Ο άνθρωπος που αστειευόταν!;

«Θα τα καταφέρετε Έλληνες», είπε στο χαιρετισμό του απέναντι σε 75.000 κόσμο ο Μπόνο των U2, στην πρόσφατη συναυλία τους στην Αθήνα. Άραγε θα τα καταφέρουμε; Και τι ακριβώς θα καταφέρουμε; Ρεπορτάζ στις ειδήσεις αναφέρουν ότι για να ανταπεξέλθει ο μέσος Έλληνας στη διαμορφούμενη οικονομική κατάσταση, περιορίζει τα έξοδά του. «Κόβει», λαϊκά, «από όπου μπορεί να βρει». Το μέλλον διαγράφεται ζοφερό και η ψυχολογία βρίσκεται στο ναδίρ. Όμως, μεγαλύτερος κίνδυνος από την άδεια τσέπη του πορτοφολιού είναι να «χάσουμε» τον εαυτό μας. Να υποκύψουμε στην ανασφάλεια και την αβεβαιότητα για το αύριο, να παραιτηθούμε από κάθε διεκδίκηση, να μειώσουμε τις φιλοδοξίες μας και να αποδεχτούμε ότι το να στερούμαστε είναι ο κανόνας της επιβίωσης. Πλέον, όλοι περιορίζουμε τις δραστηριότητές μας προσπαθώντας να ζήσουμε με ησυχία και ασφάλεια, περιφράζοντας την προσωπική μας ζωή στα απολύτως απαραίτητα. Κι όμως, το να γνωρίζεις και να ανακαλύπτεις είναι η φύση της ίδιας της ζωής. Ένα άνοιγμα μπροστά, ένα μετέωρο βήμα ενός πελαργού, με οδηγό την περιέργεια και τη διαίσθηση, ικανό να μας γεμίσει εμπειρίες, ευκαιρίες να κερδίσουμε πολλά περισσότερα από αυτά που θα μπορούσαμε να φανταστούμε.

Παράδειγμα – πρόκληση για μια ζωή ανοιχτή στα θέλω και τις επιθυμίες, όσο περίεργες και εκκεντρικές αυτές ακούγονται, αλλά απολύτως ειλικρινείς, μια ζωή με κατακτήσεις άσχετες μεταξύ τους, αλλά τόσο ουσιαστικές για τον ίδιο, απέναντι στο μεγαλύτερο φόβο όλων μας, την αρρώστια και το θάνατο, κόντρα στις αυθεντίες, πηγή ζωής και ενέργειας, είναι ο «δικός» μας Ρίτσαρντ Φέιμαν.

«Κάποτε έπαιζα μπόνγκος σε ένα πάρτι. Και πρέπει να τα κατάφερνα καλά, αφού ένας από τους καλεσμένους ενθουσιάστηκε από το παίξιμό μου. Πήγε στο μπάνιο, έβγαλε το πουκάμισό του και έφτιαξε διάφορα σχέδια στο στήθος του με κρέμα ξυρίσματος. Κρέμασε κεράσια στα αυτιά και μπήκε μέσα χορεύοντας σε έξαλλο ρυθμό. Όπως ήταν φυσικό, αυτός ο τρελάρας και εγώ γίναμε αμέσως φίλοι». Λίγοι θα φαντάζονταν ότι τα παραπάνω λόγια ανήκουν στο Ρίτσαρντ Φέιμαν, νομπελίστα φυσικό, επαγγελματία ντράμερ, ερασιτέχνη ζωγράφο, μεταφραστή των ιερογλυφικών των Μάγιας, διαρρήκτη χρηματοκιβωτίων και ένα από τα μεγαλύτερα μυαλά του 20ού αιώνα.

Γεννημένος το 1918 στη Νέα Υόρκη, ενδιαφέρθηκε από μικρός να κατανοήσει τον κόσμο που τον περιέβαλε. Στην ηλικία των δώδεκα ετών είχε φτιάξει ένα πραγματικό εργαστήριο στο δωμάτιό του, στο οποίο έκανε πειράματα ηλεκτρομαγνητισμού. Γοητεύτηκε από τα μαθηματικά, αλλά τα θεώρησε «αρκετά βαρετά», ώστε να σπουδάσει τελικά φυσική. Πήρε το πρώτο του πτυχίο από το ΜΙΤ το 1939, παρακολουθώντας τον κύκλο της θεωρητικής φυσικής από το δεύτερο κιόλας έτος, όταν οι περισσότεροι φοιτητές το άφηναν για το τέλος των σπουδών τους είτε ακόμα και για το μεταπτυχιακό. Ο λόγος που το έκανε αυτό; Ήταν περίεργος και βαριόταν εύκολα. «Θα παίξω με τη φυσική, χωρίς να με νοιάζει η σημαντικότητα του αποτελέσματος», είχε πει. Η αστείρευτη όρεξη για ζωή και το ενδιαφέρον να μαθαίνει διαρκώς ό,τι του άρεσε ήταν το κλειδί. Ένα άλλο μυστικό ήταν ότι πάντα ήθελε να κατανοεί αυτό που διάβαζε και δεν προσπερνούσε τίποτα ασυζητητί. Έτσι, πηγαίνοντας πάντα στη βάση ενός θέματος, μπορούσε να κατανοήσει το πιο περίπλοκο πρόβλημα. Το μότο του ήταν ότι «όσο πιο βαθιά πάμε στη φυσική, τόσο πιο απλά είναι τα πράγματα».

Τα επόμενα χρόνια τον βρίσκουν να αναζητά τις απαντήσεις του κόσμου στο Πρίνστον. Όμως, ο 2ος Παγκόσμιος Πόλεμος μαινόταν και οι Αμερικάνοι έδιναν μάχη με τους Γερμανούς για το ποιος θα προλάβει να κατασκευάσει την πυρηνική βόμβα. Παρόλο που θα φαινόταν κόντρα στο χαρακτήρα του, συμμετείχε στο πρόγραμμα Μανχάταν, γιατί σκέφτηκε ότι ο ίδιος θα μπορέσει να ελέγξει την ειρηνική χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Επίσης, του είχαν υποσχεθεί νοσοκομειακή περίθαλψη για τη γυναίκα του, Αρλίν, τον εφηβικό του έρωτα, η οποία έπασχε από φυματίωση.

