Το βέλος του χρόνου Ο νομπελίστας Ιλιά Πριγκοζίν

Ζούμε τελικά σε ένα σύμπαν που είναι έρμαιο της τύχης; Η ζωή και η ύλη εξελίσσονται συνεχώς στην κατεύθυνση του χρόνου; Ο νομπελίστας Ιλιά Πριγκοζίν μιλάει για νέες πιθανότητες και νέες προσεγγίσεις.


Ο Ιλιά Πριγκοζίν στο «Τέλος της βεβαιότητας» εκθέτει τους στοχασμούς του πάνω στο πρόβλημα του χρόνου. Είναι ενδιαφέρον να δούμε γιατί υπάρχει το πρόβλημα και πώς ανέκυψε. Είναι γεγονός ότι η πολιτισμική κληρονομιά μας από τον περασμένο αιώνα περιείχε αντιφάσεις. Από τη μια πλευρά έχουμε τους Νόμους της Δυναμικής του Νεύτωνος, που αφορούν ένα αιτιοκρατικό (ντετερμινιστικό) και χρονικά αντιστρέψιμο σύμπαν. Η Σχετικότητα και η Κβαντική Δυναμική, παρ' ότι συμπλήρωσαν το νευτώνειο οικοδόμημα, δεν άλλαξαν αυτά τα χαρακτηριστικά της χρονικής εξέλιξης. Από την άλλη πλευρά όμως έχουμε τον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής που μας λέει ότι η εντροπία, δηλαδή η κατάσταση αταξίας ενός συστήματοςε, αυξάνεται προϊόντος του χρόνου. Αυτή είναι μια εξελικτική αντίληψη για τον κόσμο που δεν συνάδει προς την Κλασική Μηχανιστική αντίληψη. «Το τέλος της βεβαιότητας» μας δείχνει πώς μπορούμε να συμφιλιώσουμε αυτές τις αντιφατικές αντιλήψεις.

Ποια είναι η συμβατική στάση των επιστημόνων σ' αυτό το πρόβλημα; Πιστεύοντας ότι η Δυναμική περιγραφή είναι θεμελιακή, προσπαθούν να δείξουν ότι η μη αναστρέψιμη αύξηση της εντροπίας προκύπτει ως προσέγγιση της «πλήρους» Δυναμικής λύσης λόγω της αγνοίας μας ή λόγω των μετρήσεών μας. Δηλαδή έχουν την πεποίθηση ότι στην πραγματικότητα ζούμε σε έναν ντετερμινιστικό κόσμο αλλά δεν το γνωρίζουμε.

Ο Ιλιά Πριγκοζίν δεν μπόρεσε να δεχθεί αυτή την άποψη, όχι μόνο επειδή οδηγεί σε μια δυαδική αντίληψη για τη φύση, αλλά γιατί επίσης οδηγεί σε λογικές δυσκολίες. Αν δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος, πώς θα εξηγήσουμε τη μη αναστρέψιμη διαδικασία μάθησης; Οπως τόνισε η Isabelle Stengers (με την συνεργασία της οποίας ο Πριγκοζίν έχει γράψει αυτό το βιβλίο) στο συνέδριο «Στοχασμοί πάνω στην αβεβαιότητα» πριν από δύο μήνες στις Βρυξέλλες, «οι Νόμοι της Δυναμικής αφορούν έναν κόσμο όπου η διατύπωσή τους θα ήταν αδύνατη». Επίσης ο Xavier Le Pichen γράφει στον «Nouvel Observateur» ότι η γέννηση της φιλοσοφίας και της τέχνης οφείλεται στην ικανότητά μας να υπερβαίνουμε το παρόν, προβάλλοντας τη σκέψη μας στο μέλλον.

Αυτή η προβολή δεν περιορίζεται στον άνθρωπο, αλλά αποτελεί χαρακτηριστικό κάθε μορφής ζωής, όπως στους πιθήκους ή στις αμοιβάδες που δημιουργούν συλλογικούς σχηματισμούς για να πετύχουν καλύτερες τροφικές δυνατότητες και κατόπιν αποχωρίζονται.

