elgavrilis's blog

Ο Κέπλερ αρχικά αναζητούσε με πάθος την κρυμμένη αρμονία της φύσης, μέσα στη γλώσσα της Γεωμετρίας και των αριθμών, γιατί ήταν πεπεισμένος πως το σύμπαν είχε δημιουργηθεί από το Θεό σύμφωνα με τις αρχές της Γεωμετρίας. Μετέβαλλε τις απόψεις του κατανοώντας πολύ σύντομα ότι ο κόσμος είναι κάτι πολύ περισσότερο από σύνολο γεωμετρικών κατασκευών. Πρέπει οι κατασκευές αυτές να βασίζονται σε κάποιες αρχές που να ερμηνεύουν τις κινήσεις των πλανητών με βάση τα αίτια που τις προκαλούν. Τόλμησε να αρνηθεί να επιβάλλει στη φύση αρμονίες που βασίζονται μόνο σε  μεταφυσικές δοξασίες και δεν επαληθεύονται από τις παρατηρήσεις.

Δεν γνωρίζει την αρμονία αυτή εκ’ των προτέρων-την αναζητά-και είναι πρόθυμος να αλλάξει τα προσεγγιστικά σχήματά του και να θυσιάσει χρόνια εργασίας αλλά είναι σίγουρος ότι η αρμονία υπάρχει και έχει φυσική ερμηνεία.

Για το λόγο αυτό προσπάθησε να ερμηνεύσει τη δύναμη που συγκρατεί τους πλανήτες στην τροχιά τους Έλεγε:

«Βάλτε μια μεγαλύτερη γη κοντά στη δική μας και η δική μας θα αποκτήσει βάρος σε σχέση με τη μεγαλύτερη, και θα πέσει επάνω της όπως μια πέτρα πέφτει στο έδαφος».

Είναι ο πρώτος που υποστήριξε ότι η έλξη είναι αμοιβαία, και ότι αυτό που εμποδίζει τα ουράνια σώματα να συγκρουστούν, είναι η τροχιά τους.

Η αρχή της αδράνειας όπως διατυπώθηκε αργότερα από τον Νεύτωνα, δεν αποτελούσε τμήμα του εννοιολογικού συστήματος του Κέπλερ. Κατά τη δική του αντίληψη χρειαζόταν κάποια δύναμη να σπρώχνει τους πλανήτες για να συνεχίσουν να κινούνται στον ουρανό. Ο Ήλιος παρείχε αυτή τη δύναμη που εξασθενούσε όσο μεγάλωνε η ακτίνα δράσης της. Η δύναμη αυτή “effluvium magneticum”(μαγνητική απορροή) ξεχυνόταν ακτινικά από τον Ήλιο και περιστρεφόταν μαζί με εκείνον επενεργώντας εφαπτομενικά στους πλανήτες. Η ελλειπτική τροχιά των πλανητών οφειλόταν στις μαγνητικές ιδιότητες του Ήλιου και των πλανητών που είχαν ως αποτέλεσμα σε άλλες θέσεις ο Ήλιος να τους έλκει και σε άλλες να τους απωθεί.

Στην Astronomia Nova, εκτός από τα επιστημονικά συμπεράσματα στα οποία είχε καταλήξει μετά από εργασία πολλών ετών, περιέχει ταυτόχρονα μια συγκλονιστική δική του πνευματική αυτοβιογραφία. Περιγράφει όλες τις αρχικές αποτυχημένες προσπάθειές του, τα λάθη τις απογοητεύσεις και τον τελικό θρίαμβο. Μια σπάνια και ειλικρινής σχέση με τους αναγνώστες του που περιγράφεται η επίπονη πορεία του από τη μεταφυσική πίστη στην τελειότητα των σφαιρών, ως την ανακάλυψη των ελλειπτικών τροχιών.

Ο Κέπλερ άρχισε να μελετά την τροχιά του Άρη με βάση τον κύκλο, το τέλειο σχήμα. Οι λόγοι που διάλεξε την τροχιά του Άρη είναι πολλοί. Η φαινόμενη τροχιά του εν λόγω πλανήτη ήταν αυτή που παρουσίαζε τις μεγαλύτερες δυσκολίες να ερμηνευτεί με ένα σύστημα επικύκλων. Ο ίδιος προσωπικά είχε ασχοληθεί με τη συστηματική μελέτη και παρατήρηση της εν λόγω τροχιάς, ως βοηθός του Brahe και επομένως είχε καλή γνώση του θέματος. Το αρχείο του Brahe είχε πληθώρα παρατηρήσεων της τροχιάς του Άρη.

