بیگانه ترین قلمرو همه ی دنیاهای فیزیکی

همانند (کریستوف) کلمب

فیزیکدانان نظریه ای جدید مایلند خودشان را به عنوان کاوشگران فکری و عقلانی بدانند، و بزرگترین آنها در واقع جهانهای فیزیکی جدید و اسرارآمیز را در مقیاسهای میکروسکوپی و ماکروسکوپی کشف کرده است. سیر در این قلمروهای دوردست نظری و فکری صحت تصادفی پُرمخاطره بودن آن را تأیید می کرد. زیرا این امر کاوشگر را از دنیای تجارب عادی دور می کند. وِرنر هایزنبرگ(1)، یکی از نظریه پردازان نسلی که به قلمرو کوانتوم، بیگانه ترین قلمرو همه دنیاهای فیزیکی راه یافت همانند گروه اعزامی فکری فیزیک جدید به سفر کلمب بود. هایزنبرگ سفر کلمب را شاهکار می دانست، نه به این علت که کلمب می کوشید به شرق برود اما به سوی غرب بادبان کشید، نه به این علت که او استادانه کشتی هایش را می راند، بلکه به این علت بود که عزم جزم کرد تا «نواحی شناخته شده جهان را ترک کند و با سفر دریایی به سوی غرب، بسیار دورتر از نقطه ای که تدارکاتش امکان بازگشت او را به وطن داشته باشد»، اقدام کرد. کسی که به عنوان یک کلمب فکری و عقلانی فراتر از دیگران جای دارد، آلبرت اینشتین است. او چنین سیر و سفرهایی را بسیار دورتر از «تکیه گاه اَمن دکترین اثبات شده» به دریاهای شناخته خطرناک پیمود. او نه تنها پیشتاز قلمرو کوانتوم بود، بلکه بسیاری از حوزه فیزیک جدید را کشف و کندوکاو کرد.
این سیاحتهای بزرگ پژوهشی او وقتی آغاز، و تا حد زیادی کامل شد، که اینشتین سالهای بیست و چند سالگی بود و در گوشه آرام دنیای علمی، یعنی در اداره ثبت اختراعات سوئیس در برن، کار می کرد. اینشتین زندگی در اداره ثبت اختراعات را نوعی «راه نجات» یافته بود. کارش برای او جالب بود و زحمتی نداشت؛ بدون فشارهای یک شغل دانشگاهی، او از توانایی های شگفت انگیز خود بهره برداری می کرد «تا استشمام کند که چه راهی می تواند به بنیادها برسد و از هر چیز دیگر، از چیزهای متعددی که ذهن را مغشوش و از موضوعات اساسی منحرف می کند، دوری گزیند.»
اینشتین کوشیده بود تا از لحاظ حرفه ای در مرتبه بالاتری باشد، اما پس از فارزغ التحصیل شدن از مؤسسه پلی تکنیک زوریخ (که از سال 1911 به عنوان دانشگاه فنی سویس یا ETH شهرت یافت) چشم انداز و آینده درخشانی نداشت. او نسبت به اکثر تحصیلاتش بی علاقه و مخالف بود. معلمان او در دبیرستان (gymnasium) زوریخ می گفتند که او هرگز چیزی نمی شود و برای وضع و حالات اهانت آمیز او اظهار تأسف می کردند. تجربه دبیرستان برای او بی اعتمادی عمیقی نسبت به صلاحیت مربیان ایجاد کرد، به ویژه آن نوعی که مربیان پروسی اعمال می کردند. رونالد کلارک (2)، یکی از زندگینامه نویسان اینشتین، گیمنازیم لویتپولد(3) را که اینشتین در مونیخ به آنجا می رفت چنین توصیف می کند که احتمالاً «نه بهتر و نه بدتر از بیشترین تشکیلاتی از نوع خود بود: درست است که در آنجا مانند هر مدرسه دولتی انگلیسی سخت گیری شدید از اهمیت ویژه ای برخوردار بود، اما دلیلی ندارد که آن را به صورت غول آسای خاصی تصور کنیم. باید در نظر داشت که رعایت انضباط این مدرسه از حد عادی تجاوز نمی کرد، اما آنچه در پس آن در ذخیره داشت سلاح نهایی التجا به قدرت خداگونه بی چون و چرای پروسی بود. با وجود این پسران، حتی پسران حساس به گونه ای جان سالم به در می بردند.»
هرمان، پدر اینشتین مردی سرزنده و خوشبین بود. آنچنان که اینشتین از او یاد می کند- «فوق العاده «صمیمی» ملایم و عاقل بود»-امّا دچار ورشکستگی های شغلی می شد. یکی از این ورشکستگی ها خانواده او را از مونیخ به میلان کشاند و اینشتین برای کامل کردن دوره دبیرستان ناچار بود در مونیخ بماند. او در میان همکلاسان خود دوستان معدودی داشت، و در این حال با رفتن خانواده اش نمی توانست زندگی در مونیخ یا هر جای دیگر آلمان را تحمل کند. از این رو به طور غیرمنتظره به اعضای خانواده اش در ایتالیا پیوست و آنان را آگاه کرد که درصدد ترک تابعیت از آلمان است. این بدان معنی بود که از دیپلم گیمنازیم صرف نظر کرده است، اما قصد اینشتین این بود که مطالعات لازم را به عمل آورد و خودش را برای امتحان ورودی پلی تکنیک زوریخ آماده کند. زندگی در ایتالیا و سپس در سویس آزاد، بی قید و بند و بار دیگر امیدبخش شد و به طوری که آبراهام پایس (4)، زندگینامه نویس اخیر اینشتین می نویسد: «زندگی تازه، این پسر ساکت را به مرد جوان خوش صحبتی تبدیل کرده بود.» اینشتین، به مدت چند ماه رهایی از یک آینده تاریک و ملال آور را با پرسه زدن در شمال ایتالیا جشن گرفت.
