Η κληρονομιά του ηλεκτρονίου

Ένα από τα μεγαλύτερα άγχη των γονέων είναι πώς θα μεγαλώσουν τα παιδιά τους. Στη σύγχρονη εποχή, όπου είναι χαοτική η πρόσληψη εικόνων και ερεθισμάτων, είναι εύκολο να προβάλλονται μέσα από την τηλεόραση πρότυπα, ενώ διαφόρων λογής ειδικοί διαφημίζουν και διαλαλούν τις συμβουλές τους προς τις απορημένες οικογένειες. Μέσα στη φούρια και την αγωνία να προσφέρουν το καλύτερο δυνατό στα παιδιά τους, παραβλέπουν το πιο σημαντικό: «η μητέρα είναι το όνομα του Θεού στα χείλη ενός παιδιού» (The crow), ενώ το παράδειγμα και των δύο γονέων και η εικόνα τους μέσα στο σπίτι είναι ο πιο ισχυρός παράγοντας διαμόρφωσης του συναισθηματικού κόσμου και της προσωπικότητας των παιδιών. Αυτό που ζητούν πρώτα απ’ όλα και πάνω απ’ όλα είναι η αποδοχή και η ανύψωση στα μάτια των γονιών τους, ενώ μαθαίνουν να αξιολογούν την πραγματικότητα μέσω της σχέσης που έχουν αναπτύξει οι γονείς με αυτήν. Ο μιμητισμός και η θέληση να δικαιώσουν τις προσδοκίες τους δικαιολογεί τη ρήση ότι είναι για τα παιδιά «ο κόσμος όλος».

Μια τέτοια σχέση λες και από παραμύθι, όπου ο ρόλος της οικογένειας μπορεί να δείξει το καλύτερο πρόσωπό της, είναι η οικογένεια Τόμσον. Για να δούμε ποιοι είναι αυτοί και τι πέτυχαν, αλλά και κατά πόσο αληθινός είναι ο μύθος πως το μήλο κάτω από τη μηλιά θα πέσει.

Η εσωτερική δομή του ατόμου (πυρήνας και ηλεκτρόνια που περιφέρονται γύρω του σε διάφορες τροχιές), αν και σήμερα διδάσκεται στο γυμνάσιο, δεν ήταν πάντα τόσο προφανής και αποτελούσε ένα θέμα που απασχολούσε ιδιαίτερα την επιστημονική κοινότητα στα τέλη του 19ου αιώνα. Τα μέσα που διέθεταν δεν ενδεικνύονταν για ακριβείς παρατηρήσεις, ενώ πολλές παρατηρήσεις γίνονταν κατά λάθος και δεν μπορούσαν να ερμηνευτούν με βάση τη γνωστή φυσική. Το πρώτο υποατομικό σωματίδιο του οποίου η ύπαρξη και η λειτουργία αποκαλύφθηκε, ήταν το ηλεκτρόνιο. Πράγμα καθόλου περίεργο, αν σκεφτούμε ότι λαμβάνει χώρα σε όλα τα ηλεκτρικά φαινόμενα.

Η ιστορία έχει ως εξής: Ο J.J. Thomson (κόμης Ράμφορντ, 1856 – 1940), το 1897 έκανε το εξής πείραμα: μέσα σε γυάλινους σωλήνες τα σωματίδια του αερίου που υπάρχει σε χαμηλή πίεση, κάτω από την επίδραση εφαρμοζόμενης τάσης, συγκρούονται με ελεύθερα ηλεκτρόνια κατά την κίνησή τους (λόγω της τάσης) από το χαμηλό στο υψηλό δυναμικό, απελευθερώνοντας έτσι πολλά περισσότερα ηλεκτρόνια, τα οποία επίσης στην πορεία κινούνται προς το υψηλότερο δυναμικό (άνοδο), παράγοντας τις λεγόμενες καθοδικές ακτίνες. Αυτές ήταν μεν γνωστές από το 1869, αλλά αγνοούνταν η σύστασή τους και ο τρόπος που παράγονταν.

