Το ζήτημα της αιτιοκρατίας (ντετερμινισμού)(2), σε αντιπαράθεση με την πιθανοκρατική ερμηνεία των φυσικών φαινομένων αποτελεί ουσιαστικό πεδίο προβληματισμού της επιστήμης, κάτι που μπορεί να επιβεβαιώσει και ο «Στοχαστής» του Auguste Rodin (1880).
Η επικρατούσα αντίληψη του παρόντος εκπαιδευτικού συστήματος σχετικά με την πρόοδο της επιστημονικής γνώσης έχει σαφώς ιδεαλιστικά χαρακτηριστικά. Κατά κανόνα, παρουσιάζεται σαν μία αυτόνομη πνευματική διεργασία, εντελώς αποσυνδεδεμένη από το κοινωνικό και πολιτικό πλαίσιο εντός του οποίου συντελείται. Αυτή η μεταφυσική εικόνα για την εξέλιξη των επιστημονικών ιδεών βρίσκει ιδιαίτερα γόνιμο έδαφος στις θετικές επιστήμες, όπου η επιστημονική πρόοδος απεικονίζεται σαν μία ευγενής αναζήτηση της «αλήθειας», καθοδηγούμενη αποκλειστικά από τις εσωτερικά καθορισμένες μεθόδους του επιστημονικού πεδίου και της ορθότητας των προτάσεων στις οποίες αυτή η πνευματική πορεία καταλήγει. Στην πραγματικότητα όμως, η εξέλιξη των επιστημών συντελείται από ανθρώπους κάτω από συγκεκριμένες κοινωνικές, πολιτιστικές και πολιτικές συνθήκες και επηρεάζονται από αυτές όπως και οποιαδήποτε άλλη ανθρώπινη δραστηριότητα.
Η κρίση στις φυσικές επιστήμες κατά τη διάρκεια του μεσοπολέμου. Κατά τη διάρκεια του πρώτου τέταρτου του 20ου αιώνα συντελέστηκε μία πραγματική επανάσταση στη Φυσική. Οι πειραματικές και θεωρητικές μελέτες στην κλίμακα του ατόμου και των υποατομικών σωματιδίων οδήγησαν στην δημιουργία της κβαντικής φυσικής ή αλλιώς γνωστή ως κβαντομηχανική (ΚΜ), που αποτέλεσε μια βαθιά τομή στην αντίληψη του Φυσικού κόσμου και της ίδιας της επιστημονικής σκέψης. Πρωτοπόροι στην ανάπτυξη αυτής της επαναστατικής θεωρίας ήταν Γερμανοί ερευνητές όπως οι Αλμπερτ Άινσταϊν, Βέρνερ Χάιζενμπεργκ, Μαξ Μπορν και Πασκουάλ Γιόρνταν. Αντίθετα με την κλασική (Νευτώνεια) Φυσική, όπου η γνώση των νόμων αλληλεπίδρασης των συστατικών ενός φυσικού σώματος/συστήματος και της αρχικής κατάστασης -θέσης και ταχύτητας- επαρκούν για την ακριβή πρόβλεψη της θέσης και ταχύτητας για όλους τους χρόνους, η ΚΜ δίνει μόνο την δυνατότητα υπολογισμού της πιθανότητας (και όχι της βεβαιότητας) να βρεθεί ένα φυσικό σύστημα σε μια ορισμένη κατάσταση.
Οι φιλοσοφικές προεκτάσεις που δόθηκαν στην θεωρία ήταν πραγματικά ανατρεπτικές, ειδικά για μία από τις βασικότερες αξιώσεις των φυσικών επιστημών, αυτή της αιτιοκρατικής νομοτέλειας. Εδώ θα πρέπει να σημειώσουμε ότι η έννοια της αιτιοκρατίας στις φυσικές επιστήμες, ειδικότερα την εποχή εκείνη, ήταν ιδιαίτερα μηχανιστική και είχε την αυστηρή έννοια της υπαγωγής των φυσικών φαινομένων σε παγκόσμιους νόμους που δίνουν την δυνατότητα της ακριβούς προβλέψεως όλων των παρατηρήσιμων μεγεθών (ντεντερμινισμός)(2). Ο διάλογος όμως και οι αναζητήσεις στο χώρο των επιστημών, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, δεν έχουν μονοσήμαντη σχέση με τις εξελίξεις στον χώρο της Φυσικής, αλλά συνδέονται άρρηκτα με το πολιτικό και κοινωνικό γίγνεσθαι της εποχής.
Ο Α’ Παγκόσμιος Πόλεμος (ΑΠΠ) με τη βαριά ήττα που είχε υποστεί η Γερμανία καθώς και η χαμένη επανάσταση του 1918-19 που επακολούθησε, βύθισαν την γερμανική κοινωνία σε μια αξεπέραστη κρίση.