کمبود نمره در امتحان ورودی پلی تکنیک عقب نشینی موقتی بود که ثابت شد برای او میمون و مبارک است. اینشتین برای آمادگی امتحان مجدد به یک مدرسه محلی سویس در آراو(5) رفت، جایی که فرایند آموزشی آن متنوع و شادی آور بود. در آراو، اینشتین با خانواده وینتلر زندگی می کرد. جاست وینتلر (6) مدیر مدرسه به طوری که کلارک می نویسد: «تا حدی معلمی غیررسمی بود که آمادگی داشت تا با شاگردانش همچون با معلمان همقطارش درباره کار و سیاست گفتگو کند. او ذهنیتی صمیمانه و آزادمنش داشت، پرنده شناسی بود که وقتی شاگردان و فرزندانش را برای راهپیمایی به کوههای اطراف می برد، غرق شادمانی می شد.» اینشتین حتی در دوره سالمندی، سالی را که در آراو بود به خوبی به یاد می آورد:‌ «این مدرسه تأثیری ماندگار بر من گذاشت و علت آن روح آزادمنشی مدرسه و توجه محبت آمیز بی پیرایه معلمان بود که به هیچ وجه به صاحبان قدرت خارجی متکی نبودند.»
در اوایل سال 1896، اینشتین با پرداخت سه مارک، مدرکی برای او صادر شد که دیگر تبعه آلمان نیست، از این رو به مدت پنج سال بعد شخصی فاقد تابعیت بود. سال بعد او امتحان پلی تکنیک زوریخ را با نمرات خوب گذراند و آمادگی آموزش یک دوره چهار ساله fachlehrer ، دبیری یک رشته خاص را آغاز کرد. هرمان متحمل ورشکستگی دیگری شد و بنابراین درآمد اینشتین کاهش یافته بود. از مستمری ماهانه صد فرانک سویسی، بیست فرانک ذخیره کرده بود تا برای مدارک تابعیت سویسی اش بپردازد. اما درباره رؤیای آینده او هیچ چیز حقیری وجود نداشت. او در نامه ای به فرا وینتلر نوشت: «کار سخت و تعمق انتظار از ذات الهی فرشتگانی هستند که در آشوب زندگی، با وجود سرسختی بی وقفه ضمن تقویت و سازگارکردن، مرا راهنمایی می کنند.»
روی هم رفته، اینشتین به دوره کاری اش در پلی تکنیک زوریخ اشتیاق زیاد نشان نمی داد. او اذعان داشت که بعضی از دوره های ریاضیات آن بسیار عالی است- یکی از استادان ریاضی اش، هرمان مینکوفسکی (7)، بعداً مشارکتهای مهمی برای مبانی نظریه نسبیت به عمل آورد- اما دوره هایی درباره فیزیک نظری و آزمایشگاهی برای او بی روح و کسالت بار بود. ابتدا او مجذوب کار آزمایشگاهی بود، اما طرحهای آزمایشی اش به ندرت مورد قبول استادش، هنریش وِبِر (8) قرار می گرفت. سرانجام وبر به شاگردش گفت: «اینشتین شما پسر زیرکی هستید، یک پسر بسیار زیرک، اما یک عیب بزرگ دارید: شما به خودتان اجازه نمی دهید چیزی به شما گفته شود.»
واکنش اینشتین فقط این بود که از کلاسهای درس دور بماند و در این فرصتها آثار نظریه پردازان بزرگ قرن نوزدهم، کیرشهف، هلمهلتز، هرتز، ماکسول، هندریک لورنتس و بولتزمن را بخواند. خوشبختانه، برنامه آزادمنشانه زوریخ چنین استقلالی را مجاز می دانست. اینشتین در یادداشتهای زندگینامه شخصی اش می نویسد: «به طور کلی فقط دو امتحان بود، گذشته از این، شخص می توانست تنها به یکی از آنها که مایل است بپردازد... این امر آزادی انتخاب دنبال کردن فعالیتها را تا چند ماه پیش از امتحان می داد. این آزادی برای من ذلت بخش بود و با خرسندی ناآگاهی بد و خوب وابسته به آن را که به مراتب مصیبت کمتری داشت، پذیرفتم.»
اما عاقبت کار نشان می دهد که کیفر آن بیش از یک ناآگاهی بد و خوب بوده است. آمادگی برای امتحان نهایی یک کابوس بود و حاصل موفقیت آمیز آن ناشی از کمک دوست او مارسل گروسمان (9) بود که مطالب درس را بی نقص نسخه برداری می کرد. اینشتین بار دیگر در یادداشتهای زندگینامه شخصی اش به ما می گوید که فشار آن امتحان «چنان اثر چشم ترسی برای من داشت، که پس از گذراندن آن... متوجه شدم که به مدت یک سال از هر مسئله علمی بیزارم.» و بعد درباره سخت گیری که سیستم آموزشی بر پرورش علاقه مندیهای فکری شاگرد می گذارد، اضافه می کند که: «در واقع چیزی کمتر از یک معجزه نیست که روشهای جدید تعلیم هنوز به طور کلی پرسش کنجکاوانه مقدس را خفه نکرده است؛ زیرا این نهال ظریف، صرف نظر از انگیزش، عمدتاً در نیاز به آزادی پایداری می کند.»
