خلاصه زندگى و تلاش هاى علمى آلبرت اینشتین

نویسنده:

اینشتین در سال 1905سه نظریه مهم «نسبیت خاص»،«کوآنتومى بودن نور» و «حرکت براونى ذرات» را ارایه کرد که هرکدام تحول بسیار مهمى در حوزه خود ایجاد کرده اند.به همین مناسبت انجمن بین المللى فیزیک محض و کاربردى سال 2005 را به مناسبت یکصدمین سال ارائه این نظریه ها و پنجاهمین سال درگذشت وى سال جهانى فیزیک نامگذارى کرد تا توجه جهانیان به اهمیت فیزیک جلب شود و تلاش هایى براى ترویج این علم صورت گیرد. در ایران نیز درسال 1384 برنامه هایى براى بزرگداشت سال فیزیک برگزار مى شود. به همین مناسبت خلاصه اى از زندگى نامه اینشتین را از خبرگزارى ایسنا انتخاب کردیم که از نظرتان مى گذرد.

خلاصه زندگى و تلاش هاى علمى آلبرت اینشتین
خلاصه زندگى و تلاش هاى علمى آلبرت اینشتین

آلبرت اینشتین در 24 اسفندماه سال 1258 هجرى شمسى در شهر اولم (ulm) آلمان به دنیا آمد. «هرمان» پدر وى یک مهندس برق بود که تبحر چندانى در امور اقتصادى نداشت. مادرش «پائولین» نیز زنى خانه دار بود که گاهى ویولن تدریس مى کرد. خانواده آلبرت یک سال بعد از تولد او به مونیخ مهاجرت کردند. اینشتین در 9 سالگى (1267) تحصیلات خود را در مدرسه «لوئیت پولد» مونیخ آغاز کرد و با وجود مهاجرت خانواده اش در سال 1273 به ایتالیا در این مدرسه شبانه روزى ماند.

اینشتین یک سال بعد به خانواده اش در «پاویا» ملحق شد و سپس به مدرسه «کانتونال» در شهر «آرا» واقع در سوئیس رفت. آلبرت 17 ساله در سال 1275 رسماً به تابعیت سوئیس درآمد و در همان سال پس از اخذ دیپلم در مرکز صنعتى فدرال ETH در شهر زوریخ در رشته ریاضى و فیزیک نام نویسى کرد. وى چهار سال بعد موفق به دریافت دیپلم از این مرکز شد و در سال 1280 در سن 22 سالگى شهروند سوئیس شد.

اینشتین در سن 23 سالگى (1281) در موسسه ثبت اختراعات در شهر برن استخدام شد و در همان سال پدرش را از دست داد. وى در سال 1282 با «میلوا ماریک» ازدواج کرد که حاصل آن دو پسر به نام هاى هانس آلبرت (1352-1283) و ادوارد (1344-1289) بود. پسر بزرگ آنها بعدها در رشته مهندسى مکانیک (هیدرولیک) تحصیل کرد و یک مهندس موفق شد. ادوارد فرزند دیگر آنها به بیمارى شیزوفرنى علاج ناپذیرى دچار بود.

آنها یک دخترخوانده به نام «لیزرل» نیز داشتند که قبل از ازدواج آنها از پدر و مادر دیگرى به دنیا آمده بود. اینشتین در سال 1284 مقاله هاى متعددى را در زمینه کوانتوم هاى نور و اثر فوتوالکتریک، هم ارزى انرژى و جرم، نسبیت خاص، حرکت براونى ذرات در نظریه اتمى، نظریه کوانتومى براى مواد حالت جامد و اصول نسبیت عام در مجله Annalen der physik آلمان به چاپ رساند.

وى در سال 1288 در سى سالگى دانشیار دانشگاه زوریخ شد و تحقیقات بیشترى روى نظریه کوانتومى خود انجام داد. اینشتین دو سال بعد هنگامى که به عنوان استاد در دانشگاه «کارل فردیناند» شهر پراگ مشغول کار بود، خمیدگى نور (نور ستاره ها) در هنگام خورشیدگرفتگى را پیش بینى کرد.

