Φυσική και Διαλεκτικός Υλισμός

Για πολλούς η Φυσική αποτελεί μία άγνωστη και δύσκολη επιστήμη. Αυτό οφείλεται κυρίως στον τρόπο διδασκαλίας της στα σχολεία, όπου δίνεται έμφαση στην απομνημόνευση τύπων και στη λύση ασκήσεων, ενώ παραλείπεται η κατανόηση των εννοιών καθώς και η αναζήτηση αιτιών για τα φαινόμενα. Επίσης ορισμένοι θεωρούν ότι η Φυσική είναι μόνο για τους ειδικούς και πως δεν συνδέεται ούτε κατά διάνοια με τα πρακτικά προβλήματα της καθημερινότητας. Το αβάσιμο αυτού του ισχυρισμού μπορεί να αποδειχθεί με πολλά ιστορικά παραδείγματα. Ένα από αυτά είναι η χαρακτηριστική επίδραση που άσκησε η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική, στην κατασκευή ατμομηχανών και συνεπώς στην ανάδυση του βιομηχανικού καπιταλισμού. Ωστόσο, αυτό που έχει ιδιαίτερη σημασία είναι πως οι νόμοι της Διαλεκτικής δεν ισχύουν μόνο στις κοινωνικές επιστήμες, αλλά βρίσκουν εφαρμογή και στη Φυσική. Το παρόν άρθρο επιχειρεί να τεκμηριώσει αυτό το επιχείρημα αναδεικνύοντας τη σύνδεση των νόμων της Διαλεκτικής με την Θεωρία της Σχετικότητας και επισημαίνοντας ορισμένους εμβριθείς στοχασμούς του Engels από την Διαλεκτική της Φύσης.

Το Νευτώνειο Σύμπαν

Ο Νεύτωνας αποτελεί ίσως την πιο εμβληματική μορφή στην ιστορία της Φυσικής. Οι τρεις νόμοι του, αλλά και η θεωρία του για τη βαρύτητα, υπάρχουν σε όλα τα πανεπιστημιακά εγχειρίδια και διδάσκονται ως βασικές γνώσεις. Το σύμπαν του Νεύτωνα στηρίζεται σε ένα απόλυτο, αδρανειακό σύστημα αναφοράς, ως προς το οποίο παραμένουν αναλλοίωτοι οι νόμοι της φυσικής. Οι νόμοι της φυσικής ισχύουν επίσης για κάθε σύστημα που κινείται ευθύγραμμα και ομαλά ως προς το αδρανειακό σύστημα.

Πολλοί φυσικοί συνέδεαν το αδρανειακό σύστημα αναφοράς με τη μυστικιστική έννοια του αιθέρα που χρησιμοποιούνταν ακόμα από την αρχαιότητα. Ο Νεύτωνας μάλλον επειδή δεν μπορούσε να αποδείξει την ύπαρξή αυτού του απόλυτου συστήματος, τελικά την υπέθεσε. Αυτό δεν είναι παράξενο καθώς υπό μία έννοια το απόλυτο σύστημα αναφοράς εναρμονίζεται με τις απόψεις του Νεύτωνα για τον απόλυτο χώρο και χρόνο, πίσω από τους οποίους βρίσκεται ο Θεός. Ωστόσο ο τελευταίος έδωσε απλά την πρώτη ώθηση στο σύμπαν, το οποίο μπορεί κατά τον Νεύτωνα να είναι αιτιοκρατικό. Στο Νευτώνειο σύμπαν οι δυνάμεις είναι οι αιτίες όλων των φαινομένων και διαδίδονται από απόσταση, με άπειρη ταχύτητα και σε χρόνο μηδέν, στον ευκλείδειο χώρο των τριών διαστάσεων. Όλα αυτά βρίσκουν τη μαθηματική έκφρασή τους με την ομάδα μετασχηματισμών του Γαλιλαίου.

Η “επανάσταση” του ηλεκτρομαγνητισμού

Οι νόμοι του ηλεκτρομαγνητισμού που εκφράζονται μαθηματικά με τις εξισώσεις του Maxwell, έφεραν έστω και άθελά τους τη ριζική αναθεώρηση των απόψεων του Νεύτωνα για τον χώρο και τον χρόνο. Αρχικά αποδείχτηκε πειραματικά ότι οι εξισώσεις ηλεκτρομαγνητισμού του Maxwell δεν ήταν αναλλοίωτες ως προς τους μετασχηματισμούς Γαλιλαίου, στους οποίους στηρίζεται όλο το οικοδόμημα της κλασικής μηχανικής του Νεύτωνα. Έτσι γεννήθηκε η ανάγκη για τη δημιουργία μιας νέας ομάδας μετασχηματισμών που θα εναρμονίζονται με τα νέα επιστημονικά δεδομένα της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Από αυτήν την ανάγκη προέκυψε η γεωμετρία του Minkowski με τις τέσσερις διαστάσεις και οι μετασχηματισμοί Lorentz. Το καινούργιο στοιχείο της νέας γεωμετρίας είναι ότι σε αυτήν υπάρχει και ο χρόνος ως διάσταση και μάλιστα βρίσκεται σε αδιάσπαστη ενότητα με το χώρο. Η απόδειξη της ενότητας χώρου και χρόνου αποτελεί μία μεγάλη νίκη του Διαλεκτικού Υλισμού.