اینشتین در پاییز سال 1900 از پلی تکنیک فارغ التحصیل شد، و طی چند ماه بعد دو رویداد مهم زندگی اش را از سر گذراند: او نخستین مقاله اش را منتشر کرد-در مجلد 4 سالنامه فیزیک (Annalen der physik) جایی که درست چهل صفحه بعد، شامل مقاله آغازین ماکس پلانک درباره نظریه کوانتومی بود-رویداد دیگر آنکه پس از مدتهای طولانی تابعیت سویس را دریافت کرد. گرچه نه سال بعد او مجبور شد که کشور سویس را ترک کند، و برای سکونت به آنجا بازنگشت، اما هرگز دلبستگی به رأفت انسانی و دموکراسی سویسی کشور عالی و بی نظیرشان را فراموش نکرده و می گفت، سویس «زیباترین گوشه ای از زمین است که من می شناسم.»
اکنون، او درصدد یافتن شغلی بود. دستیاری مورد انتظار او زیر نظر وبر هرگز تحقق نیافت. (اینشتین به یکی از دوستانش نوشت: :«وبر بازی ریاکارانه ای با من کرد».) پس از دو موفقیت آموزشی موقتی، اینشتین به یاری پدر مارسل گروسمان، در سال 1902 در اداره ثبت اختراعات بِرن به عنوان کارشناس درجه سه منصوب شد.
حال که اینشتین کار ثابتی به دست آورده بود، به فکر ازدواج افتاد، و سال بعد با میلوا ماریک (10)،همکلاسی او در پلی تکنیک زوریخ ازدواج کرد. پیشینه میلوا به یک اسلاوی اهل صربستان می رسید. او باریک اندام و زیبا بود و اندکی از بیماری سل دوران کودکی رنج می برد. میلوا امیدوار بود که یک دوره علمی را دنبال کند، و به زوریخ رفت زیرا سویس در آن زمان تنها کشور آلمانی زبانی بود که تحصیل علم برای زنان در دانشگاه مجاز بود- این زوج پس از ورود به پلی تکنیک زوریخ به زودی به هم علاقه مند شدند. در سال 1901 روابط آنان عمیقتر شد و در سال 1903 اینشتین و میلوا ازدواج کردند.
این ازدواج هرگز موفقیتی نداشت. میلوا پس از ناراحتیهای بارداری، مشکل زایمان، و از دست دادن فرزند، طرحهای سیر زندگی اش فروریخت. او نسبت به دوستان بی قید اینشتین بخل می ورزید، و مستعد دوره هایی از افسردگی بود. از سوی دیگر، اینشتین شوهر پر احساسی نبود، توان عقلانی، عاطفی و هیجانی بسیار زیادی صرف کارش می شد تا یک ازدواج دشوار را به سرانجام برساند. اینشتین در سالخوردگی اظهارمی کرد که «با احساس وظیفه» وارد امر ازدواج شده است. او می گفت، که من «با یک مقاومت درونی، مبادرت به کاری کرده ام که فراتر از توانم بوده است».

پیشگامان

در سال 1905، به هنگامی که اینشتین در سن بیست و شش سالگی بود، در اداره ثبت اختراع برن کار می کرد، با وجود این برای برقراری آشنایی با فیزیکدان نظریه ای (دیگر)، او سه مقاله در سالنامه فیزیک منتشر کرد. این سالنامه مُجلد 17 از مجلّه بود، و چنانکه ماکس بورن اظهار می کند «این، یکی از برجسته ترین مجلّد ها در کل ادبیات علمی است. این سالنامه شامل سه مقاله از اینشتین، هر یک درباره موضوع متفاوتی بود، که امروزه هر کدام یک شاهکار به شمار می آید.»
نخستین مقاله او در سال 1905 سهمی از نظریه کوانتوم داشت، که با تصور و توصیف باریکه های نور به صورت بارشهایی از ذرات، «یا کوانتومها» نظریه اثر فوتوالکتریک را شکوفا کرد. من درباره این مقاله انقلابی در فصل 15 بحث بیشتری خواهم کرد. مقاله دوم، درباره واقعیت مولکولهای مشاهده پذیر به صورت ذرات کلوئیدی بود که در فصل 13 ذکری از آن به میان آمد. اکنون توجه ما به سومین مقاله است که در واقع برداشت اینشتین از نظریه نسبیت را ارائه می کند.
در زمانی که اینشتین وارد این میدان شد، نظریه نسبیت تاریخی طویل و برجسته ای داشت. اینشتین در زمره پیشگامانی که بعضی از آنها غولهایی همچون گالیله، نیوتون، ماکسول و لورنتس بودند، محسوب می شود. گالیله می گوید اصل نسبیت برای علم مکانیک در شیوه معمولی او که آشکارا مشاهده پذیر است، به کار می آید:
با دوست خود در کابین زیر عرشه کشتی بزرگی بروید و تعدادی مگس، پروانه و جانداران پرنده دیگر همراه ببرید. کاسه بزرگی محتوی آب که چند ماهی در آن باشد فراهم کنید؛ بطری محتوی آبی را در جایی آویزان کنید، به طوری که آب درون آن قطره قطره روی ظرف پهنی که زیر آن باشد، بریزد. وقتی کشتی آرام و بی حرکت است، به دقت مشاهده کنید که چگونه پرندگان کوچک با سرعتهای مساوی به همه اطراف کابین پرواز می کنند. ماهی بی تفاوت در همه جهات شنا می کند؛ قطره آب در ظرف زیر آن می افتد، و در پرتاب چیزی به طرف دوست خود، لازم نیست قوت پرتاب شما در یک جهت بیشتر از جهت دیگر باشد، البته در صورتی که فاصله ها مساوی باشند. با پاهایتان به طور هماهنگ، به بالا بجهید، در هر جهت از فضاهای مساوی می گذرید. وقتی همه این موارد را به دقت مشاهده کردید (گرچه شکی نیست که وقتی کشتی آرام و بی حرکت است هرچیزی می باید به همین طریق صورت گیرد)، اگر کشتی با هر سرعتی که شما می خواهید پیش برود، مادامی که حرکت یکنواخت است، افت و خیزی ندارد و شتاب نمی گیرد، در می یابید که در تمام موارد مذکور کمترین تغییری حاصل نمی شود، به طوری که در هر یک از آن موارد نمی توانید بگویید کشتی در حال حرکت است یا در حال سکون.