وى در سال 1291 در سن 33 سالگى با رتبه استادى به ETH مرکزى که چهار سال در آن تحصیل کرده بود، رفت. اینشتین دو سال بعد همزمان با آغاز جنگ جهانى اول به استادى دانشگاه برلین رسید. اینشتین از جمله امضاکنندگان بیانیه موسوم به «بیانیه اى به اروپائیان» در سال 1294 بود که براساس آن برائت خود از نظامى گرى دولت آلمان را اعلام کرد. وى در همان سال مقاله مشهور معادلات نسبیت عام را به چاپ رسانید و سال بعد کتابى در مورد همین نظریه منتشر کرد. اینشتین در سال 1295 به ریاست انجمن فیزیک آلمان رسید.

محاسبه تکانه کوانتوم هاى نورى از جمله موفقیت هاى علمى وى در آن سال بود. این فیزیکدان برجسته در سال 1296 به مدیریت مرکز «سزار ویلهلم» آلمان که موسسه حمایت کننده تحقیقات در آن کشور بود، منصوب شد. وى در همان سال مقاله هاى معادلات کیهان شناسى و تکانه کوانتومى را منتشر کرد.

اینشتین در سال 1298 در سن چهل سالگى از همسر اول خود جدا شد و با دختر خاله اش «الزا» ازدواج کرد. وى از شوهر سابقش دو دختر به نام هاى «الیزه» و «مارگوت» داشت که بنابر قانون پس از ازدواج نام فامیلى اینشتین را اخذ کردند. در همان سال بود که نظریه هاى وى در مورد خمیدگى نور به عینه اثبات شد. در سال 1299 با اوج گرفتن تبلیغات ضدیهودى اذهان عمومى شدیداً نسبت به اینشتین و نظریه نسبیت عام وى تحریک شده بود.

اینشتین سال بعد براى اولین بار به آمریکا سفر کرد و در سال 1301 ضمن کار بر روى نظریه میدان هاى واحد به پاس تحقیقات فراوانش در زمینه فیزیک نظرى و به ویژه کشف قانونمندى اثر فوتوالکتریک موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد. در سال 1303 مرکز اینشتین در برج اینشتین در «پوتردام» افتتاح شد. در همان سال مقاله اینشتین – بوز (فیزیکدان هندى) در باب افت و خیزهاى آمارى به چاپ رسید. وى پنج سال بعد براى آگاهى اذهان عمومى مقاله دیگرى در مورد نظریه وحدت میدان گرانشى و میدان الکترومغناطیسى منتشر کرد.

اینشتین در سال 1309 (در سن 51 سالگى) بار دیگر در میان استقبال گسترده مردم آمریکا به آن کشور سفر کرد. در سال 1311 با حفظ سمت استادى نیمه وقت در دانشگاه برلین تدریس در مرکز تحقیقات و مطالعات پیشرفته «پرینستون» را پذیرفت. وى سال بعد همزمان با به قدرت رسیدن نازى ها، آلمان را ترک کرد و پس از مدتى اقامت در انگلستان براى همیشه رهسپار آمریکا شد.

اینشتین در سال 1314 مقاله مشهور خود با عنوان «آیا توصیف مکانیک کوانتومى از حقیقت واقعى مى تواند کامل باشد؟» را با همکارى «ب. پوزولسکى» و «نیلس بور» منتشر کرد.

وى در سال 1318 همزمان با آغاز جنگ جهانى دوم به تشویق دو تن از استادان فیزیک دانشگاه کلمبیا نامه آنها به «روزولت» رئیس جمهورى وقت آمریکا را که در آن نسبت به تلاش دانشمندان نازى در دستیابى به بمب اتمى هشدار داده شده بود امضا کرد. این کار براى اینشتین که عمرى در خدمت صلح جهانى فعالیت کرده بود بسیار دشوار بود ولى به هر حال از ترس تبعات ناگوار دستیابى نازى ها به سلاح هاى هسته اى حاضر به امضاى آن نامه شد. پس از آن اینشتین تا آخر عمر بابت این که «دکمه را فشار داده است» ملامت شد.

هر چند سعى مى کرد توضیح بدهد که او پدر بمب اتمى نبوده وmc2 = E فرمول ساخت این جنگ افزار هولناک نیست. سال بعد وى با حفظ تابعیت سوئیسى خود، تابعیت آمریکا را پذیرفت. در سال 1324 نخستین بمب هاى اتمى بر شهرهاى هیروشیما و ناکازاکى فرود آمد. اینشتین سال بعد در سن 67 سالگى به عنوان سرگروه کمیته فورى دانشمندان اتمى خدمت کرد. در سال 1327 مقاله معروف «تعمیم نسبیت عام» از سوى وى منتشر شد. آلبرت اینشتین سرانجام در 30 فروردین ماه سال 1334 به دنبال بروز یک حمله قلبى در سن 76 سالگى در شهر پرینستون آمریکا در گذشت.