Ο Τόμσον ήταν ο πρώτος που κατάφερε να προσδιορίσει τη φύση τους, όταν, εφαρμόζοντας ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο κάθετα στην κίνησή τους προς την άνοδο, παρατήρησε εκτροπή από την ευθεία της δέσμης, πράγμα που δεν θα μπορούσε να οφείλεται παρά μόνο αν οι καθοδικές ακτίνες αποτελούνταν από αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Ήταν η πρώτη φορά που κάποιος κατάφερε να παρατηρήσει εκτροπή από το ηλεκτρικό πεδίο, καθώς για το μαγνητικό είχαν γίνει ανάλογες παρατηρήσεις και στο παρελθόν (κάτι που οφείλεται σε ευαισθησία της πειραματικής διάταξης). Μετά από πολλές επαναλήψεις του πειράματος, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο βαθμός εκτροπής εξαρτιόταν από τρεις παράγοντες: τη μάζα, την ταχύτητα και το ηλεκτρικό φορτίο τους. Μάλιστα, κατόρθωσε να υπολογίσει το λόγο e/m του φορτίου προς τη μάζα, μέσα από σχέσεις της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων και της εκτροπής από το μαγνητικό πεδίο. Το συμπέρασμά του ήταν ακόμα πιο ξεκάθαρο: τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια ήταν σχεδόν 2000 φορές ελαφρύτερα από τα ιόντα υδρογόνου, δηλαδή αποκλείεται να ήταν πυρήνες, παρά κάτι άλλο. «Τα πειράματα δείχνουν ότι όπως και αν περιστρέψουμε και εκτρέψουμε τις καθοδικές ακτίνες με μαγνητικές δυνάμεις, ο αρνητικός ηλεκτρισμός ακολουθεί με τον ίδιο τρόπο όπως οι ακτίνες και είναι άρρηκτα συνδεδεμένος μαζί τους», γράφει.

Το ηλεκτρόνιο λοιπόν είναι ένα σωματίδιο που φέρει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και έχει μάζα, ορμή και ενέργεια, συμπεριφέρεται δηλαδή σύμφωνα με τους Νόμους του Νεύτωνα, δηλαδή ανήκει στον κόσμο της Κλασικής Φυσικής, έναν κόσμο που αν και είναι αόρατος μπορεί να απεικονίζεται νοερώς.

Ο Τόμσον τιμήθηκε το 1906 με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την προσφορά του στις θεωρητικές και πειραματικές έρευνες για τη σύσταση του ηλεκτρισμού στα αέρια. Μια μεγαλειώδης μορφή στην ιστορία της επιστήμης, διευθυντής του θρυλικού εργαστηρίου Κάβεντις του Κέιμπριτζ για 34 χρόνια (1884 – 1918). Ένας επιμελής επιστήμονας και ένας εμπνευσμένος δάσκαλος. Παρόλο που ο ίδιος ήταν μαθηματικός, προτιμούσε την ενορατική νοερή σύλληψη. Επίσης, ήταν άριστος ομιλητής. Μιλούσε αργά και καθαρά, ενσωματώνοντας στις διαλέξεις του πολλές εικόνες, αναφορές από την ιστορία της επιστήμης αλλά και τη λογοτεχνία.

Δεν είναι τυχαίο που επτά από τους μαθητές τους, έλαβαν βραβείο Νόμπελ. Από τους πιο γνωστούς ήταν ο Ράδερφορντ (Νόμπελ Χημείας 1908), ο οποίος αναγνωρίζει τον Τόμσον ως μέντορά του στον οποίο «χρωστάει όλη την καριέρα του». Το μότο του Τόμσον ήταν πως «η σωστή λειτουργία μιας διάλεξης δεν είναι να δίνει στους φοιτητές όλες τις πληροφορίες που χρειάζονται, αλλά να τους προσάψει τον ενθουσιασμό ώστε να κυνηγήσουν τη γνώση μόνοι τους».