گشتی گالیله، یا هر سیستم دیگری که با سرعت ثابت حرکت می کند، در واژگان جدید یک «چارچوب مرجع لَخت "اینرسیال"»، یا فقط «چارچوب لخت» نامیده می شود، زیرا در آن قانون لختی گالیله محفوظ می ماند. تعمیم اصل نسبیت گالیله به ما می گوید که قانونهای مکانیک در هر چارچوب لختی دقیقاً یکسان است («شما نمی توانید از هر یک از آثار مشاهده شده در کشتی، بگویید که کشتی در حال حرکت است یا در حال سکون»).
گزاره اصل نسبیت نیوتون، که او از سه قانون حرکتش استخراج کرد، بیان مشاهبی بود، بجز آنکه موضوع بحث انگیز «فضای ساکن» را مطرح می کرد: «حرکتهای اجسامی که فضای معینی گُنجیده اند، در میان خودشان به یک منوال است، خواه آن فضا در حال سکون باشد، یا به طور یکنواخت حرکت کند، به جلو در یک خط مستقیم، بدون هرگونه حرکت دورانی.» اما در حال سکون نسبت به چه؟
نیوتون به مفهوم فضای مطلق باور داشت، فضای مطلقی که هر گونه حرکت یا فقدان حرکتی را می توان به آن ارجاع کرد. او به همین منوال یک چارچوب زمان مطلق را اتخاذ کرد که در آن اندازه گیری هرگونه حرکتی امکان پذیر می شد؛ یک چارجوب زمان برای همه ناظران به کار می آید.
ماکسول و معاصران او مفهوم فضای مطلق نیوتون را پذیرفتند، و آن را با ملأ فراگیری به نام اِتر پُر کردند. نقش اصلی اتر برای نظریه پردازان قرن نوزدهم این بود که مکانیسمی برای انتشار نور و میدانهای مغناطیسی دیگر فراهم آورد، قطع نظر از فضای خالی، معلوم شده بود که اتر ابزار نظریه ای چندکاره است- بسیار چندکاره- نظریه پردازان بریتانیا و دیگر کشورهای اروپایی هرگز نتوانستند به این اجماع نظر برسند که کدام یک از بسیاری مدلهای اتر، یک مدل استاندارد است.
کسی که فیزیک و اتر و ارتباطهای آن را با نظریه میدان با وضوح بسیار می دانست، و در عین حال به اینشتین یاری می رساند تا راه خود را بیابد، هندریک لورنتس (11) بود؛ او از سالهای 1877 تا 1912 استاد فیزیک نظریه ای در دانشگاه لیدن بود. نسلهایی از فیزیکدانان جوان توانایی فوق العاده او برای ایفای نقش دوگانه ای را که به عنوان نظریه پرداز خلاق و منتقد مشفق داشت، می ستودند. شیوه کار او مانند ماکسول و گیبس جمع آوری مکتبی از دانشجویان محقق نبود، با وجود این فیزیکدانانی از همه جهان در جلسات سخنرانیهایی که درباره الکترودینامیک داشت، حاضر می شدند. در ابتدای قرن همگی او را به عنوان رهبر جامعه بین المللی فیزیک می شناختند. در آغاز سال 1911، لورنتس به عنوان رئیس کنفرانسهای سلوی در بروکسل عمل می کرد. ارنست سلوی (12) یک شیمیدان صنعتی با ثروت فوق العاده بود و علاقه غیرحرفه ای به فیزیک داشت. او صورت حساب هزینه جا و پذیرایی برازنده شرکت کنندگان کنفرانس را می پرداخت. لورنتس تنها کسی بود که می توانست این جماعتهای بین المللی را که اینشتین میل داشت آنها را «ساحره های یک شنبه ها» (witches sabbaths) بنامد، هماهنگی ایجاد کند. یکی از زندگینامه نویسان لورنتس، راسل مَک کورمَک، (13) می نویسد: «اظهارنظر دیگران درباره لورنتس دانش بی همتای او، حُسن تدبیر، توانایی تلخیص بغرنجترین مباحث و استدلالها به طور واضح، و برتر از همه، مهارت زبان شناختی بی رقیب بود.» اینشتین پس از نخستین حضور در کنفرانس سلوی، به یکی از دوستانش نوشت: «لورنتس اعجوبه ای از تیزهوشی، ذکاوت و تدبیر استادانه است. یک اثر هنری زنده است! به عقید من او هوشمندترین نظریه پرداز عصر حاضر است.»
