دیدار با رئیس جمهور

 

البرت ایبرهم مایکلسن

در سال 1869 پسر هفده سال یک مهاجر آلمانی سفر طولانی و خسته کننده ای از نوادا کرد تا یولیسیزگرانت رئیس جمهور امریکا را ملاقات کند. این دیدار برای به دست آوردن یکی از ده مقامی بود که از طرف رئیس جمهور به آکادمی دریاداری در آناپولیس اعطا شده بود.
البرت ایبرهم مایکلسن در امتحانی که کنگره برایش تعیین کرد شایستگی بیشتری نشان داد ولی امتیاز را پسری برد که صاحب نفوذ بود. حالا که او به دیدن رئیس جمهور و دادخواهی رفته بود کار از کار گذشته بود و تمام نامزدها از طرف ریاست جمهوری معین شده بودند. ولی رئیس جمهور او را نزد رئیس آکادمی فرستاد و به نحوی یازدهمین شغل و مقام به طور غیر قانونی و استثنایی برای او در نظر گرفته شد.
البرت مایکلسن کمک مالی ای را که کشور دومش به او داده بود تا او تحصیل کند از راه دیگر جبران نمود. پنجاه سال مطالعه و تحقیق مداوم او در مسائل نور برایش شهرت جهانی کسب کرد و موجب افتخار امریکا شد و مطالعات پیشرفته او در زمینه دانش برای نخستین بار جایزه نوبل را نصیب امریکا کرد.
البرت مایکلسن در 19 دسامبر 1852 در استرلنوپروس به دنیا آمد. پدر و مادرش از یهودیان آلمانی بودند. در سال 1848 لیبرال های آلمان، یعنی کسانی که می خواستند قوانین کشوری و مالیات ها به طور مساوی درباره همه اجرا شود و آزادی بیان به مردم داده شود، چنین فکر می کردند که می توانند کنترل حکومت را در اختیار بگیرند. متأسفانه در این راه موفق نشدند. چند سال بعد عده زیادی از این آزادی خواهان به امریکا مهاجرت کردند. هنگامی که آلبرت دو ساله بود خانواده مایکلسن به شهر نیویورک وارد شدند.
خانواده مایکلسن بعد از توقف کوتاهی در شرق امریکا تصمیم گرفتند به خویشان خود ملحق شوند که چهل و نه سال قبل در حمله طلا به کالیفرنیا آمده بودند. آن ها با کشتی به پاناما رفتند و سپس از طریق اقیانوس آرام با کشتی به ساحل غربی آمریکا رسیدند.
سامویل مایکلسن، پدر آلبرت، در شهر مورفی در ناحیه کالاوراس از نواحی کالیفرنیا مغازه خشکبار فروشی باز کرد. آلبرت تحصیلات ابتدایی را در مدرسه محل تمام کرد و بعداً برای ادامه تحصیلات به سانفرانسیسکو فرستاده شد. او به ریاضیات و علوم علاقه فراوانی نشان داد و خصوصاً برای کارهای مکانیکی استعداد زیاد داشت. او ماهانه سه دلار بابت نگهداری وسایل علمی مدرسه می گرفت.
هنگامی که او شانزده سال داشت خانواده اش به نوادا از توابع ویرجینیا رفتند که در آن هنگام به خاطر معادن نقره آن ناحیه رونق بسزایی داشت. سال بعد برادرش چارلز و یک سال بعد از آن خواهرش میریام به دنیا آمدند. چارلز مایکلسن در زمان ریاست جمهوری فرانکلین روزولت در حزب دموکرات طرفداران زیادی داشت و ریاست آن حزب بر عهده او بود.
مایکلسن در سال 1873 از آکادمی نیروی دریایی فارغ التحصیل شد و پس از دو سال خدمت در نیروی دریایی از طرف آکادمی از او دعوت به عمل آمد که به تدریس فیزیک و شیمی در آکادمی مشغول شود. هنگام تدریس در دانشگاه علاقه مند شد که سرعت نور را اندزه بگیرد و این علاقه تا آخر عمرش در او باقی ماند. او با استفاده از آیینه گردان فوکو و چند عدسی که در آزمایشگاه بود دستگاهی با هزینه ده دلار ساخت. این وسیله او را قادر کرد که سرعت نور را با دقت از فاصله 150 متری اندازه بگیرد. نخستین مقاله او با عنوان «روش اندازه گیری سرعت نور» در سال 1878 در مجله علمی امریکا منتشر شد. او سرعت نور را معادل 09/ 300 کیلومتر در ثانیه می دانست.
