Louis de Broglie - Ένα συνηθισμένο πρωινό

Η ιστο­ρία που γρά­φε­ται στις γραμ­μές που ακο­λου­θούν είναι φαντα­στι­κή. Ωστό­σο τα βιο­γρα­φι­κά στοι­χεία του Louis de Broglie, στον οποίο ανα­φέ­ρε­ται, είναι ακρι­βή.

Ασφα­λώς πρό­κει­ται για ένα είδος… αυθαι­ρε­σί­ας» σκέ­φτη­κε κοι­τώ­ντας συνο­φρυω­μέ­νος το είδω­λο που σχη­μα­τι­ζό­ταν αχνά στο τζά­μι του πολυ­τε­λούς δωμα­τί­ου του καθώς κού­μπω­νε με αργές, επι­δέ­ξιες κινή­σεις το λευ­κό του που­κά­μι­σο. Είχε σχε­δόν κατα­φέ­ρει να δώσει σχή­μα στην πιο τρε­λή ιδέα που είχε σχη­μα­τι­στεί στο παρορ­μη­τι­κό, νεα­νι­κό του μυα­λό. «Κι όμως, το να θέσει κάποιος στη βάση της υπό­θε­σης ένα σωμα­τί­διο που είναι και κύμα κι ένα κύμα που είναι και σωμα­τί­διο είναι απο­λύ­τως λογι­κό κι ανα­με­νό­με­νο!»

Γέλα­σε στη σκέ­ψη της αντί­δρα­σης που θα προ­κα­λού­σε μια τέτοια ιδέα στα μεγά­λα μυα­λά της Σορ­βό­νης. Μα διά­ο­λε, θα τον άκου­γαν, ό,τι παλα­βό κι αν τους έλε­γε. Ασφα­λώς θα τους έφερ­νε σε πολύ δύσκο­λη θέση. Ποιος θα μπο­ρού­σε, ελα­φρά τη καρ­δία, να προ­βά­λει σοβα­ρή αντί­δρα­ση σε έναν πρί­γκη­πα! Του φαι­νό­ταν ιδιαί­τε­ρα δια­σκε­δα­στι­κό να προ­κα­λεί νοη­τι­κά τους συνο­μι­λη­τές του και να τους παρα­κο­λου­θεί να δυσα­να­σχε­τούν ανά­με­σα στα όρια της έκπλη­ξης και της ευπρέ­πειας, προ­σπα­θώ­ντας να βρουν ασφα­λή διέ­ξο­δο από τη σπα­ζο­κε­φα­λιά. Ο Maurice πάντα τον μάλω­νε για αυτή του τη συνή­θεια. «Πάψε να κάνεις σαν κακο­μα­θη­μέ­νο παι­δί, Louis! Η αρι­στο­κρα­τι­κή σου κατα­γω­γή δεν είναι απα­ραί­τη­το να σε κάνει ξιπα­σμέ­νο! Ένας καλός επι­στή­μο­νας πρέ­πει να είναι σεμνός!»

Maurice de Broglie (1875−1960)

Δεν συμ­φω­νού­σαν πάντα οι δυο τους, πράγ­μα που ήταν απο­λύ­τως λογι­κό αφού τους χώρι­ζαν δεκα­ε­πτά ολό­κλη­ρα χρό­νια. Μετά τον θάνα­το των γονιών τους, ο Maurice του είχε στα­θεί καλύ­τε­ρα κι από πατέ­ρας. Η εργα­σία του πάνω στις ακτί­νες Χ, η ελεύ­θε­ρη πρό­σβα­ση που του παρα­χω­ρού­σε στο εργα­στή­ριο του, μέσα στο παλά­τι της οδού Μπάι­ρον, οι συζη­τή­σεις του για τη φύση του φωτός, την ακτι­νο­βο­λία και τα κβά­ντα και οι συναρ­πα­στι­κές του ιστο­ρί­ες σχε­τι­κά με τα συνέ­δρια Solvay, στα οποία δια­τε­λού­σε γραμ­μα­τέ­ας, είχαν κεντρί­σει το ενδια­φέ­ρον του Louis για τη σύγ­χρο­νη φυσι­κή. Του είχαν αρνη­θεί, πριν από δύο χρό­νια, μια πρό­σκλη­ση για το τρί­το Συνέ­δριο Solvay κι αυτό τον πεί­σμω­σε. Είχε υπο­σχε­θεί στον εαυ­τό του πως κάπο­τε θα ήταν υπο­χρε­ω­μέ­νοι να τον προ­σκα­λέ­σουν λόγω των ανα­κα­λύ­ψε­ων που θα έκα­νε.

