβος ύλης (με μέγεθος όσο ένας κύβος ζάχαρης), που θα ζύγιζε πέντε δισεκατομμύρια τόνους και θα ήταν δέκα φορές βαρύτερος από όλους μαζί τους ανθρώπους που σήμερα ζουν στη Γη.
Παρεμπιπτόντως, αυτή ακριβώς η απίστευτη συμπίεση ύλης συμβαίνει σε ένα υπέρ-πυκνό άστρο νετρονίων, που έχει απομείνει μετά από μια έκρηξη σουπερ-νόβα.
3. Τα γεγονότα στο μέλλον μπορούν να επηρεάσουν αυτό που συνέβη στο παρελθόν.
Καλωσορίσατε στον κόσμο της «Αλίκης στην χώρα των θαυμάτων», δηλαδή στην κβαντομηχανική.
Πειράματα (που προτάθηκαν από τον διάσημο φυσικό Τζον Γουίλερ το 1978 και τελικά πραγματοποιήθηκαν το 2007) έδειξαν ότι η παρατήρηση ενός σωματιδίου τώρα μπορεί να αλλάξει αυτό που συνέβη σε ένα άλλο σωματίδιο στο παρελθόν.
Με άλλα λόγια, η αιτιότητα μπορεί να «δουλέψει» και ανάστροφα και άρα το παρόν να επηρεάσει το παρελθόν.
Προς το παρόν αυτό έχει καταστεί εφικτό να παρατηρηθεί μόνο στο εργαστήριο και η επίδραση προς τα πίσω στον χρόνο δεν έχει ξεπεράσει κάποιο ασύλληπτα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου.
4. Σχεδόν ολόκληρο το σύμπαν λείπει. Υπάρχουν πιθανότατα πάνω από 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες στο σύμπαν. Κάθε ένας από αυτούς έχει από δέκα εκατομμύρια έως ένα
τρισεκατομμύριο άστρα (χώρια τους πλανήτες).
Αν και υπάρχουν τόσα πράγματα να δούμε «εκεί έξω», υπάρχουν πολύ περισσότερα, αλλά δεν μπορούμε να τα δούμε.
Ξέρουμε όμως ότι υπάρχουν, επειδή έχουν βαρύτητα και επιδρούν στην ορατή ύλη γύρω τους.
Αυτά τα «άλλα» μυστηριώδη αόρατα πράγματα έχουν ονομαστεί «σκοτεινή ύλη» και «σκοτεινή ενέργεια» (μέχρι να ρίξουμε φως στο τι ακριβώς είναι) αποτελώντας το 98% του σύμπαντος.
Η ορατή ύλη δεν είναι παρά το 2% περίπου (άντε 4%).
5. Υπάρχουν πράγματα που μπορούν να ταξιδέψουν πιο γρήγορα από το φως και το φως δεν ταξιδεύει πάντα πολύ γρήγορα.
Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή στα 300.000 χλμ το δευτερόλεπτο.
Όμως το φως δεν ταξιδεύει πάντα στο κενό.
Έτσι, στο νερό, για παράδειγμα, τα φωτόνια ταξιδεύουν με περίπου τα τρία τέταρτα της παραπάνω ταχύτητας, ενώ στους πυρηνικούς
αντιδραστήρες μερικά σωματίδια (όταν διέρχονται μέσα από κάποιο μονωτικό υλικό που επιβραδύνει το φως) μπορεί να εξαναγκαστούν να κινηθούν σε ταχύτητες υψηλότερες και από αυτή του φωτός γύρω τους.
Όταν αυτό συμβαίνει, τότε δημιουργείται η γαλάζια «ακτινοβολία Τσερένκοφ», κάτι αντίστοιχο με την υπερηχητική έκρηξη, αλλά στο πεδίο του φωτός, και γι’ αυτό, άλλωστε, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες λάμπουν μέσα στο σκοτάδι.
Παρεμπιπτόντως, η πιο αργή ταχύτητα φωτός που έχει ποτέ μετρηθεί, είναι μόλις 17 μέτρα το δευτερόλεπτο ή περίπου 61 χλμ. την ώρα (σαν… σακαράκα στη λεωφόρο!), κάτι που συμβαίνει όταν το φως διέρχεται μέσα από ρουβίδιο που έχει θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν.
6. Υπάρχουν άπειρα «εγώ» και «εσύ» που διαβάζουν τώρα αυτό το άρθρο.
Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, το σύμπαν που μπορούμε να παρατηρήσουμε (με όλα τα άστρα και τους γαλαξίες του) δεν είναι παρά ένα ανάμεσα σε άπειρα άλλα σύμπαντα που συνυπάρχουν δίπλα-δίπλα, όπως οι φυσαλίδες σε ένα αφρό.
Επειδή είναι άπειρα, οτιδήποτε δεν είστε σε αυτό το σύμπαν, μπορεί να είστε σε ένα άλλο (αφήστε ελεύθερη τη φαντασία σας…).
Αν και τα πιθανά «σενάρια» που εκτυλίσσονται στα διάφορα σύμπαντα είναι πάρα πολλά, ο αριθμός τους τελικά είναι πεπερασμένος και όχι άπειρος.
Συνεπώς, ένα γεγονός (π.χ. το γράψιμο ή η ανάγνωση αυτού του άρθρου) πρέπει να έχει συμβεί άπειρες φορές στο παρελθόν (κάτι παρόμοιο είχε πει και ο Νίτσε, αλλά κατέληξε στο ψυχιατρείο).
7. Οι μαύρες τρύπες δεν είναι μαύρες.
Πολύ σκούρες μπορεί να είναι, αλλά όχι μαύρες.
Στην πραγματικότητα, λάμπουν ελαφρά εκπέμποντας σε όλο το φάσμα της ακτινοβολίας -και στο μήκος κύματος του ορατού φωτός.
Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία αποκαλείται «ακτινοβολία Χόκινγκ», προς τιμήν του διάσημου φυσικού Στέφεν Χόκινγκ που πρώτος πρότεινε την ύπαρξή της.
Επειδή συνεχώς εκπέμπουν ακτινοβολία, οι μαύρες τρύπες σταδιακά χάνουν μάζα και τελικά θα εξαφανιστούν, αν δεν αναπληρώνουν με κάποιο τρόπο (π.χ. από διαστρικά αέρια) την μάζα που συνεχώς χάνουν.
8. Δεν έχει νόημα η αναφορά σε παρελθόν, παρόν και μέλλον στο σύμπαν.
Σύμφωνα με την ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, δεν υπάρχουν στο σύμπαν πράγματα όπως το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον.
Ο χρόνος είναι σχετικός.
Ο δικός μας χρόνος μοιάζει με του διπλανού μας, επειδή βρισκόμαστε στον ίδιο πλανήτη και κινούμαστε με την ίδια ταχύτητα.
Αν βρισκόμασταν ο ένας στη Γη και ο άλλος σε ένα άλλο πλανήτη και κινούμασταν με πολύ διαφορετική ταχύτητα, θα γερνούσαμε με
διαφορετικό ρυθμό.
9. Ένα σωματίδιο εδώ μπορεί να επηρεάσει αυτομάτως ένα άλλο σωματίδιο στην άλλη πλευρά της Γης -ή ίσως και του σύμπαντος.
Και πάλι η κβαντομηχανική με τα θαύματά της (το συγκεκριμένο αποκαλείται «κβαντική εμπλοκή»).
Πειράματα έχουν δείξει ότι η παρατήρηση ενός σωματιδίου στο εργαστήριο μπορεί να επηρεάσει μυστηριωδώς ένα άλλο σωματίδιο σε μεγάλη απόσταση.
10. Όσο πιο γρήγορα κινείστε, τόσο πιο βαρύς γίνεστε.
Αν τρέχετε πραγματικά γρήγορα, κερδίζετε βάρος, ευτυχώς όχι μόνιμα, αλλά στιγμιαία.
Αν κάτι κινείται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, αποκτά μεγάλη ενέργεια που γίνεται μάζα (ενέργεια και μάζα είναι ισοδύναμες, σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας).
Το φαινόμενο αυτό όμως είναι αμελητέο στις χαμηλές ανθρώπινες ταχύτητες πάνω στον πλανήτη μας, έτσι οι σπρίντερ δεν έχουν ανιχνεύσιμο μεγαλύτερο βάρος όταν τρέχουν από ό,τι όταν μένουν ακίνητοι.

