آلبرت اینشتاین

این روزها همه جا صحبت از بیماری کووید 19 و شبح ترسناک ویروس کرونا است. بدون شک اثرات روانی این تهدید مداوم (که واقعی نیز هست) بر جان و روان انسانها کمتر از خود بیماری نیست. امروز پس از دو روز بازگشت به کار، دوباره به مدت یک هفته تعطیل شدیم تا در جوی مملو از نگرانی و عدم اطمینان نسبت به آینده منتظر تغییرات آتی بمانیم. خواستم لحظاتی دور از تشویش و نگرانی باشم و به همین دلیل زندگینامه خواندنی آلبرت اینشتاین را که از سایت دانشنامه بریتانیکا استخراج و ترجمه کرده بودم تکمیل کرده و در اختیار شما خواننده عزیز می گذارم. به امید سلامتی و بهروزی برای همه مردم جهان.

آلبرت اینشتاین

آلبرت اینشتاین در 14 مارس 1879 در شهر اولم از استان ورتمبرگ آلمان به دنیا آمد. او با ابداع نظریات نسبیت خاص و عام به شهرت جهانی رسید و در سال 1921 نیز جایزه نوبل را برای تشریح پدیده فوتوالکتریک گرفت. او مهمترین دانشمند قرن بیستم و یکی از بزرگترین نوابغ تاریخ بشریت محسوب می شود.

کودکی و تحصیلات اولیه

والدین اینشتاین یهودیان سکولار از طبقه متوسط بودند. پدرش هرمان اینشتاین یک کارخانه الکتروشیمیایی با موفقیت متوسط را اداره می کرد. مادرش نیز خانه دار بود. او تنها یک خواهر داشت (ماریا) که دوسال از وی کوچکتر بود.

اینشتاین خود از دو شگفتی دوران کودکی اش یاد کرده است. برخورد او با یک قطب نما در پنج سالگی و تفکر درباره نیروهای نامریی که عقربه را حرکت می دهند در سراسر عمرش بر او تاثیر گذارد. در 12 سالگی نیز کتاب هندسه ای را یافت که بعدها به کتاب مقدس او تبدیل شد.

اینستاین در کودکی همواره خود را قربانی نظام آموزشی پروسی می دانست که سرکوب کننده اصالت ایده و خلاقیت بود. یکی از آموزگاران به او گفته بود که تو در آینده هیچ چیزی نخواهی شد!

فرد دیگری که تاثیری بزرگ بر اینشتاین نهاد، یک دانشجوی پزشکی به نام ماکس تالمود مهمان همیشگی شام در خانه اینشتاین بود. تالمود به اینشتاین ریاضیات و فلسفه می‌آموخت. وقتی اینشتاین شانزده ساله بود تالمود یک مجموعه کتاب علمی تحت عنوان کتابهای عامه پسند درباره علوم فیزیکی نوشته آرون برنشتاین در اختیار اینشتاین قرار داد. در این کتابها مولف سفر در طول یک سیم تلگراف و کنار امواج الکتریکی را تصور کرده بود.

با مطالعه این کتابها اینشتاین سوالی را از خود پرسید که ذهن او را برای ده سال آینده به خود مشغول ساخت: اگر بتوان همراه یک پرتو نور حرکت کرد آن را به چه صورت خواهیم دید؟ اگر نور یک موج باشد، وقتی همراه آن حرکت می‌کنیم آن را به صورت یک موج ساکن خواهیم دید که تصور آن محال است. اینشتاین در این سالها اولین مقاله خود را با عنوان "بررسی وضعیت اتر در میدانهای مغناطیسی" نوشت. اتر ماده ای است که در آن سالها دانشمندان فرض می کردند تمامی فضای خالی بین اتمها و اجرام آسمانی را پر کرده است.

تحصیلات اینشتاین به واسطه شکستهای مکرر پدر در امر کسب و کار با انقطاع مواجه شد. در 1894 پس از اینکه شرکت هرمان اینشتاین نتوانست در مناقصه ای برای تامین برق شهر مونیخ برنده شود، او به میلان رفت تا با یکی از بستگانش کار کند. پدر، آلبرت جوان را در مونیخ رها کرد تا تحصیلات خود را به پایان برساند. آلبرت شانزده ساله که تنها و بینوا مانده بود و از احضار به خدمت سربازی نفرت داشت شش ماه بعد مونیخ را ترک کرد و با حضور بر درب منزل والدین خود در میلان آنها را شگفت زده نمود. والدین او از ترک تحصیل اینشتاین و آینده سیاهی که در صورت عدم اتمام تحصیل در انتظار او بود بسیار نگران شده بودند.

خوشبختانه اینشتاین توانست بدون داشتن دیپلم و بطور مستقیم در موسسه پلی تکنیک فدرال سوییس در زوریخ ثبت نام کند مشروط بر اینکه بتواند در امتحانات ورودی قبول شود.

نمرات ورودی او نشان دادند که او در ریاضیات و فیزیک بسیار عالی است اما در فرانسه، شیمی و زیست شناسی نمرات خوبی نداشت. به علت نمرات استثنایی او در ریاضیات،‌ بشرط اتمام دوره مدرسه در موسسه دانشگاهی زوریخ پذیرفته شد. در سال 1896 دیپلم خود را گرفت. او در سال 1901 تابعیت سوییس را کسب کرد و مهمان خانواده وینتلر شد. ماری دختر زیبای وینتلر اولین عشق آلبرت بود و تنها خواهر اینشتاین مایا نیز با برادر ماری پاول ازدواج کرد.