Έλεγ­ξε το ντύ­σι­μό του στον μεγά­λο καθρέ­πτη με την σκα­λι­στή κορ­νί­ζα, διόρ­θω­σε με το χέρι μια ατί­θα­ση τού­φα που υπέ­σκα­πτε την εμφα­νι­σια­κή του αρμο­νία κι αφού υπο­κλί­θη­κε ευχα­ρι­στη­μέ­νος στο είδω­λό του, στρά­φη­κε από­το­μα προς την πόρ­τα.

Εκεί­νο το φωτει­νό, Κυρια­κά­τι­κο μεση­μέ­ρι του 1923 ο Zach έπι­νε αμέ­ρι­μνα τον καφέ του σε ένα γαλ­λι­κό μπι­στρό στις όχθες του Σηκουά­να όταν είδε να έρχε­ται προς το μέρος του ο καλός του φίλος Louis. Του προ­σέ­φε­ρε μια θέση στο τρα­πέ­ζι που καθό­ταν, παρήγ­γει­λε καφέ και ζεστά στρού­ντελς μήλου και τον ρώτη­σε τα νέα του. Κι ενώ η συζή­τη­ση κυλού­σε όμορ­φα, δίχως δυσά­ρε­στες εκπλή­ξεις, αίφ­νης ο Louis άρπα­ξε το φλι­τζά­νι του καφέ με μια από­το­μη κίνη­ση αταί­ρια­στη με την φυσι­κή του ευγέ­νεια και κρα­τώ­ντας το μετέ­ω­ρο λίγο κάτω από τη μύτη του, κοί­τα­ξε τον Zach έντο­να στα μάτια.

-Φίλε μου, το ξέρεις πως θα μπο­ρού­σες να έχεις και κυμα­τι­κές ιδιό­τη­τες;

Ο Zach κοί­τα­ξε υπο­ψια­σμέ­να προς το μπαρ. «Ίσως κάτι να του έρι­ξαν στον καφέ», σκέ­φτη­κε.

-Μη με κοι­τάς έτσι, σοβα­ρο­λο­γώ, συνέ­χι­σε ο Louis απτό­η­τος. Αλλά εντά­ξει, ας αφή­σου­με εσέ­να, που μας πέφτεις κομ­μα­τά­κι μεγά­λος, κι ας πάμε σε ένα «πλά­σμα» μικρό­τε­ρο και βέβαια απλού­στε­ρο από σένα, το άτο­μο του υδρο­γό­νου. Αυτό απο­τε­λεί­ται από ένα πρω­τό­νιο γύρω από το οποίο κινεί­ται ένα ηλε­κτρό­νιο σε ‑ας πού­με- κάποιες καθο­ρι­σμέ­νες τρο­χιές. Ε, λοι­πόν, εγώ σου λέω πως αυτό το ηλε­κτρό­νιο μπο­ρεί να συμπε­ρι­φέ­ρε­ται όπως ένα κύμα! Και μάλι­στα το μήκος του κύμα­τος που συναρ­τά­ται σε αυτό είναι ίσο με το λόγο της στα­θε­ράς του Planck προς την ορμή του.

-Ω, δυστυ­χία μου, Louis τι είναι αυτά που λες; Αισθά­νε­σαι καλά; Θες λίγο νερό; Ανα­φώ­νη­σε ο Zach ενώ προ­σπα­θού­σε να υπο­λο­γί­σει την ταχύ­τη­τα με την οποία θα έπρε­πε να πιά­σει το τασά­κι και να του το φέρει στο κεφά­λι, στην περί­πτω­ση που του επε­τί­θε­το.

-Αχ, έλα τώρα, μην κάνεις σαν τους σκου­ρια­σμέ­νους της Σορ­βό­νης…! Ξέρω πολύ καλά τι σου λέω και δεν έχω τρε­λα­θεί. Ακό­μη κι ο Albert, παρό­λο που στην αρχή βρή­κε τις ιδέ­ες μου τρε­λές, παρα­δέ­χτη­κε πως έχουν μια κάποια στέ­ρεα βάση, αλλά τι να το κάνεις, δεν αρκεί.

-Ναι, ναι, δεν αρκεί, παρα­τή­ρη­σε ο Zach μου­δια­σμέ­να.

