جایگاهی برای ایده های علمی جدید
زندگی و دستاورد های اینشتین
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 12:13

زندگی و دستاوردهای انیشتین

همان گونه که برای اکثریت پیش آمده، من نیز وقتی نخستین بار نام آلبرت اینشتین را در دوره کودکی خود شنیدم، آن را با توصیفی از هیبت و عظمت شخصیت وی به ذهن سپردم، شکوه آن شخصیت در آن وهله صاحب نامی را نشان می داد که مطلقاً انسانی بی نظیر بود.


همان گونه که برای اکثریت پیش آمده، من نیز وقتی نخستین بار نام آلبرت اینشتین را در دوره کودکی خود شنیدم، آن را با توصیفی از هیبت و عظمت شخصیت وی به ذهن سپردم، شکوه آن شخصیت در آن وهله صاحب نامی را نشان می داد که مطلقاً انسانی بی نظیر بود. همین امر علاقه مندی فراوانی را برای شناخت وی و افکار و سرگذشت زندگی اش برمی انگیخت. ابتدایی ترین توصیفات زندگی و اندیشه های اینشتین شکافتن اتم، ساختن بمب، ابداع نظریه نسبیت (که راجع به سرعت نور و بعد چهارم صحبت می کند)، فرار از آلمان نازی و گریختن به ایالات متحده آمریکا و... بودند که با ذهنی کودکانه و عوامانه تناسب داشتند. ولی تنها مطالعه و پیگیری آثار مشاهیر و نزدیکان اینشتین واقعیت های زندگی او را نسبتاً دقیق و منصفانه خاطرنشان می سازد.
گذشته از بازگویی واقعیات و تحلیل نظرات، شخصیت شناسی اینشتین همواره موضوعی جالب و قابل توجه بوده و در این راستا مقالات و کتاب های فراوانی عرضه شده است. در این نوشته ها اغلب علل دستیابی اینشتین به شهرت جهانی و مقام پادشاهی او در قلمرو فیزیک بررسی 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 سعی شده تنها به اختصار به برخی 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 ای که پایه نگرش جدید به جهان است، می باشد. سال ۲۰۰۵ یکصدمین سال ورود پرشکوه آلبرت اینشتین به جمع غول های اندیشه جهان و پنجاهمین سال وداع وی با معضل زمان است. به همین جهت امسال را به پاس تلاش های اینشتین برای بنیانگذاری فیزیک مدرن، آنچنان که از سال ها پیش انتظار بزرگداشتی مشابه آن را داشتم، سال جهانی فیزیک نام نهاده اند. چنین انتخاب آگاهانه ای پس از سال ،۲۰۰۰ به عنوان سال جهانی ریاضیات، نقش دانش پایه فیزیک را بعد از ریاضیات در تحول تمدن بشری تبیین می کند. این اقدامات ممکن است در سطح جهانی علاوه بر تسریع تحقیقات علمی موجب هماهنگی اقشار عمومی با پیشرفت های علمی شود و برخلاف گذشته مردم را در هنگامه تکامل فیزیک نظری با دانشمندان همگام و همراه سازد. (البته نباید زیاد خوشبین بود.)


