اگر با خواندن نظريه نسبيت اينشتين فکر مي‌کنيد با موضوعي سخت يا پيچيده روبه‌رو شده‌ايد، يا اين‌که نتوانسته‌ايد با آن ارتباط برقرار کنيد، خود را سرزنش نکنيد. درک کامل همه جنبه‌هاي نظريه نسبيت عام براي بيشتر مردم و حتي کساني که با علم در تماس هستند هم چندان ساده نيست. دانشمندان هم‌عصر او هم به‌سختي اين نظريه را پذيرفتند و تلاش‌هاي زيادي کردند تا اعتبار آن را رد کنند، اما تا امسال که وارد صدويکمين سال انتشار اين نظريه مي‌شويم، نظريه نسبيت استحکام خود را حفظ کرده است.

آلبرت اينشتين در مارس 1879 ميلادي در شهر اولم در ورتمبرگ آلمان، واقع در 100 کيلومتري اشتوتگارت به‌ دنيا آمد. آلبرت تحصيلات ابتدايي خود را در يک مدرسه کاتوليک گذراند. پدر او، هرمان انيشتين، مشاغل مختلفي داشت و زماني در صنايع برق فعاليت مي‌کرد. او در سال 1885 توانسته بود بزرگ‌ترين چراغاني يک جشن سنتي آلماني را با استفاده از برق غيرمتناوب تامين کند. او به همين دليل تمايل داشت که فرزندش يک مهندس رشته برق يا رشته‌هاي مرتبط با آن شود، اما بخش‌هاي ديگري از علم توجه آلبرت را جلب مي‌کرد. او در کودکي يک قطب‌نما از پدرش هديه گرفته بود و اين‌که نيرويي در فضاي خالي مي‌تواند عقربه آن را بچرخاند، برايش جالب به نظر مي‌آمد.

تحصيلات ابتدايي او اگرچه با چالش‌هايي همراه بود، اما مانند هر کودک عادي ديگري در زمان خود پيش مي‌رفت. با اين تفاوت که آلبرت در دوران کودکي استعداد تحصيلي خاصي از خود نشان نداده بود. اگر او در آينده يک زندگي عادي داشت، اين شرايط توجه کسي را جلب نمي‌کرد. اما از آن‌جا که اين کودک بعدها تبديل به بزرگ‌ترين فيزيک‌‌دان زمان خود شد، ديگران به ياد مي‌آوردند که او در ميان ديگر هم‌سالانش شاخص نبود.

مهاجرت خانوادگي آن‌ها در درون امپراتوري آلمان هم باعث شده بود که او در محيط‌هاي جديد تحصيلي با لهجه‌هاي متفاوت غريبه باقي بماند. کودکي او در امپراتوري سوم آلمان‌ها گذشت و خانواده‌اش مدتي را در مونيخ گذراندند و بعد به ايتاليا رفتند. تحصيلات متوسطه او در مونيخ نيمه‌تمام ماند. با رسيدن به سن جواني خانواده‌اش او را به سوييس فرستادند و توانست ديپلم خود را بگيرد. اما مشخص بود که در رشته الکترونيک تحصيل نخواهد کرد. او به مطالعه نظريه‌هاي فيزيکي به‌شدت علاقه‌مند شده بود و بالاخره توانست در سال 1902 در يکي از دفتر‌هاي ثبت اختراع سوييس مشغول کار شود.

نکته اول نظريه نسبيت اين است که هيچ چهارچوب مطلق مرجع در فيزيک وجود ندارد و سرعت يا زمان که مباني اصلي اين دانش محسوب مي‌شوند، همه در مقايسه با ديگر متغير‌ها معني پيدا مي‌کنند، اما سرعت نور ثابت است و ربطي به روش اندازه‌گيري آن يا ثابت و متحرک بودن کسي که آن را اندازه مي‌گيرد، ندارد. بخش ديگر نظريه تاکيد مي‌کند که هيچ سرعتي بيشتر از سرعت نور وجود ندارد. نتيجه‌اي که از آن گرفته مي‌شود، اين است که اگر يک سفينه فضايي با سرعت نزديک به نور حرکت کند، براي ناظر زميني فشرده و سنگين مي‌شود و زمان براي ساکنان آن کندتر مي‌گذرد. اگر اين سفينه به سرعت نور برسد، به اندازه بي‌نهايت سنگين مي‌شود (جرم پيدا مي‌کند) و براي حرکت دادن آن بي‌نهايت نيرو لازم است.

