Ένα συναρπαστικό φαινόμενο!

Στον πυρήνα της πρώτης διάλεξης βρίσκεται ένα φαινόμενο που πραγματικά με έχει συναρπάσει, αυτό της μερικής ανάκλασης.

Θα μου πείτε, μα με οπτική θα ασχοληθούμε; Δεν τα έχουμε διδαχτεί αυτά στο λύκειο και ήταν απλά και κατανοητά; Α, δεν έχετε καθόλου δίκιο. Τα φαινόμενα αυτά είναι εξαιρετικά γοητευτικά και η κατανόησή τους σε βάθος είναι πολύ δύσκολη και συναρπαστική. Θα σας εξηγήσω αμέσως τι εννοώ.

Τι είναι η μερική ανάκλαση; Φαντάσου το φως να πέφτει πάνω σε ένα κομμάτι γυαλί, ή σε λίγο νερό. Ένα μέρος του φωτός θα περάσει μέσα από το γυαλί ή το υγρό, ενώ ένα μέρος θα γυρίσει πίσω με την ανάκλαση. Μέχρι εδώ, ακούγεται απλό και βαρετό. Τι είναι αυτό που κάνει τούτο το φαινόμενο τόσο συναρπαστικό;

Αυτό που με γοητεύει εμένα στη μερική ανάκλαση είναι πως κάποιο φωτόνιο αντανακλάται, ενώ κάποιο άλλο όχι. Τι είναι εκείνο δηλαδή που καθορίζει αν ένα φωτόνιο θα περάσει μέσα από το γυαλί ή αν θα ανακλαστεί; Πώς γίνεται από ένα σωρό ολόιδια φωτόνια, με τις ίδιες συνθήκες, στο ίδιο πείραμα, κάποια να έχουν μια πορεία Α ενώ κάποια άλλα να έχουν μια άλλη πορεία Β;

Αυτό το πολύ απλό φαινόμενο μας φέρνει μπροστά σε μια παραξενιά της φύσης που δεν έχει προηγούμενο. Και αυτή η παραξενιά κάνει τα φαινόμενα της οπτικής εξαιρετικά γοητευτικά. Νομίζω πως τώρα θα έχετε ενθουσιαστεί και εσείς όπως και εγώ!

Τώρα αισθάνομαι κάπως άσχημα. Σας ενθουσίασα, αλλά πρέπει να σας δώσω μια απογοήτευση. Η μοντέρνα φυσική δεν εξηγεί γιατί ένα φωτόνιο θα ανακλαστεί ενώ ένα άλλο ολόιδιο φωτόνιο δε θα ανακλαστεί. Αυτό που κάνει είναι να υπολογίσει τις πιθανότητες που έχει ένα φωτόνιο να ανακλαστεί και να περιγράψει το φαινόμενο με όρους πιθανοτήτων. Και το κάνει αυτό με επιτυχία.

Από τη μία, έχουμε μια θεωρία που περιγράφει τα φαινόμενα με ακρίβεια και κάνει τους υπολογισμούς δυνατούς. Από την άλλη, έχουμε να πληρώσουμε ένα κόστος για αυτή τη θεωρία, και το κόστος είναι ότι δε γνωρίζουμε τι είναι αυτό που καθορίζει πώς θα συμπεριφερθεί το φωτόνιο, και δε γνωρίζουμε καν αν υπάρχει κάτι που να καθορίζει αυτή τη συμπεριφορά, αν η ερώτηση για τον μηχανισμό της φύσης πίσω από τα φωτόνια έχει νόημα.

Λοιπόν, ας κρατήσουμε τον ενθουσιασμό που μας δημιουργούν τα φαινόμενα, και ας δεχτούμε τον περιορισμό της μοντέρνας φυσικής (που μπορεί και να μην είναι περιορισμός στην περίπτωση που η φύση απλά λειτουργεί έτσι χωρίς να υπάρχει βαθύτερος μηχανισμός) και ας ακολουθήσουμε την πορεία των ιδεών στη φυσική.

(Στην φωτογραφία, στην αρχή του post, βλέπουμε στην πράξη την μερική ανάκλαση του φωτός. Όταν είμαστε έξω από το νερό βλέπουμε το φεγγάρι να καθρεφτίζεται στο νερό επειδή ένα μέρος από το φως έχει ανακλαστεί, ενώ αν μπούμε μέσα στο νερό θα δούμε πάλι το φεγγάρι, επειδή ένα μέρος από το φως έχει περάσει μέσα στο νερό χωρίς να ανακλαστεί.)

Υ.Γ. Αν κάτι από αυτά που λέω δεν είναι σαφές, παρακαλώ να μου το πείτε για να το ξεκαθαρίσουμε τελείως! Στόχος μου είναι η σαφήνεια. Θέλω όλα να τα εξηγούμε όσο πιο καθαρά γίνεται! Μόνο αν τα κάνουμε τελείως νια-νια θα μπορέσουμε να αφομοιώσουμε αυτές τις δύσκολες έννοιες και να καταλάβουμε τι μας λέει η επιστήμη. Στόχος μας είναι η κατανόηση και ο προβληματισμός, όχι η... παπαγαλία! Γι'αυτό άλλωστε και εγώ δεν αντιγράφω από το βιβλίο αλλά τα λέω με δικά μου λόγια!