Χιουμορίστας και ειλικρινής, έγινε η «μασκότ» του προγράμματος. Ένας 24χρονος που σκάρωνε φάρσες στους συναδέλφους του, είτε για να αποδείξει ότι έκαναν λάθος, είτε για «να σπάσει η μονοτονία». Ο Όττο Φριτς θυμάται το νεαρό με το ειρωνικό χαμόγελο να μπαίνει από την κεντρική πόρτα του κτήματος στο Λος Άλαμος, να χαιρετάει τους φρουρούς με χειραψία και στη συνέχεια να τρέχει να βγει από μια τρύπα στο φράχτη που είχε ανακαλύψει ώστε να ξαναμπεί από την πόρτα μετά από πέντε λεπτά, τρελαίνοντας τους φρουρούς που έβλεπαν τον ίδιο άνθρωπο μόνο να μπαίνει και ποτέ να βγαίνει, όταν η κοντινότερη πόρτα απείχε κάμποσα χιλιόμετρα!! Επίσης, για να πείσει τους υπεύθυνους που ισχυρίζονταν υπεροπτικά ότι οι απόρρητες πληροφορίες φυλάσσονταν σωστά και ήταν ασφαλείς από κλοπή, διέρρηξε ο ίδιος το χρηματοκιβώτιο, καταπατώντας τον εγωισμό τους και αποδεικνύοντας ότι είχε δίκιο, με το δικό του, καυστικό και απόλυτα ειλικρινή τρόπο. Έτσι κι αλλιώς, με τους στρατιωτικούς είχε πάρει διαζύγιο από νωρίς. Χαρακτηριστική είναι η ιστορία της πρώτης τους επαφής, όταν ο νεοσύλλεκτος τότε Φέιμαν έδινε συνέντευξη. Σε μια αίθουσα με άλλα είκοσι άτομα, στην ερώτηση για το αν αισθάνεται κάποιον να τον παρακολουθεί, αναλογίστηκε ότι όλο και κάποιος από τους υπόλοιπους στρατιώτες που περίμεναν υπομονετικά τη σειρά τους θα είχε το βλέμμα του στραμμένο πάνω του, οπότε απάντησε άκρως ρεαλιστικά: «ναι, νομίζω ότι με παρακολουθούν δύο». Εκνευρισμένος ο αξιωματικός, θεωρώντας ότι έχει πέσει σε τρελό, ύψωσε τη φωνή του και τον ξαναρώτησε αν και τώρα νομίζει ότι τον παρακολουθούν. Με την τετράγωνη λογική του, ο Φέιμαν, σίγουρος ότι πλέον έχει αποσπάσει την προσοχή μέσα στο δωμάτιο, απάντησε: «ναι, τώρα με παρακολουθούν περισσότεροι».

Τα χρόνια που ακολούθησαν τη λήξη του πολέμου και τη ρίψη της βόμβας, συνοδεύτηκαν από το θάνατο της αγαπημένης του Αρλίν και του προκάλεσαν μια προσωρινή κατάθλιψη (μάλιστα, ένα χρόνο μετά το θάνατό της, της έγραψε ένα γράμμα, περιγράφοντας τη ζωή του και πόσο πολύ την αγαπάει, φύσει ρομαντικός, έκλεινε με τη φράση: «Συγνώμη που δεν το ταχυδρομώ, αλλά δεν ξέρω τη νέα σου διεύθυνση». Το γράμμα βρέθηκε στο συρτάρι του γραφείου του και ήταν ιδιαίτερα τσαλακωμένο, δείγμα ότι το διάβαζε συχνά στα χρόνια που ακολούθησαν). Η κατάθλιψη, πάντως, ξεπεράστηκε με τη θέση καθηγητή που του πρόσφερε το Πρίνσετον και ξαναπίστεψε στον εαυτό του. Εκεί ολοκλήρωσε τη μελέτη που είχε αρχίσει για μια νέα μέθοδο στην κβαντομηχανική, συνδυάζοντας εξισώσεις της ειδικής σχετικότητας, που είχε να κάνει με τον υπολογισμό της πιθανότητας μιας μετάβασης ενός κβάντου από μία κατάσταση σε άλλη επόμενη, όταν κάθε δυνατό μονοπάτι θεωρείται εξίσου πιθανό. Σε κάθε πιθανό μονοπάτι αντιστοίχισε δύο αριθμούς, το πλάτος του κύματος και τη φάση του. Όταν όλες οι διαδρομές συνδυαστούν, όλες πλην μιας αλληλοαναιρούνται, οπότε παίρνουμε τη μία και μοναδική διαδρομή, που για τα μακροσκοπικά αντικείμενα προκύπτει από τους νόμους του Νεύτωνα.

Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε προσαρμόστηκε άμεσα στην κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED), η οποία κατορθώνει να ενώσει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη με την ασθενή πυρηνική, βάζοντας το πρώτο λιθαράκι στη θεωρία των Πάντων που οι επιστήμονες προσπαθούν να ανακαλύψουν. Η κβαντική ηλεκτροδυναμική θεωρεί ότι η ανάπτυξη των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων αποδίδεται στην εκπομπή και την απορρόφηση φωτονίων ως σωματιδίων ανταλλαγής. Ουσιαστικά εξετάζει την κλασική ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Μάξγουελ με τις έννοιες της κβαντικής μηχανικής, όπου στις αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις) συμμετέχουν (ανταλλάσσονται) σωματίδια ή αλλιώς κβάντα ενέργειας, όπως είναι τα φωτόνια. Με άλλα λόγια, ελέγχει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ακτινοβολίας (φωτόνια) και ύλης (ηλεκτρόνια).