اینشتاین بعدها خاطرنشان ساخت که سالهای اقامت او در سوییس شیرین ترین سالهای زندگی اش بوده است. او با دانشجویان زیادی ملاقات داشت که چند تن از آنها مانند مارسل گراسمن ریاضیدان و میشل بسو دوستان وفادار او شدند. همچنین او با یک دختر دانشجوی نابغه به نام میله وا ماریچ اهل صربستان ملاقات کرد.

از فارغ التحصیلی تا سال پر از شگفتی نظریات علمی

پس از فارغ التحصیل شدن در 1900، اینشتاین با یکی از بزرگترین بحرانهای زندگی اش مواجه شد. به علت اینکه او موضوعات پیشرفته را خود مطالعه کرده و در بیشتر کلاسها شرکت نمی جست، برخی استادان از جمله هاینریش وبر با او دشمن شدند. شوربختانه اینشتاین از وبر خواست توصیه نامه ای برای او بنویسد. خودداری وبر باعث شد اینشتاین در هیچکدام از موقعیت های استادی دانشگاه پذیرفته نشود.

اینشتاین بعدها نوشت که اگر وبر با او با صداقت رفتار می کرد می توانست سالها پیش یک موقعیت ممتاز دانشگاهی داشته باشد.

در این احوال روابط او با ماریچ عمیق تر شد اما والدین او با این رابطه مخالفت می کردند. با این وجود آنها در 1902 صاحب یک فرزند دختر به نام لیزرل شدند که سرنوشت او نامعلوم است (شاید او به بیماری تب اسکارلت فوت کرده یا به فرزندی به خانواده دیگری سپرده شده باشد).

در 1902 اینشتاین به پایین ترین سطح در زندگانی خود رسید. او نمی توانست با ماریچ ازدواج کند در حالی که فاقد شغل است و پدر او نیز ورشکست شده بود. اینشتاین به تدریس کودکان با درآمد کم پرداخت اما حتی در این شغل نیز موفقیتی بدست نیاورد.

نقطه عطف در زندگی اینشتاین یک سال بعد اتفاق افتاد،‌وقتی پدر دوست صمیمی وی مارسل گراسمان او را به عنوان منشی اداره ثبت اختراعات سوییس در برن معرفی کرد. در این زمان پدر اینشتاین به سختی بیمار شده بود و درست قبل از مرگ،‌به اینشتاین اجازه ازدواج با میله وا را داد. اینشتاین سالها از این اندیشه در عذاب بود که پدر وی بدون دیدن موفقیتهایش از دنیا رفت.

با درآمد کم ولی ثابتی که از کار در اداره ثبت اختراعات داشت، اینشتاین توانست با میله وا ازدواج کرده و در سالهای 1904 و 1910 از او صاحب دو پسر به نام هانس و ادوارد شد. کار در اداره ثبت اختراعات برای او نعمتی بود. او بسرعت کارهای تحلیل دعاوی اختراعات را به پایان رسانده و مابقی روز را به تفکر درباره اندیشه هایی می پرداخت که از نوجوانی ذهن او را به خود مشغول ساخته بودند.

زماین که او در موسسه دانشگاهی زوریخ درس می خواند درباره معادلات ماکسول مطالعه کرده و واقعیتی را کشف کرده بود که بر خود جیمز کلرک ماکسول پوشیده مانده بود: سرعت نور همواره ثابت است حتی اگر فردی به سمت پرتو نور حرکت کند. این امر در تناقض با قوانین حرکت نیوتن بود زیرا در نظریات نیوتن چیزی به نام سرعت مطلق وجود ندارد.

این بینش به اینشتاین کمک کرد اصل نسبیت خود را فرموله کند: سرعت نور در هر چارچوب اینرسی (دستگاه مختصاتی که با سرعت ثابت حرکت می کند) ‌ثابت است. در طی سال 1905 که سال شگفت انگیز در زندگی او خوانده شده، اینشتاین چهار مقاله در سالنامه فیزیک منتشر کرد که مسیر حرکت فیزیک مدرن را در سالهای آینده بکلی تغییر دادند:

1.      "دیدگاه  به تولید و تبدیل نور" که در آن اینشتاین از نظریه کوانتوم برای تشریح اثر فوتوالکتریک سود برد. اگر نور از بسته های کوچک تشکیل شده باشد (که بعدها فوتون نامیده شدند)‌ آنگاه باید این فوتونها بتوانند با برخورد با الکترونهای ماده، آنها را جدا کرده و به جریان درآورند.

2.      "درباره جابجایی ذرات کوچک معلق در مایعات ساکن به موجب نظریه جنبش مولکولی گرما". در این مقاله اینشتاین اولین اثبات تجربی وجود اتمها ر ارائه کرد. با تحلیل حرکت ذرات کوچک معلق در آب ساکن که حرکت براونی نامیده می شد، او توانست ابعاد اتمهایی که به ذرات کوچک (در اینجا هاگ جلبک) ضربه می زدند و تعداد اتمها در یک مولکول گرم) عدد آووگادرو) ‌را محاسبه کند.

3.      "الکترودینامیک اجسام متحرک" که نظریه ریاضی نسبیت خاص توسط آن پی افکنده شد.

4.      "آیا اینرسی یک جسم به محتوای انرژی آن بستگی دارد؟" که نشان می داد نظریه نسبیت به معادله E = mc² منجر می شود. این معادله اولین سازوکار برای توضیح منبع انرژی خورشید و سایر ستارگان را فراهم کرد.