وى در وصیت نامه اش نوشته بود که دلش نمى خواهد استخوان هایش را عبادت کنند و خواسته بود جسدش را بسوزانند..

انقلاب نسبیت آلبرت انیشتین 

آلبرت انیشتین در چهاردهم مارس 1879 در شهراولم که شهر متوسطی از ناحیه وورتمبرگآلمان بودمتولّد شد . امّا شهر مزبور در زندگی او اهمیتی نداشته است. زیرا یکسال بعد ازتولّد او خانواده وی از اولم عازممونیخ گردید.

پدر آلبرت، هرمان انیشتین کارخانه‌ی کوچکی برای تولید محصولاتالکتروشیمیایی داشت و با کمک برادرش که مدیر فنی کارخانهبود از آن بهره‌برداری می‌کرد. گر چه در کار معاملات بصیرت کامل نداشت. پدر آلبرتاز لحاظ عقاید سیاسی نیز مانند بسیاری از مردم آلمان گر چه با حکومت پروسی‌هامخالفت داشت امّا امپراتوری جدید آلمان را ستایش می‌کرد و صدراعظم آن «بیسمارک» و ژنرال «مولتکه» وامپراتور پیر یعنی «ویلهم اول» را گرامی می‌داشت.

مادر انیشتین که قبل از ازدواج پائولین کوخ نام داشت بیش از پدر زندگی راجدی می‌گرفت و زنی بود از اهل هنر و صاحب احساساتی که خاصّ هنرمندان است و بزرگترینعامل خوشی او در زندگی و وسیله تسلای وی از علم روزگار موسیقی بود.

آلبرتکوچولو به هیچ مفهوم کودک عجوبه‌ای نبود و حتّی مدّت زیادی طول کشید تا سخن گفتنآموخت بطوریکه پدر و مادرش وحشت زده شدند که مبادا فرزندشان ناقص و غیرعادی باشدامّا بالاخره شروع به حرف زدن کرد ولی غالباً ساکت و خاموش بود و هرگز بازیهای عادیرا که ما بین کودکان انجام می‌گرفت و موجب سرگرمی کودک و محبّت فی ما بین می شود رادوست نداشت.

آلبرت مرتباً و هر سال از پس سال دیگر طبق تعالیمکاتولیک تحصیل کرد و از آن لذّتفراوان و بود وحتّی در مواردی از دروس که بهشرعیات و قوانین مذهبی کاتولیک بستگیداشت چنان قوی شد که می توانست در هر مورد که همشاگردانش قادر نبودند به سوألهایمعلّم جواب دهند او به آنها کمک می کرد.

انیشتین جوان در ده سالگی مدرسهابتدائی را ترک کرد و در شهر مونیخ به مدرسه متوسطه «لوئیت پول» وارد شد . در مدرسهمتوسطه اگر مرتکب خطایی می شدند راه و رسم تنبیه ایشان آن بود که می بایست بعد ازاتمام درس ، تحت نظر یکی از معلّمان ، در کلاس توقیف شوند و با درنظر گرفتن وضعنابهنجار و نفرت انگیز کلاسهای درس ، این اضافه ماندن شکنجه ای واقعی محسوب می شد.

ذوق هنری

ذوق هنری انیشتین چنان بود که او وقتی پنج ساله روزی پدرشقطب نمایی جیبیرا به وی نشان داد . خاصّیت اسرار آمیز عقربهمغناطیسی در کوکتأثیر عمیقی گذاشت با وجود آنکه هیچ عامل مرئی در حرکت عقربه تأثیری نداشت کودکچنین نتیجه گرفت در فضای خالی باید عاملی وجود داشته باشد کهاجسام را جذب کند.

وقتی کهانیشتین پانزده ساله بود حادثه ای اتفاق افتاد که جریان زندگی او را به راه جدیدیمنحرف ساخت : هرمان پدر او در کار تجارت خویش با مشکلاتی مواجه شد و در پی آن صلاحرا در آن دیدند که کارخانه خود را در مونیخ بفروشد و جای دیگری را برای کسب و کارخود ترتیب دهند. از آن جا که وی خوش بین و علاقمند به کسب لذّتهای بود تصمیم گرفتکه به کشوری مهاجرت کند که زندگی در آن با سعادت بیشتری همراه باشد و به این منظورایتالیا را انتخاب کرد و در شهر میلان مؤسسه ی مشابهی را ایجاد کرد. هنگامیکه واردشهر میلان شدند آلبرت به پدر خود گفت که قصد دارد تابعیت کشور آلمان را ترک گوید. آقای هرمان به وی تذکر داد که این کار زشت ونابهنجار است .

دوران دانشجویی  انیشتین 

در این دوران مشهورترین مؤسسه فنی در اروپا مرکزی به استثنای آلمان ،مدرسه ی دارالفنون سوئیس در شهر زوریخ بوده است. آلبرت در امتحان داوطلبان شرکت کردولی بخاطر اینکه درعلوم طبیعی اطلاّعاتی وسیع نداشت درامتحان پذیرفته نشد. با اینحال مدیر دارالفنون زوریخ تحت تأثیر اطلاّعات وسیع او در ریاضیات واقع شد و از اودرخواست کرد که دیپلم متوسطه ای را که برای ورود به دارالفنون لازم است در یک مدرسهسوئیسی بدست آورد و او را به مدرسه ممتاز شهر کوچک «آآرائو»که با روش جدیدی ادارهمی شد معرفی کرد.

بعد از یک سال اقامت در مدرسه مذبور دیپلم لازم را بدست آورد و درنتیجه بدون امتحان در دارالفنون زوریخ پذیرفته شد. با این که درس هایفیزیک دارالفنونآمیخته با هیچ گونه عمق فکری نبود باز هم حضور در آنها آلبرت را تحریک کرد که کتبجستجوکنندگان بزرگ این را مورد مطالعه قرار دهد. او، آثار استادان کلاسیکفیزیک نظری ازقبیل: بولترمان،ماکسول و هوتز را با حرص عجیبی مطالعه کرد.

شب و روز اوقات او بامطالعه این کتابها می گذشت و ضمن مطالعه آنها با هنر استادانه ای آشنا شد که چگونهبنیان ریاضی مستحکمی ساخت. او درست در خاتمه قرن 19 تحصیلات خود راپایان داد و بهمسأله مهم تهیه شغل مواجه شد.

از آنجا که نتوانست مقام تدریسی در مدرسهپولی تکنیک بدست آورد تنها راهی باقی ماند وآن این بود که چنین شغل و مقامی درمدرسه ی متوسطه ای جستجو کند.

اکنون سال 1910 شروع شده و آلبرت بیست و یکسال داشت و تابعیت سوئیس را بدست آورده بود. او در هنگام داوطلب شغل معلّمی خصوصیگردید و پذیرفته شد. انیشتین از کار خود راضی و حتّی خوشبخت بود که می تواند بهپرورش جوانان بپردازد امّا بزودی متوجّه شد که معلمّان دیگر نیکی را او می کاردضایع و فاسد می کنند و این شغل را ترک کرد. بعد از این دوران تاریک ، ناگهان نوریدرخشید و بعد از مدّتی در دفتر ثبتاختراعات مشغولبه کار شد و به شهر«برن» انتقال یافت.

کمی بعد از انتقال به شهر برن انیشتین بامیلواماریچ همشاگرد قدیم خود در مدرسه ی پولی تکنیک ازدواج کرد و حاصل آن دو پسر پیدر پی بود که اسم پسر بزرگتر را آلبرت گذاشتند. کار انیشتین در دفتراختراعات خالی از لطف نبود و حتّیبسیار جالب می نمود وظیفه ی وی آن بود کهاختراعات را کهبه دفتر مذبور می آوردند موردآزمایش اوّلیهقرار می داد.

شاید تمرین در همین کار موجب شده بود که وی با قدرت خارقالعاده و بی مانند بتواند همواره نتایج اصلی و اساسی هر فرض ونظریه جدیدی را با سرعت درک واستخراج کند. چون انیشتین به خصوص به قوانین کلیفیزیک علاقهداشت و به حقیقت در صدد بود که با کمک محدودی میدان وسیع تجارت را به وجهی منطقیاستنتاج کند.در اواخر سال 1910 کرسیفیزیک نظری دردانشگاه آلمانی پراگ خالی شد.

