βιβλία φυσικής και παραδείγματα από βιολογικά συστήματα

ή πως συντάσσονται τα καλά βιβλία φυσικής

Θα αναφερθώ στο γνωστό εγχειρίδιο φυσικής «Οι Έννοιες της Φυσικής», του Paul Hewitt που στην πρώτη του εκδοχή εκδόθηκε το 1971 και συνεχίζει να είναι δημοφιλές με πολλαπλές εκδόσεις μέχρι και σήμερα, με τον συγγραφέα να έχει ξεπεράσει τα 90 χρόνια μιας δημιουργικής ζωής.

Ψάχνοντας πληροφορίες για την περισκοπική όραση των πτηνών έπεσα σε αναφορά για το πώς βλέπουν τα περιστέρια. Αυτή η αναφορά πιστοποιούσε ότι οι πλευρικά τοποθετημένοι οφθαλμοί του παρέχουν τη δυνατότητα να βλέπει σε γωνία 340^ο χωρίς να περιστρέφει το κεφάλι του. Δηλαδή «έχει μάτια και στις πλάτες». Αυτή η βιολογική εξέλιξη δεν ευνοεί το κυνήγι, αλλά την αυτοάμυνα. Δίνει στα πουλιά, ιδιαίτερα στα θηράματα, μια πολύ ευρύτερη άποψη του κόσμου, ιδανική για να εντοπίσουν ένα αρπακτικό – θηρευτή.

Όμως η πλευρική τοποθέτηση των ματιών δημιουργεί πρόβλημα στην αντίληψη του βάθους. Αυτά τα πουλιά δεν έχουν την έντονη αντίληψη του βάθους που έχουν οι άνθρωποι – και πολλά αρπακτικά πουλιά, όπως τα γεράκια και οι κουκουβάγιες – με μάτια που κοιτούν εντελώς μπροστά.

Αυτό το μειονέκτημα στα περιστέρια αντιμετωπίζεται απ’ την ταλάντωση του κεφαλιού τους μπρος – πίσω ώστε οι διαφορετικές επάλληλες εικόνες να δημιουργούν την αίσθηση του βάθους (Why do pigeons bob their heads when they walk?).

Παλαιότερα σ’ αυτή την κίνηση απέδιδαν τα βιβλία φυσικής την παραμονή του κέντρου βάρους του περιστεριού εντός της βάσης στήριξής του.

Αυτή την παλαιά ερμηνεία είχε επιλέξει και ο Hewitt στην πραγμάτευση του κέντρου βάρους, όπως φαίνεται στην ελληνική έκδοση του βιβλίου (1997, ΠΕΚ).

Το συγκεκριμένο όμως παράδειγμα απουσιάζει απ’ την νεώτερη ελληνική έκδοση του ίδιου βιβλίου (2002, ΠΕΚ).

Αυτόματα εγείρεται η υπόθεση ότι η συγκεκριμένη συγγραφική πρόταση λαμβάνει υπόψη την σχετική αξία κάποιων απλών μοντέλων της Μηχανικής που επιχειρούν να ερμηνεύουν κινήσεις ή ισορροπίες σε σύνθετα οργανικά συστήματα, όπως στην περίπτωσή μας τα περιστέρια.

Μετά απ’ αυτή την διαπίστωση ο πειρασμός να ελεγχθεί και ο έτερος περιστερώνας του βιβλίου ήταν προφανής. Αυτός όπου επωαζόταν ο βιομαγνητισμός.

Στην έκδοση του 1997 υπάρχει η ακόλουθη αναφορά, όπου η αίσθηση του προσανατολισμού των περιστεριών αποδίδεται στην ύπαρξη μαγνητικού υλικού στο κεφάλι τους που λειτουργεί ταυτόχρονα ως πυξίδα έγκλισης και απόκλισης.

Το συγκεκριμένο παράδειγμα συμφωνεί με τις σχετικές απόψεις που διατύπωσαν φυσικοί για τον βιομαγνητισμό αυτών των πτηνών (The Physics of Pigeons) ήδη απ’ το 1947.

Η έκδοση του 2002 είναι πιο συγκρατημένη στην πραγμάτευση του συγκεκριμένου παραδείγματος, αφού αναφέρεται στην μεγάλη πιθανότητα να λειτουργεί με τον προηγούμενο μηχανισμό η ικανότητα προσανατολισμού των περιστεριών.