اینشتاین مقاله دکترای خود را نیز در سال 1905 ارائه کرد.

سایر دانشمندان مانند هانری پوانکاره و هندریک لورنتز تکه هایی از نظریه نسبیت خاص را فرموله کرده بودند اما اینشتاین اولین کسی بود که نظریه یکپارچه ای در این زمینه ارائه کرد و نشان داد که نسبیت خاص قانون جهانشمولی برای طبیعت است و نور آنچنانکه پوانکاره و لورنتز می اندیشند حرکت موجی شکل اتر نیست.

در قرن نوزدهم دانش فیزیک بر دو ستون استوار بود: قوانین حرکت نیوتن و نظریه ماکسول درباره نور. اینشتاین اولین کسی بود که دریافت این دو نظریه با هم در تضادند و یکی از آنها باید فرو افتد.

نسبیت خاص و شغل تدریس

در ابتدا مقالاتی که اینشتاین در سال 1905 به چاپ رساند توسط جامعه فیزیک نادیده انگاشته شد. اما این وضعیت بزودی پس از اینکه توجه بزرگترین دانشمند زمان به آنها معطوف شد، تغییر کرد: ماکس پلانک بنیان گذار نظریه کوانتومی.

بزودی بر اثر توضیحات درخشان پلانک و نیز آزمایشات تجربی که صحت نظریات اینشتاین را به اثبات رساند، از اینشتاین برای سخنرانی در همایش های جهانی مانند کنفرانس های سالوی دعوت شد و بسرعت در دنیای علمی آن شاخص گردید. به او موقعیت هایی در موسسات علمی بسیار معتبر پیشنهاد شد از جمله دانشگاه زوریخ، دانشگاه پراگ و موسسه فناوری فدرال سوییس و نهایتا دانشگاه برلین که اینشتاین مدیریت موسسه فیزیک قیصر ویلهلم این دانشگاه را از 1913 تا 1933 بر عهده گرفت.

با وجودی شهرت جهان گستر اینشتاین، ازدواج او در حال از هم گسیختن بود. او پیوسته در مسافرت برای سخنرانی در همایش های جهاین بود و در افسون نظریه نسبیت غرق شده بود. او وهمسرش پیوسته بر سر تربیت کودکان خود و درآمد کم مشاجره می کردند. اینشتاین که ازدواج خود را برباد رفته می دید، روابطی را با دخترخاله خود السا لوون تال آغاز کرد که در نهایت به ازدواج آن دو انجامید. وقتی بالاخره از میله وا در 1919جدا شد،‌ با او توافق کرد که در صورت بردن یک جایزه نوبل مبلغ جایزه را به او بدهد.

یکی از تفکراتی که از 1905 تا 1915 اینشتاین را در خود مستغرق ساخته بود، رخنه ای در نظریه نسبیت خاص بود زیرا این نظریه جایی برای گرانش یا شتاب قایل نمی شد. دوست او  پاول اهرن فست واقعیت جالبی را مدنظر قرار داده بود:‌ در یک دیسک چرخان، محیط سریعتر از مرکز حرکت می کند بنابراین طبق نظریه نسبیت خاص متری که بر محیط دیسک چسبانده شده باید انقباض پیدا کند.

معنای این واقعیت، نادرست درآمدن هندسه مسطحه اقلیدسی برای دیسک چرخان است. برای ده سال آینده،‌اینشتاین مشغول فرموله کردن نظریه گرانش بر اساس انحنای فضا-زمان بود. برای اینشتاین نیروی گرانشی نیوتن در حقیقت فرآورده جانبی یک واقعیت ژرف تر بود: خمش بافت فضا و زمان.

در نوامبر 1915 اینشتاین بلاخره نظریه نسبیت عام خود را تکمیل کرد که شاهکار علمی او محسوب می شود. در تابستان 1915 اینشتاین شش سخنرانی دو ساعت و نیمه در دانشگاه گوتینگن ارائه کرد که نسخه ناقصی از نظریه نسبیت عام در آن تشریح شده و فاقد برخی جزئیات ریاضی لازم بود. وقتی اینشتاین دریافت که دیوید هیلبرت ریاضیدان مشهور که با او مکاتبه داشت، این جزئیات را تکمیل کرده و درست پنج روز زودتر از اینشتاین مقاله ای در باب نسبیت عام منتشر نمود، ‌بسیار دچار حیرت شد زیرا نظریه نسبیت عام در واقع متعلق به اینشتاین بود.

امروزه فیزیکدانان به معادلات نسبیت عام به عنوان معادلات اینشتاین-هیلبرت اشاره می کنند در حالی که خود نظریه نسبیت عام منحصرا متعلق به اینشتاین محسوب می شود. نظریه نسبیت عام دارای زیبایی ریاضی بی مانندی بود و می توانست انحراف از مدار سیاره تیر به دور خورشید در نقطه حضیض (نزدیکترین فاصله به خورشید) را توضیح دهد. این نظریه همچنین خمش قابل اندازه گیری پرتو نور در اثر گرانش خورشید را پیش بینی می کرد. اینشتاین حتی هزینه یک سفر تحقیقاتی را تامین کرد تا دو ستاره شناس در طی یک خورشیدگرفتگی بتوانند خمش پرتو نور ستارگان نزدیک به خورشید در اثر گرانش آن را اندازه گیری کنند.