Μετά από όλα αυτά, μπορείτε να συνεχίσετε να ζείτε την καθημερινή σας ζωή, σαν να μην τρέχει τίποτε.
Αφήστε τον εαυτό σας να προβληματίζεται σε ένα άλλο σύμπαν!

… κορυφαίας σημασίας για την εξέλιξη της ανθρωπότητας

«Το Ελληνικό Θαύμα, δηλαδή η γέννηση της φιλοσοφίας και των επιστημών, βασίστηκε στη θεωρητική επιστημονική σκέψη και ιδίως στα θεωρητικά μαθηματικά», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο Ξενοφών Μουσάς, αστρονόμος, καθηγητής Φυσικής του Διαστήματος στο Πανεπιστήμιο Αθηνών και ένας από τους πρωταγωνιστές της μελέτης του Μηχανισμού των Αντικυθήρων.

   Με αφορμή την ομιλία του στο 3ο Διεθνές Συνέδριο Αρχαίας Ελληνικής και Βυζαντινής Τεχνολογίας, που διοργανώθηκε από την Εταιρεία Διερεύνησης της Αρχαιοελληνικής και Βυζαντινής Τεχνολογίας (ΕΔΑΒυΤ) και το Κέντρο Διάδοσης Επιστημών και Μουσείο Τεχνολογίας – ΝΟΗΣΙΣ, ο κ. Μουσάς παρουσίασε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ μερικά σημεία από την εξαιρετικά ενδιαφέρουσα παρουσίασή του. Τίτλος της «Ελληνιστική Επιστήμη: Από τις παρατηρήσεις στην καθαρή επιστήμη και τεχνολογία βασισμένη στους νόμους της Φυσικής. Το παράδειγμα του Μηχανισμού των Αντικυθήρων».