Η σχετικοποίηση του μηχανισμού στην νέα έκδοση ίσως να λαμβάνει υπόψη και άλλους μηχανισμούς για την πλοήγηση των περιστεριών όπως αυτόν που επικαλείται την ανίχνευση υπερήχων χαρακτηριστικών για κάθε περιοχή (“Sound Maps” May Help Pigeons Navigate), ήδη απ’ τη δεκαετία του 1990. Αυτή η υπόθεση στηρίζεται στην τοπογραφία και στις καιρικές συνθήκες που  αποδίδουν στους χώρους μια «ηχητική υπογραφή» ή ταυτότητα, συνήθως στις υπερηχητικές συχνότητες. Οι παρατηρήσεις που ενισχύουν αυτές τις απόψεις αναφέρονται σε περιοχές που αποπροσανατολίζονται οι πορείες των περιστεριών και αποδίδονται σε περιβαλλοντικούς λόγους που συντελούν στην απόσβεση των καθοδηγητικών υπερήχων ενώ χαρακτηρίζονται ως “υπερηχητικές σκιές”.

Αυτή η εντελώς επιλεκτική περιόδευση στη συμβολή των περιστεριών στη διδασκαλία της φυσικής ενισχύει την υπόθεση ότι ένα εγχειρίδιο αποκτά διαχρονικά μεγάλη φήμη διότι οι διδακτικές του προτάσεις υπόκεινται σε τακτικό έλεγχο και επικαιροποίηση, ιδιαίτερα όταν αναφέρονται σε βιολογικούς οργανισμούς. Τα βιολογικά συστήματα που αναμφισβήτητα ενεργοποιούν το ενδιαφέρον των μαθητών, ως πολυπαραγοντικά είναι ανοιχτά σε πολλαπλές προσεγγίσεις και επομένως έκθετα στην εξελισσόμενη έρευνα.

Η συντηρητική διδακτική άποψη θα επέλεγε την αποφυγή τους. Αντιθέτως η έκδοση που σχολιάσαμε επιμένει διαχρονικά σε τέτοια παραδείγματα επιλέγοντας την διόρθωση ή την προσαρμογή τους με βάση νεώτερα ερευνητικά δεδομένα για την συμπεριφορά αυτών των οργανισμών.

Η διδακτική ευκαιρία που προσφέρεται απ’ αυτές τις αναθεωρήσεις μπορεί να προκαλέσει ενδιαφέρουσες συζητήσεις για τη φύση της επιστήμης. Και μάλιστα συζητήσεις σε “χαμηλές πτήσεις”, αφού οι αλλαγές αφορούν αναθεωρήσεις διδακτικών παραδειγμάτων και όχι επιστημονικών θεωριών που απαιτούν εξοικείωση με την ιστορία των επιστημών. Με την προϋπόθεση ότι δεν πραγματευόμαστε την επιστήμη με την αλαζονική αντίληψη της απόλυτης αλήθειας, αλλά ως της βέλτιστης γνώσης για το παρόν. Και πάντως μιας γνώσης που πάντα τελεί υπό αναθεώρηση.

Αφορμή της ανάρτησης υπήρξε το ευφάνταστο σενάριο του Βαγγέλη στην ανάρτηση «η μεγαλοψυχία των γερακιών» και πιο συγκεκριμένα η δεύτερη πρόταση: «Κάποια χρονική στιγμή το περιστέρι, γυρίζοντας το κεφάλι του προς τα πίσω, διαπιστώνει με τρόμο ότι ένα γεράκι πετά προς το μέρος του, στο ίδιο ύψος και με την ίδια πορεία».

Άμεσα μπήκα στο δραματικό κλίμα της αφήγησης και φοβήθηκα ότι αν το περιστέρι γύριζε το κεφάλι του θα επιβραδυνόταν αντί να επιταχυνθεί όπως προέβλεπε η εκφώνηση. Ευτυχώς η βιβλιογραφική αρωγή που ανέφερε την περιφερειακή όραση έβαζε όλα τα πράγματα στη θέση τους. Ανακουφισμένος επανήλθα και απόλαυσα την άσκηση και μετά συνέχισα στα υπόλοιπα.

Να είσαι καλά Βαγγέλη για το ταξιδάκι που με παρακίνησες να κάνω.