Για τον Ιλιά Πριγκοζίν, ο δημιουργικός ρόλος του χρόνου έγινε πρόδηλος στη Φυσική μακράν της Ισορροπίας. Κοντά στην ισορροπία ο κόσμος είναι ευσταθής και διέπεται από Αρχές Ελαχίστου. Δηλαδή τα συστήματα ισορροπούν σε καταστάσεις ελάχιστης ενέργειας, όπως το απλό εκκρεμές στην κατακόρυφο, και διαθέτουν μηχανισμούς σταθεροποίησης όπου αποσβέννυνται τυχόν διακυμάνσεις από την ισορροπία. Αντίθετα, όπως έδειξαν ο Πριγκοζίν και ο Γκλάνσντορφ τη δεκαετία του '60, μακράν της ισορροπίας παύουν να ισχύουν οι Αρχές Ελαχίστου, οι διακυμάνσεις μπορεί να ενισχυθούν και να οδηγήσουν σε νέες μορφές οργάνωσης μέσω διαδοχικών διακλαδώσεων.

Σήμερα αυτές οι διαπιστώσεις εφαρμόζονται στη Φυσική των υλικών, στη Βιολογία, στην Οικολογία, στην Οικονομία, ακόμη και στην Κοινωνιολογία. Αυτές οι πρωτοποριακές έρευνες στη Φυσική μακράν της Ισορροπίας οδήγησαν στα εξής συμπεράσματα:

1. Δεν μπορούμε να θεωρούμε πλέον ότι η μη αναστρεψιμότητα των διεργασιών μακράν της Ισορροπίας είναι προσεγγίσεις της αναστρέψιμης Δυναμικής. Το βέλος του χρόνου πρέπει να υπάρχει και στη θεμελιώδη Δυναμική Περιγραφή.

2.Ο κλασικός ντετερμινισμός αίρεται λόγω των διαδοχικών διακλαδώσεων όπου το σύστημα επιλέγει μέσω των στοχαστικών διακυμάνσεων.


Η κύρια θέση που αναπτύσσεται στο «Τέλος της βεβαιότητας» είναι ότι η Φυσική μακράν της Ισορροπίας είναι συνυφασμένη με συγκεκριμένες κλάσεις Δυναμικών Συστημάτων, όπως τα κατά Πουανκαρέ Μη Ολοκληρώσιμα είτε τα κατά Κολμογκόροφ χαοτικά συστήματα. Η εργασία του Πριγκοζίν και των συνεργατών του αποτελεί συνέχεια του έργου του Πουανκαρέ και του Κολμογκόροφ. Ο Πουανκαρέ σταμάτησε στη μη ολοκληρωσιμότητα του προβλήματος των τριών σωμάτων, δυσκολία που χαρακτήρισε ως την «κύρια δυσκολία της Δυναμικής». Οι ιδέες του Πουανκαρέ αναπτύχθηκαν περαιτέρω από τη σχολή του Κολμογκόροφ στη Μόσχα, αλλά δεν δόθηκε συστηματική απάντηση για την πλειονότητα των συστημάτων, όπως τα Μεγάλα Συστήματα.

Ποιο ήταν το επόμενο βήμα που περιγράφεται στο «Τέλος της βεβαιότητας»; Τα Μη Ολοκληρώσιμα Συστήματα μπορεί να επιλυθούν πιθανολογικά. Οπως φάνηκε από τις πρόσφατες εργασίες των ομάδων του Πριγκοζίν στις Βρυξέλλες και στο Οστιν, για αυτά τα συστήματα βρέθηκαν νέες λύσεις που αίρουν τη χρονική συμμετρία και είναι εγγενώς στοχαστικές, δηλαδή διαθέτουν και τα δύο χαρακτηριστικά της Φυσικής μακράν της Ισορροπίας που αναφέρθηκαν προηγουμένως. Η πιθανότητα αποτελεί καλώς ορισμένο αντικειμενικό χαρακτηριστικό των φυσικών φαινομένων και δεν αντιστοιχεί στην υποκειμενική μας άγνοια ή στις δυνατότητες προσέγγισης που διαθέτουμε.