حباب های صابون برای بچه ها و بزرگسالان سرگرمی جالبی است و انسان هنگام مشاهده حباب های کروی که در هوا دور می زنند لذت می برد. ولی این سؤال پیش می آید که علت رنگین بودن آن ها چیست؟ توضیح علمی آن اینترفرنس یا تداخل است. جدار حباب صابون مانند سایر چیزهای دیگر به طوری که مشاهده می شود خود منبع نور نیست بلکه نور را منعکس می سازد. جدار داخلی و خارجی هر دو نور را منعکس می کنند و چون جدار خیلی نازک است بعضی از امواج چنان منعکس می شوند که ناپدید می گردند. امواج نورهای بخصوص خود به خود هنگامی که ضخامت حباب برابر نصف طول موج نور باشد حذف می شوند. وقتی که دو موج متقابلاً به هم بر می خورند این عمل را تداخل امواج یا به طور ساده تداخل می نامند؛ چون نور سفید رنگ های مختلف دارد و هرگاه تداخلی صورت گیرد می توانیم رنگ های باقی مانده را ببینیم. سر آیزک نیوتون درباره رنگ های حباب ها اطلاعاتی داشت ولی چندان نظرش دقیق نبود چون او به فرضیه موجی نور عقیده نداشت.
طول امواج نورانی را با دانستن ضخامت حباب صابون می توان اندازه گرفت ولی این کار تا حدی مشکل است. مایکلسن وسیله ای ساخت به نام اینترفرومتر (تداخل سنج) که بر اساس امواج مستقیم و انعکاس کار می کرد و می توانست طول موج نور را اندازه بگیرد. طرح ساده این دستگاه و طرز کار آن در پایین صفحه مقابل نشان داده شده است.
این دستگاه به سال 1887 به وسیله مایکلسن ساخته شد و سبب معروفیت جهانی وی گردید. موفقیت و ارزش این دستگاه در آن است که می توان با آن طول موج منفرد را در آن واحد اندازه گرفت. مثلاً اگر الکتریسیته از بخار کادمیوم عبور کند مانند عبور الکتریسیته از چراغ نئون تولید رنگ قرمز می کند که دارای فرکانس منفرد است.
مایکلسن طول موج این نور را اندازه گرفت و مقداری برابر 000064384696 /0 سانتیمتر طول بر آن پیدا کرد. دانشمندان این عدد را بر حسب واحد انگستروم 4396 /6438 می خوانند.
زیردریایی که در زیر آب حرکت می کند می تواند صدای موتور کشتی دیگر را تشخیص دهد. امواج صوتی از آب عبور می کنند. اگر زنگی را داخل ظرف شیشه ای به صدا درآوریم می توانیم صدای آن را بشنویم؛ امواج صوتی از هوا عبور کرده به گوش ما می رسند. اگر هوای داخل ظرف را خالی کنیم دیگر صدایی شنیده نمی شود، چون ارتعاشات صوتی از خلأ عبور نمی کنند؛ ولی ما می توانیم زنگ را ببینیم چون ارتعاشات نورانی از محیط خلأ عبور می کنند.
مشکلی که دانشمندان را به خود مشغول داشته بود این بود که بدانند عبور امواج از خلأ، از خورشید به زمین، از ستارگانی که میلیون ها کیلومتر با زمین فاصله داشتند، چگونه صورت می گیرد. اما تمام امواجی که می شناختند از محیطی می گذشت. برای غلبه بر مشکل عبور نور از خلأ تصمیم گرفتند ماده ای بسازند و اسمی برآن بگذارند. دانشمندان نام این ماده را اتر گذاشتند. مدت ها دانشمندان فرضیه اتر را قبول داشتند همچنان که فرضیه مایه آتش زا و کالریک را پذیرفته بودند. هنگامی که آن ها سرگرم بحث درباره ایده اتر بودند دانشمندان تحقیق می کردند که آیا اتر واقعاً وجود دارد یا نه. فرضیه ساده بود. اگر اتر وجود داشته باشد در این صورت می بایست زمین در داخل آن حرکت کند همچنان که هواپیما از داخل هوا عبور می کند. در آن حال باید نوعی (باد اتری) وجود داشته باشد همچنان که باد در اطراف بدنه هواپیما در حال حرکت وجود دارد.
مایکلسن برای این که به وجود باد اتری پی ببرد آزمایشی ترتیب داد. او یک منبع نورانی انتخاب کرد که به او طول موج منفردی بدهد و بعد آن را دو قسمت کرد: یکی را به طرف شمال و دیگری را به سمت مغرب فرستاد. این امواج باز انعکاس یافتند و در نقطه ای به هم پیوستند. آزمایش مساوی نتیجه داد و امواج در یک لحظه معین برگشتند. مایکلسن با دستگاه اینترفرومتر توانست تشخیص دهد که دو نور در یک زمان معین برگشته اند بدون توجه به این که در مسیر خود یا عمود بر مسیر «باد اتری» باشند.