انتصاب استادان این قبیل دانشگاهها طبق پیشنهاددانشکده بوسیله ی امپراتور اتریش انجام می گرفت که معمولاً حقّ انتخاب خویش را بهوزیر فرهنگ وا می گذاشت. تصمیم قطعی برای انتخاب داوطلب ، قبل از همه ، بر عهده یفیزیکدانی بهنام« آنتون لامپا » بود و او برای انتخاب استاد دو نفر را مدّ نظر داشت که یکی ازآنها «کوستاویائومان» و دیگری«انیشتین» بود. «یائومان» آن را نپذیرفت و پس از کش وقوسها فراوان انیشتین این مقام را پذیرفت.

وی صاحب دو ویژگی بود که موجبگردید وی استاد زبردستی گررد. اوّلین آنها این بود که علاقه ی فراوان داشت تا برایعدّه ی بیشتری از همنوعان خود وبخصوص کسانیکه در حول وحوش او می زیسته اند مفیدباشد. ویژگی دوّم او ذوق هنریش بود که انیشتین را وا می داشت که نه فقط افکار عمومیخود را به نحوی روشن و منطقی مرتّب سازد بلکه روش تنظیم و بیهن آنها به نحوی باشدکه چه خود او و چه مستهعان از نظر جهان شناسی نیز لذّت می برند.

هدف انیشتین اینبود که فضای مطلق را ازفیزیک براندازدنظریه نسبیتسال 1905 که در آن انیشتین فقط بهحرکت مستقیم الخط متشابه پرداخته بود انیشتین با کمک ازاصلتعادل پدیده های جدیدی را در مبحث نور پیش بینی کندکه قابل مشاهده بوده اند و می توانست صحتنظریه جدید اورا از لحاظ تجربی تأیید کرد.

عکس آلبرت اینشتین
عکس آلبرت اینشتین

عزیمت از پراگ انیشتین 

در مدّتی که انیشتین درپراگ تدریس می کرد نه فقطنظریه جدید خودرا درباره غیر وی بنا نهاد بلکه با شدّت بیشترینظریه ی خود را درباره یکوآنتوم نو را که در شهر برن شروعکرده بود ، توسعه داد. با همه ی این تفاصیل انیشتین به دانشگاه پراگ اطّلاع دادکهدر خاتمه دوره تابستانی سال 1912 خدمت این دانشگاه را ترک کرد. عزیمت ناگهانیانیشتین از شهر پراگ موجب سر وصدای بسیار در این شهر شد در سر مقاله بزرگترینروزنامه ی آلمانی شهر پراگ نوشته شد:«که نبوغ و شهرت فوق العاده انیشیتن باعث شد کههمکارانش او را مورد شکنجه و آزار قرار دهند و به ناچار شهر پراگ ترک کرد.»

انیشتینعازم شهر زوریخ گردید و در پایان سال 1912 با سمت استادی مدرسه ی پولی تکنیک زوریخمشغول به کار شد شهرت انیشتین به تدریج تا آنجا رسیده بود که بسیاری از مؤسسات وسازمانهای علمی جهان علاقه داشتند که وی بعنوان عضو وابسته با مؤسسه ایشان درارتباط یابد. سالها بود که مقامات رسمی آلمان کوشش می کردند که شهر برلن نه فقطمرکز قدرت سیاسی و اقتصادی باشد بلکه در عین حال کانون فعّالیّت هنری و علمی نیزمحسوب گردد به همین جهت از انیشتین دعوت بعمل آوردند. مدّت کمی بعد از ورود انیشتینبه برلن ، انیشتین از زوجه ی خویش هیلوا که از جنبه های مختلف با او عدم توافق داشتجدا گردید و زندگی را با تجرد می گذارند.

هنگامیکه به عضویت آکادمی پاشاهی انتخابشد سی و چهار سال سن داشت و نسبت به همکاران خود که از او مسن تر بودند بیش از حدجوان می نمود. در این حال همه انیشتین را در وهله ی اوّل مردی مؤدب ودوست داشتنی بهنظر می آوردند.فعّالیّت اصلی انیشتین در برلن این بود که با همکاران خویش و یادانشجویان رشته یفیزیک درباره یکارهای علمی مصاحبه و مذاکره کند وآنها را در تهیه برنامه ی جستجوی علمی راهنماییکند. هنوز یکسال از اقامت انیشتین در برلن نگذشته بود که ماه اوت 1914 جنگ جهانیشروع شد.

