نگاهى به زندگى و دستاوردهاى انیشتین

همان گونه که براى اکثریت پیش آمده، من نیز وقتى نخستین بار نام آلبرت اینشتین را در دوره کودکى خود شنیدم، آن را با توصیفى از هیبت و عظمت شخصیت وى به ذهن سپردم، شکوه آن شخصیت در آن وهله صاحب نامى را نشان مى داد که مطلقاً انسانى بى نظیر بود. همین امر علاقه مندى فراوانى را براى شناخت وى و افکار و سرگذشت زندگى اش برمى انگیخت. ابتدایى ترین توصیفات زندگى و اندیشه هاى اینشتین شکافتن اتم، ساختن بمب، ابداع نظریه نسبیت (که راجع به سرعت نور و بعد چهارم صحبت مى کند)، فرار از آلمان نازى و گریختن به ایالات متحده آمریکا و… بودند که با ذهنى کودکانه و عوامانه تناسب داشتند. ولى تنها مطالعه و پیگیرى آثار مشاهیر و نزدیکان اینشتین واقعیت هاى زندگى او را نسبتاً دقیق و منصفانه خاطرنشان مى سازد.
گذشته از بازگویى واقعیات و تحلیل نظرات، شخصیت شناسى اینشتین همواره موضوعى جالب و قابل توجه بوده و در این راستا مقالات و کتاب هاى فراوانى عرضه شده است. در این نوشته ها اغلب علل دستیابى اینشتین به شهرت جهانى و مقام پادشاهى او در قلمرو فیزیک بررسى شده است. مطالعه علل و عوامل موفقیت نوابغ به نوبه خود وسیع، ارزشمند و جذاب است و درخصوص هر شخصیت دست کم نیاز به تالیف یک کتاب دارد. از این رو در این مقال مجمل سعى شده تنها به اختصار به برخى از قابلیت ها پیرامون شخصیت اینشتین اشاره شود. اما بهانه این گفتار، پنجاهمین سالروز درگذشت اینشتین، ۱۸ آوریل ۲۰۰۵ و نیز یکصدمین سال تولد نظریه نسبیت، نظریه اى که پایه نگرش جدید به جهان است، مى باشد. سال ۲۰۰۵ یکصدمین سال ورود پرشکوه آلبرت اینشتین به جمع غول هاى اندیشه جهان و پنجاهمین سال وداع وى با معضل زمان است. به همین جهت امسال را به پاس تلاش هاى اینشتین براى بنیانگذارى فیزیک مدرن، آنچنان که از سال ها پیش انتظار بزرگداشتى مشابه آن را داشتم، سال جهانى فیزیک نام نهاده اند. چنین انتخاب آگاهانه اى پس از سال ،۲۰۰۰ به عنوان سال جهانى ریاضیات، نقش دانش پایه فیزیک را بعد از ریاضیات در تحول تمدن بشرى تبیین مى کند. این اقدامات ممکن است در سطح جهانى علاوه بر تسریع تحقیقات علمى موجب هماهنگى اقشار عمومى با پیشرفت هاى علمى شود و برخلاف گذشته مردم را در هنگامه تکامل فیزیک نظرى با دانشمندان همگام و همراه سازد. (البته نباید زیاد خوشبین بود.)
• انقلاب اینشتینى
آلبرت اینشتین به عنوان برجسته ترین فیزیکدان (فیزیک به عنوان بنیاد همه علوم طبیعى و علوم طبیعت نیز به عنوان عالى ترین دستاورد تئوریک یک تمدن بشرى) شهرت یافته است. به علاوه، تکنولوژى که مهمترین و بارز ترین محصول تمدن محسوب مى شود داراى چند بخش کلى است که فعالیت هاى اینشتین در بیشتر آنها نقش اساسى داشته است و از آن جمله مى توان تکنولوژى ارتباطات، نانو، لیزر و هسته اى را نام برد. گرچه علوم و فنون سابقه بس طولانى دارند و به قرن ها پیش از قرن بیستم باز مى گردند، لکن پیشرفت آن در قرن بیست و یکم چنان سریع خواهد بود که در سال هاى آینده به ناچار بخش اعظم و قریب به اکمل آن را در انحصار قرن بیست و یکم خواهیم دانست. در آن زمان تاثیر تلاش هاى علمى اینشتین بر ما به مراتب روشن تر خواهد شد.