Εκείνα τα χρόνια η φήμη του άρχισε να εκτοξεύεται. Αυτή η εργασία του χάρισε το 1965 το Νόμπελ Φυσικής για την «επανακανονικοποίηση των εξισώσεων της Κβαντομηχανικής». Ίσως η θεμελίωση της QED να είναι το τελειότερο δημιούργημα του ανθρώπινου νου, αφού συμφωνεί με τα πειραματικά δεδομένα με ακρίβεια 13 δεκαδικών ψηφίων, σχολιάζουν οι επιστήμονες. Είναι σαν να μέτρησε την απόσταση Αθήνας – Θεσσαλονίκης με ακρίβεια μεγαλύτερη από μιας τρίχας μαλλιών!!!

Η πόρτα του κορυφαίου ίσως πανεπιστημίου στη Φυσική στον κόσμο είχε ανοίξει διάπλατα. Ο Φέιμαν έγινε καθηγητής στο Καλτέκ από το 1950 μέχρι το τέλος της ζωής του το 1988.

Το όνομά του όμως δεν έμεινε στην ιστορία επειδή ήταν ένας πολύ καλός επιστήμονας, αλλά λόγω του πληθωρικού χαρακτήρα του και τη δίψα με την οποία αντιμετώπιζε κάθε κατάσταση. Μεγάλη του λατρεία ήταν και η μουσική. Έπαιζε μπόνγκος – ένα είδος βραζιλιάνικων κρουστών – τόσο καλά, που περνούσε για επαγγελματίας: «Κάποτε πήγα στο Βανκούβερ για να μιλήσω στους φοιτητές. Μου είχαν ετοιμάσει πάρτι και ένα ροκ συγκρότημα έπαιζε κάτω στο υπόγειο. Ήταν πολύ καλοί. Κάπου εκεί είχαν και ένα κουδούνι αγελάδας και με παρότρυναν να παίξω μαζί τους. Το πήρα και άρχισα να το χτυπώ. Καθώς η μουσική τους ήταν πολύ ρυθμική, άρχισα να ανάβω. Όταν τέλειωσε το πάρτι, εκείνος που το είχε οργανώσει μου είπε ότι ο αρχηγός του συγκροτήματος ρώτησε: ‘ποιος ήταν ρε παιδιά αυτός που έπαιζε το κουδούνι; Ακολουθούσε τέλεια το ρυθμό μ’ αυτό το πράγμα! Ήταν φοβερός. Τον παραδέχομαι. Και εκείνος ο σπουδαίος προς τιμήν του οποίου κάναμε το πάρτι ούτε που εμφανίστηκε. Ούτε έμαθα ποιος είναι!’»

Θεωρούσε ότι η φυσική δεν ήταν παρά ένα παιχνίδι κατανόησης του κόσμου και η τέχνη η έκφρασή της: «Οι ζωγράφοι είναι χαμένοι. Δεν έχουν θέμα. Παλιά είχαν θρησκευτικά θέματα, αλλά τώρα έχασαν την πίστη τους και δεν τους απέμεινε τίποτα. Δεν καταλαβαίνουν τον τεχνολογικό κόσμο στον οποίο ζουν. Δεν καταλαβαίνουν τίποτα από την ομορφιά του πραγματικού κόσμου – του κόσμου της επιστήμης – οπότε δεν μπορούν να εμπνευστούν από αυτόν». Σε ένα στοίχημα που έβαλε με ένα ζωγράφο φίλο του, ότι δεν θα μπορέσει ποτέ να ζωγραφίσει κάτι με εικαστική αξία, αντιμετώπισε την πρόκληση και κατέληξε να εκθέτει σε γκαλερί τα έργα του, με τα γυμνά πορτρέτα – συνήθως γυναικών – να αποτελούν το αγαπημένο του θέμα. Επίσης, δούλευε κατά παραγγελία με το εργαστήριο να έχει στηθεί στο υπόγειο του σπιτιού του. Πατέρας δυο παιδιών, πιστός στη δεύτερη γυναίκα του, ερωτευμένος με τη ζωή, φλέρταρε ασύστολα και διακριτικά (άλλη κόντρα, δείγμα του πολύπλευρου και αντισυμβατικού ταμπεραμέντου του), είχε κάνει δεύτερο γραφείο του ένα γειτονικό μπαρ με τόπλες χορεύτριες. Μάλιστα, όταν έκαναν μήνυση στον ιδιοκτήτη για προσβολή των χρηστών ηθών, ο Φέιμαν δεν αρνήθηκε να παρουσιαστεί στο δικαστήριο και να καταθέσει υπέρ του μπαρ, όντας ο μόνος από τους μόνιμους πελάτες (οι υπόλοιποι φοβήθηκαν ότι θα θιχτεί η προσωπικότητά τους): «Είμαι ο μόνος ελεύθερος άνθρωπος εδώ. Δεν έχω καμία δικαιολογία να μην πάω. Μου αρέσει αυτό το μαγαζί και θα ήθελα να παραμείνει ανοιχτό. Δεν βλέπω να υπάρχει κάτι κακό στον χορό τόπλες». Στην ερώτηση του κατήγορου πόσο συχνά επισκέπτεται το μαγαζί, απάντησε με την ίδια αφοπλιστική ειλικρίνεια που τον διακατείχε. Οι εφημερίδες την επόμενη μέρα είχαν βρει το πρωτοσέλιδό τους: «Καθηγητής του Caltech πηγαίνει έξι φορές τη βδομάδα σε καμπαρέ». Για την ιστορία, το μαγαζί έκλεισε, αλλά κέρδισε την έφεση και ο Φέιμαν συνέχισε να πίνει τα ποτά του, κερασμένα από τον ιδιοκτήτη.