هدف اصلی لورنتس، به عنوان یک نظریه پرداز، ایجاد وحدت فیزیک ماده در سطح مولکولی با فیزیک میدانهای الکترومغناطیسی ماکسول بود. یکی از مبانی نظریه لورنتس این مفهوم بود که جایگاه میدانهای الکتریکی و مغناطیسی یک اتر مطلقاً ساکن است، که بدون مقاومت قابل اندازه گیری در کل ماده نفوذ می کند. سنگ بنای دیگر (تا حدّی) با این فرض فراهم آمد که ماده مرکب از ذرات باردار بسیار کوچکی است، و لورنتس سرانجام تشخیص داد آنها همان ذراتی به نام «الکترونها» هستند که ج.ج.تامسن در سال 1897 در پرتوهای کاتودی کشف کرده است. الکترونها میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تولید می کنند، و این میدانها به نوبه خود، راهنمای الکترونها در اِتِر ساکن می شوند. لورنتس معادلات ماکسول را برای چارچوب مرجع اتر ساکن نوشت تا میدانها را توصیف کند، و پیام این معادلات را پذیرفت که در آن چارچوب، سرعت نور صرف نظر از سرعت و جهت منبع نور همواره یکسان است.
برای تلخیص و نقل داستان پیرامون نقطه نظر اینشتین، دو ناظر را تصور کنید که یکی در اتر ساکن است، و دیگری در اتاقی ساکن است که با سرعت ثابتی نسبت به اتر حرکت می کند. این اتاق حامل یک منبع نور ثابت است، و دو ناظر نکاتی درباره پیامهای نوری تولید شده از منبع نور را مقایسه می کنند. بر طبق نظریه لورنتس، ناظر اول متوجه می شود که سرعت یک باریکه نور مستقل از جهت آن است. اما ناظر دوم چنین چیزی را متفاوت می بیند: فرض کنید یکی از دیوارهای اتاق او از باریکه نور، پس از تولید شدن، دور می شود، در حالیکه دیوار مقابل به طرف باریکه نور نزدیک می شود. اگر منبع نور در مرکز اتاق ثابت باشد، باریکه نور گسیل یافته به طرف دیواره ای از باریکه نور پس کشیده می شود کندتر از باریکه نوری به نظر می رسد که به طرف دیواره دیگر گسیل می یابد، دیواره ای که به باریکه نزدیک می شود. بنابراین برای ناظر دوم سرعت نور در همه جهات یکسان نخواهد بود.
برای اینکه این بحث را به ماورای یک آزمایش ببریم، می توانیم زمین را به منزله یک اتاق تصور کنیم که در اتر حرکت می کند و نتیجه گیری کنیم که برای ما، یعنی ساکنان اتاق، سرعت نور باید، به هنگامی که نور در جهات گوناگون منتشر می شود، متفاوت باشد. در اواخر قرن نوزدهم چند آزمایش برای این انگیزه، طراحی و اجرا شد. ظریفترین این آزمایشها را آلبرت مایکلسن (14) و ادوارد مورلی (15) در سال 1887 به انجام رساندند. نتیجه گیری آنها، احتمالاً مشهورترین نتیجه منفی در تاریخ فیزیک، این بود که سرعت نور (در فضای خالی) اصلاً به حرکت، جهت، یا محل منبع نور بستگی ندارد.
این امر ضربه زیان آوری برای نظریه الکترونی لورنتس بود، اما کاملاً مهلک نبود. او دریافت که می توان نتیجه گیری مایکلسون-مورلی را با این فرض توضیح دهد که اشتیاق مادی در جهت حرکتشان اندکی منقبض می شوند، و فقط همین کافی است تا آزمایش مایکلسون-مورلی و تلاشهای دیگر، برای مشخص کردن حرکت زمین در اتر به وسیله تغییرات اندازه گیری در سرعت نور را عقیم سازد. به نظر لورنتس این انقباض، تغییر بسیار جرئی نیروهای مولکولی در جهت حرکت بود.
اکنون وقت آن است که اینشتین، کارشناس فنی درجه سه را به صحنه آوریم و ردّ آفرینش آنچه را که به نام نظریه نسبیت خاص به ذهن او رسیده بود، دنبال کنیم. او با اصل نسبیت گالیله آشنا شد، از مفهوم فضا و زمان مطلق نیوتون آگاهی یافت. آثار لورنتس را با دقت تمام خواند و تحت تأثیر این امر قرار گرفت که آزمایشگران نمی توانند به وسیله اندازه گیری تغییرات در سرعت نور، راهی برای تشخیص حرکت زمین نسبت به اِتِر بیابند.

سرنوشت، یا طبیعت

این یک وجه گریز ناپذیر و غالباً غیرقابل درک خلاقیت علمی است که به سادگی ادامه نمی یابد. اینشتین یک بار به دوستی نوشت: «هر چیز واقعاً جدیدی تنها در دوران جوانی شخص ابداع می شود. بعداً شخص مُجرّبتر، مشهورتر-و کودنتر می شود.» اکثر دانشمندانی که دوستان آنان در این کتاب آمده است، مهمترین کارشان را در جوانی، در سالهای بیست یا سی سالگی انجام داده اند. اما به استثنای گیبس، فاینمن و چاندراسخار، هیچ یک در حوالی پایان زندگی کار برجسته ای انجام نداده اند.