در پى معادلاتى که حدود یک قرن پیش توسط اینشتین کشف شدند، چنان انقلابى در اولین سال هاى قرن بیستم به راه افتاد که مسیر جدیدى را براى حرکت دانش فیزیک نظرى در همه شاخه هاى آن معین کرد و حتى مى توان گفت اینشتین با ارائه تعاریف و مبانى جدیدش کل علم فیزیک را به گونه اى دقیق تر تعریف و تعبیر کرد. عناوین کشفیات و مسائل مهم فیزیک که اینشتین آنها را عمیقاً تحلیل و بررسى کرد عبارتند از:
– ابداع نظریه نسبیت خاص: اعتبار بخشیدن به مفهوم فضا _ زمان چهار بعدى، کشف نسبیت زمان، تصحیح صورى معادلات ماکسول و تبدیلات لورنتز در چارچوب نسبیت، وحدت بخشیدن به مکانیک کلاسیک و الکترودینامیک، نقض وجود اتر، کشف رابطه جرم و حرکت و کشف هم ارزى جرم و انرژى.
۱۰۲۸۹۷.jpg
– ابداع نظریه نسبیت عام: کشف هم ارزى شتاب و گرانش، کشف انحناى فضا – زمان، ارائه تعریف صحیح میدان گرانشى، هندسى کردن گرانش و وحدت بخشیدن به فیزیک و هندسه نوین [ریمانى]، کشف انتقال سرخ گرانشى، پیشگویى دقیق حرکات سیاره اى، کشف امواج گرانشى و پایه گذارى مطالعات نظرى کیهانى که ابزار آن معادلات نسبیت عام است. (اکتشافاتى چون انبساط جهان و بیگ بانگ، تشریح ساختمان عالم، مطالعه مبدا و سرانجام جهان، فرض وجود سیاهچاله، کرمچاله و دیگر اکتشافات از نتایج طبیعى تئورى نسبیت عام هستند که تنها با یک واسطه با اینشتین ارتباط برقرار مى کنند.)
– تبیین پدیده فوتو الکتریک، اثبات وجود فوتون ها و اعتبار بخشیدن به فرضیه کوانتومى ماکس پلانک.
– توضیح حرکات براونى، اولین فرمول بندى آمارى ترمودینامیک و اولین سنجش دقیق ابعاد ذره اى و در نتیجه، اثبات ریاضى وجود مولکول ها و اتم ها.
همچنین اینشتین سال ها بعد از تبیین اثر فوتو الکتریک، در ادامه آن اصول لیزر را کشف کرد و در حوزه آمارگیرى ذرات، متعاقب آمارگیرى کلاسیک و نیز در پى تحقیقات جاگادیس چاندرابوس، مطالعاتى را در مبحث آمارگیرى کوانتومى انجام داد که هر دو زمینه فوق پایه رشد تکنولوژى در قرن بیستم شدند.
اینشتین تحقیقات علمى جزیى تر بسیارى را به انجام رسانید که در اینجا از بیان آن صرف نظر مى شود (البته اگر برخى از آنها واقعیت داشته باشند)، ولى مهمترین و خسته کننده ترین زحمت علمى او، تلاشى نافرجام جهت بنیان نظریه میدان واحد یا نظریه همه چیز بود. این که وى در آن نظریه موفقیتى کسب نکرد، قطعاً به دلیل کهولت و مرگ وى در دوره قبل از شناسایى میادین جدید فیزیکى بود. اما او زمانى که فیزیک به دگرگونى اساسى احتیاج داشت، زنده بود و اتفاقاً در اوج خلاقیت جوانى به سر مى برد. این تقدیر و یا خاصیت ذاتى علم است که مفاهیمى که مقدمه مفاهیم دیگر مى شوند باید کاملاً جا بیفتند و بنابراین از زمان پیدایش تئورى کوانتوم تا نظریه ابرریسمان چندین دهه فاصله وجود داشت. اینشتین نمى توانست در هر دو برهه زمان، جوان و خلاق بماند، اما من احساس مى کنم اگر او نیم قرن کوچک تر بود (به شرط آن که تئورى نسبیت را فرد دیگرى عنوان مى کرد)، احتمالاً تنها سردمدار نظریات فوق مدرن، مثل نظریه ابرریسمان و تئورى M مى شد. در آن صورت وى نه تنها در موسم زندگى و سده وابسته به خویش به مقام پادشاهى علم فیزیک مى رسید، بلکه این سمت را تا ابدیت حفظ مى کرد.