Η φήμη του είχε φτάσει στο ζενίθ της στα χρόνια που ακολούθησαν τη βράβευση με το Νόμπελ. Διαρκώς αποδεχόταν προσκλήσεις για ομιλίες σε πανεπιστήμια και συνέδρια, αντιμετωπιζόμενος με το σεβασμό που του άξιζε. Σε μια ομιλία του για το εκπαιδευτικό σύστημα της Βραζιλίας (την επισκεπτόταν συχνά λόγω της αγάπης του για τη μουσική της), είχε πει για τα σχολικά βιβλία, μπροστά στην επιτροπή του υπουργείου Παιδείας: «Πώς είναι δυνατόν να διδάξουμε σωστά όταν χρησιμοποιούμε βιβλία γραμμένα από ανθρώπους που δεν κατέχουν το θέμα τους; Αυτό δεν μπορώ να το καταλάβω. Αλήθεια, γιατί τα σχολικά βιβλία να είναι άθλια; Παγκοσμίως άθλια;»

Έβρισκε τη φιλοσοφία βαρετή («οι φιλόσοφοι έχουν πάντα άποψη για το τι είναι απαραίτητο για την επιστήμη, το οποίο συνήθως είναι αφελές και λάθος») και το απόκρυφο ακόμα περισσότερο, όμως ασχολήθηκε ιδιαίτερα με την ερμηνεία των παραισθήσεων και τον ηλεκτρονικό εγκέφαλο: «Μία ή δύο βδομάδες αργότερα, αναρωτήθηκα πώς μπορεί η λειτουργία του εγκεφάλου να συγκριθεί με τη λειτουργία μιας υπολογιστικής μηχανής, ιδιαίτερα στην αποθήκευση πληροφοριών. Ένα ενδιαφέρον πρόβλημα είναι ο τρόπος που αποθηκεύονται στον εγκέφαλο οι αναμνήσεις. Μπορείς να φτάσεις στις αποθηκευμένες μνήμες σου από διάφορους τρόπους, αντίθετα σε έναν ηλεκτρονικό εγκέφαλο πρέπει να φτάσεις κατευθείαν στη σωστή κατεύθυνση».

Όμως στη ζωή του δεν ήταν όλα ονειρικά. Ο θάνατος, που τον είχε επισκεφτεί στα νεανικά του χρόνια, θα γινόταν μόνιμος σύντροφος αν και θα τον αγνοούσε επιδεικτικά. Τα τελευταία χρόνια της ζωής του τα πέρασε με αφόρητους πόνους και μπαινοβγαίνοντας στα χειρουργεία, προκειμένου να αφαιρεί όγκους που επανεμφανίζονταν. Αλλά και πάλι, αντιμετώπιζε την κατάσταση ως ένας αιώνιος έφηβος. Το 1985 έγραψε την αυτοβιογραφία του, με τίτλο «Μάλλον θα αστειεύεστε κύριε Φέιμαν», αφήνοντας κληρονομιά τις καλύτερες ιστορίες του. Εξέθεσε τη NASA που τον όρισε ως μέλος της επιτροπής που έψαχνε το λόγο της καταστροφής του διαστημικού λεωφορείου Τσάλεντζερ το 1986, βρίσκοντας ποιο ήταν το λάθος και μάλιστα το αποκάλυψε κατά τη διάρκεια της ζωντανής συνέντευξης τύπου στα κανάλια, κάνοντας ένα απλό πείραμα (είχε να κάνει με την ταχύτητα διαστολής του υλικού από κάποια σωληνάκια), ενώ οργάνωνε ταξίδι στην Τούβα, ένα κρατίδιο σε σοβιετικό έδαφος, προορισμό που επέλεξε γιατί η πρωτεύουσά της δεν είχε φωνήεντα, παρά μόνο σύμφωνα, κάτι που έβρισκε εξαιρετικά ενδιαφέρον, αλλά δεν μπόρεσε να κάνει πραγματικότητα λόγω του Ψυχρού Πολέμου και τη γραφειοκρατία που συνόδευε την έκδοση ταξιδιωτικών εγγράφων.

Η κατάσταση της υγείας του όμως χειροτέρευε. Το ένα του νεφρό είχε καταρρεύσει και είχε αντιληφθεί πως ο θάνατος ίσως να αργούσε μερικούς μήνες, αλλά όχι περισσότερο. Αρνήθηκε το τελευταίο χειρουργείο και το Φεβρουάριο του 1988 σταμάτησε να ανακαλύπτει νέα πράγματα. Συγκλονιστικό είναι το βίντεο, τραβηγμένο τα Χριστούγεννα του 1987 (κυκλοφορεί στο youtube με το όνομα Richard Feynman playing bongos) που τον δείχνει να παίζει τα αγαπημένα του μπόνγκος και να τραγουδάει χαρούμενος, αν αναλογιστούμε πόσο πολύ πονούσε εκείνες τις μέρες.

Ο Φέιμαν ποτέ δεν κλείστηκε στον εαυτό του, δεν περιορίστηκε από τα στερεότυπα και τα κλισέ, δεν εξυπηρέτησε καμία αυθεντία, αλλά αντίθετα, ζούσε την κάθε στιγμή bigger than life. Ένας ξεχωριστός άνθρωπος που πάνω από όλες τις εκφάνσεις του ήταν Δάσκαλος. Και αυτό που μας δίδαξε είναι πως «αν γνωρίζεις το όνομα ενός πουλιού σε όλες τις γλώσσες, δεν γνωρίζεις τίποτε, μα απολύτως τίποτε, για το ίδιο το πουλί».

Νανοτεχνολογία: η σύγχρονη φωτιά του Προμηθέα

Ο Αϊνστάιν, το 1905, είχε πει ότι «τώρα είναι μια ωραία εποχή να είναι κάποιος φυσικός». Είχε φτάσει σε αυτή τη διαπίστωση συλλογιζόμενος τις κατακλυσμιαίες εξελίξεις και νέες ανακαλύψεις στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής, οι οποίες θα γεννούσαν αυτό που αποκαλούμε σήμερα κβαντική μηχανική. Επιβεβαιώνοντας την άποψη ότι η επιστήμη κάνει κύκλους, μπορούμε να συμφωνήσουμε με τον Αϊνστάιν και να πούμε ότι και η σημερινή εποχή είναι … και γαμώ (!!!) για να είναι κάποιος φυσικός. Νανοτεχνολογία: περί ου ο λόγος. Σαν άλλος προφήτης, ο Ρίτσαρντ Φέιμαν είχε ρίξει μια κλεφτή ματιά στο μέλλον και είχε προλογίσει τις εξελίξεις σε έναν καινούριο κλάδο της επιστήμης, όπου η μελέτη της συμπεριφοράς της ύλης στη μεσοκλίμακα άνοιγε νέους ορίζοντες για περαιτέρω κατακτήσεις και τεχνολογικά επιτεύγματα. Η νανοτεχνολογία ευαγγελίζεται ότι έχει τη λύση σε όλα τα προβλήματα. Έφτασε η εποχή όπου όλες οι ασθένειες θα είναι πλήρως ιάσιμες; Η εκμετάλλευση των φυσικών πηγών ενέργειας θα παραμερίσει τις συμβατικές πηγές ενέργειας, που εξαντλούνται και επιβαρύνουν το περιβάλλον; Και εν τέλει, θα βελτιωθεί η καθημερινότητα του ανθρώπου;