شهرت جهانی و جایزه نوبل

جنگ جهانی اول در تحقیقات اینشتاین وقفه انداخت. او که در تمام عمر خود صلح طلب بود یکی از چهار دانشمندی بود که اعلامیه مخالفت با شرکت آلمان در جنگ را امضا کردند. او ملی گرایی مشوق جنگ را بیماری آبله بشریت خواند.

در طی هرج و مرج پس از جنگ در نوامبر 1918،‌دانشجویان تندرو کنترل دانشگاه برلین را در دست گرفته و بسیاری از اساتید و رییس دانشگاه را به گروگان گرفتند. بسیاری در هراس بودند که استمداد از پلیس برای رهاندن مقامات دانشگاه عواقب شومی داشته باشد. اینشتاین که مورد احترام هم دانشجویان و هم دانشکده بود،‌برای فرونشاندن این غائله داوطلب شد. او به همراه ماکس بورن توانست با موفقیت این موضوع را فیصله دهد.

پس از جنگ،‌دو هیات علمی برای آزمایش پیش بینی اینشتاین درباره خمش نور ستارگان در اثر گرانش خورشید به جزایر پرینسیپ  نزدیک ساحل آفریقای غربی و سوبرال در شمال برزیل فرستاده شدند تا خورشیدگرفتگی 29 می 1919 را مشاهده کنند. خورشید گرفتگی امکان می داد ستارگان نزدیک به خط دید خورشید مشاهده شده و موقعیت آنها را با رصدهای موجود مقایسه کنند و از این طریق خمش نور آنها که باعث می شود خورشید مانند یک لنز گرانشی عمل کند را اندازه گیری کنند. در ششم نوامبر نتایج در نشست مشترک انجمن سلطنتی و انجمن ستاره شناسی سلطنتی لندن اعلام گردید. برنده جایزه نوبل ژوزف تامسون تایید نظریه نسبیت عام توسط این تجربه ها را بزرگترین رویداد علمی پس از روزگار نیوتن دانست. سرخط تایمز لندن به این خبر اختصاص یافت: "انقلابی در علوم – نظریه جدیدی برای جهان – ایده های نیوتن فروافکنده شدند". بلافاصله شهرت اینشتاین عالم گیر شد و از او به عنوان تالی نیوتن یاد کردند.

کنون از سراسر جهان از او برای سخنرانی دعوت می‌کردند. در سال 1921 اینشتاین اولین دور مسافرتهای خود را به کشورهای مختلف جهان آغاز کرد. او از ایالات متحده، انگلستان، ژاپن و فرانسه بازدید به عمل آورد. هرجا می رفت با استقبال هزاران تن از مردم مواجه می‌شد. در راه بازگشت از ژاپن او مطلع شد که جایزه نوبل فیزیک به او تعلق گرفته استٰ لیکن نه بخاطر نظریات نسبیت،‌بلکه بخاطر تشریح پدیده فوتوالکتریک. در طی سخنرانی در آکادمی نوبل، او بجای سخن گفتن درباره نظریه فوتوالکتریک تنها درباره نظریات نسبیت سخن گفت و بدین ترتیب شنوندگان را متحیر ساخت.

اینشتاین همچنین علم جدید کیهان شناسی را بنیان گذاشت. معادلات او پیش بینی می کردند که عالم پویاٰ در حال انبساط یا انقباض است. این امر با دیدگاه غالب ایستا بودن عالم تناق داشت،‌بنابراین او با بی میلی یک "عبارت کیهانی" وارد معادلات خود کرد تا این مدل کیهانی را پایدار سازد. در سال 1929 ادوین هابل ستاره شناس معروف چنین کشف کرد که عالم به واقع در حال انبساط است و بدین ترتیب کار قبلی اینشتاین را تایید کرد. در سال 1930 در طی بازدید از رصدخانه قله ویلسون نزدیک لس آنجلس،‌اینشتاین با هابل دیدار کرد و اظهار داشت که ثابت کیهانی که در معادلات کیهانشناختی خود بکار برده بود بزرگترین اشتباه او بوده است. داده های جدید ماهواره‌ای نشان داده اند که ثابت کیهان‌شناختی احتمالا صفر نیست ولی مقدار آن بطور قطع بر سرنوشت کیهان موثر خواهد بود. آنچه اینشتاین حماقت خود می نامید در واقع تعیین کننده سرنوشت عالم درآمده است.

در طی همین بازدید از کالیفرنیا، از اینشتاین خواسته شد در طی رونمایی از فیلم "روشنایی های شهر" در کنار هنرپیشه معروف کمدی چارلی چاپلین قرار گیرد. چارلی چاپلین در حضور هزاران نفر از جمعیت استقبال کننده اظهار داشت "مردم برای این مرا تشویق می کنند که همه کارهای مرا درک می کنند، و به این علت پرفسور اینشتاین را تحسین می نمایند که هیچکس حرفهای او را درک نمی کند!"

در طی این دوره اینشتاین مکاتباتی با برجسته ترین متفکران زمان خود داشت. او با زیگموند فروید (که مانند خود اینشتاین دارای پسری با اختلالات روانی بود) درباره ذات جنگ طلبی انسان مکاتباتی داشت. همچنین با رابیندرانات تاگور نویسنده شهیر هندی درباره تاثیر آگاهی ضمیر بر وجود مبادلات نوشتاری داشت. به نوشته یک روزنامه نگار:

دیدن آن دو در کنار هم بسیار جالب بود- تاگور شاعری با سری به شکل اندیشمند و اینشتاین اندیشمندی با سر یک شاعر بود. نظاره گر آنها چنین می انگاشت که دو نفر از دو سیاره مختلف با هم به گفتگو نشسته اند.