• انقلاب اینشتینی


آلبرت اینشتین به عنوان برجسته ترین فیزیکدان (فیزیک به عنوان بنیاد همه علوم طبیعی و علوم طبیعت نیز به عنوان عالی ترین دستاورد تئوریک یک تمدن بشری) شهرت یافته است. به علاوه، تکنولوژی که مهمترین و بارز ترین محصول تمدن محسوب می شود دارای چند بخش کلی است که فعالیت های اینشتین در بیشتر آنها نقش اساسی داشته است و از آن جمله می توان تکنولوژی ارتباطات، نانو، لیزر و هسته ای را نام برد. گرچه علوم و فنون سابقه بس طولانی دارند و به قرن ها پیش از قرن بیستم باز می گردند، لکن پیشرفت آن در قرن بیست و یکم چنان سریع خواهد بود که در سال های آینده به ناچار بخش اعظم و قریب به اکمل آن را در انحصار قرن بیست و یکم خواهیم دانست. در آن زمان تاثیر تلاش های علمی اینشتین بر ما به مراتب روشن تر خواهد شد.
در پی معادلاتی که حدود یک قرن پیش توسط اینشتین کشف شدند، چنان انقلابی در اولین سال های قرن بیستم به راه افتاد که مسیر جدیدی را برای حرکت دانش فیزیک نظری در همه شاخه های آن معین کرد و حتی می توان گفت اینشتین با ارائه تعاریف و مبانی جدیدش کل علم فیزیک را به گونه ای دقیق تر تعریف و تعبیر کرد. عناوین کشفیات و مسائل مهم فیزیک که اینشتین آنها را عمیقاً تحلیل و بررسی کرد عبارتند از:
- ابداع نظریه نسبیت خاص: اعتبار بخشیدن به مفهوم فضا _ زمان چهار بعدی، کشف نسبیت زمان، تصحیح صوری 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 ارزی جرم و انرژی.
- ابداع نظریه نسبیت عام: کشف هم ارزی شتاب و گرانش، کشف انحنای فضا - زمان، ارائه تعریف صحیح میدان گرانشی، هندسی کردن گرانش و وحدت بخشیدن به فیزیک و هندسه نوین [ریمانی]، کشف انتقال سرخ گرانشی، پیشگویی دقیق حرکات سیاره ای، کشف امواج گرانشی و پایه گذاری مطالعات نظری کیهانی که ابزار آن معادلات نسبیت عام است. (اکتشافاتی چون انبساط جهان و بیگ بانگ، تشریح ساختمان عالم، مطالعه مبدا و سرانجام جهان، فرض وجود سیاهچاله، کرمچاله و دیگر اکتشافات از نتایج طبیعی تئوری نسبیت عام هستند که تنها با یک واسطه با اینشتین ارتباط برقرار می کنند.)
- تبیین پدیده فوتو الکتریک، اثبات وجود فوتون ها و اعتبار بخشیدن به فرضیه کوانتومی ماکس پلانک.
- توضیح حرکات براونی، اولین فرمول بندی آماری ترمودینامیک و اولین سنجش دقیق ابعاد ذره ای و در نتیجه، اثبات ریاضی 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 آمارگیری ذرات، متعاقب آمارگیری کلاسیک و نیز در پی تحقیقات جاگادیس چاندرابوس، مطالعاتی را در مبحث آمارگیری کوانتومی انجام داد که هر دو زمینه فوق پایه رشد تکنولوژی در قرن بیستم شدند.
اینشتین تحقیقات علمی جزیی تر بسیاری را به انجام رسانید که در اینجا از بیان آن صرف نظر می شود (البته اگر برخی از آنها واقعیت داشته باشند)، ولی مهمترین و خسته کننده ترین زحمت علمی او، تلاشی نافرجام جهت بنیان نظریه میدان واحد یا نظریه همه چیز بود. این که وی در آن نظریه موفقیتی کسب نکرد، قطعاً به دلیل کهولت و مرگ وی در دوره قبل از شناسایی میادین جدید فیزیکی بود. اما او زمانی که فیزیک به دگرگونی اساسی احتیاج داشت، زنده بود و اتفاقاً در اوج خلاقیت جوانی به سر می برد. این تقدیر و یا خاصیت ذاتی علم است که مفاهیمی که مقدمه مفاهیم دیگر می شوند باید کاملاً جا بیفتند و بنابراین از زمان پیدایش تئوری کوانتوم تا نظریه ابرریسمان چندین دهه فاصله وجود داشت. اینشتین نمی توانست در هر دو برهه زمان، جوان و خلاق بماند، اما من احساس می کنم اگر او نیم قرن کوچک تر بود (به شرط آن که تئوری نسبیت را فرد دیگری عنوان می کرد)، احتمالاً تنها سردمدار نظریات فوق مدرن، مثل نظریه ابرریسمان و تئوری M می شد. در آن صورت وی نه تنها در موسم زندگی و سده وابسته به خویش به مقام پادشاهی علم فیزیک می رسید، بلکه این سمت را تا ابدیت حفظ می کرد.