Γιατί όμως τόση φασαρία; Τι είναι πραγματικά η νανοτεχνολογία; Πρόκειται για μια καινούρια επιστήμη (νανοεπιστήμη), η οποία αναπτύσσεται ταυτόχρονα με τις εφαρμογές της τα τελευταία 20 χρόνια (νανοτεχνολογία). Ετυμολογικά και μόνο να αναλύσουμε τη λέξη νανοεπιστήμη, πρόκειται για την επιστήμη που ασχολείται με ό,τι έχει να κάνει με την κλίματα του νανόμετρου, το οποίο ισούται με το ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου (10-9 μέτρα), κλίμακα που ισούται με το μέγεθος του ατόμου (το μικρότερο κομμάτι ενός στοιχείου που μπορεί να υπάρξει ελεύθερο στη φύση), αλλά και του εσωτερικού του κυττάρου. Περίπου 2 νανόμετρα είναι η διάμετρος της διπλής έλικας του DNA, ενώ αν φανταζόμασταν πως η Γη έχει διάμετρο 1 μέτρο, τότε το 1 νανόμετρο ισούται με τη διάμετρο μιας μπίλιας. Η ανάπτυξη τεχνολογίας σε αυτές τις διαστάσεις μπορεί να μας εξοικονομήσει χώρο και χρόνο, να περιορίσει τις απώλειες ενέργειας, αυξάνοντας έτσι την απόδοση. Παράλληλα, για τον έμβιο κόσμο είναι εξίσου σημαντική, καθώς αναφερόμαστε σε διαστάσεις οργανιδίων των κυττάρων.

Για αιώνες ολόκληρους το μονοπάτι του επιστήμονα και η πορεία του στο χώρο ήταν ένα μοναχικό ζήτημα. Η πρόοδος της επιστήμης οδήγησε σε ένα ολοένα και αυξανόμενο όγκο πληροφοριών και γνώσεων. Πλέον, η εξειδίκευση ήταν μονόδρομος. Η καλύτερη διαχείριση και οργάνωση των καινούριων πληροφοριών απαιτούσε τον κατακερματισμό της επιστημονικής γνώσης σε πλήθος τομέων και πεδίων. Η παιδεία ακολουθεί το μοντέλο της πυραμίδας: ξεκινώντας από τη βάση που είναι το δημόσιο σχολείο και πηγαίνοντας προς τα πάνω, βλέπουμε την ακαδημαϊκή πορεία του επιστήμονα, από το απολυτήριο λυκείου, το οποίο παίρνουν περίπου 90.000 μαθητές κάθε χρόνο, στο πτυχίο του πανεπιστήμιου της εκάστοτε σχολής (περίπου 1000 άτομα κάθε χρόνο), τίτλος μεταπτυχιακού (20 άτομα το χρόνο), διδακτορικό που είναι μοναδικό (1 άτομο). Παρακολουθούμε, καθώς αυξάνονται οι γνώσεις γύρω από ένα ζήτημα, τόσο λιγότερα άτομα μπορούν να παρακολουθήσουν τις εξελίξεις. Από την άλλη, όσο αυξάνονται οι γνώσεις, τόσο περιορίζεται το αντικείμενο μελέτης. Τελειώνοντας το διδακτορικό, ο επιστήμονας έχει μελετήσει διεξοδικά και γνωρίζει τα πάντα για ένα πολύ συγκεκριμένο εξειδικευμένο θέμα. Ή κατά το ακαδημαϊκό αστείο «ένας καθηγητής πανεπιστημίου ξέρει τα πάντα για το τίποτα».

Όμως, η νανοτεχνολογία με το εύρος των εφαρμογών της επιβάλλει τη συνεργασία και τη γνώση παράλληλα πολλών πεδίων έρευνας και επιστήμης. Φυσικοί, βιολόγοι, χημικοί, γιατροί, μηχανικοί καλούνται να κάτσουν στο ίδιο τραπέζι, να συνεργαστούν, να ανταλλάξουν απόψεις και να καλύψουν ο ένας τα κενά του άλλου, πραγματώνοντας τη διεπιστημονική αντιμετώπιση των θεμάτων που προκύπτουν. Είναι χαρακτηριστικό ότι κατά το ακαδημαϊκό έτος 2009 – 10 από τις 60 αιτήσεις που έγιναν στο Μεταπτυχιακό της Νανοτεχνολογίας στο ΑΠΘ, προέρχονταν από 19 (!!) διαφορετικά τμήματα, μεταξύ των οποίων οδοντιατρικής, γεωλογίας κλπ. Νέα πνοή φυσάει στην επιστημονική κοινότητα. Ο μοναχικός και εκκεντρικός σκαπανέας της γνώσης πρέπει να ξεσκονίσει το κοινωνικό του προφίλ και αρχίσει να κάνει παρέες!!!