Ωστόσο σε μία νέα γεωμετρία με τέσσερις διαστάσεις, τα φυσικά φαινόμενα πραγματοποιούνται με πεπερασμένη ταχύτητα και έχουν χρονικό πάχος, δηλαδή δεν είναι στιγμιαία. Αυτό σημαίνει πως δεν χρειάζεται πλέον ένα μέσο (ο αιθέρας) για τη μετάδοση των αλληλεπιδράσεων στο χώρο. Η μυστηριώδης δράση από απόσταση πλέον μπορούσε να αντικατασταθεί από τη θεωρία πεδίου. Τα πεδία έχουν φυσικές ιδιότητες και καθορίζουν τη δομή του χωροχρόνου. Οπότε χώρος και χρόνος όχι μόνο βρίσκονται σε ενότητα, αλλά αποτελούν πλέον αποδεδειγμένα αντικειμενικές μορφές ύπαρξης της ύλης και όχι στοιχεία μιας ανώτερης άυλης ιδέας.

Ειδική και Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

Ο χώρος Minkowski και οι μετασχηματισμοί Lorentz αποτελούν το υπόβαθρο της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας. Σύμφωνα με την τελευταία, η μάζα, το μήκος και ο χρόνος είναι σχετικά μεγέθη και εξαρτώνται από την ταχύτητα του σώματος ως προς το σύστημα αναφοράς. Η ερμηνεία που δίνουν ορισμένοι φυσικοί στην Ειδική Θεωρία είναι ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν έχουν αντικειμενική υπόσταση και ότι είναι εντελώς σχετικές έννοιες. Ωστόσο αυτή η ερμηνεία της Ειδικής θεωρίας δεν είναι σωστή. Η σχετικότητα των τριών μεγεθών που αναφέρθηκαν παραπάνω ισχύει μόνο στον Ευκλείδειο χώρο των τριών διαστάσεων. Στο νέο ψευδοευκλείδειο χώρο Minkowski με τις τέσσερις διαστάσεις διαμορφώνονται νέα απόλυτα τετραδιάστατα μεγέθη, τα οποία είναι αναλλοίωτα ως προς τη νέα ομάδα μετασχηματισμών. Για άλλη μία φορά η Διαλεκτική επιβεβαιώνεται . Το σχετικό και το απόλυτο, δύο αντίθετες έννοιες, υπάρχουν μόνο στην ενότητά τους.

Ωστόσο το σύστημα αναφοράς της Ειδικής Θεωρίας είναι επίσης αδρανειακό και ανεξάρτητο από την ύλη. Με λίγα λόγια η Ειδική Θεωρία αν και ήταν επαναστατική, αντικατέστησε ένα προνομιακό σύστημα αναφοράς με ένα άλλο. Αυτήν την “αδυναμία” της Ειδικής Θεωρίας ήρθε να λύσει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Στη Γενική Θεωρία που ονομάζεται εναλλακτικά και Θεωρία Βαρύτητας του Αϊνστάιν, ο χωρόχρονος καμπυλώνεται. Η καμπυλότητα του χωροχρόνου αυξάνει με την ένταση του πεδίου της βαρύτητας, η οποία εξαρτάται από την κατανομή της ύλης στον χωρόχρονο. Έτσι η Γενική θεωρία συνδέει το χώρο και τον χρόνο με την ύλη και αναδεικνύει την ενότητά τους.

Είναι ιδιαίτερα σημαντικό ότι στη Γενική Θεωρία οι νόμοι της φυσικής ισχύουν για όλα τα συστήματα αναφοράς, αδρανειακά ή μη αδρανειακά. Το γεωμετρικό της πλαίσιο είναι μία μη ευκλείδεια γεωμετρία και συγκεκριμένα η γεωμετρία Riemann. Ωστόσο δεν υπάρχει κανένα αδιαπέραστο τείχος ανάμεσα στους τρεις χώρους, τον Ευκλείδειο, τον χώρο Minkowski και τον χώρο Riemann. Συγκεκριμένα από τον χώρο Riemann γίνεται η μετάβαση στον χώρο Minkowski αν υποθέσουμε την απουσία ύλης και από τον χώρο Minkowski στον Ευκλείδειο χώρο αν υποθέσουμε πολύ μικρές ταχύτητες. Οι τρεις γεωμετρίες συνδέονται διαλεκτικά μεταξύ τους και συμπληρώνει η μία την άλλη για την πληρέστερη κατανόηση των νόμων του σύμπαντος. Το ίδιο συμβαίνει και με τη Νευτώνεια και την Σχετικιστική φυσική. Η τελευταία δεν αναιρεί την πρώτη, αλλά αντιθέτως η πρώτη αποτελεί πλέον μία ειδική περίπτωση της δεύτερης, όταν οι ταχύτητες των σωμάτων τείνουν στο μηδέν.