شرح نظريه نسبيت نياز به پيش‌فرض‌هاي مفصلي دارد که از ديدگاه علوم کلاسيک غريبه به نظر مي‌آيد. به‌عنوان مثال بر اساس فرضيات مفهوم فضاي اقليدسي، جهان سه بعد مکاني و يک بعد زماني مستقل از آن‌ها دارد. در فضا-زمان سه بعد فضا و يک بعد زمان در هم ادغام مي‌شوند و يک محيط پيوسته چهاربعدي را ايجاد مي‌کنند که با خطوط شبکه‌ مانند نشان داده مي‌شود. وجود يک جرم بزرگ اين خطوط را به صورت منحني‌هايي درمي‌آورد و در نسبيت عام گرانش ديگر همان «جاذبه» آشنا نيست که زمين بر اشيا وارد مي‌کند، بلکه يک عامل هندسي است.

تقريبا هيچ‌کدام از بخش‌هاي نظريه نسبيت يا ديگر نظريه‌هايي که به نام انيشتين معروف است، تماما متعلق به او نيست. بسياري از اين مباحث به اشکال پراکنده از طرف رياضي‌دان‌ها يا فيزيک‌دان‌ها بررسي شده بود، اما به دليل اين‌که به يکديگر پيوستگي نداشت يا توضيح قابل قبولي براي آن ارائه نشده بود، کنار گذاشته مي‌شد. بعضي از فرضيه‌ها هم نه قابل آزمايش و نه از نظر محاسبات و فرمول‌هاي رايج قابل اثبات بودند. اما انيشتين توانست فرضيه‌هاي گوناگون را در يک چهارچوب منظم بررسي و تدوين کند. سر انجام اثبات همه آن‌ها به اندازه‌گيري يک عدد مشخص وابسته شد و زماني که اين عدد در آزمون عملي به دست آمد، نظريه او به اثبات رسيد.

اينشتين اين را مطرح کرده بود که گرانش نور را خميده مي‌کند و وقتي که ما به يک کهکشان دوردست نگاه مي‌کنيم، نور‌ آن در مسير کاملا مستقيم به ما نرسيده است، بلکه تحت‌تاثير ستاره‌هاي بزرگ طول مسير مانند خورشيد اندکي خميده شده است. با اين فرض بايد خورشيد مانند يک آهن‌ربا که ذره‌هاي آهن را حرکت مي‌دهد، نور‌‌هايي را که از کنار خود مي‌گذرند، کج کرده باشد. انجام اين آزمايش با توجه به نور شديد خورشيد تنها در يک مقطع خاص امکان داد؛ در زمان کسوف.

اينشتين نظريه‌هاي نسبيت خاص را در سال 1905 و نسبيت عام را در سال 1915 ارائه کرد. اما آزمودن آن‌ها نياز به يک خورشيدگرفتگي داشت. اين کار در سال 1919 ممکن شد و آرتور ادينگتون ستاره‌شناس انگليسي که به نسبيت علاقه‌مند شده بود، در غرب آفريقا از خورشيدگرفتگي عکس گرفت. يک گروه رصدي ديگر هم در برزيل مستقر شدند. اما از مجموعه تمام اين تلاش‌ها تنها چند عکس به دست آمد که نشان مي‌داد وقتي نور ستاره‌ها از کنار خورشيد عبور کند، اندکي منحرف مي‌شود.