-Κι όμως, όλα κολ­λά­νε τόσο ωραία, συνέ­χι­σε κοι­τώ­ντας με βλέμ­μα απλα­νές απέ­να­ντι, τον βαρύ, υδά­τι­νο όγκο του ποτα­μού που αργο­κυ­λού­σε. Αν έχω δίκιο, τότε οι τρο­χιές του ηλε­κτρο­νί­ου γύρω από τον πυρή­να είναι αυτές για τις οποί­ες το οδη­γόν κύμα του ηλε­κτρο­νί­ου σχη­μα­τί­ζει στά­σι­μο κύμα.

Ο Zach τον κοί­τα­ξε έντρο­μος, σαν να τον είχε χτυ­πή­σει κεραυ­νός. Αλλά δε έβγα­λε τσι­μου­διά.

-Στο κάτω-κάτω σάμπως ο Niels πιά­στη­κε από κάπου για να δια­τυ­πώ­σει τις συν­θή­κες κβά­ντω­σης; Που­θε­νά, σε δια­βε­βαιώ!! Έτσι του κατέ­βη­καν στο κεφά­λι, αυθαί­ρε­τα εντε­λώς. Σε μια στιγ­μή τρέ­λας. Δημιουρ­γι­κής τρέ­λας, έστω…

-Τώρα που το λες Louis… όχι, δεν πιά­στη­κε… κάτι απο­χρώ­σες ενδεί­ξεις είχε μόνο… ισχυ­ρές ναι μεν… αλλά…

-Βλέ­πεις λοι­πόν; Μάλι­στα η εμπλο­κή του Niels σε όλα αυτά απο­κτά ιδιαί­τε­ρη βαρύ­τη­τα αν σκε­φτεί κανείς πόσο ξεψα­χνί­ζει κάθε λέξη που γρά­φει στο χαρ­τί! Κι όμως, παρό­λη την εμμο­νή του με την επι­στη­μο­νι­κή αρτιό­τη­τα που πρέ­πει να έχουν τα γρα­πτά του, τελι­κά δε δίστα­σε να δημο­σιεύ­σει τις τολ­μη­ρές ιδέ­ες του. Ευτυ­χώς! Αλλά πες μου, εφό­σον ένα τόσο κυμα­τι­κό πράγ­μα, όπως το φως, είναι ταυ­τό­χρο­να και σωμα­τί­διο, για­τί ένα τόσο σωμα­τι­δια­κό αντι­κεί­με­νο, όπως το ηλε­κτρό­νιο, να μην είναι και κύμα; Δεν είναι λογι­κό αυτό που λέω;

-Λογι­κό, προ­σω­πι­κά, δεν θα το έλε­γα… αλλά εάν επι­μέ­νεις…

-Φυσι­κά κι επι­μέ­νω! και μάλι­στα ισχυ­ρί­ζο­μαι πως αυτό δεν απο­τε­λεί κάποια ιδιο­τρο­πία του ηλε­κτρο­νί­ου αλλά ότι κάθε αντι­κεί­με­νο του Σύμπα­ντος είναι σωμα­τί­διο-κύμα, ανε­ξάρ­τη­τα από το γεγο­νός ότι η κυμα­τι­κό­τη­τά του σε συνή­θη αντι­κεί­με­να δεν είναι άμε­σα ανι­χνεύ­σι­μη! Μου φαί­νε­ται εντε­λώς σίγου­ρο ότι η κίνη­ση ενός οποιου­δή­πο­τε σωμα­τι­δί­ου συνο­δεύ­ε­ται και από τη διά­δο­ση ενός κύμα­τος!

-Ε, λοι­πόν, εσείς οι σύγ­χρο­νοι φυσι­κοί δεν υπο­φέ­ρε­στε! Ανα­φώ­νη­σε απαυ­δι­σμέ­νος ο Zach. Η σύγ­χρο­νη τάση κατευ­θύ­νει την φυσι­κή σε δρό­μους υπερ­βα­τι­κούς και δύσβα­τους. Φρο­νεί­τε, αυθαί­ρε­τα, πως οι ρηξι­κέ­λευ­θες ιδέ­ες σας απο­τε­λούν μίαν και­νο­τό­μο οντό­τη­τα της οποί­ας η έκφρα­ση έχει σώνει και ντε αντί­στοι­χο σε ό,τι απο­κα­λού­με πραγ­μα­τι­κό­τη­τα! Απο­δείξ­τε τους εξω­φρε­νι­κούς ισχυ­ρι­σμούς σας, αν μπο­ρεί­τε. Εξ απο­κα­λύ­ψε­ως αλή­θειες δεν γίνο­νται δεκτές μέχρι απο­δεί­ξε­ως του ενα­ντί­ου!