Ας γυρίσουμε λίγο πίσω το ρολόι και ας δούμε πώς ξεκίνησαν όλα και ποιος είναι ο «πατέρας» της. Η ιδέα της νανοτεχνολογίας ξεκίνησε τα Χριστούγεννα του 1959, στη διάλεξη που έδωσε στο Caltech στην Αμερικάνικη Φυσική Εταιρεία (29/12/1959) ο διάσημος φυσικός Ρίτσαρντ Φέιμαν και δημοσιεύτηκε το Φεβρουάριο του 1960 στο περιοδικό «Μηχανική και Φυσική» του Caltech. Ο τίτλος της διάλεξης ήταν «Υπάρχει πολύς χώρος στον πάτο – Μια πρόσκληση να εισάγουμε ένα νέο πεδίο στη Φυσική». «Θα ήθελα να περιγράψω ένα πεδίο για το οποίο πολύ λίγα πράγματα έχουν γίνει, αλλά μπορούν να γίνουν πάρα πολλά. Αυτό το πεδίο δεν είναι το ίδιο με τα άλλα και δεν θα μας δώσει πολλά στοιχεία για τη θεωρητική φυσική (υπό την έννοια ‘τι είναι τα παράξενα σωματίδια;’) αλλά έχει μεγαλύτερη σχέση με τη φυσική στερεάς κατάστασης και μπορεί να μας δώσει πληροφορίες μεγάλου ενδιαφέροντος για τα παράξενα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα σε σύνθετες καταστάσεις. Επιπλέον, το πιο σημαντικό είναι πως θα παρουσιάζει έναν τεράστιο αριθμό τεχνικών εφαρμογών». Αναφέρει ότι μπορούμε με συνεχή έρευνα και βελτιώσεις της τεχνολογίας να χειριστούμε την ύλη στην κλίμακα των ατόμων: «ένας τρόπος που μπορούμε να σκεφτούμε για τη διάταξη σε συγκεκριμένη θέση είναι η εξάχνωση, την οποία θα συνεχίζουμε για κάθε στιβάδα, μέχρι να έχουμε το σύνολο του συμπλόκου (σ σ σύστημα μορίων και ατόμων ενωμένα μεταξύ τους)».

Παραπάνω, ο Φέιμαν περιγράφει τις διαθέσιμες για την εποχή του τεχνικές για την κατασκευή μιας δομής με μικρότερες διαστάσεις, κόβοντας, αφαιρώντας υλικό και λειαίνοντας μια προηγούμενη δομή μεγαλύτερων διαστάσεων. Ο στόχος είναι ένας: η κατασκευή και μελέτη δομών της τάξης του ενός ή λίγων ατόμων. Όμως, η παραπάνω τεχνική (που ονομάζεται «από πάνω προς τα κάτω»), όπως διαφαινόταν και επισήμαινε ο Φέιμαν, παρουσιάζει ένα κατώτατο όριο, λόγω περιορισμένων δυνατοτήτων των μηχανημάτων στην κοπή, τη λείανση και την αφαίρεση του υλικού. Αδιέξοδο; Όχι βέβαια. Ο ίδιος ο Φέιμαν είχε προτείνει να αντιστρέψουμε την τεχνική!!! «Από κάτω προς τα πάνω», λοιπόν, δηλαδή το σχηματισμό δομών από ένα άτομο ή μόριο και σταδιακή σύνθεση της επιθυμητής διάταξης: «να μιμηθούμε τη φύση και ουσιαστικά να συνθέσουμε δομές με τον ίδιο τρόπο», όπως λέει ο Φέιμαν.

Όμως, για να τα πετύχουμε όλα αυτά, χρειαζόμαστε την κατάλληλη τεχνολογία και μηχανήματα για να δούμε και να φτάσουμε σε αυτές τις διαστάσεις. Κατά το Φέιμαν, τα προβλήματα της βιολογίας, που περιλάμβαναν τα μυστήρια του DNA (τα οποία λύθηκαν την τελευταία πενταετία – για να ανακύψουν με τη σειρά τους καινούρια!), οι φυσικοί όφειλαν να κατασκευάσουν ηλεκτρονικά μικροσκόπια με μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα: «Τα προβλήματα του DNA θα μπορούσαν να λυθούν αν βλέπαμε το DNA». Όσον αφορά τη χημεία, οι φυσικοί θα έπρεπε να πάρουν ως παράδειγμα τη χημική ανάλυση και να αναλύουν και τα δικά τους προβλήματα (όπου, παρεμπιπτόντως, και οι χημικοί θα μπορούσαν να κάνουν καλύτερη ανάλυση αν το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είχε καλύτερη ανάλυση), αναφέροντας έτσι ο Φέιμαν για πρώτη φορά τη διεπιστημονικότητα, δείχνοντας πώς μπορούν να συνεργαστούν η φυσική, η χημεία και η βιολογία.

Ο Φέιμαν δεν παρέλειψε να αναφέρει ότι κατά τη σύνθεση των «μικρών συμπλόκων», νανοσωματιδίων όπως αναφέρονται σήμερα, πρέπει να είμαστε ιδιαίτερα προσεκτικοί στις τάσεις και τις δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ των ατόμων (είτε του ίδιου υλικού είτε διαφορετικού) και πως αυτές δεν θα είναι ίδιες με αυτές που εμφανίζουν τα υλικά στην κλίμακα που βλέπουμε και χρησιμοποιούμε μέχρι τώρα. Να τονιστεί πως ο Φέιμαν θεωρεί πως οι έννοιες «βάρος» και αδράνεια» δεν θα έχουν ιδιαίτερη σημασία.

Ο Φέιμαν μπορεί να έθεσε τις βάσεις και να θεωρείται ο πατέρας της νανοτεχνολογίας, τίποτα όμως δεν μπορούσε να προχωρήσει αν δεν δημιουργούταν το κατάλληλο εργαλείο, το μικροσκόπιο στην προκειμένη περίπτωση, προκειμένου να δούμε «τον πάτο». Το 1981 εφευρίσκεται το STM (scanning tunneling microscopy), το πρώτο μικροσκόπιο που μας επιτρέπει να διακρίνουμε μεμονωμένα άτομα. Πέντε χρόνια αργότερα οι δημιουργοί του παίρνουν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής (και τιμής ένεκεν μαζί τους ο εφευρέτης του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου) και η νανοτεχνολογία ξεκινά.

Το πρώτο επιστημονικό άρθρο για τη νανοτεχνολογία δημοσιεύεται το 1981 με τίτλο «Πρωτεϊνικό Σχέδιο ως μια Διάβαση στη Μοριακή Κατασκευή» από τον Dr Έρικ Ντρέξλερ και ενισχύει τη θεωρία ότι οι επιστήμονες θα είναι σε θέση σύντομα να κατασκευάσουν σύνθετες μοριακές μηχανές.