Από την αρχή της μελέτης όμως, η δική του θεώρηση του προβλήματος, διέφερε απ’ όλες τις προηγούμενες. Στις αναλύσεις των προηγούμενων αστρονόμων υπήρχε η αρχή του «σώζειν τα φαινόμενα»:δηλαδή για κάθε πλανήτη ένας βασικός «φέρων κύκλος» με διάφορούς συνδυασμούς εκκέντρων κύκλων και επικύκλων.

Ο Κέπλερ, αφ’ ενός μεν δεν πίστευε στην ύπαρξη ουρανίων σφαιρών, και αφ’ ετέρου ενδιαφερόταν να κατανοήσει την πραγματική τροχιά και όχι απλώς να περιγράψει τη φαινόμενη. Επιχείρησε λοιπόν , να προσδιορίσει μια απλή κυκλική τροχιά για τον Άρη χωρίς τη χρήση επικύκλων ή εκκέντρων κύκλων. Όταν τελειώνει τον πρώτο προσδιορισμό της τροχιάς μετά από κοπιαστική δουλειά δύο ετών διαπιστώνει σφάλμα 8^΄ απόκλισης από τις καταγεγραμμένες παρατηρήσεις. Κάποιος άλλος θα είχε σταματήσει ικανοποιημένος, αφού και ο Κοπέρνικος είχε αρκεστεί σε σφάλμα 10^΄. Με εμμονή στην ορθότητα των παρατηρήσεων του Brahe  και την πεποίθηση ότι δεν είχε βρει την πραγματική λύση του προβλήματος, και δεν πρέπει να σώσει τα φαινόμενα όπως και οι προηγούμενοι, αρχίζει να διαισθάνεται, ότι πρέπει να εξετάσει συστηματικά, αυτό που κανείς δεν είχε τολμήσει ως τότε να διανοηθεί: Δηλαδή το ενδεχόμενο κίνησης του Άρη με μεταβλητή ταχύτητα σε μια μη κυκλική τροχιά. Είχε διαισθανθεί το νόμο των εμβαδών και τον χρησιμοποιούσε ως υπολογιστικό τέχνασμα για τον προσδιορισμό των θέσεων. Όλα τα παραπάνω είναι μια πειστική απόδειξη για πολλά πράγματα όπως

α) …η τέχνη του χειρισμού της ίδιας ομάδας δεδομένων  τοποθετώντας τα όμως σε ένα καινούργιο σύστημα σχέσεων…δίνοντάς τους ένα διαφορετικό πλαίσιο και συνεπώς διαφορετικό μηχανισμό σκέψης.

 β)…η αλλαγή επέρχεται όχι από νέες παρατηρήσεις αλλά από μεταθέσεις εννοιών στο πνεύμα των επιστημόνων.

Τελικά δηλαδή τρανή απόδειξη της μη γραμμικής πορείας της επιστήμης, και επιβεβαίωση της «χρυσής τομής» ανάμεσα στο «σύγχρονο» δίπολο εμπειρισμού και ρασιοναλισμού.  

Στο πρώτο έργο του (Κοσμογραφικό Μυστήριο) προσπαθεί μέσα απ’ τη μελέτη της δομής του ηλιοκεντρικού συστήματος να ανακαλύψει το μυστικό της «κρυμμένης αρμονίας», που τελικά θα αποκαλύψει και τη θεϊκή σκέψη που το κατασκεύασε. Η επιλογή αυτή του Θεού κατά τον Κέπλερ, οφείλεται στο γεγονός ότι η αρμονία του κόσμου εδράζεται στα κανονικά πολύεδρα.