E = mc2: Οι ιδεαλιστές βλέπουν ξανά φαντάσματα

Οι περισσότεροι έχουν συνδέσει τον Αϊνστάιν με τη γνωστή εξίσωση E = mc² ακόμα και αν δεν γνωρίζουν τι εκφράζει η τελευταία. Αυτό που λέει η συγκεκριμένη εξίσωση με απλά λόγια είναι πως σε μία συγκεκριμένη ποσότητα μάζας, αντιστοιχεί μία συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας. Τα δύο μεγέθη είναι ανάλογα, δηλαδή όταν αυξάνεται η μάζα, αυξάνεται και η ενέργεια.

Οι ιδεαλιστές φυσικοί και φιλόσοφοι πανηγύριζαν και πανηγυρίζουν μέχρι σήμερα ότι αποδείχθηκε τελικά ο δυισμός ύλης και μη ύλης. Συγκεκριμένα υποστηρίζουν ότι η ενέργεια δεν αποτελεί ύλη και ότι ο συγκεκριμένος μαθηματικός τύπος υποδηλώνει ότι η μάζα (ύλη) μετατρέπεται σε ενέργεια (μη ύλη).

Η πραγματικότητα τους διαψεύδει κατηγορηματικά. Αρχικά είναι λάθος να ταυτίζεται η μάζα με την ύλη, καθώς η δεύτερη είναι το οτιδήποτε υπάρχει αντικειμενικά πέρα και έξω από την ανθρώπινη συνείδηση. Έτσι ύλη είναι η μάζα, η ενέργεια, το πεδίο, ο άνθρωπος, τα κύτταρά του, τα κβάντα, οι πλανήτες, τα αστέρια και οτιδήποτε άλλο υπάρχει. Πραγματικός δυισμός δεν υφίσταται. Οπότε ακόμα και αν η μαθηματική σχέση σημαίνει πως κάτι μετατρέπεται σε κάτι άλλο, απλά η μία μορφή της ύλης, η μάζα (μέτρο της αδράνειας) μετατρέπεται σε μία άλλη μορφή, την ενέργεια (μέτρο της κίνησης).

Ωστόσο τα πράγματα είναι ακόμα πιο απλά, καθώς η μαθηματική ερμηνεία του τύπου δεν έχει καμία σχέση με την ερμηνεία που του δίνουν οι ιδεαλιστές. Σύμφωνα με τις στοιχειώδεις αρχές μαθηματικών που διδάσκονται στο δημοτικό, στον τύπο του Αϊνστάιν η μάζα και η ενέργεια είναι όπως είπαμε ανάλογες. Αν η μάζα μετατρεπόταν σε ενέργεια, αυτό θα συμβολιζόταν μαθηματικά με έναν διαφορετικό τύπο που θα εξέφραζε πως όταν αυξάνεται το ένα μέγεθος, μειώνεται το άλλο. Οπότε άλλη μία προσπάθεια των ιδεαλιστών να απαλλαγούν από την ύλη απέτυχε.

Η μεγαλοφυία του Engels

Ήδη στη Διαλεκτική της Φύσης δηλαδή πριν διατυπωθεί η Θεωρία της Σχετικότητας, ο Engels είχε καταλήξει σε ορισμένα μεγαλοφυή συμπεράσματα σχετικά με την επιστήμη της Φυσικής. Ένα από αυτά αφορούσε τη διαλεκτική σχέση ισορροπίας και κίνησης. Από τη μία απόλυτη ηρεμία δεν υφίσταται πουθενά στο συμπάν, καθώς όλα τα σώματα, συμπεριλαμβανομένων των πλανητών, βρίσκονται σε μία διαρκή κίνηση. Από την άλλη τα σώματα που βρίσκονται στη Γη τείνουν στην αποκατάσταση της ηρεμίας μετά από κάθε τους κίνηση.