Στα 30 χρόνια που μεσολάβησαν, η νανοτεχνολογία έχει βρει εφαρμογές στην επιστήμη των υλικών, στην ηλεκτρονική και στην ιατρική. Έχει κατασκευαστεί πληθώρα νανοσωματιδίων, καθώς επίσης και άλλες νανοδομές, όπως τα λεπτά υμένια, οι νανοσωλήνες ή οι κβαντικές τελείες. Τα λεπτά υμένια μπορούμε να τα φανταστούμε σαν ένα σεντόνι, με το πάχος τους να είναι εξαιρετικά μικρό, μόλις λίγα νανόμετρα, και τις άλλες δύο διαστάσεις να απλώνονται (δισδιάστατη κατασκευή σε τρισδιάστατο χώρο). Οι νανοσωλήνες, κυρίως αποτελούμενοι από άτομα άνθρακα, δημιουργούνται από το κρυσταλλικό πλέγμα που σχηματίζουν τα άτομα του άνθρακα και επεκτείνονται στο χώρο. Οι κβαντικές τελείες είναι ημιαγωγοί νανοκρύσταλλοι με εξέχουσες φθορίζουσες ιδιότητες και μέγεθος 2-10nm. Τα νανοσωματίδια γενικά δεν έχουν κάποιο ιδιαίτερο σχήμα ή αριθμό ατόμων. Αυτά που χρησιμοποιούνται κυρίως έχουν μεγέθους μικρότερο από 50 νανόμετρα και μπορούν να εισέλθουν στα περισσότερα κύτταρα, ενώ αν είναι μικρότερα από 20 νανόμετρα μπορούν να βγουν από τα αιμοφόρα αγγεία κατά την κυκλοφορία τους στο αίμα.

Όσον αφορά τα μικροσκόπια, τα απαραίτητα εργαλεία του νανοτεχνολόγου, φανταζόμαστε ότι και εκεί η εξέλιξη είναι τεράστια. Πράγματι, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έχει πλέον διακριτική ικανότητα μέχρι 0.19 νανόμετρα, δηλαδή μπορούμε να δούμε πρακτικά τα πάντα, ενώ έχουν αναπτυχθεί και πλήθος άλλων μικροσκοπίων, πχ για ιδιαίτερη μελέτη της επιφάνειας (AFM) ή της εσωτερικής διαμόρφωσης (SEM), ανάλογα με το πού θέλει να επικεντρώσει ο ερευνητής.

Ας δούμε τώρα μερικές υποσχέσεις της νανοτεχνολογίας μέσα από τις εφαρμογές των φοιτητών στο αντίστοιχο μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών του ΑΠΘ, όπου για την πραγμάτωσή τους συνεργάζονται τμήματα της Σχολής Θετικών Επιστημών, της Ιατρικής και του Πολυτεχνείου.

Στην εκμετάλλευση των φυσικών ανεξάντλητων πηγών ενέργειας, πρωτεύοντα ρόλο έχει η αξιοποίηση της καθαρής ενέργειας του ήλιου. Τα πολυδιαφημισμένα φωτοβολταϊκά συλλέγουν το ηλιακό φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα. «Η προσπάθεια που κάνουμε είναι να αυξήσουμε την απόδοση, η οποία αυτή τη στιγμή είναι στο 15%, βελτιώνοντας τα υπάρχοντα συστήματα. Στο εμπόριο κυκλοφορούν ήδη τα δεύτερης γενιάς φωτοβολταϊκά, όπου πλάκες λεπτών υμενίων από πυρίτιο χρησιμοποιούνται για τη συλλογή και τη μετατροπή. Ο στόχος μας είναι να μελετήσουμε νέα οργανικά υλικά, με μικρότερο κόστος», όπως μας λέει η Ελένη, ενώ συμπληρώνει ότι «μια μηχανική μελέτη για τις εφαρμοζόμενες τάσεις, σε συνδυασμό με τη θέρμανση και τη διαστολή που προκαλεί το ηλιακό φως, είναι αναγκαία και χρειάζεται συνεργασία με μηχανικό, καθώς οι πλάκες των λεπτών υμενίων μπορεί ακόμα και να σπάσουν και το φωτοβολταϊκό να καταστραφεί».

Μια πρωτότυπη εφαρμογή μελετά η Μαρία, καθώς θέλει να εκμεταλλευτεί το φυσικό φαινόμενο της αδιαβροχοποίησης που παρατηρείται στα φύλλα του λωτού για τον καθαρισμό κτιρίων και αρχαιολογικών μνημείων. «Η επιφάνεια των φύλλων του λωτού παρουσιάζει μια ιδιαίτερη τοπογραφία και τραχύτητα σε νανοκλίμακα, με αποτέλεσμα το νερό της βροχής να μη συγκρατείται και να απομακρύνεται. Προσπαθούμε να μιμηθούμε τεχνητά αυτή την επιφάνεια, έτσι ώστε να κατασκευάσουμε επιφάνειες που να αυτοκαθαρίζονται, καθώς το νερό της βροχής θα παράσερνε τη βρωμιά, αφήνοντας καθαρή την επιφάνεια». Αλήθεια, πόσο καλύτερη θα έκανε τη ζωή της νοικοκυράς μια τέτοια εφαρμογή;

