Rolul conflictului în cercetare

Vreau să vă scriu astăzi două povești, din istoria științei secolului trecut. Fiind povești, detaliile s-ar putea să varieze de la o sursă la alta și realitatea să fie reprezentată diferit în diverse relatări, dar mi se par pertinente și importante. Unele poate sunt mai mari ca acestea, altele mai mici, dacă mai găsiți, vă rog să le rezumați aici, să discutăm pe marginea lor.

Prima poveste ține de Conferința de la Solvay din 1927, în cadrul căreia s-au adunat toate marile minți ale vremii (cam toți de pe acolo aveau la acea dată, sau au luat ulterior, Premiul Nobel pentru descoperirile lor) ca să dezbată pe marginea nou formulatei teorii cuantice. Taberele au fost două, ”vechea gardă” condusă de Einstein, din care făceau parte nume precum Max Planck, Erwin Schrodinger, sau Louis de Broglie, care susțineau teoria celui din urmă, a undei materiale atașate ”particulei”, iar tabăra opusă era alcătuită din mințile tinere, ale noii generații, în frunte cu Niels Bohr și studenți de-ai săi precum Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli sau matematicianul Max Born, care susțineau interpretarea probabilistică a teoriei, conform căreia acea ”undă” nu descrie decât densitatea de probabilitate pentru localizarea particulei și nu constituie un fenomen material (densitate de probabilitate în sensul că integrată pe un volum dat rezultă probabilitatea ca particula să se găsească în acel volum; spre exemplu, dacă particula există undeva în Univers, atunci integrala peste întregul Univers trebuie să dea 1, dacă particula există cu certitudine). Bătălia a fost aprigă, și a fost câștigată de tinerii cercetători pe calea rațiunii. Lovitura decisivă a dat-o Wolfgang Pauli, demonstrând că interpretarea de Broglie duce la predicții complet eronate pentru ciocnirea particulelor. În teoria lui de Broglie, ciocnirea a doi elecroni spre exemplu este echivalentă cu interferența a două unde, dar această abordare conduce la rezultate care nu se regăsesc în realitate. Interpretarea corectă, a lui Pauli, este că în realitatea ciocnirea este descrisă de o singură ”undă”, ce evoluează într-un spațiu 6 dimensional (pentru că e vorba de două particule, fiecare având 3 grade de libertate în acest exemplu) și aceasta conduce la rezultate în acord cu experiența.

De Broglie însă nu și-a abandonat niciodată ideile. A avut și discipoli luminați, precum David Bohm, care i-a continuat munca, dar această interpretare a mecanicii cuantice nu a reușit niciodată să funcționeze la fel de bine ca interpretarea actuală, și nici nu a făcut vreo predicție verificabilă, ce ar putea discerne definitiv între cele două. (Să se înțeleagă însă că formularea originală a lui de Broglie era complet greșită, în sensul că nu putea să trateze interacția particulelor astfel încât să reproducă realitatea.)