Τα χρόνια που ακολουθούν, η επανάσταση της κβαντομηχανικής πέφτει σαν βόμβα στην επιστημονική κοινότητα και η μια συγκλονιστική ανακάλυψη διαδέχεται την άλλη. Το 1925 ο Λουί ντε Μπρολί ανακάλυψε ότι τα ηλεκτρόνια παρουσιάζουν διττή φύση, δηλαδή άλλοτε είναι σωματίδια και άλλοτε κύματα (αντίστοιχα με αυτά των χορδών μιας κιθάρας που πάλλονται) όπου, ανάλογα με το φαινόμενο που παρατηρούμε, εμφανίζεται κάθε φορά ο ένας χαρακτήρας ή ο άλλος. Επομένως, ως κύματα, τα ηλεκτρόνια, θα έχουν και κυματικά χαρακτηριστικά, δηλαδή κάποιο μήκος κύματος (απόσταση μεταξύ δυο κορυφών, δηλαδή δυο αντίστοιχων σημείων στο κύμα). Τα πειράματα συμβολής (όταν δυο ή περισσότερα κύματα ίδιας συχνότητας περνούν από το ίδιο σημείο, αθροίζεται το πλάτος τους) επαλήθευσαν τη θεωρία και έδειξαν ότι πράγματι, τα ηλεκτρόνια δεν συμπεριφέρονται σαν κλασικά σωματίδια, δίνοντας μάλιστα εικόνες περίθλασης, ένα φαινόμενο καθαρά κυματικό. Η περίθλαση είναι το φαινόμενο που παρατηρείται όταν το κύμα κατά τη διάδοσή του συναντήσει εμπόδιο, του οποίου οι διαστάσεις είναι συγκρίσιμες με το μήκος κύματος. Τότε, τροποποιείται το πλάτος του κύματος, ενισχύοντας ή μειώνοντας την έντασή του σε διάφορα σημεία.

Αυτό ήταν το πείραμα που επιβεβαίωσε οριστικά την κυματική φύση των ηλεκτρονίων και έγινε το 1927 από τους Ντάβισον και Τζορτζ Τόμσον. Όχι, δεν πρόκειται για συνωνυμία, είναι ο γιος του γνωστού Τόμσον, αυτουνού που απέδειξε ότι τα ηλεκτρόνια είναι σωματίδια! Οι δύο επιστήμονες τιμήθηκαν το 1937 με Νόμπελ Φυσικής για την επιβεβαίωση της κυματικής φύσης του ηλεκτρονίου μέσω της περίθλασης. Ένας από τους επτά μαθητές του Τόμσον δηλαδή ήταν ο ίδιος του ο γιος, ο οποίος ανέτρεψε ή, καλύτερα, ολοκλήρωσε, την ανακάλυψη του πατέρα του.