Κρίση όχι μόνο οικονομική και κοινωνική αλλά και κρίση αξιών που διαπερνούσε όλα τα επίπεδα της ανθρώπινης δραστηριότητας. Ο πεσιμισμός και ο κοινωνικός θυμός δημιούργησαν τις προϋποθέσεις για μία συνολική ρήξη με τις κυρίαρχες ιδέες που επικρατούσαν κατά τη διάρκεια του πολέμου αλλά αυτό δεν σήμαινε αυτόματα μια στροφή αριστερά.
Η προβληματική της Σχολής της Κοπεγχάγης: Στο περίφημο νοητικό πείραμα της «γάτας του Σρέντιγκερ», ο Αυστριακός θεωρητικός φυσικός μας πληροφορεί πως αν ξεχάσουμε τη γάτα μας μέσα σε ένα απειλητικό για τη ζωή της «κβαντικό κουτί», μέχρι τη στιγμή που θα αντιληφθούμε την γκάφα μας και θα τρέξουμε να την απελευθερώσουμε, το κατοικίδιό μας θα είναι ταυτόχρονα και ζωντανό και νεκρό!
Αυτό έγινε ιδιαίτερα εμφανές στο μέτωπο των φυσικών επιστημών, όπου κάτω από την καθοδήγηση του κράτους η πλατιά κοινή γνώμη μεταστράφηκε σε αντιδραστικές θέσεις. Ενώ λοιπόν κατά τη διάρκεια του πολέμου κυριαρχούσε ένα πνεύμα θριάμβου της επιστημονικής σκέψης και μεθόδου, λόγω ακριβώς του αισθήματος υπεροχής της στρατιωτικής μηχανής του Κάιζερ, που οφειλόταν σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογική πρόοδο και την συνολικότερη συνεισφορά των Γερμανών θετικών επιστημόνων στην αύξηση της αποτελεσματικότητας των στρατιωτικών επιχειρήσεων, αμέσως μετά την ήττα ο κοινωνικός ρόλος, οι στόχοι και οι μέθοδοι της έρευνας στο πεδίο των φυσικών επιστημών συσκοτίστηκαν και υποβαθμίστηκαν. Η άρχουσα τάξη, απειλούμενη από τον κοινωνικό και πολιτικό ριζοσπαστισμό, προήγαγε την δαιμονοποίηση του ορθολογισμού και του υλισμού (όχι μόνο του διαλεκτικού υλισμού). Το σχέδιο ήταν σαφές και ξεκάθαρο: η άρχουσα τάξη αναζητούσε μία ανώδυνη ιδεολογική διέξοδο από τα αδιέξοδα που η ίδια είχε δημιουργήσει, πνίγοντας με κάθε τρόπο την κριτική σκέψη και την αιτιοκρατική ερμηνεία των κοινωνικών και φυσικών φαινομένων.
Το αίσθημα αυτό της εχθρότητας απέναντι στις φυσικές επιστήμες αποτυπώνεται γλαφυρά σε κείμενο του νομπελίστα φυσικού Μαξ φον Λάουε του 1922: «… εξαπολύονται οι πιο βαριές κατηγορίες ενάντια στις φυσικές επιστήμες. Παρουσιάζονται σαν να φέρουν αποκλειστικά την ευθύνη για τη σημερινή παγκόσμια κρίση, τη σημερινή οικονομική εξαθλίωση και την ιδεολογική ένδεια που τη συνοδεύουν». Λίγο αργότερα ο επίσης νομπελίστας Μαξ Πλανκ, ένας από τους θεμελιωτές της πρώιμης (παλαιάς) κβαντικής θεωρίας, σε ομιλία του ανέφερε: «Ακριβώς στην εποχή μας, που (η κοινωνία) κομπάζει για τον προοδευτισμό της, η πίστη σε θαύματα (μεταφυσική) σε όλες τους τις μορφές -αποκρυφισμός, πνευματισμός, θεοσοφία και όλες τις υπόλοιπες συναφείς αποχρώσεις, όπως και αν ονομάζονται- διαπερνά όλες τις κοινωνικές ομάδες ασχέτως μορφωτικού επιπέδου, με τον πιο υποχθόνιο τρόπο από ποτέ, παρά τις πεισματικές προσπάθειες της επιστημονικής κοινότητας ενάντια σε αυτή την εξέλιξη».