   Με την ευκαιρία αυτή, του απευθύναμε κάποιες ερωτήσεις:

   Ερ. Με ποιο τρόπο οδηγήθηκε ο άνθρωπος στη σημερινή τεχνολογία;

   Απ. Η γέννηση της αιτιοκρατίας με τη φιλοσοφία στην Ελλάδα είναι κορυφαίας σημασίας για τη γέννηση του πολιτισμού και την εξέλιξη της ανθρωπότητας. Η αιτιοκρατία δημιούργησε τη φιλοσοφία με τους Προ-Σωκρατικούς φιλοσόφους, ενώ επέτρεψε και οδήγησε να δημιουργηθούν οι επιστήμες και ο σημερινός τεχνικός πολιτισμός.

   Ερ. Γιατί λέτε ότι ο σημερινός πολιτισμός βασίζεται στις επιστημονικές αρχές και μεθόδους (με τους νόμους της φυσικής) που εδραιώθηκαν κατά την εποχή του Μεγάλου Αλεξάνδρου και την Ελληνιστική εποχή;

   Απ. Η σημερινή επιστημονική και τεχνολογική πρόοδος βασίζεται στις αρχές και τις επιστημονικές μεθόδους που έβαλε η Πυθαγόρεια φιλοσοφία, οι οποίες αποθεώθηκαν κατά την Ελληνιστική περίοδο. Οι Πυθαγόρειες αρχές με τα μαθηματικά, τους νόμους της φυσικής, την απλότητα, την αρμονία, τη συμμετρία, χρησιμοποιούνται σήμερα για τη σύλληψη, σχεδίαση και κατασκευή υψηλής τεχνολογίας, των τηλεφώνων μας, των εμβολίων, φαρμάκων ρομποτικής χειρουργικής, των διαστημοπλοίων κ.λπ. Οι ίδιες αρχές χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του Μηχανισμού των Αντικυθήρων.

    Ερ. Πώς σχετίζονται αυτές οι αρχές και οι πρακτικές με τον πολιτισμό;

   Απ. Ο Πλάτων λέει (δική μου ερμηνεία): Γινόμαστε άνθρωποι καθώς κοιτάζουμε τον κόσμο και προσπαθούμε να τον κατανοήσουμε, φυσικά χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές.

   Ακολουθούν σημεία της ομιλίας του συνομιλητή του ΑΠΕ-ΜΠΕ:

   «Η ανθρωπότητα από τις παρατηρήσεις των φαινομένων οδηγήθηκε βαθμιαία στην όλο και με καλύτερη διατύπωση των νόμων της φυσικής και τη γέννηση της καθαρής επιστήμης και, παράλληλα, της τεχνολογίας βασισμένης στους νόμους της φύσης. Ειδικότερα η αστρονομία από την προϊστορική εποχή απαίτησε και δημιούργησε ακριβέστερα μαθηματικά, γεωμετρία, αριθμητική και στη συνέχεια τριγωνομετρία και άλγεβρα. Η αστρονομία με τους πολύπλοκους υπολογισμούς της απαίτησε και τη δημιουργία υπολογιστών, όπως ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων», σημείωσε στην ομιλία του ο καθηγητής, που επικεντρώθηκε στην ελληνιστική εποχή όχι τυχαία.

   «Είναι εντυπωσιακό το έργο των πολυπληθών επιστημόνων κατά την Ελληνιστική περίοδο. Η αντίληψη του Μεγαλέξανδρου για τη χρησιμότητα των επιστημόνων πέρασε στους στρατηγούς του και διαδόχους του μετά τον πρόωρο θάνατό του. Οι στρατηγοί επειδή είχαν δει την εφαρμογή της επιστήμης στον πόλεμο με όπλα και πολιορκητικές μηχανές ενστερνίσθηκαν εύκολα αυτές τις πρακτικές. Ο πλούτος και η πληθώρα των δεδομένων από όλο τον κόσμο επέτρεψε την πρόοδο. Σημαντικότατη ήταν η πλουσιοπάροχη χορηγία εμπνευσμένων ηγετών, όπως οι Πτολεμαίοι στην Αλεξάνδρεια, αλλά και άλλες σημαντικές πόλεις της Ελληνιστικής εποχής, από τις Συρακούσες στη Ρόδο, την Αθήνα, τη Σμύρνη, την Αντιόχεια και τις Τράλλεις με την εξαιρετική παράδοση στα αυτόματα. Για να αναφέρουμε μερικές μόνον», πρόσθεσε ο κ. Μουσάς ο οποίος αναφέρθηκε και στους περίφημους «θαυματοποιούς», τους μηχανικούς της αρχαιότητας που έφτιαχναν αυτόματα, τις κατασκευές δηλαδή που μιμούνταν κινήσεις έμβιων όντων.

   Αυτοματισμοί αρχαίων Ελλήνων

   «Έλληνες μηχανικοί και ειδικότερα οι θαυματοποιοί (κατασκευαστές αυτομάτων) χρησιμοποίησαν διάφορες τεχνικές για τη δημιουργία των μηχανημάτων τους -όπως για παράδειγμα υδραυλικά συστήματα μέσω των οποίων η κίνηση του νερού έθετε σε λειτουργία τους αυτόματους μηχανισμούς. Τα υδραυλικά ρολόγια και οι αυτόματες πόρτες είναι χαρακτηριστικά παραδείγματα. Χρησιμοποίησαν, επίσης, Πνευματικά Συστήματα τα οποία, με πεπιεσμένο αέρα, νερό, βάρη και αντίβαρα, μπαίνουν σε λειτουργία. Ο Ήρων αναπτύσσει πολλά συστήματα που βασίζονται στον αέρα για την κίνηση των αυτομάτων και συστήματα με βάρη, αντίβαρα και τροχαλίες: Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιήθηκαν για να θέτουν σε λειτουργία περίπλοκα αυτόματα, όπως τα αυτόματα θέατρα και οι κινούμενες μορφές. Οι αυτοματισμοί των αρχαίων Ελλήνων αποτέλεσαν την πρώτη μορφή ρομποτικής και ενέπνευσαν την ανάπτυξη της τεχνολογίας στους επόμενους αιώνες, ειδικά στην Αναγέννηση, και τη σύγχρονη μηχανική», εξήγησε ο κ. Μουσάς που έχει ως αντικείμενο μελέτης την πιο γνωστή κατασκευή της περιόδου, τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων.