 Ο Κέπλερ με νεοπλατωνική λογική θεώρησε ότι βρήκε το μυστικό της Θεϊκής κατασκευής. Επειδή υπάρχουν πέντε μόνο κανονικά πολύεδρα (4εδρο,6εδρο,8εδρο,12εδρο και 20εδρο) αν στη σφαίρα που ορίζεται από την επιβατική ακτίνα του Κρόνου εγγραφεί κανονικό 6εδρο (κύβος), η ακτίνα της εγγεγραμμένης στον κύβο σφαίρας θα είναι η ακτίνα του Δία και ούτω καθεξής. Τα πέντε πολύεδρα όριζαν τους χώρούς ανάμεσα στις 6 σφαίρες. Και αφού υπάρχουν μόνο 5 κανονικά πολύεδρα δεν μπορεί παρά να υπάρχουν μόνο έξι πλανήτες.

Στην πρώτη έκδοση του Κοσμογραφικού Μυστήριου απέδιδε την κίνηση των πλανητών σε μια δύναμη που εκπέμπεται από τον ήλιο, την οποία ονόμασε «anima motrix» «κινητήρια ψυχή». Η ονομασία δεν ήταν τυχαία διότι απέπνεε όλες τις ανιμιστικές ιδέες που ο Κέπλερ διατηρούσε ακόμα για το σύμπαν. Ο ίδιος γράφει:

 «Έάν αντικαταστήσουμε τη λέξη «ψυχή» (anima) με τη λέξη δύναμη (vis) θα έχουμε ακριβώς την ίδια αρχή στην οποία βασίζεται η ουράνια φυσική στην Astronomia Nova. Διότι στο παρελθόν πίστευα απόλύτως ότι αιτία της κίνησης των πλανητών είναι κάποια ψυχή, έχοντας επηρεαστεί βαθύτατα από τις διδασκαλίες του J.C. Scaliger περί κινητήριας νοημοσύνης. Όταν όμως αντιλήφθηκα ότι αυτό το κινητήριο αίτιο εξασθενεί καθώς αυξάνει η απόσταση από τον ήλιο, ακριβώς όπως μειώνεται το φως του ήλιου, συμπέρανα ότι αυτή η δύναμη πρέπει να θεωρήσουμε ότι έχει υλική υπόσταση» 

Με τα παραπάνω λόγια περιγράφεται μια απ’ τις μεγάλες διανοητικές περιπέτειες στην ιστορία της επιστήμης. Αργότερα έγραψε:

« Σκοπός μου είναι να δείξω ότι η μηχανή του ουρανού δεν είναι κάτι θεϊκό, ζωντανό, αλλά ένα είδος ωρολογιακού μηχανισμού, όπου όλες σχεδόν οι πολλαπλές κινήσεις οφείλονται σε μια πολύ απλή, μαγνητική και υλική δύναμη, όπως ακριβώς όλες οι κινήσεις του ρολογιού οφείλονται σε ένα απλό βάρος».

Το πέρασμα απ’ την κινητήρια ψυχή στην κινητήρια δύναμη αποτελεί, μαζί με το ξεπέρασμα των μυστικιστικών καταλοίπων, την οριστική ρήξη με την κοσμική τάξη που είχε επιβάλει  η αριστοτελική φυσική.  

 Οι θεωρίες περιγράφουν την πραγματικότητα ως έχει ή είναι εργαλεία που μας βοηθούν να πλοηγηθούμε εντός της πραγματικότητας;

Ο κίνδυνος που πάντα διατρέχουμε να ταυτίσουμε τη θεωρία με την πραγματικότητα, έγινε τέλεια αντιληπτός από τον Δημόκριτο. Ο Αβδηρήτης διανοητής φαντάζεται την διάνοια να φιλονικεί με τις αισθήσεις. Η διάνοια νομίζει ότι έχει κατανοήσει την «υφή» του κόσμου, έχει φτιάξει το πρότυπό της, τη θεωρία της, και έχει τόση εμπιστοσύνη στον εαυτό της, ώστε πιστεύει ότι η θεωρία είναι αυτή η ίδια η πραγματικότητα. Λέει η διάνοια:

«Νόμω πικρόν , νομω γλυκύ, νόμω θερμόν, νόμω χροιή, ετεή δε άτομα και κενόν.»  [Το πικρό το γλυκό, το θερμό, το χρώμα, είναι προϊόντα μιας φυσικής νομοτέλειας. Στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν παρά τα άτομα και το κενό].