به قدرت رسیدن نازی ها در آلمان و مهاجرت به آمریکا

بدیهی است که شهرت اینشتاین و موفقیت بزرگ نظریات او مخالفینی نیز برایش دست و پا کرد. جنبش رو به رشد نازی، نظریه نسبیت را هدف مناسبی یافت و با اطلاق عنوان "فیزیک یهودی" به آن،‌به برپایی گردهمایی ها و انتشار کتبی در محکومیت اینشتاین و نظریات او اقدام کرد. فیزیکدانان طرفدار نازی ها مانند فیلیپ لنارد و یوهانس استارک به محکوم کردن اینشتاین پرداختند. در سال 1931 مقاله "یکصد نویسنده بر علیه اینشتاین" در آلمان منتشر شد.

وقتی از اینشتاین خواسته شد درباره محکومیت نظریه نسبیت خود توسط بسیاری از دانشمندان آلمانی توضیح دهد، پاسخ داد که برای شکست دادن نسبیت به کلام 100 دانشمند نیاز نیست، تنها یک حقیقت لازم است.

در دسامبر 1932 اینشتاین تصمیم به ترک آلمان برای همیشه گرفت. برای اینشتاین آشکار شد که او و همسرش در معرض خطر هستند. یک سازمان نازی مجله ای با تصویر اینشتاین بر روی جلد منتشر کرد که عنوان "هنوز به دار آویخته نشده" بر آن نقش بسته بود. حتی برای سر او جایزه تعیین شده بود. تهدید به جان اینشتاین چنان بود که او با دوستان صلح طلبش قطع رابطه کرد و به آنان گفت بهتر است برای دفاع از خود مسلح شوند. برای اینشتاین صلح طلبی یک امر مطلق نبود بلکه به اندازه تهدید روبرو بستگی داشت.

اینشتاین در موسسه جدید مطالعات پیشرفته در پرینستون نیوجرسی اقامت گزید، جایی که بزودی به قبله فیزیکدانان سراسر دنیا تبدیل شد. مقالات روزنامه ها اظهار داشتند که "پاپ فیزیک" آلمان را ترک کرده تا در پرینستون اقامت گزیند و آنجا حالا واتیکان جدید است.

اندوه شخصی، جنگ جهانی دوم و بمب اتمی

دهه 1930 سالهای سختی برای اینشتاین بود. پسرش ادوارد مبتلا به شیزوفرنی بود و در 1930 دچار یک حمله عصبی شد. او برای بقیه عمرش در بیارستانی بستری گردید. دوست نزدیک او پاول اهرنفست که به او در توسعه نظریه نسبیت عام کمک کرده بود در 1933 خودکشی کرد. و بالاخره همسر محبوبش السا در 1936 وفات یافت.

در طی دهه 1930 فیزیکدانان بطور جدی این مساله را در نظر گرفتند که آیا معادله هم ارزی جرم و انرژی E=MC² می تواند ساختن بمب اتمی را امکان پذیر سازد. این مساله اینشتاین را وحشتزده کرد. در 1920 خود اینشتاین این مساله را مدنظر قرار داده و نهایتا آن را رد کرده بود. سپس در سالهای 1938-1939 اتو هان، فریتز اشتراسمان، ‌لیز مایتنز و اتو فریش نشان دادند که با شکافت اتم اورانیوم مقادیر عظیمی انرژی می توان آزاد ساخت. این یافته ها شوک بزرگی به جامعه فیزیک وارد ساخت.

در جولای 1933 لئو زیلارد اینشتاین را متقاعد ساخت که نامه ای به فرانکلین دی روزولت رییس جمهور آمریکا نوشته و او را راغب به توسعه یک بمب اتمی بنماید. با راهنمایی اینشتاین،‌زیلارد پیش نویس نامه ای را تهیه کرد که زیلارد در 2 آگوست آن را امضا کرد. این سند توسط روزولت به مشاوران اقتصادی ا و تحویل داده شد. روزولت در 19 اکتبر پاسخ نامه اینشتاین را ارسال کرد که به اطلاع دانشمند بزرگ رسانده می شد که کمیته اورانیوم برای مطالعه موضوع به فرمان رییس جمهور تشکیل شده است.

اینشتاین در سال 1935 اقامت دائم آمریکا را دریافت کرد و در 1940 شهروند آمریکا شد. در طی جنگ از همکاران اینشتاین خواسته شد به شهر بیابانی لوس آلاموس در نیومکزیکو مسافرت کنند تا در توسعه اولین بمب اتمی برای پروژه مانهاتان مساعدت نمایند. اینشتاین، ‌شخصی که معادله معروف او محرک همه این تلاشها بود به شرکت در این پروژه دعوت نشد.

بعدها پرونده های حجیم از رده بندی خارج شده اف بی آی دلیل این امر را روشن ساخت: دولت آمریکا از سابقه وابستگی طولانی اینشتاین با سازمانهای صلح طلب و سوسیالیست می ترسید. مدیر اف بی آی جی ادگار هوور تا آنجا پیش رفته بود که درخواست کرده بود به واسطه قانون طرد بیگانگان از آمریکا اخراج شود لیکن این تصمیم توسط وزارت کشور آمریکا رد شد. در عوض در طی جنگ از اینشتاین درخواست شد طرحهای تسلیحات آینده را ارزیابی کند. اینشتاین با حراج دست نوشته های خود به فعالیت های جنگ کمک کرد بویِژه دست نوشته مقاله 1905 او درباره نسبیت خاص به 6.5 میلیون دلار فروخته شد. این دست نوشته حالا در کتابخانه کنگره آمریکا وجود دارد.