   «Ο Μηχανισμός είναι ένας εξειδικευμένος αστρονομικός υπολογιστής. Υπολογίζει τις θέσεις του Ήλιου και της Σελήνης της οποίας δίνει και τη φάση, το περίγειο και το απόγειό της, όπως περιγράφει και ο Πρόκλος. Προβλέπει τις εκλείψεις Ήλιου και Σελήνης. Πιθανώς είχε και τις θέσεις των πλανητών, όπως υποδεικνύεται στο εγχειρίδιο χρήσης του και όπως περιγράφεται από πολλούς συγγραφείς. Ο Κικέρων και άλλοι περιγράφουν τις ουράνιες σφαίρες του Αρχιμήδη και τον μηχανικό μηχανισμό του Ποσειδωνίου και είναι σαφές ότι ήταν πλανητάρια, όπως ο Μηχανισμός», υπογράμμισε ο ίδιος για τον αρχαιότερο υπολογιστή του κόσμου, που άλλαξε την ιστορία της τεχνολογίας και έφτιαξε, όπως τονίζει, τον σημερινό πολιτισμό. 

   «Ο Μηχανισμός είναι ημερολογιακός υπολογιστής ο οποίος συγχρονίζει τα διάφορα σεληνοηλιακά παραδοσιακά ημερολόγια μεταξύ τους, αλλά και με το ηλιακό ημερολόγιο. Έχει κλίμακες του 19 ετών Κύκλου του Μέτωνος, του 76 ετών κύκλου του Καλλίππου, της Οκταετηρίδας με τους Ολυμπιακούς αγώνες. Επίσης, έχει την πρόβλεψη ηλιακών και σεληνιακών εκλείψεων με την ελικοειδή κλίμακα του Σάρου (διάρκειας 223 συνοδικών σεληνιακών μηνών) και του Εξελιγμού (669 μηνών). Ο Μηχανισμός, που έχει τις ρίζες του στον προσανατολισμό των αρχαίων κτιρίων και οδών της Ελλάδας και αλλού, οι οποίες πηγαίνουν τουλάχιστον πίσω στο Σέσλκο, όταν ο άνθρωπος προσπαθούσε να προβλέψει τον χρόνο της σποράς (δηλαδή να προβλέψει τον καιρό με κλιματικά δεδομένα), κάνει βασικά αυτό που περιγράφει ο Πλάτων: ‘χρειαζόμαστε την αστρονομία για τη γεωργία και τα ταξίδια’. Αυτές άλλωστε ήταν οι κύριες χρήσεις του», πρόσθεσε ο κ. Μουσάς.

   Όμως, μια τέτοια κατασκευή μπορούσε να χρησιμεύει και αλλού. «Ως εκπαιδευτικό εργαλείο σε μια φιλοσοφική σχολή, ως αντικείμενο εντυπωσιασμού των επισκεπτών ενός βασιλιά που δεχόταν τους πρέσβεις των εχθρών του. Ήταν εξαιρετικά χρήσιμος για έναν εξερευνητή, καπετάνιο, για κάθε ταξιδιώτη και, ιδιαιτέρως, για έναν χαρτογράφο. Οι Έλληνες χαρτογράφοι από την εποχή του Μεγαλέξανδρου είχαν φτιάξει τους καλύτερους χάρτες μέχρι την άκρη της Ασίας. Οι ελληνικές γεωγραφίες περιέχουν 50 πόλεις στην ανατολική πλευρά της Ινδίας και μέχρι την Κίνα. Μέσα σε αυτές περιλαμβάνονται δύο πόλεις που ονομάζονται Εμπορεία, ελληνικοί ναυτικοί σταθμοί με καλά λιμάνια και μια πόλη που ονομάζεται Βυζάντιον -και όντως μοιάζει με την Πόλη, με ένα στενό ανάμεσα την Ασία και ένα νησί και ένα κόλπο σαν τον Κεράτιο. Οι λεπτομερείς περιγραφές αποστάσεων, συνθηκών, κατοίκων με τις συνήθειές τους περιλαμβάνουν πολλά νησιά της νοτιοανατολικής Ασίας -Ινδονησία, Σουμάτρα, Μαλαισία, Βόρνεο, Ιάβα, Παπούα κ.α. Ασφαλώς οι χαρτογράφοι χρησιμοποίησαν μηχανήματα παρόμοια με τον Πινακίδιο, τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων. Η κλασική μέθοδος που θεωρείται ότι βασίζεται σε μετρήσεις των γεωγραφικών συντεταγμένων στη διάρκεια εκλείψεων θα απαιτούσε χιλιάδες εκστρατείες ειδικευμένων αστρονόμων και θα χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια», τόνισε ο κ. Μουσάς στην ομιλία του όπου, μεταξύ πολλών άλλων επιστημόνων της αρχαιότητας, δεν παρέλειψε να μιλήσει για τον Αρχιμήδη και τον Ίππαρχο τον Ρόδιο.