Και οι αισθήσεις της απάντούν:

«Ταλαινα φρήν, παρ’ ημεών λαβούσα τας πίστεις ημέας καταβάλλεις; Πτώμα τοι το κατάβλημα». [Δυστυχισμένη διάνοια! Από εμάς πήρες τα τεκμήριά σου και εμάς πας να νικήσεις; Η νίκη σου θα είναι και η ήττα σου!].

Δηλαδή η διάνοια ισχυρίζεται πως όλα τα φαινόμενα διέπονται από μια νομοτέλεια που, σε τελευταία ανάλυση, την επιβάλλει ο νούς (οι κατηγορίες του Kant) ενώ αυτό που υπάρχει στην πραγματικότητα δεν είναι παρά «άτομα και κενόν». Όμως οι αισθήσεις της θυμίζουν ότι είναι αδύνατο να αγνοήσει  την πραγματικότητα του εξωτερικού κόσμου.

Βλέπουμε ότι ήδη από την εποχή του Δημόκριτου, είχε γίνει αντιληπτή η ουσιαστική διαφορά ανάμεσα στον αισθητό και στο νοητό κόσμο: «η διχοτομία του εγώ και του αντικειμένου».

Γι’ αυτό και η επιστημονική γνώση κάθε εποχής, παρά το όποιο κύρος της, πρέπει πάντα να πλαισιώνεται με την καθολικότητα της φιλοσοφικής σκέψης.  

Ο Κοπέρνικος δεν υπήρξε παρατηρητής αστρονόμος και δεν μελέτησε συστηματικά τους ουρανούς. Αντίθετα είχε υπερβολική εμπιστοσύνη στις παρατηρήσεις που είχαν συλλέξει οι παλαιότεροι και ιδιαίτερα ο Πτολεμαίος. Αυτό που επεδίωξε με πάθος ήταν η δημιουργία ενός νέου συστήματος που θα μπορούσε να ενσωματώσει αρμονικά όλες τις παλιές παρατηρήσεις, αλλά θα διατηρούσε το δόγμα των ομαλών κυκλικών κινήσεων αποκλείοντας την ανάγκη χρήσης επικύκλων και «εξισωτή».

 «..Δεν ήταν ικανοποιημένος με το Πτολεμαϊκό σύστημα, για ένα λόγο που θα πρέπει να θεωρήσουμε πολύ συντηρητικό- ισχυριζόταν ότι ήταν κάπως αθέμιτο ότι κατέφευγε σ’ αυτό που θα μπορούσαμε σχεδόν να το ονομάσουμε απάτη….. και φαίνεται ότι η ειδική παρόρμηση του Κοπέρνικου να αλλάξει το σύστημα προερχόταν από τη δυσαρέσκειά  του για ταχυδακτυλουργίες αυτού του είδους». (Butterfield)

 Ο Κοπέρνικος κατάφερε να διακρίνει ότι εφ’ όσον η Γη κινείται γύρω απ’ τον Ήλιο, μια σειρά κύκλοι του Πτολεμαϊκού συστήματος ήταν περιττοί. Ενώ λοιπόν αποδέχτηκε την ύπαρξη του ίδιου ουράνιου μηχανισμού που κληροδότησε η αρχαιότητα, μετέτρεψε τους ρόλους της Γης και του Ήλιου και αντάλλαξε τη θέση ορισμένων κύκλων. Το Πτολεμαϊκό σύστημα στη μακρά ιστορική πορεία του αποκτούσε συνεχώς νέους κύκλους (στα πλαίσια του «σώζειν τα φαινόμενα») και είχε φτάσει στον αριθμό ογδόντα. Ο Κοπέρνικος περιόρισε τον αριθμό των κύκλων σε τριάντα τέσσερις καταφέρνοντας- έστω ατελώς- να περιγράψει τις κινήσεις των πλανητών με ένα γνησιότερο σύστημα ομαλής κυκλικής κίνησης χωρίς τη χρήση τεχνασμάτων.

