Τι είναι αυτό που το λένε Τι είναι αυτό που το λένε Επιστήμη;Επιστήμη;

Σπύρος Ευστ. Τζαμαρίας Σπύρος Ευστ. Τζαμαρίας Εργαστήριο Φυσική Εργαστήριο Φυσική Σχολή Θετικών Επιστημών Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Ελληνικό Ανοικτό και Τεχνολογίας Ελληνικό Ανοικτό

ΠανεπιστήμιοΠανεπιστήμιο

Η Ελληνική λέξη «Επιστήμη» προέρχεται από το ρήμα επί-ισταμαι = έχω συνολική εποπτεία και μεταφορικά γνωρίζωΗ λέξη «Science» προέρχεται (μέσω της παλιάς Γαλλικής γλώσσας) από τη Λατινική λέξη Scientia = γνώση, που με τη σειρά της προέρχεται από την πρώτο-ινδοευρωπαική λέξη skei που σημαίνει «κόβω, ξεχωρίζω ή διαχωρίζω».

Από τον Μεσαίωνα μέχρι τον Διαφωτισμό Science-Scientia (=Επιστήμη) σήμαινε κάθε συστηματική καταγραφή της γνώσης και είχε αποκτήσει την ευρεία έννοια που είχε για τους αρχαίους η «Φιλοσοφία». Στα Ελληνικά, Γαλλικά, Ισπανικά, Πορτογαλικά και Ιταλικά η σύγχρονη αντίστοιχη λέξη κρατάει αυτό το νόημα: π.χ. η επιστήμη της κοινωνιολογίας ή οικονομική επιστήμη ή η θεολογική επιστήμη ή η επιστήμη των μαθηματικών ή η ιατρική επιστήμη.

Σύμφωνα με την Αγγλοσαξονική παράδοση η λέξη Science δηλώνει σχεδόν αποκλειστικά τις Φυσικές Επιστήμες (Natural Science) ενώ κατηγοριοποιεί σε αποκλειστικές κατηγορίες τους άλλους επιστημονικούς κάδους, π.χ. Μαθηματικά, Ιατρική, Τέχνες (Ιστορία, Γραμματεία…), Μηχανική (Engineering) κτλ

Στα επόμενα θα περιοριστώ να χρησιμοποιώ τον όρο Επιστήμη με την στενή (αγγλοσαξονική) έννοια του όρου, δηλαδή την έννοια των Φυσικών Επιστημών, αντλώντας την συντριπτική πλειοψηφία των παραδειγμάτων μου από την Φυσική.

Προφανώς, δεν υποτιμώ κανένα από τους άλλους Επιστημονικούς Κλάδους

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);

1. είναι ένα οργανωμένο-συστηματοποιημένο σύνολο γνώσεων, αναφορικά με τον κόσμο που μας περιβάλει και η διαδικασία ανακάλυψης και συστηματοποίησης τους

J. Bardeen, L.N. Cooper, J. Ρ.SchriefferE. Hubble

A. PenziasR. Wilson

2. αφορά στην ανακάλυψη: του παρελθόντος σύμπαντος, του παρόντος σύμπαντος αλλά και της μέλλουσας εξέλιξης του κόσμου μας

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);3. η Επιστήμη είναι χρήσιμη

Joseph John Thomson

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);3. η Επιστήμη είναι χρήσιμη

Alexander Fleming Penicillium

John Bardeen, William B. Shockley, and Walter H. Brattain

-

Molina and Rowland

Rolando GarciaSusan Solomon

Joseph Farman

CCl3F

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);

v

RR M(R)

R

v

4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων

Lazare Carnot

Kelvin Lord W. Thomson

W. Gibbs

J. P. Joule

ΘερμοδυναμικήΔυναμική στερεού

σώματος

Ηλεκτρομαγνητισμός

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων

Τα πάντα, ακόμα και τα κυματικά φαινόμενα, φαίνονταν να περιγράφονται από μία εικόνα του κόσμου, οικοδομημένη πάνω στις μηχανικές κινήσεις των συστατικών της ύλης. Στους «παρατηρητές» του 19ου αιώνα κυριαρχούσε η αντίληψη ότι το μόνο που απέμενε για τους φυσικούς αφορούσε το «γέμισμα» κάποιων επουσιωδών κενών στο καλά-θεμελιωμένο εποικοδόμημα της επιστημονικής γνώσης

Ο Alfred Nobel δεν θα μπορούσε να έχει προβλέψει ότι το ομώνυμο επιστημονικό έπαθλο που θέσπισε θα βράβευε τόσο πολλές εξέχουσες προσφορές στην ανθρώπινη γνώση, οι οποίες άνοιξαν νέους δρόμους στην επιστήμη και διαμόρφωσαν τον σύγχρονο πολιτισμό

η απαρχή του 20ου αιώνα σηματοδοτεί μία νέα εποχή επιστημονικής αντίληψης

την αντίληψη της Σύγχρονης Φυσικής η απαρχή του 20ου αιώνα σηματοδοτεί μία νέα εποχή επιστημονικής αντίληψης

την αντίληψη της Σύγχρονης Φυσικής

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);

The Nobel Prize in Physics 1901:

Wilhelm Conrad Röntgen "in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery

of the remarkable rays subsequently named after him"

The Nobel Prize in Physics 1902:

Hendrik Antoon Lorentz & Pieter Zeeman "in recognition of the extraordinary service they rendered by their researches into the influence of magnetism upon radiation phenomena"

The Nobel Prize in Physics 1903:

Antoine Henri Becquerel, Pierre Curie and Marie Curie"in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery

of spontaneous radioactivity” and “their joint researches on the radiation phenomena discovered by Professor Henri Becquerel”

The Nobel Prize in Physics 1905:

Philipp Eduard Anton von Lenard "for his work on cathode rays"

The Nobel Prize in Physics 1906:

Joseph John Thomson "in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases"

The Nobel Prize in Chemistry 1908:

Ernest Rutherford "for his investigations into the disintegration of the elements, and the

chemistry of radioactive substances"

The Nobel Prize in Physics 1904:

Lord Rayleigh (John William Strutt) "for his investigations of the densities of the most important gases and for his discovery of argon in connection with these studies"

The Nobel Prize in Chemistry 1907:

Albert Abraham Michelson "for his optical precision instruments and the spectroscopic and metrological investigations carried out with their aid"

4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);5. είναι μία παγκόσμια και διαχρονική δραστηριότητα της ανθρωπότητας

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);5. είναι μία παγκόσμια και διαχρονική δραστηριότητα της ανθρωπότητας

1992"for his invention and development of particle detectors, in particular the multiwire proportional chamber"

1968

Luis Walter Alvarezfor his decisive contributions to elementary particle physics, in particular the discovery of a large number of resonance states, made possible through his development of the technique of using hydrogen bubble chamber and data analysis

Georges Charpak

Tom Ypsilantis

Fermilab: E705, 1985 CERN: ALEPH, 1995CERN: ATLAS, 2006

Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες);5. είναι μία παγκόσμια και διαχρονική δραστηριότητα της ανθρωπότητας

Εθνική Πειραματική Εγκατάσταση Διεθνής Πειραματική Υποδομή

Κοινός Ερευνητικός Στόχος Κοινό Ερευνητικό Πρόγραμμα

Ατομική Συμβολή Προσωπική Συμβολή

η σύγχρονη «κοινωνιολογία» της παγκοσμιοποιημένης επιστήμης αξίζει να μελετηθεί ως παράδειγμα σχέσεων συμμετοχής σε διαδικασίες που στοχεύουν σε επιτεύγματα καθολικής (και όχι προσωπικής ή ατομικής )αξίας.

Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας

E. Rutherford μελετούσε τις ιδιότητες των ατόμων

√

√√

Το ατομικό πρότυπο του Thompson

√

θ

απορρίπτει το άτομο-Thompson και προτείνει το «πλανητικό» πρότυπο

√

√√√

Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας

Οι Rutherford, Marsden και Geiger παρουσίασαν τα αποτελέσματα τους σε συνέδρια και δημοσίευσαν σε διεθνές επιστημονικό περιοδικό. Άλλοι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα χρησιμοποιώντας και στόχους από άλλα υλικά επαληθεύοντας τα αποτελέσματα.

√

γιατί τα ηλεκτρόνια δεν πέφτουν στον πυρήνα; «απλοϊκό» κβαντικό πρότυπο

του Bohr

√

ΔΕ•Δt /2

ΔP•Δx /2

√

φ γωνία σκέδασης

πίδακας σωματίων

cos(φ)

πείραμα UA1

πείραμα Geiger-Marsden

ατομικό πρότυπο Rutherford

Κβαντική Χρωμοδυναμική

Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίαςΣτηρίζεται σε παρατηρήσεις ή/και μετρήσειςΣυμβάλλει στην ανάπτυξη νέας επιστημονικής έρευνας

Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίαςΣτηρίζεται σε παρατηρήσεις ή/και μετρήσεις

Γενική Σχετικότητα: Γενική Σχετικότητα: Καμπύλωση του Χώρου

“ο χωρόχρονος καθορίζει στην ύλη πως θα κινηθεί και η ύλη καθορίζει στο χωρόχρονο πως θα καμπυλωθεί”, John. A. Wheeler