   Αρχιμήδης και Ίππαρχος

   «Θρυλικές είναι οι ουράνιες σφαίρες του Αρχιμήδη, όπως και το ρολόι του», επεσήμανε ο καθηγητής για τον μαθηματικό από τις Συρακούσες, «που ήταν και σημαντικότατος αστρονόμος. Είχε κατασκευάσει πολλά αστρονομικά όργανα και ρολόγια. Πολλά αραβικά χειρόγραφα του Μεσαίωνα, Άραβες λόγιοι, όπως οι Banu Musa, Al-Jazari, και άλλοι μηχανικοί, μαθηματικοί και αστρονόμοι είχαν μελετήσει τα έργα του Αρχιμήδη και άλλων αρχαίων Ελλήνων επιστημόνων, αναπτύσσοντας περαιτέρω αυτές τις τεχνολογίες. Αυτά τα χειρόγραφα περιγράφουν με λεπτομέρεια τις τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία αυτοματισμών, κάτι που δείχνει ότι ο Αρχιμήδης είχε φτάσει σε υψηλό επίπεδο κατανόησης των υδραυλικών και μηχανικών συστημάτων. Το ρολόι με αυτοματισμούς που αποδίδεται σε εκείνον φαίνεται να είχε στόχο όχι μόνο τη μέτρηση του χρόνου, αλλά και την προσφορά εντυπωσιακών θεαμάτων μέσω κινούμενων μορφών και πολύπλοκων μηχανισμών. Αυτό συνάδει με τη γενικότερη χρήση των αυτομάτων εκείνης της περιόδου, τόσο για διακοσμητικούς όσο και για πρακτικούς σκοπούς. Είχε μετρήσει και τη γωνιακή διάμετρο του Ηλίου», επεσήμανε.

   Ο Ίππαρχος ο Νικαεύς ή Ρόδιος (190-120 π.Χ.) θεωρείται από πολλούς ως ο «πατέρας» της αστρονομίας. «Ο Πτολεμαίος τον αναφέρει ως τον ‘μεγαλύτερο εραστή της αλήθειας’ και θαυμάζει την ακρίβεια των μετρήσεών του. Κάποιοι τον ονομάζουν Αϊνστάιν της αρχαιότητας. Ο Ίππαρχος ανακάλυψε τη μετάπτωση των ισημεριών και την 26.000 ετών περιοδικότητα του άξονα της Γης που εισάγει την τριγωνομετρία, μετράει με το μάτι την ισχύ των άστρων σε λογαριθμική κλίμακα διαιρώντας τα άστρα σε 1ου, 2ου, 3ου κλπ. μεγέθους. … Ο Ίππαρχος είναι ο εφευρέτης του επίπεδου αστρολάβου, προβάλλοντας σωστά την ουράνια σφαίρα στο επίπεδο, βελτιώνει την Διόπτρα και άλλα όργανα», σημείωσε ο καθηγητής για τον Έλληνα αστρονόμο, γεωγράφο και μαθηματικό ο οποίος «ίσως είναι ο πρώτος που προβάλλει με βολικό τρόπο τις τρεις διαστάσεις στο επίπεδο με μια σύμμορφη απεικόνιση».

   «Με τη μέθοδο προβολής του Ιππάρχου κατασκευάζονται έκτοτε οι ακριβείς εύχρηστοι επίπεδοι αστρολάβοι, οι οποίοι επέτρεψαν ασφαλέστερη ναυσιπλοΐα, ακριβή χαρτογράφηση και όλα τα μακρινά ταξίδια… Θεωρείται επίσης ο πρώτος που διαίρεσε τους κύκλους των παραπάνω αστρονομικών οργάνων σε 360 μοίρες, είναι ο πρώτος που κατασκεύασε ακριβή ουράνια σφαίρα με αστρικές συντεταγμένες (εκλειπτικές συντεταγμένες), με παραλλήλους και μεσημβρινούς του ουρανού, πιθανώς βελτιώνοντας προγενέστερη ουράνια σφαίρα τού επίσης σημαντικότατου μαθηματικού και αστρονόμου Ευδόξου», πρόσθεσε ο κ. Μουσάς για τον Ίππαρχο, ο οποίος έγραψε πολλά βιβλία που χάθηκαν όλα πλην ενός -το βιβλίο «Των Αράτου και Ευδόξου φαινομένων εξηγήσεως βιβλία τρία».

   Ο Ίππαρχος έγραψε επίσης για τα ημερολόγια και τη διάρκεια του έτους «την οποία ο ίδιος μέτρησε με απόκλιση 7 λεπτά!», καθώς και πολλά συγγράμματα «σχετικά με τον τρόπο τήρησης των ακριβών σεληνοηλιακών ημερολογίων των Ελλήνων (κύκλο του Μέτωνος και Οκταετηρίδα – Ολυμπιάδα η οποία βασίζεται στην οκταετηρίδα) στα βιβλία του ‘Περί του ενιαυσίου μεγέθους’, ‘Περί μηνιαίου χρόνου’, ‘Περί εμβολίμων μηνών τε και ημερών’. Ειδικότερα στο βιβλίο του ‘Περί της των συνανατολών πραγματείας’, θα αναφερόταν στην τήρηση ενός ακριβούς ημερολογίου και στην κατασκευή ενός Παραπήγματος, δηλαδή ενός πίνακα σαν και αυτόν που έχει ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων», κατέληξε ο καθηγητής.