•امتیازات اینشتین


تعیین دقیق سهم هر کدام از دانشمندان در پیشبرد علوم کاری غیرممکن است. زیرا در این گونه مسائل با معادلات پیچیده انسانی که در حوزه روابط بین دانشمندان و اذهان آنها برقرار است، سروکارداریم. دقیقاً مانند تحلیل رفتار یک انسان برمبنای قواعد مکانیکی درونی. از آنجا که سیستم کانون های علمی با محیط هایی چون اجتماع، فرهنگ و سیاست ارتباطی تنگاتنگ دارد (مانند معادلات حاکم بر رفتار یک انسان در محیط)، پیچیدگی ساختار جامعه علمی که اتم های آن ایده های محض و بافت ها و اندام های آن فرضیه ها و تئوری ها هستند، بسیار افزایش می یابد. گذشته از این، در نظر گرفتن بعد زمان، یعنی ملاحظه علم در تاریخ بر طبق روابط علی _ معلولی، نیز مرور این روابط را بسیار بغرنج می سازد. هر کدام از فاکتورهای گفته شده جهانی از کمپلکس روابط است که در اندرون هم واقع شده اند. پس تصمیم گیری در مورد تعیین نقش و ارزش گذاری کمی بر موفقیت های دانشمندی خاص، کاملاً سطحی و تسامحی است. با این همه عواملی که یک دانشمند را به شهرت فراوان رسانده و برجسته می کنند، از تعامل درونی همین کمپلکس نشأت گرفته و از میان روابط آن قد برافراشته اند. ولی به دلیل پیچیدگی گفته شده به هیچ وجه قابل پیشگویی نیستند و از فردی به فرد دیگر متغیرند (هرچند ممکن است وجوه اشتراک فراوانی بین عوامل مربوط به یک فرد نسبت به دیگری وجود داشته باشد، ولی کوچکترین تفاوت ها هم نتایجی بسیار متفاوت به بار می دهند.) برای شناخت این عوامل تنها مرور زندگی و قضاوت در امور گذشته فردی یا دانشمندی می تواند عمل کند.

 



انتخابی از منابع گوناگون

• این عوامل برای فردی در موقعیت اینشتین عبارتند از:
• الف- خلاقیت ذهن
• «اینشتین یک بار در پاسخ به سئوالی مبنی بر شکل گیری اصول نسبیت در ذهن وی گفته بود: می پرسید چه شد که در این میان تدوین کننده نظریه نسبیت تنها من شدم؟ فکر نمی کنم هیچ نوجوان عادی باشد که به اندیشه درباره زمان و مکان نپردازد. همه از همان سال های کودکی درباره این دو چیز اندیشه می کنند، من البته عقب ماندگی ذهنی داشتم و تنها هنگامی که دیگر بزرگ شده بودم به اندیشه درباره زمان و فضا پرداختم. بنابراین طبیعی است که من در این سن در قیاس با کودکی با توانایی های عادی، بیشتر در عمق مسئله فرورفته باشم.»۱
• این گفته در وهله نخست یک شوخی ساده به نظر می رسد. اما بسیار روایت شده است که هدیه قطب نمای پدرش، او را مجذوب پدیده مغناطیس کرده است؛ چنانچه اینشتین در ایام کند ذهنی توجه خویش را معطوف به نیروی مغناطیس کرده و آن گاه در سال های رشد ذهنی متوجه فضا و زمان گردیده. روند ذهنی وی در فهم محیط فیزیکی پیرامون در دوره کودکی تقریباً منطبق با روند درک اصول نسبیت بعد از توجیه الکترومغناطیس در دهه سوم زندگی او است. همچنین او در شانزده سالگی اولین مقاله اش را در رابطه با الکترومغناطیس نوشته و در همین سن و سال درباره سرعت نور از خود سئوال می کند. ژرف اندیشی اینشتین در ارائه راه حل معادلات ماکسول، به گونه ای بازسازی افکار ابتدایی او در ایام کودکی و نوجوانی است. عجیب است که او قبل از تحصیل در رشته فیزیک و آگاهی از چالش های فکری زمانه به آنچه که سال ها بعد سبب موفقیت وی می شود، تعلق خاطر داشته است. او در شهر «اولم»، شهری که مردمش در ریاضیات تبحر دارند، متولد شده و در دوره نوجوانی در مونیخ تحت آموزش های شیرین ریاضیات و علوم که از سوی نزدیکانش اجرا می شدند، درآمده بود. مسلماً علاقه مندی دائمی وی به علوم طبیعت باید تحت همین شرایط به بار آمده باشد. قابلیت ذهنی اینشتین، آن گونه که از طریق مطالعات پزشکی روی مغزش روشن شده، قدرت استدلال منطقی و درک نیرومند ابعاد فضایی بود. از بین آن همه تلاش، تنها چنین مغزی می توانست معماهای پیچیده فیزیک را که احتیاج فوری به پاسخ داشتند، حل نماید. اگر اینشتین کمی درنگ کرده بود، نظریه نسبیت خاص احتمالاً در همان زمان و به همان شکل توسط دانشمندی دیگر مطرح می شد. زیرا او خودش گفته بود: «چنین می پندارم که نظریه نسبیت خاص اگر در جایی دیگر عنوان نشده بود، بی گمان به وسیله «پل لانژون» مطرح می شد، زیرا او جنبه های اساسی این نظریه را به وضوح دریافته بود.»۲ با وجود این از بین تمام مغزهای بزرگ و کهنه کار فیزیک، تنها مغزی موفق به حل مسئله شد که سازوکار بهتری داشت.