 «..Ένα μυαλό τόσο γεωμετρικό όσο του Κοπέρνικου μπορούσε να κοιτάξει το πολύπλοκο διάγραμμα των Πτολεμαϊκών ουρανών, και να δει έναν αριθμό κύκλων που περίμεναν να παραμεριστούν, φτάνει να είχε κανείς μια ντάμα για να τους αιχμαλωτίσει-όλοι τους θα καταργούνταν μόλις ερχόταν να σκεφτείς ότι η Γη κινείται.» (Butterfield)

 Ωστόσο δεν κατάφερε να ενσωματώσει όλες τις παρατηρήσεις ούτε να φτάσει τις υπολογιστικές δυνατότητες του Πτολεμαϊκού συστήματος. Ειδικά στη φαινόμενη τροχιά του Άρη το σύστημα ήταν τόσο μακριά από την απάντηση που αργότερα ο Γαλιλαίος επαίνεσε τον Κοπέρνικο « γιατί η δυσκολία αυτή δεν τον έκανε να εγκαταλείψει τη θεωρία του».

Η «ηλιοκεντρική» Κοπερνίκεια προσέγγιση δεν ήταν δυνατόν από μόνη της να ανατρέψει το Πτολεμαϊκό σύστημα. Η νέα εικόνα του σύμπαντος έθετε πλήθος θεολογικών και φιλοσοφικών προβλημάτων, και επί πλέον ήταν ασύμβατη με την Αριστοτελική Φυσική. Στερούσε το προνόμιο του να βρίσκεται ο άνθρωπος στο κέντρο του σύμπαντος ενώ με την υπόθεση της ημερήσιας και ετήσιας περιφοράς της Γης ερχόταν σε αντίθεση με την καθημερινή εμπειρία, γεννώντας αναπάντητα φυσικά προβλήματα

Το Κοπερνίκειο σύστημα  έθετε μια σειρά προβλημάτων στην Αριστοτελική αντίληψη όπως:

Α) Ποια αιτία διατηρεί την τροχιακή κίνηση των πλανητών; Για ποιο λόγο περιφέρονται τυχαία στο σύμπαν εφ’ όσον το σύστημα των ουρανίων σφαιρών δεν υπάρχει; Ποιοι οι νόμοι της κίνησης αυτής; Γιατί η Γη περιφέρεται και περιστρέφεται ταυτόχρονα; Γιατί δεν κομματιάζεται από το στριφογύρισμα;

Β) Το πρόβλημα της γήινης βαρύτητας: Γιατί τα σώματα πέφτούν στη Γη (τείνουν προς το κέντρο της) αφού το κέντρο αυτό, όχι μόνο δεν είναι πια το κέντρο του σύμπαντος, αλλά δεν έχει ούτε σταθερή θέση; Ποια αιτία οδηγεί τα σώματα στην πτώση εφ’ όσον δεν είναι η εσωτερική τους παρόρμηση;

Εν κατακλείδι παρά τον εγγενή συντηρητισμό που του αποδίδει ο Batterfield, το Κοπερνίκειο σύστημα ήταν μια βραδυφλεγής βόμβα στα θεμέλια της Αριστοτελικής Φυσικής.

Στα προκαρυωτικά κύτταρα το mRNA είναι πολυκιστρονικό, και δεν τροποποιείται μετά τη μεταγραφή. Έίναι άμεσα λειτουργικό μετά τη σύνθεσή του, και η μετάφρασή του συχνά ξεκινά πρίν το μεταγράφημα ολοκληρωθεί.

 Στα ευκαρυωτικά κύτταρα το mRNA υφίσταται εκτεταμένη μεταμεταγραφική τροποποίηση. Αυτό οφείλεται κυρίως στην παρουσία πυρήνα, από τον οποίο τα διάφορα mRNA πρέπει να εξέλθουν έχοντας αποκτήσει χαρακτηριστικά που θα τα καθιστούν λειτουργικά στο κυτταρόπλασμα, όπου επιτελείται η μετάφραση. Τα κύριο όμως χαρακτηριστικό είναι η ρυθμιζόμενη σταθερότητα που καθορίζει εν μέρει και τη γονιδιακή ρύθμιση.

 Τα ευκαρυωτικά mRNA προκύπτουν από μεγάλα πρόδρομα μεταγραφήματα ετερογενούς πυρηνικού hnRNA αφού μεσολαβήσει η διαδικασία του ματίσματος (splicing), της προσθήκης καλύματος (cap), και πολυαδενυλικής ουράς.