اگر اين انحراف 875 هزارم بود، فرمول‌هاي قديمي تخت بودن فضا - زمان را نشان مي‌داد، ولي اگر به 75/1 مي‌رسيد، نظريه انيشتين درباره انحراف مسير نور و در ادامه آن ساير نظريات او مانند نسبيت هم به اثبات مي‌رسيد. در عکس‌هاي کسوف آفريقا 6/1 و در برزيل 98/1 انحراف ثبت شد. اهميت اين اعداد در حدي بود که به تيتر يک نشريات بزرگ تبديل شد و از آن پس عده زيادي از مردم جهان با انيشتين و نظريه نسبيت آشنا شدند. هرچند که از جزئيات فيزيکي آن سر درنياورند.

اينشتين برترين نظريه‌هايش را در چهار مقاله در سال 1905 مطرح کرد و سال‌هاي بعد به اصلاح آن‌ها و تنظيم فرمول‌هاي دقيق براي آن‌ها گذشت. او تنها 15 ماه اول زندگي را در اولم آلمان گذرانده بود و 17 سال بعد زماني که در سوييس بود، تابعيت آلماني خود را لغو کرد و بعد از مدتي که بدون تابعيت بود، شهروند سوييس شد. براي مدتي هم تبعه اتريش بود و در سال 1914 دوباره تابعيت آلمان را به دست آورد، اما گسترش نازيسم باعث شد که آن را در 1933 از دست بدهد. او هم‌چنان سوييسي بود و از 1940 تا پايان عمر تابعيت آمريکا را هم به آن اضافه کرد. بيشتر اين تغيير‌ها ناشي از تلاش دانشگاه‌ها براي جذب او به‌عنوان استاد بود. زندگي شخصي او هم تحت‌تاثير موفقيت‌هاي علمي‌اش قرار داشت.

زماني که او از همسر اولش جدا شد، ميلوا ماريچ شرط کرد که اگر او جايزه نوبل را به دست آورد، بخش مادي آن را به او بپردازد و اين مبلغ در سال 1922 پرداخت شد. جايزه نوبل انيشتين بر خلاف تصور رايج درباره نسبيت يا فرمول معروف E=mc2 نبود، بلکه به مقاله‌اي درباره اثر فتوالکترويک و کوانتوم داده شد. ديگر تصور عمومي نادرست درباره انيشتين نقش او در ساخت بمب اتم است. در جنگ جهاني دوم قدرت‌هاي بزرگ به دنبال ساخت بمب اتمي بودند. ورنر هايزنبرگ پروژه اتمي آلمان نازي را اداره مي‌کرد که ناموفق بود و افن‌ هايمر پروژه اتمي آمريکا را انجام داد که به ساخت بمب اتمي و دو انفجار بزرگ در ژاپن منجر شد. انيشتين در جريان ساخت هيچ‌کدام از اين پروژه‌ها يا ديگر فعاليت‌هاي عملي براي ساخت سلاح اتمي قرار نداشت. تمرکز او بر فعاليت‌ها علمي کاملا دانشگاهي بود و تا آخر عمر هم استاد فيزيک دانشگاه پرينگستون ماند. حدود پنج سال قبل در جريان آزمايش‌هاي نوترينو در اروپا گزارش شد که سرعتي بيشتر از سرعت نور ثبت شده است، اما به‌زودي مشخص شد که اشتباهي در ثبت داده‌ها اتفاق افتاده و نظريه انيشتين هم‌چنان پابرجاست.

اينشتين به‌عنوان يک دانشمند رفتار و شخصيتي کاملا اجتماعي داشت. در مراسم گوناگون شرکت مي‌کرد و در مقام يک استاد فيزيک موفق بود. نام و چهره او با سبيل و موهاي آشفته سفيد به‌سرعت تبديل به نماد هوش و نبوغ شد و امروزه هم انيشتين نمادي از «دانش نوين» شمرده مي‌شود.

منبع: بنیاد ملی نخبگان

بازنشر: سایت علمی نخبگان جوان