Η στοχαστική περιγραφή συνδέεται έτσι με τη Δυναμική, ενώ παραδοσιακά προέκυπτε χρησιμοποιώντας εξω-Δυναμικές υποθέσεις. Στα κεφάλαια 3-5 συζητείται με λεπτομέρειες αυτή η γέφυρα Δυναμικής/Πιθανοτήτων/Μη Αναστρεψιμότητας. «Το τέλος της βεβαιότητας» συνεχίζει τον διάλογο μεταξύ Ηράκλειτου και Παρμενίδη που ξεκίνησε στην Ελλάδα πριν από 2.500 χρόνια. Η συμβατική αντίληψη που κληρονομήσαμε από τον περασμένο αιώνα δικαίωνε τον Παρμενίδη που έβλεπε ένα άχρονο σύμπαν. Σήμερα βλέπουμε ότι δικαιώνεται ο Ηράκλειτος. Αυτή η δικαίωση οδηγεί σε μια νέα αντίληψη και στάση προς τη Φύση.

Κατά την Κλασική Μηχανική, η πραγματικότητα περιγράφεται ως ένα μηχανιστικό αυτόματο. Δύσκολα όμως θα αποδεχθούμε ότι είμαστε μηχανές - τμήματα της κοσμικής μηχανής. Στην Κβαντική Μηχανική, αντίθετα, δεν υπάρχει αντικειμενική πραγματικότητα ανεξάρτητη από τη διαδικασία μέτρησης. Επίσης είναι δύσκολο να πιστέψουμε στην κβαντική «μαγεία», ότι δηλαδή εμείς με τις μετρήσεις μας είμαστε υπεύθυνοι για τη μοίρα του Σύμπαντος και δημιουργούμε την πραγματικότητα.

Ο Ιλιά Πριγκοζίν προτείνει μια μέση οδό: η πραγματικότητα είναι ένα οικοδόμημα, μια κατασκευή που συνεχίζεται. Το βέλος του χρόνου αποτελεί το πιο γενικό κοινό ενοποιό γνώρισμα όλων των όντων στο σύμπαν μας. Βεβαίως οι συγκεκριμένοι μηχανισμοί γήρανσης ποικίλλουν από σύστημα σε σύστημα.

Στο τελευταίο κεφάλαιο ο Πριγκοζίν παραθέτει ορισμένες σκέψεις πάνω στο κοσμολογικό πρόβλημα. Η δήλωση του Πριγκοζίν ότι «ο χρόνος προηγείται της ύπαρξης» έχει προκαλέσει αρκετή συζήτηση. Η ερμηνεία όμως είναι απλή. Πριν από τη γένεση του Σύμπαντος υπήρχε ένα προ-σύμπαν από κβαντικές διακυμάνσεις. Οταν κάποια διακύμανση υπερβεί μια κρίσιμη τιμή, ένα σύμπαν γεννιέται. Συνεπώς η γέννηση του Σύμπαντος αποτελεί εκδήλωση του προϋπάρχοντος βέλους του χρόνου. Η παρούσα γνώση μας για τη γέννηση του Σύμπαντος είναι σχετικά πενιχρή και είναι δύσκολο να αποφύγει κανείς εικασίες πάνω στο κοσμολογικό πρόβλημα.

Εν κατακλείδι το βιβλίο αποτελεί μια πρόσκληση για ενοποίηση μεταξύ της Δυναμικής (Κλασικής είτε Κβαντικής) και της Θερμοδυναμικής, μεταξύ της Κβαντικής Δυναμικής και της μέτρησης της κβαντικής κατάστασης, μεταξύ των Ανθρωπιστικών Επιστημών που χαρακτηρίζονται από Ιστορικότητα και των Φυσικών Επιστημών. Αυτή η πρόσκληση είναι ανοιχτή ως πρόγραμμα δράσης και ανανέωσης της Επιστήμης και της σκέψης μας στο κατώφλι του 21ου αιώνα.

* Για τον Ιλιά Πριγκοζίν και τη θεωρία του Χάους αφιέρωμα στο ένθετο «Νέες Εποχές»

Ο κ. Ιωάννης Ε. Αντωνίου είναι καθηγητής του Πανεπιστημίου των Βρυξελλών και αναπληρωτής διευθυντής των Διεθνών Ινστιτούτων Solvay Φυσικής και Χημείας.