•امتیازات اینشتین
تعیین دقیق سهم هر کدام از دانشمندان در پیشبرد علوم کارى غیرممکن است. زیرا در این گونه مسائل با معادلات پیچیده انسانى که در حوزه روابط بین دانشمندان و اذهان آنها برقرار است، سروکارداریم. دقیقاً مانند تحلیل رفتار یک انسان برمبناى قواعد مکانیکى درونى. از آنجا که سیستم کانون هاى علمى با محیط هایى چون اجتماع، فرهنگ و سیاست ارتباطى تنگاتنگ دارد (مانند معادلات حاکم بر رفتار یک انسان در محیط)، پیچیدگى ساختار جامعه علمى که اتم هاى آن ایده هاى محض و بافت ها و اندام هاى آن فرضیه ها و تئورى ها هستند، بسیار افزایش مى یابد. گذشته از این، در نظر گرفتن بعد زمان، یعنى ملاحظه علم در تاریخ بر طبق روابط على _ معلولى، نیز مرور این روابط را بسیار بغرنج مى سازد. هر کدام از فاکتورهاى گفته شده جهانى از کمپلکس روابط است که در اندرون هم واقع شده اند. پس تصمیم گیرى در مورد تعیین نقش و ارزش گذارى کمى بر موفقیت هاى دانشمندى خاص، کاملاً سطحى و تسامحى است. با این همه عواملى که یک دانشمند را به شهرت فراوان رسانده و برجسته مى کنند، از تعامل درونى همین کمپلکس نشأت گرفته و از میان روابط آن قد برافراشته اند. ولى به دلیل پیچیدگى گفته شده به هیچ وجه قابل پیشگویى نیستند و از فردى به فرد دیگر متغیرند (هرچند ممکن است وجوه اشتراک فراوانى بین عوامل مربوط به یک فرد نسبت به دیگرى وجود داشته باشد، ولى کوچکترین تفاوت ها هم نتایجى بسیار متفاوت به بار مى دهند.) براى شناخت این عوامل تنها مرور زندگى و قضاوت در امور گذشته فردى یا دانشمندى مى تواند عمل کند. این عوامل براى فردى در موقعیت اینشتین عبارتند از:
الف- خلاقیت ذهن
«اینشتین یک بار در پاسخ به سئوالى مبنى بر شکل گیرى اصول نسبیت در ذهن وى گفته بود: مى پرسید چه شد که در این میان تدوین کننده نظریه نسبیت تنها من شدم؟ فکر نمى کنم هیچ نوجوان عادى باشد که به اندیشه درباره زمان و مکان نپردازد. همه از همان سال هاى کودکى درباره این دو چیز اندیشه مى کنند، من البته عقب ماندگى ذهنى داشتم و تنها هنگامى که دیگر بزرگ شده بودم به اندیشه درباره زمان و فضا پرداختم. بنابراین طبیعى است که من در این سن در قیاس با کودکى با توانایى هاى عادى، بیشتر در عمق مسئله فرورفته باشم.»۱
این گفته در وهله نخست یک شوخى ساده به نظر مى رسد. اما بسیار روایت شده است که هدیه قطب نماى پدرش، او را مجذوب پدیده مغناطیس کرده است؛ چنانچه اینشتین در ایام کند ذهنى توجه خویش را معطوف به نیروى مغناطیس کرده و آن گاه در سال هاى رشد ذهنى متوجه فضا و زمان گردیده. روند ذهنى وى در فهم محیط فیزیکى پیرامون در دوره کودکى تقریباً منطبق با روند درک اصول نسبیت بعد از توجیه الکترومغناطیس در دهه سوم زندگى او است. همچنین او در شانزده سالگى اولین مقاله اش را در رابطه با الکترومغناطیس نوشته و در همین سن و سال درباره سرعت نور از خود سئوال مى کند. ژرف اندیشى اینشتین در ارائه راه حل معادلات ماکسول، به گونه اى بازسازى افکار ابتدایى او در ایام کودکى و نوجوانى است. عجیب است که او قبل از تحصیل در رشته فیزیک و آگاهى از چالش هاى فکرى زمانه به آنچه که سال ها بعد سبب موفقیت وى مى شود، تعلق خاطر داشته است.