• ب- سیر طبیعی علم


• تحویل سده نوزدهم به بیستم، میدان یکی از شدیدترین پیچش ها در مسیر تاریخی علم، صنعت، هنر، فرهنگ و سیاست بود. اینشتین در این زمانه حساس به عنوان یک انقلابی ظاهر شد و به علت تناسب ایده هایش با اهداف و شرایط زمان به کامیابی رسید. هم اندیشه های او تاثیر عمیقی برحوزه های متنوع فکری برجای نهاد و هم او به دلیل ایجاد تحول در موعدی حساس و تاثیرپذیر به اعتبار فراوان رسید. در این زمینه سه فاکتور اساسی که موجب اقتدار علمی اینشتین شدند عبارتند از: تناسب زمان با نظریات، عمق تحولات و کثرت ایده های خلاق وی.
• شاید برتری اینشتین بیشتر به علت ابداع نظریه نسبیت عام باشد. به رغم نسبیت خاص، اگر نظریه نسبیت عام به جهان معرفی نمی شد، احتمالاً تا سال های متمادی نامکشوف می ماند، در حالی که علم در سیر طبیعی خود به آن نیاز فراوانی داشت. بدون این شاهکار اینشتین، اطلاعات اندکی در مورد کیهان وجود داشت و محدود به یافته های فناوری در انجام رصدهای نجومی می شد.


• ج- اوضاع اجتماعی و سیاسی


• آلمان در نیمه نخست قرن بیستم مرکز تحقیقات فیزیک جهان بود. حضور دانشمندانی چون پلانک، هایزنبرگ و دیگران سبب اعتبار و رونق فراوان دانشگاه های آنجا شده بود. در بین فیزیکدانان برجسته آلمان اینشتین اوج زندگی علمی خود را در موطنش، حد فاصل جنگ جهانی اول تا زمان به قدرت رسیدن نازیسم گذرانید. از طرفی دیگر برای دانشمندی که نبوغش حیرت همگان را برانگیخته است، رویدادهای حاد اجتماعی و سیاسی می تواند بسیار جنجالی و پرهیاهو باشد. اینشتین در نزدیکی خود شاهد رویدادهای مهمی بود که به هر نحو به آنها گرفتار می شد. مصیبت های جنگ جهانی، 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 های اتمی و از همه مهم تر درخواست از پرزیدنت روزولت، جهت راه اندازی تحقیقات اتمی در آمریکا و مسائل دیگری از این دست، دغدغه های سیاسی و اجتماعی اینشتین در زندگی پر آشوب وی بودند که هر کدام سال ها با او همراه شدند. در واقع گره خوردن فعالیت های سیاسی اینشتین با شخصیت علمی وی سبب توجه وافر عامه مردم و شهرت بیش از حد او شد. به طور طبیعی همه نیروهایی که سبب گزینش یک فرد شایسته می شوند، تنها به یک اصل برمی گردد و آن چیزی نیست جز قانون انتخابات طبیعی، مولود ذهن نابغه ای 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 ذهنی در قوه استدلال و ژرف نگری، تمرینات فکری ریشه دار در مبانی نسبیتی و شهامت در عدم پذیرش آرا پذیرفته شده از سوی بزرگان. این قابلیت ها باعث می شوند فرد با شرایط محیط بهتر سازگار شده، بقای خود را حفظ نماید. در اینجا بقا معادل کسب اعتبار و سازگاری معادل نیل به سطح کاملی 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 برای او مساعد نبود، قطعاً موفقیت انتشار نسبیت خاص در همه محیط نصیب فرد دیگری مثل لانژول می گشت و نظریه نسبیت عام یا نظریه ای تقریباً در همین حدود در زمان دیگری به وسیله فرد دیگری مطرح می شد) همان طور که گفته شد، موفقیت و گسترش زمانی حاصل می شود که قابلیت های مثبت در محیط مساعد قرار بگیرند. در مورد اینشتین خلاقیت ذهنی مظهر قابلیت بود و محیط مساعد در قالب مطلوب بودن سیر علم و مکان زندگی و پرورش تحقق یافت. در این میان ترکیب دو عامل خلاقیت ذهنی و سیر طبیعی علم بر اساس اصل انتخاب طبیعی صورت گرفت و عامل سوم یعنی اوضاع سیاسی _ اجتماعی نیز در موقعیت و اعتبار اینشتین عامل اضافی و تشدیدکننده محسوب شد.


•اینشتین فرازمان


• صرف نظر از نقشی که در راه اندازی پروژه بمب سازی ایالات متحده داشت، رویه فرازمانی اینشتین و عدم تعصب افراطی به دین و نژاد و ملیت و یا ایدئولوژی خاص، گرچه از محبوبیت او و علاقه عاشقانه مردم عادی نسبت به وی کم نکرد، ولی او را در نوعی انزوا قرار داد و طرفداری برای او نگذاشت. حتی مداخله وی در سیاست سبب برانگیختن دشمنی گروه های مختلفی نسبت به خویش شد. «این امکان وجود دارد که اگر اینشتین هم اکنون زنده بود، به عنوان مخالف استوار اقدامات یک جانبه گرای نظامی با تهاجم دول متبوع خویش به سوی عراق به مقابله برمی خاست.»۳ صلح دوستی و بعد فرازمانی اینشتین، تنها در آینده روشن جهان، او را به درجه کامل و فراگیر مقبولیت خواهد سازند. اینشتین با احساسی عمیق دریافته بود که طبیعت قابل درک است و به همان جهت به دنبال نظریه ای برای توصیف قابل درک همه پدیده های فیزیکی جهان می گشت. هدف او تحقق نظرش در آینده بود. از این رو بر خلاف تصور عده ای، مکانیک کوانتومی را هرگز رد نکرد، تنها آن را ناقص شمرد که باید منتظر نوعی اصلاح باشد. او خود را محدود به زمان نکرد، شاید بدان جهت که جایگاه واقعی خویش را در علم یافته بود. سال طلایی ،۱۹۰۵ که ما اکنون پایان یک قرن گذار آن را گرامی می داریم، از چنان اهمیتی برخوردار است که در تاریخ علم تنها می توان آن را با سال ۱۶۶۶ میلادی، سال انقلاب نیوتونی، مقایسه نمود. نیوتون بانی علم فیزیک به مفهوم قانون شناختی آن به حساب می آید، از این رو فیزیکدان های بعد از او از جمله اینشتین مدیون وی هستند. با وجود این تنها پارامتری که سبب شد این اسطوره بی نظیر مغلوب معادله اینشتین شود، مسئله زمان بود.


• پی نوشت ها:
• ۱- هایزنبرگ احتمالاً اینجا خوابید، تالیف ریچارد برنان، ترجمه دکتر حبیب الله فقیهی نژاد.
• ۲- حاصل عمر، نوشته آلبرت اینشتین، ترجمه ناصر موفقیان، انتشارات علمی و فرهنگی.
• ۳-ScientificAmerican,specialتissue,Sep.۲۰۰۴
• احسان نظام

 

منبع : www.aftab.ir - آفتاب



:: موضوعات مرتبط: زندگی و دستاورد های اینشتین، ،
:: برچسب‌ها: اینشتین, زندگی اینشتین, زندگی نامه اینشتین, فیزیک و اینشتین,

صفحه قبل 1 صفحه بعد