Arthur Eddington και Frank Dyson

2

2

E mc MmF G

rE hf

Νευτώνεια Μηχανική

Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίαςΧρησιμοποιεί υποθέσεις και επιχειρήματα που μπορούν να ελεγχθούν

Οι υποθέσεις του Rutherford παύουν να ισχύουν για μικρές αποστάσεις d

Nicolaus Copernicus

Το επιχείρημα της «Παράλλαξης»

Όταν το παρατηρούμενο αντικείμενο είναι μακριά από τον παρατηρητή τότε η παράλλαξη είναι μικρότερη

Το Αποτέλεσμα της Επιστημονικής ΔιαδικασίαςΤο Αποτέλεσμα της Επιστημονικής ΔιαδικασίαςΕπιστημονική ΘεωρίαΕπιστημονική Θεωρία

Λογική Συγκρότηση - Ικανότητα Πρόβλεψης - Πειραματική Επαλήθευση

αξιώματα (αρχές)κανόνες (μαθηματικά και συμμετρίες)θεωρήματα (φυσικοί νόμοι)

Διαδοχικές προσεγγίσεις της φυσικής πραγματικότητας που άγονται από την ακρίβεια της παρατήρησης

κλασική φυσικήειδική σχετικότητακβαντομηχανικήγενική σχετικότητα

σύγχρονη φυσική σχετικιστική

κβαντική φυσικήβαρύτητα – γενική σχετικότητα

F

v

B

v

B

v

Παραβίαση της «παγκοσμιότητας» των αδρανειακών συστημάτων

Ειδική Σχετικότητα – μετασχηματισμοί Lorentz

Το Αποτέλεσμα της Επιστημονικής ΔιαδικασίαςΤο Αποτέλεσμα της Επιστημονικής ΔιαδικασίαςΕπιστημονική ΘεωρίαΕπιστημονική Θεωρία

Δεν υπάρχει «εφαρμοσμένη επιστήμη»… το μόνο που υπάρχει είναι η εφαρμογή της επιστήμης

Blaise Pascal

Εφαρμογή της Επιστήμης - Τεχνολογία

The Nobel Prize in Physics 2007:

Albert Fert and Peter Grünberg "for the discovery of Giant Magnetoresistance"

«…Το διάγραμμα, που παριστά την εκρηκτική πρόοδο στην συμπύκνωση εγγεγραμμένης πληροφορίας , ίσως δίνει την εντύπωση κάποιας φυσιολογικής εξέλιξης, ως αυτή η εξέλιξη να ακολουθεί κάποιο τετριμμένο νόμο. Στην πραγματικότητα, η συνεχιζόμενη επανάσταση στην τεχνολογία της πληροφορικής αποτελεί πολύπλοκή συνέλιξη μεταξύ των επιτευγμάτων της θεμελιώδους επιστημονικής έρευνας και λεπτών τεχνολογικών ρυθμίσεων. Αυτό ακριβώς αφορά και το βραβείο Nobel του έτους 2007…» από την ανακοίνωση της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών

Επιστημονική Δεοντολογία

Παρακαλούνται οι κ.κ. Πελάτες να εκθέτουν τις ιδέες τους για έλεγχο

Ευχαριστούμε

Όλοι είστε ευπρόσδεκτοι, αλλά θα συμπεριφέρεστε

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ

Κανόνες Επιστημονικής Συμπεριφοράς

1. Να ενημερώνεσαι για την εργασία και τα αποτελέσματα των άλλων

2. Να εκθέτεις τις ιδέες και τα αποτελέσματα σου στον έλεγχο της επιστημονικής κοινότητας.

3. Να μη παραβλέπεις αλλά να οδηγήσε από τα αντικειμενικά στοιχεία (πειραματικά δεδομένα, παρατηρήσεις)

4. Να επικοινωνείς τις ιδέες σου και τα αποτελέσματα σου με τους συναδέλφους σου

5. Να είσαι δίκαιος με τον εαυτό σου και τους συναδέλφους σου: Να συμπεριφέρεσαι με τιμιότητα

Australopithecus africanus

…Η αράχνη υφαίνει όπως ο καλύτερος υφαντής και η μέλισσα ντροπιάζει πολλούς αρχιτέκτονες με το χτίσιμο του κελιού της. Ωστόσο, εκείνο που ξεχωρίζει τον χειρότερο αρχιτέκτονα από την καλλίστη των μελισσών είναι το ακόλουθο: ότι ο αρχιτέκτονας υψώνει την κατασκευή του στην φαντασία του πριν την χτίσει στην πραγματικότητα …