وقتی خبر بمباران اتمی ژاپن به اطلاع اینشتاین رسید، ‌او در تعطیلات بسر می برد. تقریبا بلافاصله به تلاشهای جهانی برای تحت کنترل درآوردن تسلیحات اتمی ملحق شد و کمیته اضطراری دانشمندان اتمی را تشکیل داد.

جامعه فیزیک درباره پرسش ساختن یک بمب هیدروژنی دچار شکاف شده بود. جی رابرت اوپنهایمر، ‌مدیر پروژه بمب اتمی بواسطه تشکی در پیوستگی او به سازمانهای چپ گرا از صلاحیت امنیتی خارج شد. اینشتاین از اوپنهایمر حمایت کرد و با ساخت بمب هیدروژنی مخالفت ورزید و در عوض کنترل بین المللی بر گسترش تسلیحات اتمی را خاستار شد. همچنین بطور فزاینده ای به سوی فعالیت های ضد جنگ و دفاع از حقوق آمریکایی های افریقایی تبار کشیده شد.

در 1952 دیوید بن گوریون نخست وزیر اسرائیل به اینشتاین پست ریاست جمهوری اسرائیل را پیشنهاد کرد. اینشتاین این درخواست را بطور محترمانه رد کرد.

انزوا از جامعه علمی و مرگ

گرچه اینشتاین به پیشبرد بسیاری از قسمتهای نظریه نسبیت عام مانند چاله های کرم (مکانهاهای انحنای بیش از حد فضا)، ابعاد مرتبه بالاتر، امکان سفر در زمان،‌وجود سیاهچاله ها و پیدایش جهان ادامه داد، بطور فزاینده ای از مابقی جامعه فیزیک جدا گردید. به علت کشش عظیم نظریه کوانتوم در کشف رازهای اتم و مولکولها، بیشتر فیزیکدانان بر روی نظریه کوانتوم کار کرده و از نسبیت غفلت ورزیده بودند. در حقیقت اینشتاین در یک سری مباحثات خصوصی تاریخی با نیلز بور مبتکر مدل اتمی بور درگیر شده بود. اینشتاین از طریق یک سری آزمایشات ذهنی پیچیده سعی در یافتن ناسازگاری های منطقی در نظریه کوانتوم بویژه فقدان یک سازوکار قطعی در آن داشت. او اغلب می گفت خداوند با عالم تاس بازی نمی کند (اشاره به رد نقش احتمال و تصادف در پدیده های کوانتومی).

در 1935 معروفترین حمله اینشتاین به نظریه کوانتوم منجر به طرح آزمایش ذهنی اینشتاین-پودولسکی-روزن شد. بر طبق نظریه کوانتوم، تحت شرایط خاصی دو الکترون که فاصله عظیمی از هم دارند می توانند خواص مرتبط با هم داشته باشند گویی توسط یک ریسمان به هم پیوسته اند. تحت این شرایط اگر خواص اولین الکترون اندازه گیری شود، وضعیت دومین الکترون فورا مشخص می شود که سریعتر از امکان سیر اطلاعات با سرعت نور خواهد بود.

این پیامد به ادعای اینشتاین در تضاد با نسبیت بود. آزمایشاتی که پس از آن انجام شدند نشان داده اند که نظریه کوانتوم درباره آزمایش مزبور راست می گوید. در واقع  اینشتاین عملا نشان داده بود که مکانیک کوانتوم غیرمحلی (nonlocal) است، به عبارتی اطلاعات تصادفی می توانند سریعتر از نور حرکت کنند. این امر ناقض نسبیت نیست زیرا این اطلاعات تصادفی و در نتیجه بلا استفاده است.

دلیل دیگر انزوای فزاینده اینشتاین از همکاران خود، وسواس او در یافتن نظریه واحد میدان بود، ‌یک نظریه جامع که نیروهای عالم و در نتیجه تمامی قوانین فیزیک را در یک چارچوب متحد می سازد. در واپسین سالهای زندگی او از مخالفت با نظریه کوانتوم دست برداشت و سعی در مشارکت در شرکت دادن آن همراه با نور و گرانش در یک نظریه میدان بزرگتر نمود. او بندرت به مسافرتهای دور می رفت و خود را منحصر به پیاده روی های درازمدت در اطراف پرینستون با دوستان نزدیک خود می کرد. او در این پیاده روی ها با دوستان خود درباره سیاست،‌ مذهب، ‌فیزیک و نظریه میدان واحد خود بحث می کرد. در 1950 او مقاله ای درباره نظریه خود در ساینتیفیک امریکن چاپ کرد اما ا ز آنجایی از که نیروی هنوز رازآمیز قوی (نیروی میان پروتونها و نوترونها در هسته اتم) غفلت کرده بود مقاله کاملی نبود. وقتی او پنج سال بعد وفات یافت، این مقاله هنوز ناتمام مانده بود.

میراث اینشتاین

از بعضی جهات اینشتاین بجای اینکه یک یادگار باشد، ‌مردی بسیار جلوتر از زمان خود بود. نیروی قوی که بخش مهمی از نظریه واحد میدان است در زمان اینشتاین هنوز کاملا رازآلود بود. تنها در دهه 1970 و 80 فیزیکدانان توانستند برخی از رموز نیروی قوی را با مدل کوارک حل کنند.