اینشتین گرچه از بیشترین جهات دیگر بی همتا بود، اما نبوغ خلاق او فقط اندکی کمتر زودگذر بود. به گفته پایس، اُفول خلاقیت اینشتین پس از سال 1924، به هنگامی که او چهل و پنج ساله بود، آغاز شد. پایس نمای کلی زندگی حرفه ای اینشتین را پس از سال 1913، سالی که وارد برلین شد چنین ترسیم می کند: «با فرمولبندی معادلات میدانهای گرانش در سال 1915، فیزیک کلاسیک (یعنی فیزیک غیرکوانتومی) به کمال رسید، و دوره زندگی علمی اینشتین در نقطه اوجش بود...» با وجود بیماری زیاد از 1916 تا 1920 سالهای حاصلخیز و پُرثمر او هم در نظریه نسبیت و هم در نظریه کوانتوم بود. یک نزول آرام پس از سال 1920 آغاز می شود. یک احیا یا رواج مجدد نیز تا انتهای سال 1924 وجود دارد... پس از آن به طور ناگهانی دوران خلاقیت او متوقف می شود، گرچه تلاشهای علمی اش به مدت سی سال دیگر بی وقفه ادامه می یابد.
پس از حدود سال 1920، اینشتین بیشتر بخشی از جهان سیاست شد، و شکی نیست که این امر وقت و انرژی او را می گرفت، او سفرهای زیادی می کرد و در مجامع بسیاری حضور یافت. او از شهرت متنفر بود. اما در عین حال نمی توان انکار کرد که از اجرای برنامه ای در برابر حُضار لذت می برد. پسر بزرگش هانس البرت به ما می گوید که او «هنرپیشه غیرحرفه ای بزرگی بود». زندگی اجتماعی در برلین جالب و گیرا بود؛ اینشتین ها در میان آشنایانشان روشنفکران، اندیشمندان، دولتمردان و فرهنگیان مشهور شمرده می شدند. و اینشتین طی سالهای 1920 و 1930 دست کم چند دوست صمیمی داشت.
از این رو، روح خلاقی که متعلق به اینشتین درونگرا بود با برونگرایی او تا حدّی تضعیف شد. دو عامل دیگر که ممکن است اهمیت بیشتری در این مورد داشته باشد. در سال 1925 و 1926، روشهای مکانیک کوانتومی در صحنه ظاهر شدند و توسعه آنها در فیزیک نظریه ای برای سالیان طولانی تسلط یافت. اینشتین به سرعت مفید بودن مکانیک کوانتومی را پذیرفت. اما در نهایت با تعبیر و تفسیر آن مخالفت کرد. اکثر فیزیکدانان به عدم جبریت یا عدم قطعیت که به نظر می رسید لازمه مکانیک کوانتومی باشد توافق کردند، اما اینشتین آن را نپذیرفت. هنگامی که نسل دوم فیزیکدانان کوانتومی روشهای جدید انقلابی را معرفی و از آن بهره برداری می کردند، اینشتین محافظه کار شد. او امیدوار بود فراتر از آنچه او احساس می کرد ناکامل بودن نظریه کوانتومی را ببیند؛ بدون شکستن بعضی از سنتهای بزرگ فیزیک که به نظر او مهمتر از همه موفقیتیهای موقتی بود. او گرچه سالها تجسس کرد، اما هرگز آنچه را در جستجویش بود، نیافت. او در نامه ای نوشت: «هرچه بیشتر کوانتومها را تعقیب می کند، آنها بیشتر خودشان را پنهان می کنند.» سرسختی، در این مورد موجب منزوی شدن او از اکثر همکاران جوانترش شد.
سماجت اینشتین-مطمئناً یکی از قویترین خصلتهای شخصیتی او- ناکامی بزرگ دیگری برای او به بار آورد. او در اواخر سالهای 1920، کار پژوهشی رباره «نظریه وحدت میدانها» را آغاز کرد، کوششی برای متحد کردن نظریه های گرانش، الکترومغناطیس و احتمالاً کوانتومها. او برای باقی عمرش مجذوب و شیفته- شاید هم بگوییم دلمشغولی- این تلاش بود. ماجرای تلاش شدید اینشتین برای این مسئله نظریه ای می باید پاسخی باشد برای این مدعا که دانشمندان بزرگ کارشان را مانند ماشینهای متفکر، بدون الزام شور و هیجان، انجام می دهند. او در سال 1939 به ملکه الیزابت بلژیک، که سالیان بسیار با او مکاتبه می کرد، نوشت: «من به کوره راه امیدبخشی برخورد کرده ام، به طوری دردناک اما با ثبات قدم و عزمی راسخ با شرکت معدودی کارکنان دوست جوان آن را دنبال می کنم. خواه این امر مرا به مقصدی درست یا نادرست هدایت خواهد کرد، من نمی توانم آن را با هرگونه قطعیتی در مختصر زمانی که برایم باقی مانده اثبات کنم. اما از سرنوشتی سپاسگزار و خوشنودم که زندگی مرا به صورت یک تجربه مهیج ساخته است.»
و چند سال بعد، در نامه ای به یکی از دوستانش نوشت: «من پیرمردی به صورت مردی عوضی و عجیب که جوراب نمی پوشد، شناخته شده ام. اما من با آهنگی خارق العاده تر از همیشه کار می کنم، و هنوز امیدوارم مسئله میدان فیزیکی وحدت یافته را که در پیش دارم حل کنم... این چیزی بیشتر از یک امید نیست، چون هر نوع آن مستلزم مشکلات ریاضی عظیمی است... من در پیچ و تاپ درد و عذاب ریاضیاتی هستم که نمی توانم خلاص شوم.»