ΠΗΓΗ

Το διαχρονικό γνωστικό έλλειμμα… χρονοσοφίας

Πώς εξηγείται η ανάγκη της φυσικής και μεταφυσικής εξάλειψης του χρόνου;
Το διαχρονικό γνωστικό έλλειμμα… χρονοσοφίας

Αν ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια μας, τότε γιατί οι εξελίξεις των πολύπλοκων φυσικών συστημάτων είναι συνήθως απρόβλεπτες και δημιουργικές; Και γιατί η «χρονικότητα» και η «ιστορικότητα» όλων των φυσικών φαινομένων δεν μπορούν πλέον να θυσιάζονται στον βωμό της «αιωνιότητας», δηλαδή να τις παραβλέπουμε στο όνομα της «αντικειμενικής» γνώσης;

Τι ακριβώς είναι ο χρόνος για έναν φυσικό και τι για έναν φιλόσοφο; Είναι κάτι πραγματικό ή, αντίθετα, δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια ψευδαίσθηση που «υπάρχει» μόνο στο μυαλό κάποιων πεπερασμένων και ατελώς σκεπτόμενων όντων όπως οι άνθρωποι; Πώς μπορεί ο χρόνος να παρεισφρέει και να δρα καταλυτικά μέσα σε έναν νομοτελειακό Κόσμο, όπου τα πάντα καθορίζονται από αιώνιους-άχρονους φυσικούς νόμους; Κι αν τελικά δεχτούμε ότι ο χρόνος υπάρχει όντως, είναι μόνο καταστροφικός ή, ενίοτε, μπορεί να είναι και δημιουργικός;

Πώς απαντά σε αυτά τα αποφασιστικά ερωτήματα η αρχαιότερη και η πιο ώριμη από τις θετικές επιστήμες, η Φυσική, και πώς αποτιμά γνωσιολογικά και ανθρωπολογικά αυτές τις απαντήσεις η Φιλοσοφία; Εχει περάσει ένας αιώνας απ’ όταν συναντήθηκαν στην περίφημη Φιλοσοφική Εταιρεία του Παρισιού, στις 6 Απριλίου του 1922, δύο μεγάλοι και πολύ διάσημοι στοχαστές, ο φυσικός Αλμπερτ Αϊνστάιν με τον φιλόσοφο Ανρί Μπερξόν, για να ανταλλάξουν απόψεις γύρω από το αίνιγμα του χρόνου.

Στο επίμονο ερώτημα του Μπερξόν αν ο χρόνος που περιγράφει η Θεωρία της Σχετικότητας, και συνεπώς η σύγχρονη Φυσική, έχει να κάνει με τον χρόνο όπως τον βιώνουν καθημερινά οι άνθρωποι, έλαβε από τον Αϊνστάιν την ακόλουθη απάντηση: «Το ερώτημα τίθεται ως εξής: ο χρόνος του φιλοσόφου είναι ο ίδιος με τον χρόνο του φυσικού;»

Και προς μεγάλη απογοήτευση του Μπερξόν, ο δημιουργός της Θεωρίας της Σχετικότητας θα απαντήσει απερίφραστα: «Μόνο η επιστήμη λέει την αλήθεια και κανένα υποκειμενικό βίωμα δεν μπορεί να διασώσει ό,τι αρνείται η επιστήμη».

Στην ατελέσφορη -για πολλοστή φορά- προσπάθεια διαλόγου ενός κορυφαίου φυσικού με έναν μεγάλο φιλόσοφο, αποτυπώθηκε η θεμελιώδης διαφωνία τους σχετικά με τη φύση του χρόνου και την επίδρασή του τόσο στην εξέλιξη του Σύμπαντος όσο και στην Ιστορία των ανθρώπων.

Το διαχρονικό παράδοξο του «άχρονου χρόνου»

Αν έχει δίκιο ο Αϊνστάιν, τότε ο χρόνος που περιγράφουν οι βασικοί νόμοι της Φυσικής, τόσο η κλασική δυναμική του Νεύτωνα όσο και η σχετικιστική φυσική του Αϊνστάιν, δεν συμφωνεί καθόλου με τον ανθρώπινο χρόνο, αφού ο φυσικός χρόνος είναι γραμμικός, συμμετρικός, ομοιότροπος και αντιστρεπτός ως προς το παρελθόν και το μέλλον. Επομένως, το προσωπικό αίσθημα του χρόνου που βιώνουν οι άνθρωποι καθημερινά δεν έχει κανένα απολύτως νόημα για τη Φυσική και μπορεί να «υπάρχει» μόνο ως ιδιωτική ή προσωπική ψευδαίσθηση!