Αυτή η αντίφαση αποτελεί μία αντίφαση διαλεκτικής και όχι τυπικής λογικής. Κίνηση και ισορροπία είναι δύο αντίθετες έννοιες, που όμως βρίσκονται σε ενότητα. Η ακινησία είναι μόνο σχετική, καθώς τα σώματα που τείνουν στην ισορροπία, βρίσκονται εντός της κινούμενης Γης. Έτσι η σχετική ακινησία δεν αναιρεί την κίνηση. Από την άλλη ούτε η κίνηση αναιρεί την ισορροπία, η οποία κατά τον Engels μάλιστα είναι αναγκαία για τη διαφοροποίηση της ύλης. Συγκεκριμένα η ισορροπία είναι μόνο προσωρινή, καθώς η κάθε ισορροπία διαταράσσεται από μία κίνηση, μέχρι να επέλθει μία νέα ισορροπία. Σε αυτό το αδιάκοπο προτσές εναλλαγής κίνησης και ισορροπίας οφείλεται η ποικιλομορφία της ύλης.

Με βάση την ανάλυση του Engels, το απόλυτο σύστημα αναφοράς του Νεύτωνα μπορεί να είναι απλά ένα σύστημα σχετικής ακινησίας, καθώς ακινησία με την απόλυτη έννοια δεν υφίσταται στο σύμπαν. Έτσι λοιπόν ίσως είναι ορθό στο πλαίσιο μιας επιστημονικής αφαίρεσης, να γίνει η υπόθεση ότι υπάρχει ένα τέτοιο σύστημα. Ωστόσο χρειάζεται προσοχή, καθώς αν παραληφθεί ότι το απόλυτο σύστημα αναφοράς χρησιμεύει απλά ως υπόθεση, εύκολα μπορεί να οδηγήσει στο συμπέρασμα της ύπαρξης μιας “απόλυτης ιδέας” ή μιας μεταφυσικής ουσίας (αιθέρας).

Τέλος ο Engels αφιέρωσε ένα αρκετά μεγάλο απόσπασμα στη Διαλεκτική της Φύσης για να τεκμηριώσει την εναντίωσή του στην προσπάθεια εξήγησης των φυσικών, χημικών και βιολογικών φαινομένων αποκλειστικά στη βάση της επίδρασης ορισμένων εξωτερικών δυνάμεων. Συγκεκριμένα υποστήριξε ότι οι δυνάμεις στη φυσική δείχνουν άγνοια παρά γνώση για τα αληθινά αίτια των φαινομένων. Ο όρος δύναμη χρησιμοποιείται εκεί όπου υπάρχει μία καλά κρυμμένη αιτία την οποία δεν γνωρίζουν οι φυσικοί και αρκούνται απλά στο να μελετούν τα αποτελέσματά της.

Από αυτήν τη σκέψη του Engels θεωρώ ότι μπορούμε να οδηγηθούμε σε ένα σημαντικό συμπέρασμα. Αυτό είναι πως ο άνθρωπος δεν είναι το κέντρο του σύμπαντος, διότι δεν συμβαίνουν όλα χάρη στην ώθηση που δίνει μέσω εξωτερικών ως προς τη φύση δυνάμεων. Η ύλη έχει ορισμένες εσωτερικές ιδιότητες οι οποίες υπάρχουν και εκδηλώνονται ανεξάρτητα από τον άνθρωπο και τη συνείδησή του. Αυτό το κριτήριο, δηλαδή το κριτήριο της αντικειμενικότητας, αποτελεί την ουσία του φιλοσοφικού ορισμού της ύλης και φαίνεται ότι ο Engels το είχε κατανοήσει άψογα.

Άλλωστε δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η Γη υπήρχε πολύ πριν τον άνθρωπο, ενώ το σύμπαν δεν έχει ούτε ημερομηνία έναρξης, ούτε ημερομηνία λήξης. Εδώ έρχεται να προστεθεί μία άλλη πολύ σημαντική για το Διαλεκτικό Υλισμό θεωρία, η αρχή διατήρησης της ενέργειας, σύμφωνα με την οποία το συνολικό άθροισμα της ενέργειας ενός συστήματος παραμένει σταθερό. Η ενέργεια ούτε δημιουργείται, ούτε καταστρέφεται, απλώς αλλάζει μορφές. Αν όντως το σύμπαν αποτελεί ένα τέτοιο σύστημα, τότε αυτό σημαίνει πως μπορεί να είναι άπειρο και να μην έχει ανάγκη από κανέναν δημιουργό.

Πηγές

Ένγκελς Φ. (2014) “Η Διαλεκτική της Φύσης”. Αθήνα, Εκδόσεις Σύγχρονη Εποχή

Μπιτσάκης Ε. (2014) Χώρος και Χρόνος : “Η συνεχιζόμενη αναζήτηση”. Αθήνα, Εκδόσεις ΑΓΡΑ.

“Οι Βασικές Αρχές της Μαρξιστικής Φιλοσοφίας” (2015). Αθήνα, Εκδόσεις Σύγχρονη Εποχή