Όπως αναφέρουν οι βιογράφοι του Τόμσον, ο γιος του τον θαύμαζε και προσπαθούσε να του μοιάσει. Οι ικανότητές του στα μαθηματικά ήταν αξιοθαύμαστες και κέρδισε, όπως και ο πατέρας του, υποτροφία για σπουδές μαθηματικών και φυσικής στο Κολλέγιο Τρίνιτυ. Ο πατέρας δεν θα μπορούσε να μείνει ασυγκίνητος και μια πολύ ιδιαίτερα σχέση αναπτύχθηκε ανάμεσά τους. Σύντομα ο Τζορτζ δούλευε στο εργαστήριο Κάβεντις, εκτελώντας πειράματα υπό την εποπτεία του πατέρα του. Επειδή όμως, οι κακεντρεχείς υπάρχουν παντού, και τα παιδιά φωτισμένων γονέων πρέπει να προσπαθήσουν ακόμα περισσότερο να αποδείξουν την αξία τους, ξεπερνώντας το βάρος του επωνύμου του, ο υιός Τόμσον έφυγε από το Κέιμπριτζ και έγινε καθηγητής στο Αμπερντίν της Σκωτίας, ανεξαρτητοποιούμενος από τον πατέρα του. Η σχέση τους παρέμεινε εξαιρετική, αλλά στη δουλειά ο καθένας ακολουθούσε ανεξάρτητα το δρόμο του. Αυτό εξάλλου οδήγησε το Τζορτζ στο Νόμπελ, για δουλειά που τυπικά έρχεται σε αντίθεση με αυτή του πατέρα του. Ο Μαξ Μπορν γράφει: «Είναι συνταρακτικό το γεγονός ότι πατέρας και γιος έδωσαν τα πιο συγκλονιστικά στοιχεία για αντίθετες ιδιότητες του ηλεκτρονίου. Η σύγχρονη κβαντική θεωρία δείχνει ότι αυτές οι δυο όψεις του ίδιου φαινομένου εξαρτώνται από τα διαφορετικά είδη παρατήρησης: δεν είναι αντίθετα, αλλά συμπληρωματικά. Ο Τόμσον ήταν εξαιρετικά περήφανος για την επιτυχία του γιου του και προσπάθησε να εφαρμόσει τα αποτελέσματά του στις δικές του πεποιθήσεις». Οι δυο τους συνεργάστηκαν στην επανέκδοση του αρχικού βιβλίου του Τόμσον για τις καθοδικές ακτίνες προσθέτοντας κεφάλαια. Η σχέση τους δεν είχε ποτέ κανένα αγκάθι.

Οι κοινωνιολόγοι λένε πως η οικογένεια και η εκπαίδευση είναι ίσως οι σημαντικότεροι θεσμοί που αναπτύχθηκαν στις κοινωνίες και που συντελούν με μοναδικό τρόπο στη διατήρηση αλλά και την οργάνωση αυτών. Η οικογένεια λειτουργεί σαν πρότυπο απέναντι στο παιδί και ενώ αυτό αναπτύσσεται προικίζεται με τις αξίες και τις αρχές της οικογένειας του. Ο πατέρας παίζει έναν ιδιαίτερο ρόλο στην ανατροφή του παιδιού. Είναι το υπόδειγμα του τι πρέπει να είναι στη ζωή ένας άντρας. Η θέση που κατέχει ο άντρας στην οικογένεια εξαρτάται πολύ από το μορφωτικό πρότυπο που εκτιμάται σε αυτήν ειδικά την οικογένεια. Σε κοινωνίες που ο άντρας θεωρείται κυρίαρχος, ο πατέρας αντιπροσωπεύει το «δίκιο και τη δύναμη». Όπως αναφέρει ο Κάνιτζ, «το σωστό πρότυπο, βοηθάει στη σωστή ανάπτυξη της νοημοσύνης, της ταυτότητας του φόβου και της αυτονομίας του παιδιού, αρκεί να μην προσκολλούνται πάνω του». Σε παιδιά με τέτοιον πατέρα, ο άντρας είναι ουσιαστικά προικισμένος με δύναμη, ικανότητα και κύρος. Επειδή γενικά ο πατέρας είναι δεσμευμένος με την εργασία και το επάγγελμά του, ο λόγος και η κρίση του σημαίνουν ενθάρρυνση ή αποθάρρυνση για τα παιδιά του σε σχέση με εργασία, επάγγελμα ή ό,τι άλλο ισοδυναμεί με αυτά. Ο περιορισμένος χρόνος που μπορεί ο εργαζόμενος πατέρας να περάσει με τα παιδιά του δεν ελαττώνει, αλλά αντίθετα αυξάνει τη σημασία του. Τα παιδιά μάλλον λαχταρούν τις λίγες αυτές στιγμές που περνούν με τον πατέρα τους και θα πάρουν σοβαρά τις συμβουλές και τις προτάσεις του.