Οπως το έθεσε, ήδη από τον 17ο αιώνα, ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφ’ εαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…». Με άλλα λόγια, η υποκειμενική εμπειρία του χρόνου που βιώνουν οι άνθρωποι για τον Νεύτωνα (αλλά και για την κλασική Φυσική συνολικά) είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον απόλυτο κοσμικό χώρο και χρόνο.

Μια θεμελιώδης φυσική και, ταυτοχρόνως, μετα -φυσική δοξασία, που αιώνες μετά φαίνεται πως τη συμμερίζεται και ο Αϊνστάιν, ο βασικός υπαίτιος της «δολοφονίας» του απόλυτου χώρου και χρόνου του Νεύτωνα στη σύγχρονη Φυσική! Πάντως, και για τον δημιουργό της Θεωρίας της Σχετικότητας, ο χρόνος δεν είναι τίποτα άλλο από μία μαθηματική παράμετρος, η τέταρτη διάσταση στην τρισδιάστατη περιγραφή της φυσικής πραγματικότητας: Τίποτα περισσότερο δηλαδή από την επιπρόσθετη διάσταση για την περιγραφή του νέου τετραδιάστατου, σχετικιστικού συνεχούς που είναι ο «χωροχρόνος».

Προσβλέποντας στην αντικειμενική και διαχρονικά έγκυρη περιγραφή του ενιαίου χωροχρόνου, ο πατέρας της Θεωρίας της Σχετικότητας οδηγήθηκε τελικά στην εξάλειψη του χρόνου ως ανεξάρτητου και δημιουργικού φυσικού παράγοντα. Διότι βέβαια, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο, ο φυσικός χωροχρόνος δεν κυλάει ποτέ προς μία μόνο κατεύθυνση, ούτε βέβαια μπορεί να επιφέρει τίποτα νέο στη βαθύτερη δομή του Σύμπαντος. Οπως θα εκμυστηρευτεί ο Αϊνστάιν σε ένα διάσημο παρηγορητικό γράμμα για τον θάνατο ενός πολύ αγαπητού φίλου του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και μέλλον αποτελεί μόνο μια (ανθρώπινη) ψευδαίσθηση, μολονότι πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση».

Πώς εξηγείται, ωστόσο, αυτή η τόσο επίμονη ψευδαίσθηση; Γιατί τόσο για τη νευτώνεια δυναμική όσο και για τη σχετικιστική φυσική, αλλά και για την κβαντική μικροφυσική, ο χρόνος δεν θεωρείται θεμελιώδης και ανεξάλειπτη φυσική πραγματικότητα, ούτε καν ως ένας αποφασιστικός φυσικός παράγοντας, αλλά μόνο μία επιπρόσθετη μαθηματική διάσταση για την περιγραφή της κίνησης των υλικών σωμάτων, η οποία μπορεί κάλλιστα να παίρνει είτε θετικές είτε αρνητικές τιμές (από το t στο -t)! Και αυτή η χρονική αντιστροφή στις θεμελιώδεις εξισώσεις, αν δηλαδή ο χρόνος των φυσικών φαινομένων «ρέει» από το παρελθόν προς το μέλλον ή το αντίστροφο, δεν επηρεάζει καθόλου ούτε τη δυναμική ούτε τα ίδια τα φαινόμενα που περιγράφουν αυτές οι εξισώσεις.

Το παράδοξο της απαξίωσης του χρόνου από την κλασική Φυσική, δηλαδή η συστηματική προσπάθεια εξάλειψής του ως αποφασιστικού φυσικού παράγοντα στη διαμόρφωση της δομής και της εξέλιξης του Σύμπαντος, προέκυψε από τη βαθύτερη επιστημολογική και μεταφυσική ανάγκη για μια «αντικειμενική» και διαχρονικά έγκυρη γνωστική κατανόηση του Σύμπαντος, την προσπάθεια δηλαδή επιστημονικής θεώρησης και περιγραφής του από την αχρονική σκοπιά της αιωνιότητας. Ενα μάλλον προεπιστημονικό και σαφώς μετα-φυσικό πρότυπο γνώσης και έρευνας, που επέβαλε στους φυσικούς που το αποδέχονται να αναζητούν παντού άχρονες φυσικές διεργασίες και φαινόμενα που επιδεικνύουν χρονική συμμετρία και αντιστρεψιμότητα.

Πράγματι, όταν κάποτε ρώτησαν τον Αϊνστάιν «τι είναι ο χρόνος;» αυτός απάντησε χωρίς περιστροφές: «Ο,τι μετράνε τα ρολόγια μας!». Με αυτή την προκλητική δήλωση ο μεγάλος ανανεωτής των εννοιών του χώρου και του χρόνου στη Φυσική ήθελε να μας υπενθυμίσει ότι ο χρόνος δεν είναι «κάτι τι» που μπορεί να συλληφθεί ανεξάρτητα από τον τρόπο που τον μετράμε: η ύπαρξή του προκύπτει και εξαρτάται μόνο από το πώς καταγράφουμε την παρουσία του.

Εξάλλου, δεν πρόκειται καθόλου για μια καινοφανή προσέγγιση του προβλήματος του χρόνου, αφού στην προκλητική δήλωσή του ο Αϊνστάιν δεν κάνει τίποτε περισσότερο από το να επαναλάβει ό,τι ρητά είχε υποστηρίξει, πριν από χιλιετίες, ο Αριστοτέλης στο έργο του «Φυσικά» ή «Φυσική Ακρόασις»: «Γιατί αυτό ακριβώς είναι ο χρόνος: αριθμός της κίνησης σύμφωνα με το πριν και το μετά» (μτφρ. Βασίλης Κάλφας, Εκδ. Νήσος).