Ταυτόχρονα μετά το ξέσπασμα της επανάστασης το 1918, δημιουργήθηκε ένα κίνημα με αίτημα τη μεταρρύθμιση του εκπαιδευτικού συστήματος. Αμέσως μετά την εγκαθίδρυση της Δημοκρατίας της Βαϊμάρης, ο τότε Γενικός Γραμματέας του Υπουργείου Παιδείας, γράφει σε κείμενο του για τη μεταρρύθμιση της ανώτατης εκπαίδευσης: «Το βασικό λάθος είναι η υπερεκτίμηση της λογικής στο πολιτισμικό γίγνεσθαι, η αποκλειστική κυριαρχία της ρασιοναλιστικής σκέψης, η οποία αναπόφευκτα θα οδηγούσε, και πράγματι μας οδήγησε, στον εγωισμό και τον υλισμό στην πιο ανάλγητη μορφή τους».
Η απεύθυνση της φυσικής κοινότητας προς το ευρύ κοινό αμέσως προσαρμόστηκε στα νέα δεδομένα. Οι δημόσιες ομιλίες που δίνονταν δεν περιείχαν πια καμία αναφορά στη χρηστικότητα των θετικών επιστημών, αλλά συνέδεαν την έρευνα με την «εσωτερική» ανθρώπινη ανάγκη για την κατανόηση του Φυσικού κόσμου και της προσέγγισης της «αλήθειας». Γινόταν έτσι μία συνειδητή προσπάθεια αποσύνδεσης της επιστημονικής εξέλιξης από τις κοινωνικές ανάγκες, και τοποθετούσαν την επιστημονική έρευνα σε έναν αφηρημένο ιδεαλιστικό κόσμο.
Στον παράδοξο κόσμο της ΚΜ τα διλήμματα αποφεύγονται. Σε μία κβαντική διασταύρωση δεν υποχρεούμαστε να επιλέξουμε κατεύθυνση.
Η ραγδαία αλλαγή της χρησιμοποιούμενης ρητορικής σε δημόσιες ομιλίες προς χάριν της κοινής γνώμης, πολύ γρήγορα άρχισε να επηρεάζει και το περιεχόμενο των συζητήσεων γύρω από τις αρχές των φυσικών επιστημών και στο εσωτερικό της επιστημονικής κοινότητας. Αυτό είναι εμφανές σε εγχειρίδια και ομιλίες σε Πανεπιστήμια ήδη από το 1919, πολύ πριν την θεμελίωση της σύγχρονης ΚΜ. Για παράδειγμα, ο Φραντζ Έξνερ σε πρόλογο βιβλίο του έγραφε ότι οι ακριβείς (ντεντερμινιστικοί) νόμοι «είναι δημιούργημα της ανθρώπινης νόησης και όχι της φύσης». Και ακόμα, «Η Φύση δεν μας ρωτά αν μπορούμε να την κατανοήσουμε ή όχι, και δεν θα πρέπει να δημιουργήσουμε μία Φύση ανάλογη της δυνατότητας κατανόησης μας για αυτή, αλλά έργο μας είναι να συμφιλιωθούμε με ότι μας αποκαλύπτεται όσο καλύτερα μπορούμε». Να τονίσουμε εδώ, ότι στο συγκεκριμένο κείμενο δεν γίνεται καμία αναφορά στην υπό εξέλιξη ΚΜ και στις δυσκολίες που προκαλούσαν τα νέα ευρήματα στον χώρο της Ατομικής Φυσικής. Βλέπουμε λοιπόν, ότι η ολίσθηση της κοινότητας των φυσικών επιστημόνων προς τον ιδεαλισμό, προηγήθηκε της ανάπτυξης της σύγχρονης ΚΜ και των εννοιολογικών προβλημάτων που αυτή παρουσίαζε. Αυτή η άποψη είναι αντίθετη με την επικρατούσα, ακόμη και ανάμεσα στους σημερινούς σπουδαστές και ερευνητές των φυσικών επιστημών, που θέλει την απομάκρυνση από την αιτιοκρατική εξήγηση των φαινομένων στην σύγχρονη φυσική αναπόδραστο επακόλουθο της ίδιας της εξέλιξης της επιστημονικής γνώσης.
Στην πραγματικότητα, η φυσική κοινότητα κατά την περίοδο της Δημοκρατίας της Βαϊμάρης επιζητούσε την αποσύνδεση από τα «δεσμά» της κλασικής φυσικής και του ντεντερμινισμού, και έτσι από τα χαρακτηριστικά εκείνα που πλέον ήταν αντιπαθή στην «καλή κοινωνία», θέλοντας να παρουσιάσει την εικόνα μιας ριζοσπαστικής μεν αλλαγής που ακολουθούσε όμως το ιδεολογικό πνεύμα της εποχής.
Οριστική απόρριψη της αιτιοκρατίας – Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης.