(Carl Marx, Capital, Vol. I, Chap. 7)

Sketch by Priyan Weerappuli

το γεγονός ότι ο «άνθρωπος σοφός» έχει συνείδηση της ύπαρξής του και έχει συνείδηση ότι μπορεί να επέμβει και να αλλάξει το περιβάλλον προσδίδει στο είδος πρωτοφανείς εξελικτικές

δυνατότητες

καθ’ όλη τη διάρκεια της γνωστής ανθρώπινης ιστορίας ο «πολιτισμός» αναπτύσσεται θετικά, παρά τις χρονικά περιορισμένες περιόδους «βαρβαρότητας»

εκρήξεις «πολιτισμικής ανάπτυξης» -συμπεριλαμβανομένων των κοινωνικών αλλαγών- έπονται επιστημονικών επαναστάσεωνΊωνες Φυσικοί Φιλόσοφοι – Δημοκρατία – Κλασική Ελληνική ΑρχαιότηταΑναγέννηση – Διαφωτισμός – Ανθρώπινα Δικαιώματα – Αστική Δημοκρατία – ΝεωτερικότηταΜηχανική-Θερμοδυναμική-ΗλεκτροΜαγνητισμός – Βιομηχανική Επανάσταση -Εργατικά Δικαιώματα- Κοινωνικό ΚράτοςΣύγχρονη Φυσική-Βιολογία-Ηλεκτρονικά-Τεχνολογία- ΜεταΝεοτερικότητα-Παγκοσμιοποίηση

Μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια ανθρώπινης ύπαρξης και μερικές δεκάδες χιλιάδες χρόνια ανθρώπινης ιστορίας δεν αρκούν για να τεκμηριώσουν ότι το είδος μας (πόσο μάλλον ο σύγχρονος πολιτισμός) είναι βιώσιμο.

Μία σύγχρονη φωνή από το παρελθόν…

“…Στις δημοκρατικές κοινωνίες, οι πλέον σημαντικοί οργανισμοί του ιδιωτικού τομέα έχουν οικονομικό χαρακτήρα. Αντίθετα από τις μυστικές οργανώσεις, έχουν την δυνατότητα να ασκούν «τρομοκρατία» χωρίς να παρανομούν, καθώς δεν απειλούν να σκοτώσουν τους εχθρούς τους παρά μόνο να τους καταδικάσουν σε ασιτία…” Bertrand Russel l (1938)

Οι πλέον εμπορικές τεχνολογικές εφαρμογές της εποχής μας εδράζονται σε θεμελιώδη γνώση της πρώιμης και μέσης Νεοτερικότητας !

Τα τεχνολογικά εργαλεία (συμπεριλαμβανομένων και των οικονομικών) μεγιστοποίησης της παραγωγής πλούτου δεν επαρκούν να θρέψουν την ανθρωπότητα ούτε να εξασφαλίσουν την βιωσιμότητα του είδους μας.

“…Δεν υπάρχει ελπίδα για τον κόσμο, παρά μόνα αν δαμάσει την εξουσία» και την θέσει στην υπηρεσία, όχι αυτής ή εκείνης της ομάδας τυράννων αλλά όλης της ανθρωπότητας… γιατί η επιστήμη επέβαλλε το αναπόφευκτο: είτε ότι όλοι πρέπει να ζήσουν ή ότι όλοι πρέπει να πεθάνουμε…” Bertrand Russel l (1938)

Δος μοι πα στω και τα γαν κινάσωΔος μοι πα στω και τα γαν κινάσω

Finale: Finale: η άποψή μουη άποψή μου Ο Άνθρωπος Σοφός πάτησε μέχρι σήμερα σε πολλά «γιατί», «πως»

και «πόσο» Ο σημερινός τεχνολογικός πολιτισμός και η συνακόλουθη ανάπτυξη εδράζεται εν πολλοίς στην Φυσική των πρώτων δεκαετιών του 20ου αιώνα και στον βιασμό της «περιβαλλοντικής προίκας» μας Ποτέ ο Άνθρωπος δεν ξέρει εκείνο που δεν ξέρει αλλά έχει μάθει να το αναζητά

Πιστεύω ότι στις αυριανές φορολογικές δηλώσεις θα συμπεριλαμβάνεται και ο αποκτηθείς πλούτος από την εκμετάλλευση

του «πρακτικά αδιανόητου», δηλαδή του πεδίου Higgs ,της σκοτεινής ύλης και ενέργειας, της σταθεράς του Plank, του μονό-

πολου…

Πόσο μικρός είναι ο Κόσμος ΜΑΣ !