Το επίπεδο εκπαίδευσης των γονιών είναι κατεξοχήν ένας από τους γενεσιουργούς παράγοντες του πολιτισμικού κεφαλαίου της οικογένειας. Η εκπαίδευση του πατέρα περισσότερο από το επάγγελμά του, επηρεάζει την εκπαίδευση των παιδιών, κάτι που οδηγεί στην υπόθεση ότι πέρα από την κοινωνική προέλευση που καθορίζει την επιθυμία για εκπαίδευση, η εκπαιδευτική υποδομή του πατέρα είναι παράγοντας που αναπτύσσει στα παιδιά τη φιλοδοξία για μόρφωση και πρόοδο. Εξάλλου, από έρευνα που έγινε στην Αθήνα βρέθηκε ότι παιδιά που ο πατέρας τους ήταν επιστήμονας αρίστευαν στο σχολείο, ενώ παιδιά ανειδίκευτων εργατών ίσα που περνούσαν τις τάξεις (Πυργιωτάκης, 2000). Αντίστοιχη έρευνα στις ΗΠΑ έδειξε ότι το 55% των αριστούχων είχαν πατέρα σε επιστημονικό ή ανώτερο επάγγελμα, ενώ στη Γερμανία το 86,3% παιδιών επιστημόνων συνέχισαν στο προνομιακό Γυμνάσιο, ενώ μόνο το 1,5% έμεινε στάσιμο. Παράλληλα, περίπου το 50% των παιδιών εργατών που μένουν στάσιμα εγκαταλείπουν το σχολείο. Επίσης, παρατηρείται σημαντική συνάφεια ανάμεσα στα επαγγέλματα του πατέρα και του γιου, όπως απέδειξε έρευνα που έγινε στην Κύπρο το 1981. Κατά μάνα κατά κύρη που λέει και η λαϊκή φράση!

Ταυτόχρονα, να μην ξεχνάμε τη σκοτεινή πλευρά του φεγγαριού, δηλαδή το γεγονός ότι όλα τα αρσενικά παιδιά που έχουν γεννηθεί από ένα πατέρα με έντονη προσωπικότητα αφ’ ενός και επιτυχημένο επαγγελματικά αφ’ ετέρου, ζουν τη ζωή τους με ένα βασικό ψυχολογικό μειονέκτημα, που είναι τόσο μεγαλύτερο, όσο πιο πετυχημένη υπήρξε η καριέρα του πατέρα τους. Τα αρσενικά παιδιά δηλαδή, που είχαν έναν πετυχημένο και με ισχυρή προσωπικότητα πατέρα, ζουν τη ζωή τους σε μια συνεχή ψυχολογική σύγκριση, αλλά και σύγκρουση με τον ισχυρό πατέρα και για να ξεφύγουν από αυτά τα δεσμά, έχουν ανάγκη κάποια στιγμή να ξεπεράσουν το πατρικό δεδομένο. Εξάλλου, ο Φρόιντ στη «Φαινομενολογία των Θρησκειών», ταυτίζει το Θεό με το θετικό πατρικό πρότυπο και το διάβολο με το αρνητικό.

Οι γονείς δεν πρέπει να πανικοβάλλονται. Αρκεί να έχουν ως γνώμονα την ειλικρινή, ανιδιοτελή αγάπη προς τα παιδιά τους. Στο κάτω κάτω αυτό που χρειάζονται είναι εμπιστοσύνη. «Νομίζω ότι είναι λυπηρό τα παιδιά, τόσο στο σπίτι όσο και στο σχολείο να μην ενθαρρύνονται να ψάξουν την ομορφιά τριγύρω τους», έγραφε ο Τόμσον. Τουλάχιστον, για τα δικά του παιδιά, βιολογικά και πνευματικά, προσπάθησε να τους ανοίξει τα μάτια.