Η διαδικασία του ματίσματος περιλαμβάνει την αποκοπή των εσονίων και συρραφή των εξονίων, με στόχο να παραμείνει στο μεταγράφημα, το κωδικεύον τμήμα του γονιδίου, το οποίο είναι συγγραμμικό με το πολυπεπτιδικό προϊόν. Η διαδικασία αυτή καταλύεται από ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σύμπλοκα snurps που συγκροτούνται από snRNA+πρωτεϊνες .Ο μηχανισμός του ματίσματος περιλαμβάνει διαδοχικές αντιδράσεις τρανσεστεροποίησης.

 Σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά mRNA που αρχίζουν με pppA ή pppG , στα ευκαρυωτικά mRNA τοποθετείται ένα κάλυμμα  7μεθυλογουανυλικού στο 5^’ άκρο με μία διαδικασία αντιδράσεων που ξεκινά μετά την έναρξη της μεταγραφής ή κατά τη διάρκειά της. Το 7Μέθυλογουανυλικό δεσμεύεται στο 5^’ άκρο του mRNA με 5^’-> 5^’ τριφωσφορικό δεσμό. Έτσι εμφανίζεται και ένα “νοητικό παράδοξο” στα καλυμμένα mRNA, να έχουν δηλ 3^’-ΟΗ και στα δύο άκρα!!!. Τρία είδη καλύμματος διακρίνουμε, που εξαρτώνται απ’ την παρουσία ή όχι μεθυλομάδων στα δύο καθοδικά νουκλεοτίδια της έναρξης.

 (α) Κάλυμα 0 έχουμε όταν δεν υπάρχει επιπρόσθετη μεθυλίωση καθοδικά. (β) Κάλυμα 1 έχουμε όταν το πρώτο σάκχαρο ριβόζης καθοδικά είναι μεθυλιωμένο. (γ) Κάλυμα 2 έχουμε όταν και τα δύο σάκχαρα ριβόζης καθοδικά είναι μεθυλιωμένα. Το Κάλυμμα τοποθετείται για να εξυπηρετήσει δύο λειτουργίες: 1) Kαλυμμένα mRNA μεταφράζονται πιο αποδοτικά διότι αναγνωρίζονται από το ριβόσωμα για το σχηματισμό του συμπλόκου έναρξης. 2) Το Κάλυμμα σταθεροποιεί τα mRNA, προστατεύοντάς τα από ριβονουκλεάσες που δρουν στο 5^’ άκρο (εξωνουκλεάσες).

 Πολυαδενυλίωση: Tα 3^’ άκρα των περισσότερων mRNA φέρουν πολυμερή ουρά από 200-300 κατάλοιπα αδενυλικού συνδεδεμένα με φωσφοδιεστερικό δεσμό. Η Πολυαδενυλίωση είναι διαδικασία ανεξάρτητη (δεν κωδικεύεται) από το εκμαγείο του DNA. To σήμα που ταυτοποιεί το σημείο πολυαδενυλίωσης βρίσκεται εντός του mRNA. O τερματισμός δηλ του μεταγραφήματος βρίσκεται καθοδικά του σημείου της μελλοντικής πολυαδενυλίωσης. Η αλληλουχία ΑΑUAAA που ονομάζεται σήμα πολυαδενυλικής διασπάσεως κατευθύνει την ενδονουκλεολυτική κοπή του mRNA σε ένα σημείο που απέχει 11-30 νουκλεοτίδια καθοδικά. Μετά την κοπή το ένζυμο Πολυαδενυλική Πολυμεράση καταλύει τον πολυμερισμό των αδενυλικών καταλοίπων στο ελεύθερο 3^’ άκρο του mRNA. H διαδικασία αυτή πραγματοποιείται μετά το Κάλυμμα και πριν απ’ το μάτισμα, και είναι αναγκαία προϋπόθεση για να μετατραπούν τα hnRNA σε mRNA. H Πολυαδενυλίωση σταθεροποιεί τα mRNA διότι στο κυτταρόπλασμα η πολυΑ ουρά μειώνεται σταδιακά. Όταν αυτή έχει πλήρως απομακρυνθεί τα mRNA είναι επιδεκτικά στην αποικοδόμηση.