او می باید خسته و گاهگاه مأیوس شده باشد. پس از یک رهیافت که بازهم به بُن بست دیگری می رسید، به یکی از دستیارانش گفت که می خواهم آن را منتشر کنم و به اطلاع مردم برسانم، «تا احمق دیگری را از اتلاف شش ماه تلاش درباره همان ایده نجات دهم.» اینشتین جمله ای را به این مضمون تکرار می کرد که «طبیعت با عظمت و شکوه ذاتی اش ابهامی را مخفی می کند، نه با حیله گری.» پس از سالهای بی حاصل که وقف پژوهش درباره نظریه وحدت میدانها شد او به هرمان ویل(16) گفت: «کسی چه می داند شاید طبیعت هم اندکی مغرض باشد.»
با وجود این اعجاز روح خلاق اینشتین بود که هرگاه ناامیدی احساس می کرد، هرگز این احساس پُردوام نبود. یکی از زندگینامه نویسان اخیر اینشتین، البرشت فولسینگ (17) به ما می گوید که «او توانایی آن را داشت که یک مفهوم نظریه ای را، با اشتیاق فراوان ماهها و حتی سالها بی وقفه دنبال کند؛ اما هرگاه عیب و ایردهای وخیم و جدی ظاهر می شد-که همواره در پایان کار روی می دهد-او فوراً آن کار را در لحظه درست، بدون احساساتی شدن و سرخوردگی و یأس از زمان و کوشش تلف شد، کنار می گذاشت. صبح آینده یا حداکثر چند روز بعد، او ایده جدیدی را می گرفت و با همان اشتیاق آن را دنبال می کرد.» اینشتین در نامه به دوستی نوشت: «مأیوس شدن بی معنی تر از تلاش کردن برای یک هدف غیرقابل حصول است.»

نامه ها

اینشتین حجم عظیمی از نامه های پستی، از همه نوع مردم درباره همه موضوعهای گوناگون، دریافت می کرد. وقتی هنوز حجم این نامه ها او را از توان نینداخته بود، او از دریافت این نامه ها خوشحال می شد و به آنها پاسخ می داد. منتخبی از این پاسخها قطعه هایی از زندگینامه شخصی او را که هرگز ننوشت، به دست ما می دهد. برای اعضای «انجمن کلاس ششم» یک دبیرستان انگلیسی که اینشتین را به عنوان رئیسشان انتخاب کرده بودند، او می نویسد: «به عنوان یک مدیر مدرسه پیر، من با خوشنودی و افتخار نامزدی اداره مدیریت انجمن شما را دریافت کردم. این تمایلی به احترام برای کسی در سن پیری است و چنین است برای من. اما باید به شما بگویم که من اندکی (اما نه خیلی زیاد) گیج و متحیر شدم که این نامزدی مستقل از رضایت و توافق من انجام شده است».
به دفعات بسیار از اینشتین در مورد مذهبش پرسیده می شد. او «اعتقاد عمیقی به مذهب نداشت.» او به یکی از دوستانش نوشت و برای شاگرد کلاس ششمی توضیح داد: «هرکس که به شدت درگیر طلب علم است متقاعد می شود که یک روح در قوانین عالم آشکار است-روحی بی کران و فوق العاده وسیعتر از روح انسان، روحی که ما در برابر آن، باید متواضعانه با همه قدرتهای روانی و جسمانی مان احساس حقارت کنیم. این طریق طلب علم به یک احساس مذهبی از نوعی خاص منجر می شود، که در واقع با مذهب نمایی فرد بی تجربه کاملاً متفاوت است.» او به یکی از طرفدارانش نوشت: «من به خدای شخصی باور ندارم و هرگز آن را انکار نکرده ام، بلکه به وضوح آن را بیان کرده ام. اما اگر چیزی در من است که می توان آن را مذهب نامید، در این صورت ستایش بی حدّ و مرز برای ساختار این جهان است که تا آنجا که علم می تواند آن را آشکار کند.» مذهب او اخلاقیات را در بر نمی گیرد:‌ «اصول اخلاقی حائز والاترین اهمیت است-اما برای ما نه برای خدا.»
اینشتین از میلیتاریسم و ناسیونالیسم متنفر بود. او نوشت: «از کسی که با فرمان قدم رو و به ستوه آمدن یک گروه لذت می برد، بدم می آید.» او باور داشت که استراتژی گاندی یعنی تمرّد و عدم اطاعت اجتماعی امیدوار کننده بود:‌ «باور من این است که پیشرفت جدی فقط وقتی حاصل می شود که مردم با یک مقیاس بین الملی سازماندهی شوند و به صورت یک تنه، ورود به نظامی گری و خدمت جنگی را طرد کنند.» تعهد او به صلح طلبی تمام عیار بود؛ در مصاحبه ای او گفت: ‌«من نه تنها یک صلح طلبم بلکه یک صلح طلب مبارزم. من می خواهم برای صلح بجنگم... آیا اگر شخص برای آرمانی، همچون صلح که به آن معتقد است بمیرد بهتر است یا برای هدفی که مانند جنگ که به آن باور ندارد آسیب ببیند؟
اما وحشتهای نازی، ضد یهودگرایی، اینشتین را از یک صلح طلب «مطلق» به یک صلح طلب «متعهد» تبدیل کرد: «این بدان معنی است که من مخالف با استفاده نیرو تحت هر شرایطی هستم. بجز وقتی که این نیرو با دشمنی مواجه می شود که تخریب زندگی را به صورت پایانی در ذات خودش، دنبال می کند.»