Ο Louis χαμο­γέ­λα­σε συγκα­τα­βα­τι­κά. Ο Zach ήταν τόσο ταραγ­μέ­νος όσο θα επι­τρε­πό­ταν σε έναν παρα­δο­σια­κό καθη­γη­τή φυσι­κής ενός συντη­ρη­τι­κού Παρι­ζιά­νι­κου σχο­λεί­ου για ευκα­τά­στα­τους μεγα­λο­α­στούς. Στα σαρά­ντα πέντε του χρό­νια ο Zach, μολο­νό­τι ήταν από­λυ­τα αφο­σιω­μέ­νος στους μοχλούς και τα υπο­μό­χλια της κλα­σι­κής φυσι­κής, παρα­κο­λου­θού­σε τις εξε­λί­ξεις της επι­στή­μης του ζώντας ευτυ­χι­σμέ­νος και ασφα­λής στο ντε­τερ­μι­νι­στι­κό, χρο­νι­κά συμ­με­τρι­κό Νευ­τώ­νειο σύμπαν του.

Κάτι τριγ­μούς που προ­έ­κυ­πταν από τις εξι­σώ­σεις του Maxwell και τη στα­τι­στι­κή του Boltzmann είχε κατα­φέ­ρει να τους απορ­ρο­φή­σει η αισιό­δο­ξη ψυχή του, μέχρι εκεί­νο το φοβε­ρό πρω­ι­νό του 1905 που άρχι­σαν να δια­δί­δο­νται φήμες για έναν ασή­μα­ντο Γερ­μα­νο­ε­βραίο υπαλ­λη­λά­κο της Ελβε­τι­κής Υπη­ρε­σί­ας Ευρε­συ­τε­χνιών που κλό­νι­ζε τα θεμέ­λια της φυσι­κής. Έκτο­τε τα σύνο­ρα του ασφα­λούς του κόσμου σα να ξεθώ­ρια­σαν κάπως. Δεν ήταν άνθρω­πος στε­νό­μυα­λος αλλά αισθα­νό­ταν πως εκεί­νες οι «τρε­λές» ιδέ­ες που ανα­δύ­ο­νταν στα εργα­στή­ρια και στα επι­στη­μο­νι­κά συνέ­δρια απει­λού­σαν να κατα­βα­ρα­θρώ­σουν την ασφα­λή βεβαιό­τη­τα πως ο άνθρω­πος κατέ­χει την από­λυ­τη γνώ­ση. Έβλε­πε πως ακό­μη κι αυτό το χωρο­χρο­νι­κό υφα­ντό που είχε τόσο πασχί­σει να εξι­χνιά­σει στο μικρό του γρα­φείο, κιν­δύ­νευε όταν ο ανθρώ­πι­νος νους κατρα­κυ­λού­σε στον υπο­α­το­μι­κό κόσμο. Είχαν περά­σει κιό­λας δέκα χρό­νια από τη μεγά­λη εργα­σία του Niels Bohr και την ανα­στά­τω­ση που είχε προ­κα­λέ­σει.

-Μα σκέ­ψου λίγο! Τον παρό­τρυ­νε επί­μο­να ο Louis μισο­κλεί­νο­ντας τα μάτια. Η κβα­ντι­κή θεω­ρία του φωτός δεν μπο­ρεί να θεω­ρη­θεί ικα­νο­ποι­η­τι­κή αφού καθο­ρί­ζει την ενέρ­γεια ενός σωμα­τι­δί­ου φωτός από το γινό­με­νο της συχνό­τη­τας επί τη στα­θε­ρά του Planck. Μια καθα­ρά σωμα­τι­δια­κή θεω­ρία δεν περιέ­χει τίπο­τε που να μας επι­τρέ­πει να προσ­διο­ρί­σου­με κάποια συχνό­τη­τα! Και μόνο γι’ αυτό το λόγο, είμα­στε υπο­χρε­ω­μέ­νοι, στην περί­πτω­ση του φωτός, να εισά­γου­με την ιδέα ενός σωμα­τί­ου και συγ­χρό­νως εκεί­νη της περιο­δι­κό­τη­τας. Επι­πλέ­ον ο προσ­διο­ρι­σμός της στα­θε­ρής κίνη­σης των ηλε­κτρο­νί­ων στο άτο­μο εισά­γει ακέ­ραιους αριθ­μούς. Και μέχρι το σημείο αυτό τα μόνα φαι­νό­με­να στα οποία εμφα­νί­ζο­νται ακέ­ραιοι αριθ­μοί είναι εκεί­να της συμ­βο­λής και των κανο­νι­κών τρό­πων ταλά­ντω­σης! Ακρι­βώς αυτό το γεγο­νός μου «υπέ­βα­λε» την ιδέα ότι και τα ηλε­κτρό­νια δεν θα μπο­ρού­σαν να θεω­ρη­θούν απλώς ως σωμα­τί­δια, αλλά πως θα έπρε­πε να θεω­ρη­θεί ότι έχουν κάποια περιο­δι­κό­τη­τα!