Απορρίπτοντας την επικρατούσα, τότε, κυκλική σύλληψη του χρόνου και τα παράδοξα της αιωνιότητας που αυτή συνεπάγεται, ο Αριστοτέλης ανοίγει πρώτος τον δρόμο για την εκκοσμίκευση, δηλαδή για τη μαθηματική γνωστική διαχείριση του φυσικού χρόνου, ο οποίος, έκτοτε, πρέπει να διαφοροποιείται επιμελώς από τον χρόνο της ψυχής.

Ο δημιουργικός ρόλος του «βέλους του χρόνου»

Πάντως, η αρχαιότατη επιθυμία να εξαλείψουμε τον χρόνο προσκρούει στη σχεδόν καθολική αναγνώριση και επιβεβαίωση από όλες τις φυσικές και ανθρωπιστικές επιστήμες της εγγενούς και δυσεξάλειπτης «χρονικότητας» όλων των φαινομένων. Γεγονός που έχει ιδιαίτερα ανατρεπτικές συνέπειες για την «κλασική» αχρονική κοσμοαντίληψη και επιβάλλει στη Φυσική όχι μόνο να αναγνωρίσει ότι ο χρόνος δεν είναι μια ανθρώπινη ψευδαίσθηση, αλλά και να εξηγήσει σε τι συνίσταται η ουσιαστική ασυμμετρία ανάμεσα στο παρελθόν, το παρόν και το μέλλον.

Κάτι που, στο πλαίσιο της Φυσικής, επιβεβαιώνεται από τη θερμοδυναμική των ανοιχτών συστημάτων, δηλαδή όσων φυσικών συστημάτων ή δομών μπορούν να ανταλλάσσουν ενέργεια-ύλη με το περιβάλλον τους και έτσι βρίσκονται μακριά από τη θανατηφόρο θερμοδυναμική ισορροπία της μέγιστης εντροπίας. Επιπλέον, σύμφωνα με τη Θερμοδυναμική, όλα τα «ανοιχτά συστήματα» τείνουν, με το πέρασμα του χρόνου, να αυτοοργανώνονται και να δημιουργούν πιο περίπλοκες δομές. Η αχίλλειος πτέρνα της πεσιμιστικής ή καταστροφικής εκδοχής του βέλους του χρόνου, δηλαδή της δήθεν μη αντιστρεπτής και αδυσώπητης ροής του χρόνου στη φύση, ήταν ότι μελετούσε αποκλειστικά «κλειστά» θερμοδυναμικά συστήματα. Ομως, τέτοια κλειστά ή ενεργειακά απομονωμένα φυσικά συστήματα, που δεν ανταλλάσσουν πια ύλη ή ενέργεια με το περιβάλλον τους, δεν είναι ο κανόνας αλλά η εξαίρεση στη Φύση.

Ιδού πώς συνοψίζει αυτή την κοσμοϊστορική μεταστροφή από την αιωνιότητα προς την καθολική αποδοχή της «Αρχής της Χρονικότητας» ο βραβευμένος με Νόμπελ Ιλια Πριγκοζίν στο πολύ ενδιαφέρον βιβλίο του «Το τέλος της βεβαιότητας» (κυκλοφορεί από τις Εκδ. Κάτοπτρο): «Δεν είμαστε εμείς οι άνθρωποι οι γεννήτορες του βέλους του χρόνου. Αντίθετα, είμαστε τα παιδιά του». Επομένως, η εγγενής χρονικότητα, δηλαδή η πανταχού παρούσα «μη αναστρεψιμότητα» (irreversibility) των βασικών φυσικών διαδικασιών, αποτελεί τον κανόνα στη Φύση, ενώ η χρονική «αναστρεψιμότητα» την εξαίρεση.

Συνεπώς, μετά τις εντυπωσιακές και εξαιρετικά ανατρεπτικές ανακαλύψεις σχετικά με τη διαρκή ανάδυση και την εξέλιξη περίπλοκων φυσικών συστημάτων στον πλανήτη Γη, καθώς και τη σταθερή δυναμική των περισσότερων κοσμολογικών φαινομένων στο γνωστό μας Σύμπαν, πρέπει να θεωρείται πλέον επαρκώς τεκμηριωμένο το ότι ο χρόνος δεν είναι απλώς μια γεωμετρική μεταβλητή, αλλά μάλλον ένας από τους αποφασιστικούς παράγοντες που διαμορφώνουν την απρόσμενη οργάνωση και την πολύπλοκη συμπεριφορά των «ανοιχτών συστημάτων»: των συστημάτων δηλαδή που εμφανίζονται, διατηρούνται και εξελίσσονται επειδή μπορούν να ανταλλάσσουν ύλη, ενέργεια και πληροφορίες με το περιβάλλον τους. Και τα αμέτρητα σμήνη γαλαξιών, η ποικιλομορφία των έμβιων οργανισμών, αλλά και των ανθρώπινων κοινωνιών αποτελούν τυπικά παραδείγματα της ευεργετικής δράσης του χρόνου στα ανοιχτά συστήματα.

Πηγή