بسیاری از مکاتبه کنندگان می خواستند بدانند زندگی کردن در یک حیات فیزیکی چگونه است. او توضیح می داد که برای من یک تفکیک وجود دارد: «کار علمی من برانگیخته از آرزوی شدید و مقاومت ناپذیری برای ادراک رموز طبیعت است بدون دخالت احساسهای دیگر. عشق عدالت خواهی و کوشش برای شرکت در جهت اصلاح و بهبودسازی شرایط زندگی انسانی ام کاملاً مستقل از علایق علمی من است.» و او در جدایی و کناره گیری، بخش دیگری از برانگیخته شدن را می یافت: با سنجش عینی و بی طرفانه، آنچه را که یک فرد می تواند با تلاش پرشور و گداز از حقیقت بیرون بکشد بسیار خُرد و ناچیز است. اما کوشش و تلاش ما را از بندهای خود، آزاد می کند و دوستی بهترین و عالیترین افرد را برای ما فراهم می کند.

پرنده مسافر

تقدیر اینشتین خانه به دوشی بود، او هرگز نتوانست در جایی ساکن شود که به راحتی آن را وطن خود بداند. مکان دلخواهش سویس بود، اما مدتها پس از ترک اداره ثبت اختراعات در آنجا نماند. برلین تقریباً به مدت بیست سال پذیرای او شد، و چند صباحی او را به حال خود گذاشت. اما در سالهای 1920 نازیها قدرتمند شدند و با خود سه مُصیبت ناسیونالیسم، میلیتاریسم و ضد یهودیت را به همراه آوردند. ما قبلاً آثار خانمان برانداز پُلیسها در زمان نرنست را متذکر شدیم و موضوع مخوف تخریب تشکیلات علمی آلمان را در فصلهای بعد ادامه خواهیم داد. ضد یهودیت در سراسر سالهای 1920 آشکار شده بود، اما دست کم برای اینشتین تهدیدی نداشت. این مورد چندان طولی نکشید تا اوایل سالهای 1930 که نازیها بر مسند قدرت نشستند.
اینشتین پس از چند توقف کوتاه در بلژیک، انگلستان، و کالیفرنیا، به پرینستون نقل مکان کرد، جایی که او به مؤسسه تازه تأسیس، برای مطالعات پیشرفته، پیوست. جوّ عقلانی و روشنفکرانه پرینستون در مقایسه با جوّ برلین کمتر مهیج بود. اینشتین در نامه ای به ملکه الیزابت نوشت: «پرینستون یک محل کوچک و عجیب و یک دهکده تشریفاتی جالب توجه... است.» اما برای منظور اصلی اینشتین به کار می آمد، او می نویسد: «با نادیده گرفتن بعضی از رسوم و قراردادهای خاص، من توانستم جوّی برای خودم ایجاد کنم که مساعد مطالعه و عاری از پریشانی و آشفتگی خاطر باشد.»
اینشتین در پرینستون به پروازش پایان داد و به امور روزمرّه اش بازگشت. مانند همیشه با مسائل و پیشامدهای جهان در تماس بود. در سال 1940، پروژه مانهاتان به منظور توسعه بمب اتمی، سازمان دهی شد و نفوذ اینشتین در مراحل اولیه به آن یاری رساند. اما «پروژه مطلوب» او یعنی نظریه وحدت میدانها مسئله مورد علاقه او در پرینستون بود. بیش از همه، او «در علم هنرمند» شد، پژوهش بی پایان برای نظریه وحدت میدانها با سهولت و زیبایی ریاضیاتی حس شهود و زیباشناختی او را ارضا می کرد.
آبراهام پایس، که زندگینامه اینشتین را بهتر از زندگینامه نویسان دیگر نوشته است، با یک نگاه اجمالی به زندگی اینشتین، در حدود سه ماه پیش از مرگ در سال 1955، که در پی می آید ما را ترک می کند. او بیمار بود و توانایی کار در دفتر مؤسسه را نداشت. پایس در خانه از او عیادت می کند.
و. ... از پله ها بالا رفتم، آهسته ضربه ای به در اتاق مطالعه اش زدم. صدای آرامی شنیدم «بفرمایید». وقتی من وارد شدم، او در صندلی دسته دارش نشسته، پتویی روی زانوهایش و بسته کاغذی روی پتو بود. او در حال کارکردن بود. با دیدن من بسته کاغذ را کناری گذاشت و به من خوشامد گفت. ما نیم ساعتی را به خوشی با هم گذراندیم. به یاد نمی آورم موضوع بحث ما چه بود. سپس به او گفتم من نمی توانم بیشتر بمانم. با هم دست دادیم و من خداحافظی کردم. به طرف در اتاق رفتم. هنوز چهار یا پنج قدم دور نشده بودم، وقتی در را باز کردم سر را برگرداندم، او را روی صندلی اش دیدم. بسته کاغذ روی دامنش، مدادی در دستش، بی اعتنا به دور و برش، او به کارش بازگشته بود.

پی نوشت ها :

1. Werner Heisenberg
2. Ronald clark
3. Luitpold Gymnasium
4. Abraham pais
5. Aarau
6. Jost winteler
7. Hermann Minkowski
8. Heinrich weber
9. Marcel Grossmann
10. Mileva Maric
11. Hendrik Lorentz
12. Ernest solvay
13. Russell McCormmach
14. Albert Michelson
15. Edward Morley
16. Hermann Weyl
17. Albercht Folsing

منبع: کروپر، ویلیام ه؛ (1390)، فیزیکدانان بزرگ از گالیله تا هاوکینگ، ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی، تهران؛ انتشارات فاطمی، چاپ سوم.