با این وجود آثار اینشتاین هنوز برای فیزیکدانان پس از او جوایز نوبل به ارمغان می آورد. در 1993 یک جایزه نوبل در فیزیک برای کشف امواج گرانشی اهدا شد که قبلا توسط اینشتاین پیش بینی شده بود. در 1995 برای کشف تراکمهای بوز-اینشتاین (فرم جدیدی از ماده که می تواند در دماهای بسیار پایین وجود داشته باشد) اهدا شد. سیاهچاله های شناخته شده اکنون سر به هزاران می زنند. نسل جدیدی از ماهواره های فضایی هنوز به تایید دستاوردهای کیهان شناسی اینشتاین ادامه می دهند. بسیاری از فیزیکدانان پیشرو نیز در حال تکمیل آخرین رویای اینشتاین در یافتن "نظریه ای برای همه چیز" هستند.

Article Title: Albert Einstein

Website Name: Encyclopaedia Britannica

Publisher: Encyclopaedia Britannica, Inc.

Date Published: 10 March 2019

URL: https://www.britannica.com/biography/Albert-Einstein

Access Date: April 10, 2019

نظریه نسبیت اینشتاین

ترجمه و توضیح: اصغر ناصری ([e-mail])

مرجع: http://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html

در سال 1905 البرت اینشتاین این نظریه را ارائه کرد که قوانین فیزیک برای تمامی ناظران بدن شتاب یکسان است و اینکه سرعت نور در خلاء مستقل از حرکت تمامی ناظران است. نظریه نسبیت خاص بدین گونه بیان می شود. این نظریه چارچوب جدیدی برای تمامی فیزیک ارائه کرده و مفاهیم فضا و زمان را به شیوه نوینی بیان نمود.

اینشتاین 10 سال را در تلاش برای داخل کردن شتاب در نظریه خود صرف کرد و نظریه نسبیتعام خود را به سال 1915 منتشر نمود. در این نظریه چنین عنوان می شد که اشیای پرجرم موجب ایجاد انحنا در فضا-زمان می شوند، چیزی که به عنوان گرانش احساس می شود.

کشش گرانش

تمام اشیای موجود در دنیا یک نیروی کششی بر هم وارد می کنند که به نام گرانش خوانده می شود. سر آیزاک نیوتن مقدار نیروش گرانش بین دو شیی را در هنگام تعیین فرمول های حرکت، اندازه گیری کرد. نیرویی که دو شیی را به سمت هم می کشد به جرم هرکدام و فاصله میان آنها بستگی دارد. حتی زمانی که مرکط زمین شما را بسوی خود می کشد (و در نتیجه شما را به محکمی بر روی زمین حفظ می کند) مرکز جرم شما نیز زمین را بسوی خودتان جذب می کند. اما به علت جرم بسیار زیاد زمین، نیروی کشش شما بر آن تاثیر قابل اندازه گیری بر آن ندارد. قوانین نیوتن چنین فرض می کنند که گرانش یک نیروی ذاتی هر شیی است که در طول مسافت های طولانی نیز اثر می کند.

آلبرت اینشتاین در نظریه نسبیت خاص خود چنین عنوان کرد که قوانین فیزیک برای تمامی ناظرین بدون شتاب یکسان هستند و نشان داد که سرعت نور در خلاء ثابت بوده و مستقل از سرعت سیر یک ناظر است. در نتیجه فضا و زمان به شکل یک محیط به هم تنیده بنام فضا-زمان وجود دارد. رویدادهایی که برای ناظری بطور همزمان اتفاق می افتند ممکن است در زمانهای متفاوتی برای ناظری دیگر روی دهند.

اینشتاین با کار مداوم بر روی نظریه نسبیت عام خویش، بدین واقعیت دست یافت که اشیای جسیم باعث انحنای فضا-زمان می‌شوند. تصور کنید که یک جسم سنگین را در وسط ترامپولین (تشک فنری) قرار داده اید. جسم باعث تورفتگی تشک می شود. یک گلوله شیشه ای که روی لبه تشک تورفته غلتانده شود در یک مسیر مارپیچی به سوی درون تورفتگی حرکت خواهد کرد. این عمل درست مانند کشش گرانشی یک سیاره بر روی قطعات سنگ شناور در فضا است.

گرچه انحنای فضا-زمان توسط ابزارهای علمی قابل دیدن یا اندازه گیری نیست، پدیده های متعددی وجود این انحنا را تایید کرده اند.

لنز گرانشی: نور هنگام عبوراز پیرامون یک شیی پرجرم مانند سیاهچاله خم می شود، در نتیجه جسم پرجرم مانند یک لنز بریا اشیای پشت سر خود عمل می کند. ستاره شناسان از این روش بطور منظم برای مطالعه ستارگان و کهکشانهای واقه در پشت سر اشیای جسیم استفاده می کنند.

صلیب اینشتاین، یک شبه ستاره (کوآزار) در صورت فلکی پگاسوس، مثالی عالی از لنز گرانشی است. این کوآزار حدود 8 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد و پشت سر یک کهکشان با فاصله 400 میلیون سال نوری ازما قرار گرفته است. از این کوآزار چهار تصویر در اطراف کهکشان ایجاد می شود زیرا گرانش پرقدرت کهکشان نوری که از کوآزار به سمت ما می آید را خم می کند.

