«Και όμως, κινείται»: Οι αγαπημένες (μας) επιστημονικές ανακαλύψεις

του Νικόλα Γεωργιακώδη

Πριν μερικές ημέρες η online επιστημονική κοινότητα του Edge.org ζήτησε από επιλεγμένους επιστήμονες ανά τον κόσμο να μοιραστούν με τους επισκέπτες της την αγαπημένη τους επιστημονική θεωρία ή ανακάλυψη όλων των εποχών. Ζηλεύοντας την ευκαιρία που τους δόθηκε, συγκεντρώσαμε και εμείς πέντε από τις πιο ιδιαίτερες και επαναστατικές ανακαλύψεις και θεωρίες από τον κόσμο της Φυσικής και της Βιολογίας, μέχρι αυτόν της Ψυχολογίας και της Αστρονομίας και σας τις παρουσιάζουμε με όλες τις… ανατριχιαστικές (και επιστημονικές) λεπτομέρειες.

Η... άθεη Θεωρία του Δαρβίνου

Η θεωρία της εξέλιξης μέσω της φυσικής υπεροχής του Δαρβίνου κλόνισε συθέμελα τις θεοκρατικές αντιλήψεις περί εξέλιξης (ο Θεός έφτιαξε τον κόσμο με τον άνθρωπο στη κορυφή της πυραμίδας και τα ζώα να τον υπηρετούν) και προσγειώθηκε σαν «βόμβα» στην τότε κοινωνία κατά τα μέσα του 19ου αιώνα, όταν και πρωτοπαρουσιάστηκε από τον Δαρβίνο. Αν και ο Δαρβίνος δεν ήταν ο πρώτος που συνέλαβε την ιδέα της εξέλιξης, με αφετηρία την περίφημη μελέτη Περί της καταγωγής των ειδών (1859) και σε συνεργασία με τον Άλφρεντ Ράσελ Γουάλας, πρόσφερε μια ολοκληρωμένη σύνθεση της θεωρίας της φυσικής επιλογής, με ισχυρά επιχειρήματα. Όπως αναφέρει χαρακτηριστικά ο βιολόγος του Oxford Richard Dawkins: «Ποτέ ξανά στον τομέα της κατανόησης του ανθρώπινου είδους δεν εξηγήθηκαν τόσα πολλά γεγονότα με την παραδοχή τόσο λίγων».

Ποια ήταν αυτά τα «λίγα»; Σύμφωνα με τον Δαρβίνο, σχεδόν όλα τα είδη γεννούν περισσότερους απογόνους από όσους θα ήταν απαραίτητοι για την αντικατάσταση των γονέων τους, ενώ κατά μέσο όρο ο πληθυσμός κάθε είδους παραμένει σταθερός στη πάροδο του χρόνου. Επίσης, οι διαθέσιμοι πόροι για το κάθε είδος είναι περιορισμένοι, με αποτέλεσμα να υπάρχει έντονος ανταγωνισμός μεταξύ των μελών ενός είδους για επιβίωση. Στα παραπάνω στοιχεία, ο Δαρβίνος προσέθεσε δύο ακόμα. Αρχικά, ότι οι μεμονωμένοι εκπρόσωποι ενός είδους δεν είναι ακριβώς όμοιοι, αλλά ποικίλλουν ως προς τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά και ότι με την αναπαραγωγή, τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά των γονέων περνούν στους απογόνους τους.

Η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν

Τον Νοέμβριο του 1915, ο Αϊνστάιν παρουσιάζει την Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας σε μια σειρά διαλέξεων ενώπιον της Πρωσσικής Ακαδημίας Επιστημών, η τελευταία από τις οποίες έμελλε να προκαλέσει πρωτοφανή αναστάτωση στον επιστημονικό κόσμο. Ο λόγος; Η θεωρία του αντικαθιστούσε πλήρως την εξήγηση του Νεύτωνα για την βαρύτητα, υποστηρίζοντας πως η βαρύτητα δεν θεωρείται το αποτέλεσμα μιας δύναμης, αλλά οφείλεται στην καμπύλωση του χωροχρόνου, η οποία προκαλείται από την περιεχόμενη στον χωρόχρονο μάζα και ενέργεια.

Σύμφωνα με τον θεωρητικό φυσικό Steve Giddings του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια: «Η κεντρική αυτή ιδέα διαμόρφωσε τις αντιλήψεις μας πάνω στην μοντέρνα κοσμολογία και μας έδωσε μια πρώτη εικόνα του διαστελλόμενου σύμπαντος». Στις πιο ακραίες προβλέψεις της θεωρίας του Αϊνστάιν συγκαταλέγεται η ύπαρξη των μαύρων τρυπών, δηλαδή περιοχών του χώρου μέσα από τις οποίες κανένα σωματίδιο δεν μπορεί να διαφύγει, όπως επίσης και αυτή της καμπύλωσης του φωτός. «Η θεωρία του προσφέρει παράλληλα και μια πιθανή εξήγηση για την προέλευση του Σύμπαντος μας, το οποίο κατά τον Αϊνστάιν δεν είναι σταθερό, αλλά δυναμικό, δηλαδή διαστέλλεται και μεγαλώνει με επιταχυνόμενο ρυθμό», προσθέτει ο Giddings.

Δείτε ένα πλήρως επεξηγηματικό βίντεο πάνω στη Θεωρία της Σχετικότητας:



O σκύλος του Pavlov και το φαινόμενο “Placebo”

Το κλασσικό πείραμα του Ρώσου φυσιολόγου Ιβάν Παβλόφ, στο οποίο βασίστηκε και η Θεωρία της Κλασικής Εξαρτημένης Μάθησης, συνεχίζει να εντυπωσιάζει ακόμα και σήμερα τους επιστήμονες, οι οποίοι μάλιστα την συσχετίζουν με το φαινόμενο “Placebo” (όχι, φέτος δεν έρχονται Ελλάδα).

H «Κλασική εξάρτηση» λοιπόν, όπως είναι ευρέως γνωστή η θεωρία του Παβλόφ, υποστηρίζει ότι μια ανθρώπινη συμπεριφορά μαθαίνεται μηχανιστικά και αντανακλαστικά με τη σύνδεση ή αποσύνδεσή της από το ερέθισμα που την προκαλεί. Για να το αποδείξει αυτό, ο Παβλόφ έκανε μια σειρά πειραμάτων σε ζώα, με πιο χαρακτηριστικό εκείνο με το σκύλο. Ο σκύλος όταν βλέπει την τροφή του (Ανεξάρτητο Ερέθισμα), εκκρίνει σάλιο (Ανεξάρτητη Αντίδραση). Αν κάθε φορά που του δίνεται τροφή, ακούγεται ταυτόχρονα και ένα κουδούνι (Εξαρτημένο Ερέθισμα), μετά από αρκετές επαναλήψεις αυτού του περιστατικού, ο σκύλος «μαθαίνει» να εκκρίνει σάλιο ακούγοντας απλά και μόνο τον ήχο του κουδουνιού (Εξαρτημένη Αντίδραση), χωρίς καν να εμφανίζεται τροφή. Έτσι ο σκύλος ουσιαστικά «μαθαίνει» να εκδηλώνει μια παλιά συμπεριφορά (έκκριση σάλιου) σε ένα νέο ερέθισμα (κουδούνι).

Πώς όμως συνδυάζεται η θεωρία του Παβλόφ με το γνωστό στην ιατρική – και όχι μόνο- φαινόμενο “Placebo”; Σύμφωνα με τους επιστήμονες, όταν κάποιος πάρει παυσίπονα όπως Ibuprofen ή η ασπιρίνη, τα φάρμακα επιδρούν στον οργανισμό πριν καν δράσουν τα ενεργά τους συστατικά. Ο λόγος; Η πράξη και μόνο της κατανάλωσης ενός χαπιού λειτουργεί στους ασθενείς όπως ακριβώς και το κουδούνι στο πείραμα του σκύλου: το Εξαρτημένο Ερέθισμα της εικόνας του χαπιού, ενεργοποιεί από μόνο του όλες τις διαδικασίες ανακούφισης του πόνου πριν καν προλάβει να δράσει το χάπι στον ασθενή. Είναι γεγονός, μάλιστα, ότι ελαφριές παθήσεις που έχουν ψυχοσωματική αιτία ή που μπορούν να ιαθούν από μόνες τους σε λίγες μέρες ανταποκρίνονται πολύ καλά στη χορήγηση placebo.
 
Χαρακτηριστικό παράδειγμα του φαινομένου στην σύγχρονη ιατρική, αποτελεί το γεγονός ότι πριν βγει ένα φάρμακο στην αγορά και για να αξιολογηθεί αντικειμενικά η δράση του υποβάλλεται σε κλινικές μελέτες, όπου ούτε ο ασθενής – «πειραματόζωο», ούτε ο γιατρός γνωρίζουν ποιο είναι το πραγματικό φάρμακο και ποιο το placebo.

Η αποκωδικοποίηση της πιο διάσημης… έλικας

«Βρήκαμε το μυστικό της ζωής», ανακοίνωναν στις 28 Φεβρουαρίου 1953 οι επιστήμονες Φρανσις Κρικ και Τζέιμς Γουάτσον έχοντας ανακαλύψει την δομή του DNA, μυστήριο που απασχολούσε επί σειρά ετών την επιστημονική κοινότητα. Το επίτευγμά τους οδήγησε σε αναρίθμητες επιτυχίες στην μετέπειτα επιστήμη, ανοίγοντας δρόμους για νέες θεραπείες, ενώ τους εξασφάλισε και το βραβείο Νόμπελ για την «μεγαλύτερη βιολογική ανακάλυψη του 20ου αιώνα», όπως χαρακτηρίστηκε.

Χωρίς να προχωρήσουν στην διεξαγωγή πειραμάτων, οι Γουάτσον και Κρικ προσπάθησαν να λύσουν το πρόβλημα της αποκωδικοποίησης θεωρητικά, με βάση τα σχετικά ερευνητικά δεδομένα που είχαν προκύψει μέχρι τότε, αν και η ανακάλυψη τους οφείλεται σε μεγάλο βαθμό και στη βοήθεια της… τύχης. Την περίοδο που οι δύο τους προσπαθούσαν να «σπάσουν» τον κώδικα του DNA, μια ομάδα ειδικών του King's College στο Λονδίνο πραγματοποιούσε μια σειρά πειραμάτων βασιζόμενη στην σχετικά νέα τότε τεχνική των ακτινών Χ. Ένα μέλος της ομάδας αυτής, η ερευνήτρια Ροζαλίντα Φράνκλιν, είχε «τραβήξει» την διάσημη εικόνα του μοντέλου του DNA, το οποίο απεικονιζόταν σε σχήμα σταυρού. Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, επέτρεψε τότε στον Γουάτσον να δει την εικόνα αυτή κατά τη διάρκεια μιας επίσκεψής τους στο Λονδίνο, εν αγνοία της Φράνκλιν. Το δίδυμο έχοντας ήδη «συλλάβει» την μορφή που θα έπρεπε να έχει μια ακτίνα Χ του DNA, αν και εφόσον το μοντέλο τους ήταν ακριβές, βρήκε στην εν λόγω… ακτινογραφία την επιβεβαίωση που χρειαζόταν. Όπως είχε δηλώσει μάλιστα, στο BBC o Γουάτσον: «Η ανακάλυψη έγινε εκείνη την ημέρα [στις 28 Φεβρουαρίου του 1953] και όχι σταδιακά στη διάρκεια εκείνης της εβδομάδας. Ήταν πολύ απλό. Αμέσως μπορούσες να εξηγήσεις την ιδέα σε οποιονδήποτε, δεν χρειαζόταν να είσαι ειδικευμένος επιστήμονας για να κατανοήσεις πως αναπαράγεται το γενετικό υλικό».

«Και όμως κινείται»

«Δεν νιώθω υποχρεωμένος να πιστέψω πως ο ίδιος Θεός που μας προίκισε με αισθήσεις λογική και πνεύμα, μας προόριζε να απαρνηθούμε τη χρήση τους και με κάποιους άλλους τρόπους να μας δώσει τις γνώσεις που μπορούμε να αποκτήσουμε μέσω αυτών». 
                                                                                                                Γαλιλαίος

Αποτέλεσε τον πρώτο φυσικό με τη σύγχρονη σημασία του όρου και τον «πατέρα» της σύγχρονης αστρονομίας. Αν και οι αστρονομικές ανακαλύψεις του ήταν δεκάδες, αυτή για την οποία έμεινε στην ιστορία δεν ήταν άλλη από την ηλιοκεντρική θεωρία, η οποία προκάλεσε την οργή της Ρωμαιοκαθολικής Εκκλησίας. Ο Γαλιλαίος, όντας στο Πανεπιστήμιο της Πάντοβα και παρατηρώντας τον Ήλιο με το τηλεσκόπιό και βασιζόμενος σε παλαιότερες θεωρίες του Κοπέρνικου, προσέφερε νέα στηρίγματα στη παραδοχή ότι ο Ήλιος - και όχι η Γη - είναι ακίνητος.

Η άρνηση της γεωκεντρικής θεωρίας τον έφερε για πρώτη φορά αντιμέτωπο με την Ιερά Εξέταση και την κατηγορία του αιρετικού. Εκεί ήταν που εκστόμισε την ιστορική φράση «Eppur si muove» («και όμως, κινείται»), αναφερόμενος στη Γη. Ο Πάπας – και φίλος του Γαλιλαίου - Ουρβανός ο 8ος μεσολάβησε και τον γλίτωσε από την αγχόνη, αλλά ο Γαλιλαίος καταδικάστηκε να μην μπορεί να αναφέρει ξανά τις… αιρετικές του απόψεις. Δεν πτοήθηκε όμως. Επικεντρώνοντας την προσοχή του όχι τόσο στη Φυσική, αλλά στη Κοσμολογία, έγραψε το «Δύο Νέες Επιστήμες», όπου περιγράφοντας τέσσερις μέρες Δημιουργίας και μερικούς φανταστικούς διαλόγους για την δημιουργία της Γης καταλήγει στο ίδιο συμπέρασμα: η Γη κινείται. Για άλλη μια φορά… επισκέπτεται την Ιερά Εξέταση, αλλά τώρα καταδικάζεται σε ισόβια φυλάκιση. Το τέλος της ζωής του στις αρχές του 1642 στις 8 Ιανουαρίου 1642 ήταν μόνο η αρχή για την επιστημονική ενασχόληση με την Κοσμολογία.