Όπως περιγράψαμε παραπάνω, η επιστημονική κοινότητα όχι μόνο ήταν έτοιμη για μία «ανορθολογική», μη αιτιοκρατική θεμελίωση της σύγχρονης φυσικής αλλά μάλλον την επιζητούσε. Μετά τη διατύπωση της σύγχρονης ΚΜ το 1925/26, αναπτύχθηκε η πιθανοκρατική ερμηνεία της, από τους Μπορ και Χάιζενμπεργκ, γνωστή έκτοτε σαν η ερμηνεία της Κοπεγχάγης. Σύμφωνα με αυτή, η περιγραφή των φυσικών φαινομένων είναι εγγενώς πιθανοκρατική, δηλαδή κανείς μπορεί να αποφανθεί μόνο για την πιθανότητα ενός φυσικού συστήματος να βρίσκεται σε μια ορισμένη κατάσταση, όπως για παράδειγμα ένα ηλεκτρόνιο να βρίσκεται σε μια ορισμένη θέση. Χειρότερα ακόμα, διατείνεται ότι ένα φυσικό σύστημα δεν έχει μία καλά καθορισμένη κατάσταση πριν την πράξη της μετρήσεως. Η μετρητική διαδικασία έχει προφανή ρόλο κατά τη συγκεκριμένη ερμηνεία. Η πράξη της πειραματικής παρατήρησης εντός αυτού του εννοιολογικού πλαισίου, προκαλεί μία μη αντιστρεπτή αλλαγή στο φυσικό σύστημα υπό μέτρηση (δηλ. η προσπάθεια των επιστημόνων να μετρήσουν και να παρατηρήσουν τα φαινόμενα προκαλεί την ίδια την υλοποίησή τους). Αυτή η αρχή που αξιώνει η σχολή της Κοπεγχάγης βρίσκεται σε αντίθεση με την ύπαρξη μίας αντικειμενικής πραγματικότητας, ανεξάρτητη της παρατήρησης και της κατανόησης των φυσικών φαινομένων.
Σύμφωνα με την «αρχή της απροσδιοριστίας» του Χάιζενμπεργκ, η κατάσταση ενός συστήματος δε μπορεί να προσδιοριστεί με αυθαίρετη ακρίβεια.
Η προαναφερθείσα ερμηνεία της σύγχρονης ΚΜ, για τους λόγους που περιγράψαμε παραπάνω, έγινε αμέσως δεκτή και βρήκε πολύ ισχυρούς συμμάχους, παραμένοντας η πιο δημοφιλής ερμηνεία μέχρι και τη δεκαετία του ’80. Ασφαλώς, ποτέ η αποδοχή της δεν ήταν καθολική από τους Φυσικούς. Μεγάλες φυσιογνωμίες της εποχής αρνήθηκαν μέχρι και τον θάνατό τους την αποδοχή της, όπως ο Άινσταϊν και ο ντε Μπρολί. Πολλές διαφορετικές ερμηνείες έχουν δοθεί έκτοτε –μία πρόχειρη ανασκόπηση της βιβλιογραφίας οδηγεί σε έναν κατάλογο με τουλάχιστον 12 εναλλακτικές προτάσεις– και ακόμη παραμένει ενεργό πεδίο σκληρής αντιπαράθεσης και προβληματισμού.
Βιβλιογραφία
Paul Forman 1971, “Weimar Culture, Causality and Quantum Theory, 1918-1927: Adaptation by German Physicists and Mathematicians to a Hostile Intellectual Environment”. Historical Studies in the Physical Sciences 3, 1-115 (1971).
Paul Forman 1973, “Scientific Internationalism and the Weimar Physicists: The Ideology and Its Manipulation in Germany after World War I”. Isis 64, 150-180 (1973).
Andrew Cross 1991, “The Crisis in Physics: Dialectical Materialism and Quantum Theory”. Social Studies of Science 21, 735-759 (1991).
Η κρίση στη Φυσική και η Δημοκρατία της Βαϊμάρης. Επιμέλεια: Κώστας Αραμπατζής και Κώστας Γαβρόγλου, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης (2012).
Σημειώσεις
(1) Η Δημοκρατία της Βαϊμάρης (1919-33) ήταν η πρώτη γερμανική κοινοβουλευτική δημοκρατία που εγκαθιδρύθηκε μετά την ήττα στον ΑΠΠ και την ήττα της εξέγερσης των Σπαρτακιστών. Ήταν μια περίοδος ακραίας πόλωσης, οξυμένων ταξικών και πολιτικών αγώνων που κατέληξε στην επικράτηση των ναζιστών και την συντριβή του αριστερού και εργατικού κινήματος. Η άνοδος του Χίτλερ στην εξουσία το 1933 αποτέλεσε και το τέλος της Δημοκρατίας της Βαϊμάρης.
(2) Προκειμένου να παραμείνουμε συνεπείς με το πνεύμα της εποχής, θα θεωρήσουμε την έννοια του ντεντερμινισμού ισοδύναμη με αυτή της αιτιοκρατίας.
Καρλής Αλέξανδρος