او در شهر «اولم»، شهرى که مردمش در ریاضیات تبحر دارند، متولد شده و در دوره نوجوانى در مونیخ تحت آموزش هاى شیرین ریاضیات و علوم که از سوى نزدیکانش اجرا مى شدند، درآمده بود. مسلماً علاقه مندى دائمى وى به علوم طبیعت باید تحت همین شرایط به بار آمده باشد. قابلیت ذهنى اینشتین، آن گونه که از طریق مطالعات پزشکى روى مغزش روشن شده، قدرت استدلال منطقى و درک نیرومند ابعاد فضایى بود. از بین آن همه تلاش، تنها چنین مغزى مى توانست معماهاى پیچیده فیزیک را که احتیاج فورى به پاسخ داشتند، حل نماید. اگر اینشتین کمى درنگ کرده بود، نظریه نسبیت خاص احتمالاً در همان زمان و به همان شکل توسط دانشمندى دیگر مطرح مى شد. زیرا او خودش گفته بود: «چنین مى پندارم که نظریه نسبیت خاص اگر در جایى دیگر عنوان نشده بود، بى گمان به وسیله «پل لانژون» مطرح مى شد، زیرا او جنبه هاى اساسى این نظریه را به وضوح دریافته بود.»۲ با وجود این از بین تمام مغزهاى بزرگ و کهنه کار فیزیک، تنها مغزى موفق به حل مسئله شد که سازوکار بهترى داشت.
ب- سیر طبیعى علم
تحویل سده نوزدهم به بیستم، میدان یکى از شدیدترین پیچش ها در مسیر تاریخى علم، صنعت، هنر، فرهنگ و سیاست بود. اینشتین در این زمانه حساس به عنوان یک انقلابى ظاهر شد و به علت تناسب ایده هایش با اهداف و شرایط زمان به کامیابى رسید. هم اندیشه هاى او تاثیر عمیقى برحوزه هاى متنوع فکرى برجاى نهاد و هم او به دلیل ایجاد تحول در موعدى حساس و تاثیرپذیر به اعتبار فراوان رسید. در این زمینه سه فاکتور اساسى که موجب اقتدار علمى اینشتین شدند عبارتند از: تناسب زمان با نظریات، عمق تحولات و کثرت ایده هاى خلاق وى.
شاید برترى اینشتین بیشتر به علت ابداع نظریه نسبیت عام باشد. به رغم نسبیت خاص، اگر نظریه نسبیت عام به جهان معرفى نمى شد، احتمالاً تا سال هاى متمادى نامکشوف مى ماند، در حالى که علم در سیر طبیعى خود به آن نیاز فراوانى داشت. بدون این شاهکار اینشتین، اطلاعات اندکى در مورد کیهان وجود داشت و محدود به یافته هاى فناورى در انجام رصدهاى نجومى مى شد.
ج- اوضاع اجتماعى و سیاسى
آلمان در نیمه نخست قرن بیستم مرکز تحقیقات فیزیک جهان بود. حضور دانشمندانى چون پلانک، هایزنبرگ و دیگران سبب اعتبار و رونق فراوان دانشگاه هاى آنجا شده بود. در بین فیزیکدانان برجسته آلمان اینشتین اوج زندگى علمى خود را در موطنش، حد فاصل جنگ جهانى اول تا زمان به قدرت رسیدن نازیسم گذرانید. از طرفى دیگر براى دانشمندى که نبوغش حیرت همگان را برانگیخته است، رویدادهاى حاد اجتماعى و سیاسى مى تواند بسیار جنجالى و پرهیاهو باشد. اینشتین در نزدیکى خود شاهد رویدادهاى مهمى بود که به هر نحو به آنها گرفتار مى شد. مصیبت هاى جنگ جهانى، خطر نازیسم و تهدید شدن به قتل، مهاجرت به آمریکا، مراوده با سیاستمداران و صاحبان طراز اول فلسفه، فرهنگ و هنر، مقابله با میلیتاریسم و گسترش سلاح هاى اتمى و از همه مهم تر درخواست از پرزیدنت روزولت، جهت راه اندازى تحقیقات اتمى در آمریکا و مسائل دیگرى از این دست، دغدغه هاى سیاسى و اجتماعى اینشتین در زندگى پر آشوب وى بودند که هر کدام سال ها با او همراه شدند. در واقع گره خوردن فعالیت هاى سیاسى اینشتین با شخصیت علمى وى سبب توجه وافر عامه مردم و شهرت بیش از حد او شد.