صلیب اینشتاین. یکی از جالب ترین پدیده های ناشی ازلنز گرانشی 

لنز گرانشی به دانشمندان امکان می دهد پدیده های بسیار جالبی را ببینند. ولی تا همین اواخر آنچه پیرامون لنزها دیده اند نسبتا ساکن باقیمانده است. از آنجایی که نوری که اطراف لنزها حرکت می کند مسیر متفاوتی را اتخاذ کرده و هر پرتوی به میزان متفاوتی از زمان سیر می نماید، دانشمندان قادر بودند یک ابرنوستاره را در چهار زمان متفاوت مشاهده کنند زیرا تصویر آن توسط یک کهکشان عظیم در چهار مسیر متفاوت بزرگتر می شد.

در یک مشاهده بسیار جالب دیگر، تلسکوپ کپلر متعلق به ناسا یک ستاره مرده یا به عبارتی کوتوله سفید را آشکارسازی کرد که به دور یک کوتوله قرمز در یک دستگاه دوتایی می گردید. گرچه کوتوله سفید پرجرم تر است، شعاع بسیار کمتری از همراه خود دارد.

تغییر مدار سیاره تیر. مدار سیاره تیر بواسطه انحنای فضا-زمان پیرامون خورشید پرجرم، بسیار آرام در طول زمان تغییر می کند. در چند میلیاردسال آینده، تیر حتی با زمین برخورد خواهد کرد.

انتقال قرمز گرانشی. تشعشع الکترومغناطیسی یک شیی در یک میدان مغناطیسی اندکی کشیده می شود. به امواج صوتی بیاندیشید که از آژیر یک آمبولانس منتشر می شود. در حالی که خودرو به سمت یک ناظر حرکت می کند، امواج صوتی به هم فشرده می شوند، اما با دورشدن وسیله نقلیه آنها کشیده می گردند. این پدیده که به نام اثر داپلر معروف است، در مورد امواج نور با همه فرکانس ها نیز رخ می دهد. در سال 1959 دو فیزیکدان به نامهای رابرت پاوند و گلن ربکا پرتوهای اشعه گامای ناشی  از آهن رادیواکتیو را به سمت بالای برجی در دانشگاه هاروارد تاباندند. اندازه گیری ها نشان می داد که فرکانس آنها اندکی کمتر از فرکانس طبیعی است. این اختلاف در نتیجه کشش گرانشی ایجاد می شود که امواج گاما را از هم باز کرده و با افزایش طول موج، فرکانس را کاهش می دهد. با کاهش فرکانس یک موج در میدان گرانشی، طول موج به انتهای قرمز طیف نزدیک می شود از این رو این اثر را انتقال قرمز اینشتاین می نامند.

امواج گرانشی. رویدادهای شدیدی مانند برخورد دو سیاهچاله می توانند تموج هایی در فضا-زمان تحت نام امواج گرانشی ایجاد کنند. در سال 2016 رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (LIGO) اعلام کرد که شواهدی مبتنی بر برخورد دو سیاهچاله که بر مداری مارپیچ به درون هم می غلطند، یافته است. در 2014، دانشمندان اعلام کردند که با استفاده از تصویربرداری پس زمینه تلسکوپ پلاریزاسیون فراکهکشانی (BICEP2) در قطب جنوب توانسته اند امواج گرانشی بجا مانده از مهبانگ (انفجار بزرگ پدید آورنده عالم) را ردیابی کنند. اینطور تصور می شود که این امواج در پس زمینه تابش ریزموج کیهانی فرورفته اند. لیکن پژوهش بیشتر آشکار ساخت که غبار موجود برمسیر ردیابی آنها داده های مربوط به آنها را آلوده می سازد.

آیا آلبرت اینشتاین تحصیلات دبیرستانی ناموفقی داشت؟

باورعامه بر این است که آلبرت اینشتاین دانشمند بزرگ فیزیک و ارائه کننده نظریه نسبیت، تحصیلات دبیرستانی ناموفقی داشت و هیچگاه دانش آموزی قوی در دروس پایه نبود. حتی در سال 1935فردی بریده روزنامه ای را به او نشان داد که عنوان آن چنین بود: "بزرگترین ریاضیدان زنده دنیا در درس ریاضیات مردود شده بود." اینشتاین با مشاهده این مطلب لبخند زده و گفته بود: من هیچگاه در ریاضیات مردود نشدم. من پیش از پانزده سالگی بر حساب دیفرانسیل و انتگرال تسلط کامل داشتم.

این باور عامیانه ریشه در یک اشتباه مضحک و عدم آشنایی با نظام آموزشی سوبیس داشت، یعنی کشوری که اینشتاین تحصیلات دبیرستانی خود را در آن گذرانده بود. اینشتاین در مدرسه پلی تکنیک فدرال زوریخ امتحانات ورودی را گذرانده و با توجه به نمرات خوب، به توصیه مدیر موسسه در مدرسه ای واقع در آرائو ثبت نام  کرد. یکسال بعد او در حالی دوره متوسطه را به پایان رساند که در دروس جبر، هندسه، فیزیک و تاریخ نمره شش گرفته بود. نمره شش در نظام آموزشی سوییس به معنای بالاترین نمره بود. در حالی که نظام آموزشی آلمان که اینشتاین بعدها به آنجا مهاجرت کرد کاملا برعکس بود. یعنی نمره 1 بالاترین و نمره شش پایین ترین محسوب می شد. جهل عمومی به این تفاوت موجب یک سوء برداشت تاریخی شد و گروه بزرگی از مردم تصور کردند اینشتاین در دروس اصلی نمره پایینی گرفته است.

تصویری از کارنامه دوره متوسطه آلبرت اینشتاین

منبع:

http://rarehistoricalphotos.com/albert-einsteins-matriculation-certificate-1896/