Η μεγάλη επανάσταση βέβαια έρχεται στον τομέα της ιατρικής. Η Dr Β. Καραγκιοζάκη μας διαφωτίζει στα θέματα της νανοϊατρικής: «Με την κατασκευή βιοϋλικών, αξιοποιώντας τη νανοτεχνολογία και τις νέες τεχνικές και μεθόδους, μπορούμε να βελτιώσουμε τις υπάρχουσες διαγνωστικές και απεικονιστικές πρακτικές, αλλά επίσης, εκμεταλλευόμενοι και τις νανοδιαστάσεις, όπου σε αυτές ζει και υπάρχει ένα κύτταρο, αλλά και όλα του τα συστατικά και οι αλληλεπιδράσεις με το περιβάλλον και οι λειτουργίες του, λαμβάνουν χώρα σε αυτές τις διαστάσεις. Στη νανοδιάγνωση βελτιώνουμε την απεικόνιση, χρησιμοποιώντας κβαντικές τελείες και νανοσωματίδια, πετυχαίνοντας πρώιμη ανίχνευση της νόσου και παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και δυνατότητα εκτίμησης της αποτελεσματικότητας της θεραπείας. Σημαντική δουλειά γίνεται στην αναγεννητική ιατρική, όπου με τα βλαστοκύτταρα (σ.σ. κύτταρα που συλλέγονται από τον πλακούντα κατά τη γέννηση ενός παιδιού τα οποία δεν έχουν ακόμα διαμορφωθεί, δηλαδή δεν έχουν γίνει κύτταρα ήπατος ή κύτταρα αυτιού. Με την αποθήκευσή τους στις τράπεζες βλαστικών κυττάρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν όταν ο αρχικός τους κάτοχος ή κάποιο μέλος της οικογένειάς του παρουσιάσει κάποιο πρόβλημα υγείας) μπορούμε να τα διαμορφώσουμε έτσι ώστε να τα χρησιμοποιήσουμε για Αναγέννηση, Επιδιόρθωση και Αντικατάσταση. Επίσης, στην Ιστομηχανική μπορούμε να κατασκευάσουμε ικριώματα σε νανοκλίμακα και να αναπτύξουμε πάνω τους κατάλληλα κύτταρα ώστε να πάρουμε δέρμα, οστά, χόνδρο, κα. Όσον αφορά στην καρδιολογία, έχει προχωρήσει πολύ η αγγειοπλαστική με stents, όπου με κατάλληλες τεχνικές νανοτεχνολογίας πετυχαίνουμε να τροποποιήσουμε την επιφάνεια για βιοσυμβατότητα και να αποθηκεύσουμε φάρμακο πάνω στο stent, αλλά και κατασκευή βαλβίδων με καλύτερες ρευστομηχανικές και κατ’ επέκταση αιμοδυναμικές ιδιότητες».

«Στην πολυσυζητημένη drug delivery (στοχευμένη μεταφορά φαρμάκου), χρησιμοποιούνται νανοσωματίδια, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα και αποφεύγοντας τα αρνητικά παρελκόμενα μιας θεραπείας όπως η χημειοθεραπεία, όπου καταστρέφονται ταυτόχρονα και υγιή κύτταρα. Το ενδιαφέρον και οι δυνατότητες που παρουσιάζονται είναι άπειρες στο πάντρεμα βιολογίας και νανοτεχνολογίας». Ο Βαγγέλης μας δίνει ένα παράδειγμα καταστροφής καρκινικών κυττάρων με νανοσωματίδια, μέσω της υπερθερμίας: «Πετυχαίνουμε την καταστροφή με υπερθέρμανση καρκινικών κυττάρων μέσω μαγνητικών νανοσωματιδίων που έχουν συνδεθεί με αυτά. Η εφαρμογή είναι απλή, καθώς με εφαρμογή μαγνητικού πεδίου μέσω εναλλασσόμενου ρεύματος για μισή ώρα και θερμοκρασία γύρω στους 40 – 45 oC, τα καρκινικά κύτταρα σκοτώνονται και τα υγιή παραμένουν».

Ο καθηγητής κ Σ. Λογοθετίδης, διευθυντής του μεταπτυχιακού Νανοτεχνολογίας αναφέρει ότι «η νανοτεχνολογία ουσιαστικά μας επιτρέπει σήμερα να ελέγχουμε τις κατασκευές, τις οικοδομές, τις υποδομές. Για παράδειγμα σε ένα κτίριο μπορούμενα δώσουμε στα υλικά από τα οποία αποτελείται τις ιδιότητες που επιθυμούμε. Σε αυτή την απαίτηση της σύγχρονης κοινωνίας απαντά η νανοτεχνολογία: να φτιάξουμε τον κόσμο όπως τον θέλουμε. Στόχος του μεταπτυχιακού είναι να εξασφαλίσει στους σπουδαστές του σταθερά θεμέλια, γνώσεις, μεθόδους και εμπειρία που θα τους καταστήσουν ικανούς για συνεχή εκμάθηση, εξέλιξη και πρόοδο στις περιοχές των νανοεπιστημών. Εξάλλου, αναμένεται τα επόμενα χρόνια η ζήτηση στην αγορά εργασίας για επιστήμονες εκπαιδευμένους στη νανοτεχνολογία να ξεπεράσει το 1.000.000 παγκοσμίως». Για τη σημαντικότητα της νανοτεχνολογίας αρκεί να αναφέρουμε ότι περισσότερα από 1 τρισεκατομμύριο δολάρια αναμένεται να δαπανηθούν για χρηματοδότηση έρευνας παγκοσμίως την πενταετία 2010 – 2015. Η Ελλάδα, βέβαια, τρέχει να προλάβει τις εξελίξεις και να πάρει το μερίδιο που της αναλογεί. Όπως σχολιάζει ο καθηγητής κ. Ι. Μισσιρλής «Όλα τα ερευνητικά προγράμματα είναι χρηματοδοτούμενα από την Ευρωπαϊκή Ένωση και το Υπουργείο Παιδείας έχει προκηρύξει μόνο ένα πρόγραμμα. Το κράτος θα πρέπει να βρει έναν τρόπο ώστε να δώσει κίνητρο στους νέους ερευνητές να παραμείνουν στην Ελλάδα και να μην φύγουν στο εξωτερικό».

Τα ερωτήματα που τίθενται είναι πολλά. Οι απαντήσεις ακόμα λίγες. Δεν ξέρουμε αν όλα όσα οι νέες τεχνολογίες υπόσχονται είναι πραγματοποιήσιμα, σίγουρα όμως οι προοπτικές, το μεράκι και η αστείρευτη θέληση όσων εργάζονται αποτελεί παρακαταθήκη και εγγύηση ότι μπορεί να μας βελτιώσει τη ζωή, κάνοντας αυτά που κάποτε θα φάνταζαν ως επιστημονική φαντασία πραγματικότητα.

Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να επισκεφτείτε το site nn.physics.auth.gr