Louis de Broglie – Ένα συνηθισμένο πρωινό ενός ασυνήθιστου ανθρώπου!

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!»

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)