Σε αυτό το σημείο της συζή­τη­σης ο Zach ένιω­σε πως είχε υπερ­βεί τα όριά του. Επι­τέ­λους κατα­λά­βαι­νε τι του έλε­γε αυτός ο ανό­η­τος νέος; Ένιω­θε καθό­λου τις ανα­τα­ρά­ξεις που προ­κα­λού­σαν στον χώρο ετού­τοι οι αλλο­πρό­σαλ­λοι ισχυ­ρι­σμοί του; Και τι ήταν αυτό που είχε υπο­νο­ή­σει πως ο Albert τις ενέ­κρι­νε; «Ως εδώ, λοι­πόν! Ως εδώ! Δε θα ανα­στα­τω­θείς περισ­σό­τε­ρο!» Διέ­τα­ξε τον εαυ­τό του. Σηκώ­θη­κε, πήρε βια­στι­κά από το τρα­πέ­ζι το καπέ­λο του, άφη­σε το αντί­τι­μο του καφέ του, χαι­ρέ­τη­σε τον Louis με μια ελα­φρά, βεβια­σμέ­νη υπό­κλι­ση κι απο­μα­κρύν­θη­κε σχε­δόν τρέ­χο­ντας.

-Στο καλό, φίλε μου, άκου­σε πίσω του την πρό­σχα­ρη φωνή του Louis. Αλλά να θυμά­σαι, με λένε Louis-Victor-Pierre-Raymond de Broglie και δηλώ­νω υπεύ­θυ­να, έχο­ντας γνώ­ση των συνε­πειών του νόμου, πως η αιτία της στα­θε­ρό­τη­τας των ατό­μων είναι η κβά­ντω­ση και η αιτία της κβά­ντω­σης είναι ο κυμα­το­σω­μα­τι­δια­κός δυϊ­σμός! Και εις άλλα με υγεία… χαί­ρε!

Ασφα­λώς ο Zach είχε δίκιο να αντι­με­τω­πί­ζει σκε­πτι­κά μια ανε­πι­βε­βαί­ω­τη υπό­θε­ση. Ασφα­λώς δίκιο είχε κι ο Louis να τολ­μά να βαθαί­νει τις ιδέ­ες που περι­γρά­φουν τον κόσμο. Αλλά η ιστο­ρία, αυτή τη φορά, δικαί­ω­σε τον δεύ­τε­ρο.

Μήνες αργό­τε­ρα, όπως ανα­φέ­ρει ο Felix Bloch, στο τέλος μιας διά­λε­ξης, ο Debye ζήτη­σε από τον Schrödinger να παρου­σιά­σει τις θέσεις του Louis de Broglie. Σε μία από τις επό­με­νες δια­λέ­ξεις, ο Schrödinger, με τον γνω­στό σαφή και διαυ­γή του τρό­πο, έκα­νε μια ανα­λυ­τι­κή παρου­σί­α­ση του πώς ο de Broglie συνέ­δε­σε ένα κύμα με ένα σωμά­τιο και πώς μπό­ρε­σε να βγά­λει τις συν­θή­κες κβά­ντω­σης του Bohr, απαι­τώ­ντας να ται­ριά­ζει ένας ακέ­ραιος αριθ­μός κυμά­των πάνω σε μια στά­σι­μη τρο­χιά. Ο τρό­πος αυτός περι­γρα­φής φάνη­κε παι­διά­στι­κος στον Debye, αφού επρό­κει­το για ανα­φο­ρά σε κύμα­τα χωρίς την εμπλο­κή κάποιας κυμα­τι­κής εξί­σω­σης. Έπει­τα από μερι­κές εβδο­μά­δες ο Schrödinger έδω­σε μία ακό­μη διά­λε­ξη την οποία άρχι­σε ως εξής:

«Ο συνά­δελ­φος Debye είπε ότι πρέ­πει να έχει κανείς μια κυμα­τι­κή εξί­σω­ση. Ε λοι­πόν βρή­κα μία.»

Radiation — Waves & Quanta — Note of Louis de Broglie, presented by Jean Perrin. (Translated from Comptes rendus, Vol. 177, 1923, pp. 507–510)

Συνέ­ντευ­ξη με τον Louis de Broglie, 1967

(με αγγλι­κούς υπό­τι­τλους)