مایکلسن و همکارش ادوارد ویلیامز مورلی مطالعات و مشاهدات زیادی انجام دادند و شب و روز، بهار و پاییز کار کردند اما چیزی به دست نیاوردند. آزمایش آن ها برای اثبات وجود اتر شکست خورد. به نظر می رسد که این آزمایش ها چیزی را ثابت نکردند ولی همین فعالیت های مایکلسن مقدمه تئوری نسبیت اینشتین شد.
مایکلسن آزمایش های مربوط به اتر را هنگامی انجام داد که استاد فیزیک در مدرسه علوم کیز کلولند بود. مایکلسن بعدها به دانشگاه کلارک رفت و در سال 1892 به سِمَت رئیس بخش فیزیک دانشگاه شیکاگو منصوب شد. او در آن جا چند ساعت تدریس کرد و بقیه اوقاتش را صرف تحقیق می نمود.
دانشجویان کلاس او را چندان جالب نیافتند. این مرد سیه چشم و موسیاه از دانشجویان فارغ التحصیل خود انتظار زیاد داشت ولی هرگز به آن ها در کارهای تحقیقاتی اطمینان نداشت. این دانشمند ساده دل و مشکل پسند به مانند اینشتین یا فلمینگ خون گرم و پر حرارت نبود ولی چون آن ها به هنر علاقه داشت و ویولونیست خوبی بود و این هنر را به بچه هایش نیز تعلیم داد. از دو بار ازدواج صاحب شش فرزند شده بود. او نقاش ماهری بود و نظرش این بود که «هنر عالی ترین مظهر بیانش را در علم یافته است.» افتخارات بزرگی از سراسر دنیای غرب به سوی مایکلسن روی آورد. یازده درجه افتخاری نصیبش شد. مدال رامفرد انجمن سلطنتی انگلستان، جایزه گراند پاریس و اکسپوزیسیون رم را به او دادند. در سال 1892 به عضویت سازمان بین المللی اوزان و مقیاس های پاریس تعیین شد.
مایکلسن با استفاده از دستگاه اینترفرومتر توانست مقدار صحیح متر استاندارد را بر حسب طول موج نور بخار کادمیوم تعیین کند. تا آن زمان متر استاندارد عبارت بود از فاصله بین دو خط مشخص روی یک فلز گران بها که در خزانه پاریس نگهداری می شد. در سال 1907 مایکلسن نخستین دانشمند امریکایی بود که به اخذ جایزه نوبل در فیزیک نایل آمد.
در سال 1926 مایکلسن مهم ترین آزمایش خود را برای تعیین سرعت نور انجام داد. باز اساس کار او آیینه ی گردان فوکو بود. آزمایشگاه در قله کوه ویلسن در کالیفرنیا بنا شد و آیینه ای در فاصله 4/ 35 کیلومتری روی کوه سان آنتونیو قرار دادند. فاصله بین دو نقطه را اداره نقشه برداری و جغرافیایی امریکا به دقت اندازه گیری کرد و با تقریب 08 /5 سانتی متر محاسبه دقیق تعیین شد. امواج نورانی که از کوه ویلسن صادر می شدند به وسیله آیینه گردان به ضربان تبدیل گشته، سپس به آیینه ای که روی کوه سان آنتوان یو قرار داشت هدایت می شدند. آن ضربان ها به وسیله انعکاس آیینه گیرنده به چشم ناظر برمی خورد، البته به شرطی که آیینه گردان به موقع به وضع دیگر تغییر جهت می داد. سرعت آیینه مبین آزمایش بود. زمانی که نور برای رسیدن به کوه سان آنتوان یو و برخورد با آیینه می پیمود دقیقاً برابر بود با مدت زمانی که آیینه گردان 1/6 دور می چرخید.
مایکلسن در هنگام این آزمایش مریض بود ولی در کارش تا نفس آخر ایستادگی کرد. در سن هفتاد و نه سالگی در نهم ماه مه 1931 در اثر خون ریزی مغزی درگذشت.
آخرین اثر او همان عنوان نخستین اثر چاپ شده اش را دارد که عبارت است از: روش اندازه گیری سرعت نور.
منبع: کان، فیلیپ؛ (1389) دانشمندان بزرگ، ترجمه سید مهدی امین و عباسعلی رضایی، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی