Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

η φετινή έκπληξη ήλθε από «τον ήλιο »

Ο κολυμβητής βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας και παρατηρεί τον ήλιο .

Τον βλέπει πιο ψηλά, πιο χαμηλά ή στο ίδιο ύψος ;

Βαθμολογικό κέντρο, Ιούνιος του 2007 και οι φυσικοί συμφωνούν ότι η φετινή έκπληξη ήλθε από «τον ήλιο » .

Οι απαντήσεις και οι ερμηνείες των μαθητών στο ερώτημα «που βλέπει ο κολυμβητής τον ήλιο;» έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον δεδομένου ότι ένα πολύ μεγάλο μέρος των εξεταζομένων ερμηνεύει το ζήτημα με ΑΚΤΙΝΕΣ που φεύγουν από το μάτι του παρατηρητή και σημαδεύουν τον ήλιο. Στην περιοχή των μαθητικών αναπαραστάσεων διατηρείται ολοζώντανη ή έννοια « ΜΑΤΙΑ ΤΟΥ ΚΟΛΥΜΒΗΤΗ ΠΟΥ ΠΕΦΤΕΙ ΣΤΟΝ ΗΛΙΟ».

η προσέγγιση αρκετών μαθητών η Γεωμετρική Οπτική

Το υψηλά ποσοστά των σχετικών απαντήσεων ήταν απρόβλεπτα.

Και η μία άκρη του νήματος βρίσκεται σε εμάς τους διδάσκοντες.

Ίσως δικαιολογημένα, - κατά τη γνώμη μου αδικαιολόγητα- δεν είχαμε φροντίσει να εστιάσουμε διδακτικά στο ζήτημα « πώς βλέπουμε», από τη σκοπιά της Γεωμετρικής οπτικής.

Με δεδομένη και την υποβάθμιση της διδασκαλίας της Φυσικής Γενικής Παιδείας, ελάχιστοι από τους χιλιάδες υποψήφιους είχαν διδαχθεί «το πώς δημιουργείται ένα είδωλο από διάθλαση, με βάση το μοντέλο της φωτεινής ακτίνας».

Η άλλη άκρη του νήματος βρίσκεται και στις εσωτερικές εικόνες των ανθρώπων για το ζήτημα της όρασης, βρίσκεται δηλαδή στο ερώτημα :

«Ποιες σήμερα είναι οι ιδέες των ενηλίκων για το πώς λειτουργεί η ΟΡΑΣΗ » ; Τα υψηλά ποσοστά των απαντήσεων με την ακτίνα που εκπέμπει το μάτι του παρατηρητή δεν είναι παραλογισμός. Η ανθρώπινη Σκέψη έκανε τεράστια διαδρομή μέχρι να φθάσει στις σημερινές απόψεις. Και στο μεγαλύτερο μέρος της διαδρομής αυτής «διέκρινε» αυτό το «κάτι» που εκπέμπεται από μάτι μας καθώς κοιτάμε.

1. Από τον Εμπεδοκλή μέχρι τους Άραβες

«Κάτι» ΕΚΠΕΜΠΕΤΑΙ από το μάτι μας, και χωρίς αυτό δεν μπορεί να υπάρξει όραση, είχε πει κάποτε ο Εμπεδοκλής και η ιδέα κυριάρχησε μολονότι ο Εμπεδοκλής μίλησε και για « κάτι άλλο » το οποίο εκπέμπεται από το φωτεινό αντικείμενο, θεωρώντας ότι, κατά τη συνάντησή τους, δημιουργείται «φιλότητα» από την οποία προκύπτει η όραση.

Η ιδέα ότι, καθώς κοιτάζουμε, το μάτι μας «κάτι» εκπέμπει ή όπως συνηθίζουμε να λέμε ΡΙΧΝΟΥΜΕ ΜΙΑ ΜΑΤΙΑ, - φράση που εγκαταστάθηκε και στο εσωτερικό της γλώσσας μας - , στους αιώνες που ακολούθησαν τον Εμπεδοκλή , υπήρξε κυρίαρχη.

Ο Πλάτων, οι στωικοί, ο Ευκλείδης, ο Ήρων - και όχι μόνο αυτοί - την υιοθέτησαν με διάφορες παραλλαγές.

Ο Πλάτων, στον Τίμαιο γράφει για ένα είδος φωτιάς που ΕΞΕΡΧΕΤΑΙ από

το μάτι. Είναι μια φωτιά που δεν μπορεί να κάψει αλλά δημιουργεί την όραση.

Από τους στωικούς ο Ζήνων ο Κιτιεύς πρότεινε θεωρία για ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ που ΕΚΠΕΜΠΟΝΤΑΙ από τον ανθρώπινο οφθαλμό και βρίσκονται στα πλαίσια ενός κώνου όρασης με κορυφή την κόρη του ματιού.

Στην απέναντι όχθη, ο Λεύκιππος θα μιλήσει για ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΠΟΥ ΕΡΧΟΝΤΑΙ ΣΤΟ ΜΑΤΙ, ενώ ο σημαντικότερος ίσως από τους «διαφωνούντες» είναι ο Αριστοτέλης.

Οι δύο ιδέες, η μία για ΑΚΤΙΝΕΣ ΜΑΤΙΟΥ ( ακτίνες όρασης) και η άλλη για ΑΚΤΙΝΕΣ ΦΩΤΟΣ συνυπήρξαν αλλά η πρώτη ήταν αυτή που επεκράτησε στους ελληνιστικούς χρόνους

Ο Ευκλείδης, στα Οπτικά επιμένει στο ότι το μάτι μας ΕΚΠΕΜΠΕΙ και εκπέμπει ΑΚΤΙΝΕΣ ΟΡΑΣΗΣ οι οποίες διαδίδονται ευθύγραμμα.

Με βάση τις ακτίνες όρασης οδηγείται στον νόμο της ανάκλασης.

Δύο περίπου αιώνες αργότερα ο Ήρων ο Αλεξανδρινός μάς λέει ότι « βλέπουμε με τις ΑΚΤΙΝΕΣ που ΦΕΥΓΟΥΝ από τα μάτια μας» και διατυπώνει λογικά επιχειρήματα για να αποδείξει ότι οι ακτίνες αυτές ταξιδεύουν με άπειρη ταχύτητα

2. Οι Άραβες και κυρίως ο Αλχάζεν από τη Βασόρα .

Οι Ευρωπαίοι μας έμαθαν να τον λέμε «Αλχάζεν» Το αραβικό του όνομα είναι Ιμπν Αλ Χαϊθάμ, γεννήθηκε στη Βασόρα τον 10^ο αιώνα και πολλούς αιώνες αργότερα ανακαλύφθηκε από τους Ευρωπαίους ερευνητές της Οπτικής – όπως ο Κέπλερ - και μελετήθηκε ιδιαίτερα. Οι Άραβες ενδιαφέρθηκαν ιδιαίτερα για το φως, αλλά εκείνος που άσκησε την εντονότερη ΚΡΙΤΙΚΗ στη θεωρία της ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΚΤΙΝΩΝ ΑΠΟ ΤΟ ΜΑΤΙ, ήταν ο Αλχάζεν.

Ήταν ουσιαστικά εκείνος που ενθάρρυνε τους Ευρωπαίους – πολλούς αιώνες αργότερα να την απορρίψουν. Αλλά αυτό δεν συνέβη παρά πολλούς αιώνες αργότερα. Ένα ακόμα στοιχείο από το έργο του Αλχάζεν κάνει εντύπωση. Υιοθετεί την ιδέα ότι οι ακτίνες φωτός δεν διαδίδονται με άπειρη ταχύτητα αλλά με ταχύτητα που θα μπορούσε ίσως κάποτε να μετρηθεί.

Η ιδέα του αποκτά ιδιαίτερη αξία αν αναλογιστούμε ότι ο Αριστοτέλης, ο Κέπλερ αλλά και ο Καρτέσιος πίστευαν ότι η ταχύτητα του φωτός είναι άπειρη

3. Οι Ευρωπαίοι του 17^ου αιώνα

Η ιδέα για ένα «ΚΑΤΙ» που εκπέμπεται από την ανθρώπινη ματιά διατηρήθηκε σε όλη τη διάρκεια του ευρωπαϊκού μεσαίωνα, πήρε μέρος και στη διαμόρφωση θεωριών για τη βασκανία – το μάτιασμα – και στις μέρες μας εξακολουθεί να διατηρεί το κύρος της σε ορισμένους ανθρώπους.

Το γεγονός είναι ότι οι Ευρωπαίοι της Αναγέννησης δεν απέρριψαν εξαρχής την ιδέα για «εκπομπές από το μάτι». Είναι χαρακτηριστικό ότι το 1637 ο Descartes - ο Καρτέσιος - αφού έχει ήδη καταλήξει στον νόμο της διάθλασης, αυτόν που μερικά χρόνια είχε διατυπώσει χωρίς όμως να τον δημοσιεύσει ο Ολλανδός Snell, στο το ζήτημα της όρασης εξακολουθεί να διατηρεί ιδέες συγκεχυμένες. Γράφει, λόγου χάρη, ότι το φως είναι μια γρήγορη κίνηση που περνά προς τα μάτια μας με την παρέμβαση του αέρα, με τον ίδιο τρόπο που μια κίνηση που προκαλείται από την αντίσταση των σωμάτων περνά προς το χέρι του τυφλού με τη βοήθεια του μπαστουνιού.

Η εδραίωση της ιδέας ότι το φως είναι οντότητα που ταξιδεύει με πεπερασμένη ταχύτητα και - περίπου την ίδια περίπου εποχή - η επικράτηση της έννοιας ΑΚΤΙΝΑ ΦΩΤΟΣ που εκπέμπεται από το φωτεινό αντικείμενο και η απόρριψη της ΑΚΤΙΝΑΣ ΜΑΤΙΟΥ, ολοκληρώνεται με τους ερευνητές της νεογέννητης Φυσικής του 17^ου αιώνα και κυρίως με το έργο του Δανού Olaus Roemer το 1676, o οποίος το 1676 μέτρησε την ταχύτητα του φωτός, του Ολλανδού Huygens ο οποίος το 1678 έδωσε μια ολοκληρωμένη θεωρία για τη φύση του φωτός – Πραγματεία για το φως, στα γαλλικά, Traitè de la Lumière - και του Νεύτωνα στο Optics το 1703 .

Στις μέρες μας η Φυσική, υποστηρίζει ότι η όραση δημιουργείται από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία η οποία εκπέμπεται από τα σώματα και – αφού ταξιδέψει με πεπερασμένη ταχύτητα - προσπίπτει στο ανθρώπινο μάτι.

Και η Γεωμετρική Οπτική μας διδάσκει ότι - με βάση το μοντέλο της φωτεινής ακτίνας - ,

η όρασή μας λειτουργεί εφόσον μία ΑΠΟΚΛΙΝΟΥΣΑ ΔΕΣΜΗ ΦΩΤΕΙΝΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ προσπίπτει στο μάτι μας.

Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι τα εκατομμύρια τόσο των μαθητών όσο και των ενηλίκων – μαθητών του κάποτε - έχουν υιοθετήσει τις θεωρήσεις της Φυσικής. Στο προσωπικό μέσα Σύμπαν του κάθε μεμονωμένου ατόμου, στη σκοτεινή εκείνη περιοχή των ιδιωτικών αναπαραστάσεων, η ΙΔΕΑ που εμπεριέχεται στην κυριολεξία της φράσης «ΠΑΩ ΝΑ ΡΙΞΩ ΜΙΑ ΜΑΤΙΑ» ίσως να διατηρείται ζωντανή, με το χαρακτήρα ενός mental model μιας «δυναμικής» δηλαδή αναπαράστασης την οποία θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει για να ερμηνεύσει κάποιο φαινόμενο

Bernard Maitte : La lumiere , Edutions du Seuil, PARIS

Παύλος Μίχας : Η Διδακτική της Οπτικής μέσα από μία διαχρονική ματιά Εκδόσεις Τυπωθήτω, 2005

Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας : Το μήλο και το κουάρκ , Εκδόσεις Σαββάλα, 2004