Asupra celei de-a doua povești nu sunt la fel de sigur, s-ar putea să fie o fabulație dar este oricum una drăguță. Se spune că ar fi avut loc ani mai târziu, pe teritoriul Statelor Unite (unde se refugiaseră toți marii cercetători din Europa, ca să scape de de opresiunea nazistă, toți care mai erau în viață în afară de Heisenberg, ce a rămas în Germania și a condus programul nuclear nazist. Nu s-a aflat niciodată dacă a lucrat în folosul Germaniei sau dimpotrivă, a rămas acolo tocmai ca să saboteze în secret eforturile naziștilor pentru construirea bombei), la o Conferință unde Feynman a prezentat pentru prima dată comunității noua sa electrodinamică cuantică. În audiență erau toți eroii lui, printre care Bohr și Paul Dirac, a cărui carte l-a inspirat în tinerețe să caute răspunsul la întrebările ce încă nu aveau răspuns. Până la Feynman, mecanica cuantică nu știa să opereze decât pe sisteme pentru care probabilitatea se conservă, adică numărul de particule este fix. Această abordare este puternică, dar limitată, căci știm astăzi că o mulțime de fenomene din natură nu conservă numărul de particule. Într-o banală dezexcitare a unui atom, fotonul care nu a existat în starea inițială apare în existență odată ce atomul se dezexcită, el nu preexistă dezexcitării. Teoria lui Feynman era însă una extrem de dificilă, ecuațiile erau cumplite, nici o metodă de abordare nu părea să ducă la liman, și geniul său a fost să ”deseneze” calculele sub forma faimoaselor sale diagrame, să reprezinte pictorial procesele și să treacă astfel precum spărgătorul de gheață prin ecuații, revenind la forma analitică abia la sfârșitul raționamentelor. Nici măcar nu a fost ascultat până la capăt de audiență, se spune că Dirac i-ar fi zis inclusiv că e un ”idiot”, iar Feynman s-a retras dezamăgit. Norocul său că în audiență se mai afla un ”idiot”, pe nume Julian Schwinger, care lucrase la aceeași problemă dintr-o perspectivă diferită. Nici Schwinger nu a acceptat oficial diagramele (dar le folosea în munca sa privată), și împreună au reușit să convingă comunitatea, cu ajutorul unor predicții de o acuratețe excepțională, precum explicarea anomaliei Lamb a spectrului hidrogenului sau determinarea momentului magnetic intrinsec al electronului, că teoria lor este totuși corectă.

Scrieți și voi alte povești interesante pe care le găsiți.

Tatmeu vesnic spunea:
"B споре рождается истина.."<=>"In dezbateri se naste adevarul..".

Atasez si eu o povestioara culeasa dintr-o enciclopedie de buzunar, intitulata -Neutrinul si rolul lui in fizica, astronomie si cosmologie. de T.Toro.
Dupa cum se stie fizicianul M. Gell-Mann a dat denumirea de quark particulelor ce intra in structura nucleonilor. Dar de unde provine denumirea de quark?
Daca cineva cauta acest cuvant intr-un dictionar are putine sanse
sa-l gaseasca, dar daca rasfoieste romanul -Veghea lui Finnegan (Finnegan's Wake) al scriitorului irlandez James Joyce, va intalni in paginile acestei carti un carciumar, care se afla tot timpul in stare de delir. Trezindu-se din cand in cand din somnul sau deliric, tulburat de alcool, el spune; ""Three quarks..."". Aceste cuvinte ciudate, care ilustreaza starea psihica de halucinatie a eroului lui Joyce, au fost atribuite de Gell-Mann ipoteticelor particule cu sarcina fractionara, tocmai pentru a ilustra curioasele lor proprietati.

three quarks for muster mark

Bună observația cu quarcii. Gell-Mann încerca să rezolve problema ”grădinii zoologice a particulelor”. Se puseseră în funcțiune primele acceleratoare și fizicienii s-au trezit deodată că nu mai aveau nume pentru câte particule descopereau. Cu o zi înainte știau de electroni, protoni și neutroni și deodată s-au trezit invadați de hyperoni și mezoni, de o grămadă de feluri fiecare și fără vreo speranță de a face ordine în ei. Gell-Mann a propus un model în urma căruia reieșea că toate particulele în afară de electroni și neutrini sunt alcătuite din acești quarci, dar evident că și el a fost luat inițial peste picior, asta pare să fie firea lucrurilor. Dreptate i-au făcut cei de la SLAC (Stanford Linear Accelerator), care au bombardat protoni cu electroni, și din analiza datelor de împrăștiere au găsit exact structura internă ce fusese prezisă de modelul lui Gell-Mann. A fost o mare rivalitate între el și Feynman, care de data aceasta nu a avut dreptate (el avea alte idei).

Din acea zi și până azi s-a îmbogățit mult și această teorie a quarcilor, dar nu cunosc prea multe amănunte.

Aş vrea să amintesc aici despre conflictul dintre D'Alembert şi Euler asupra precesiei echinocţiilor, precesie despre care eu consider că este un fenomen neexplicat încă (şi consider că se datorează inerţiei la precesie). Se pare că Euler a înţeles oarecum complexitatea problemei şi nu a reuşit s-o rezolve iniţial (iar eu spun că niciodată), spre deosebire de D' Alembert care era convins că a rezolvat problema.