•••
به طور طبیعى همه نیروهایى که سبب گزینش یک فرد شایسته مى شوند، تنها به یک اصل برمى گردد و آن چیزى نیست جز قانون انتخابات طبیعى، مولود ذهن نابغه اى که او نیز در زمره بزرگترین انقلابیون تاریخ علم قرار دارد: چارلز روبرت داروین. براساس این اصل، قد علم کردن اینشتین معلول سه قابلیت عمده اوست: استعداد ذهنى در قوه استدلال و ژرف نگرى، تمرینات فکرى ریشه دار در مبانى نسبیتى و شهامت در عدم پذیرش آرا پذیرفته شده از سوى بزرگان. این قابلیت ها باعث مى شوند فرد با شرایط محیط بهتر سازگار شده، بقاى خود را حفظ نماید. در اینجا بقا معادل کسب اعتبار و سازگارى معادل نیل به سطح کاملى از ادراک در نظر گرفته شده است. تعبیر شرایط محیط نیز عبارتند از: اوضاع علم فیزیک در آغاز قرن بیستم در مراکز مهم و حساس اروپا (اگر اینشتین در محیط وجود نداشت یا شرایط براى او مساعد نبود، قطعاً موفقیت انتشار نسبیت خاص در همه محیط نصیب فرد دیگرى مثل لانژول مى گشت و نظریه نسبیت عام یا نظریه اى تقریباً در همین حدود در زمان دیگرى به وسیله فرد دیگرى مطرح مى شد) همان طور که گفته شد، موفقیت و گسترش زمانى حاصل مى شود که قابلیت هاى مثبت در محیط مساعد قرار بگیرند. در مورد اینشتین خلاقیت ذهنى مظهر قابلیت بود و محیط مساعد در قالب مطلوب بودن سیر علم و مکان زندگى و پرورش تحقق یافت. در این میان ترکیب دو عامل خلاقیت ذهنى و سیر طبیعى علم بر اساس اصل انتخاب طبیعى صورت گرفت و عامل سوم یعنى اوضاع سیاسى _ اجتماعى نیز در موقعیت و اعتبار اینشتین عامل اضافى و تشدیدکننده محسوب شد.
•اینشتین فرازمان
صرف نظر از نقشى که در راه اندازى پروژه بمب سازى ایالات متحده داشت، رویه فرازمانى اینشتین و عدم تعصب افراطى به دین و نژاد و ملیت و یا ایدئولوژى خاص، گرچه از محبوبیت او و علاقه عاشقانه مردم عادى نسبت به وى کم نکرد، ولى او را در نوعى انزوا قرار داد و طرفدارى براى او نگذاشت. حتى مداخله وى در سیاست سبب برانگیختن دشمنى گروه هاى مختلفى نسبت به خویش شد. «این امکان وجود دارد که اگر اینشتین هم اکنون زنده بود، به عنوان مخالف استوار اقدامات یک جانبه گراى نظامى با تهاجم دول متبوع خویش به سوى عراق به مقابله برمى خاست.»۳ صلح دوستى و بعد فرازمانى اینشتین، تنها در آینده روشن جهان، او را به درجه کامل و فراگیر مقبولیت خواهد سازند.
اینشتین با احساسى عمیق دریافته بود که طبیعت قابل درک است و به همان جهت به دنبال نظریه اى براى توصیف قابل درک همه پدیده هاى فیزیکى جهان مى گشت. هدف او تحقق نظرش در آینده بود. از این رو بر خلاف تصور عده اى، مکانیک کوانتومى را هرگز رد نکرد، تنها آن را ناقص شمرد که باید منتظر نوعى اصلاح باشد. او خود را محدود به زمان نکرد، شاید بدان جهت که جایگاه واقعى خویش را در علم یافته بود. سال طلایى ،۱۹۰۵ که ما اکنون پایان یک قرن گذار آن را گرامى مى داریم، از چنان اهمیتى برخوردار است که در تاریخ علم تنها مى توان آن را با سال ۱۶۶۶ میلادى، سال انقلاب نیوتونى، مقایسه نمود. نیوتون بانى علم فیزیک به مفهوم قانون شناختى آن به حساب مى آید، از این رو فیزیکدان هاى بعد از او از جمله اینشتین مدیون وى هستند. با وجود این تنها پارامترى که سبب شد این اسطوره بى نظیر مغلوب معادله اینشتین شود، مسئله زمان بود.
پى نوشت ها:
۱- هایزنبرگ احتمالاً اینجا خوابید، تالیف ریچارد برنان، ترجمه دکتر حبیب الله فقیهى نژاد.
۲- حاصل عمر، نوشته آلبرت اینشتین، ترجمه ناصر موفقیان، انتشارات علمى و فرهنگى.
۳-ScientificAmerican,specialتissue,Sep.2004
منبع :Sharghnewspaper