در مدّت جنگ جهانی اوّل، روزنامه های برلن همه روزه از وقایع جنگو شروع فتوحات ارتش آلمان بود. در عین حال انیشتین در منزل خود با دختر عمه ی خویشالزا آشنایی پیدا کر. الزا زنی مهربان و خونگرم بود و همچنین او از شوهر مرحوم سابقخود دو دختر داشت با اینحال انیشتین با او ازدواج کرد. جنگ بین المللی و شرایطمعرفت النفسی که در نتیجه ی آن بر دنیای علم تحصیل گردید مانع از آن نشد که انیشتینبا حرارت فوق العاده به توسعه وتکمیلنظریه ی ثقلخویش بپردازد. وی با پیمودن راه تفکّری که در پراگ و زوریخ پیش گرفته بود توانست درسال 1916نظریه ای برایثقل بپردازد. وجاذبه ی عمومی بنا نهد که بلکی مستقلازنظریه های گذشته و از نظر منطقیدارای وحدت کامل بود.

اهّمیّتنظریه جدید بهزودی مورد تأیید و توجّهدانشمندانی واقعگردید که دارای قدرت خلاق علمی بودند تأیید تجربینظریه انیشتین توجّه عموم مردم را بهشدّت جلب کرده بود از این پس دیگر انیشتین مردی نبود که فقط مورد توجّهدانشمندان باشد و بس. به زودی وی نیزهمچون زمامداران مشهور ممالک ، بازیگران بزرگ سینما و تئاتر شهرت عام بدست آورد.

مسافرتهای انیشتین

تبلیغات مخالف و حملاتی کهعلیه انیشتین می شد موجب گردید که در تمام ممالک جهان و در همه ی طبقات اجتماعیتوجّه عموم مردم به سوی نظریههای او جلب شود. مفاهیمی که برای تودههای مردم هیچگونهاهّمیّتی نداشته است وعامه ی ایشان تقریبأ چیزی از آن درک نمی کردند موضوع مباحثسیاسی گردید.

انیشتین دراین زمان سفرهای خود را آغاز کرد ابتدا به هلند، بعد بهکشورهای چک و اسلواکی، اسپانیا، فرانسه، روسیه، اتریش، انگلیس، آمریکا و بسیاریکشورهای دیگر. امّا نکته قابل توجّه این است که وقتی انیشتین و همسر او به بندرگاهنیویورک شدند با استقبال شدید و تظاهرات پر شوری مواجه شدند که به احتمال قوی نظیرآن هرگز هنگام ورود یکی ازدانشمندان رخ نداده بود .

انیشتین به آسیا وبه کشورهای چین، ژاپن و فلسطین سفر کرده است و این خاتمهی سفرهای او بود. درسال 1924 بعد از مسافرتهای متعدد به اکناف جهان انیشتین باردیگر در برلن مستقر گردید. حملات همچنان بر او ادامه داشت و نظریات او را بعنوانبیان افکار قوم یهود و به سوی فاشیسم می دانستند به این دلیل انیشتین به شهرپرنیستون در آمریکا می رود. بعد از چندی همسرش الزا در سال 1936 از دنیای می رود وخواهر انیشتین که در فلورانس بود به شهر پرنیستون نزد برادرش آمد.

در همین دورانانیشتین تابیعت کشور آمریکا را می پذیرد. انیشتین در سال 1945 طبق قانون بازنشستگیمقام استادی مؤسسه مطالعات عالی پرنیستون را ترک کرد ولی این تغییر سمت رسمی ،تغییری در روش زندگی و کار او به وجود نیاورد وی کماکان در پنیستون بسر می برد و درمؤسسه ی مذبور تجسّسات خود را ادامه دهد.

آخرین سالهای زندگی انیشتین

این دوران تجسّس در نیمه انزوای شهر پرنیستون به تدری با اصطراب واحتشاش آمیخته می شد. هنوز ده سال دیگر از زندگی انیشتین باقی مانده بود لیکن ایندوره ی ده ساله درست مصادف با هنگامی بود که عهدبمب اتمیشروع میگردید و بشریّت تمرین و آموزش خویش را در این زمینه آغاز می کرد.

بنابراین مسألهواقعی که برای او مطرح شد موضوع چگونگی پیدایشبمب اتمینبود باوجود اینکه منظور ما در این جا دادن چشم اندازی مختصر از روابط انیشتین با حوادثبزرگ سیاسی آخرین سالهای زندگی او می باشد باز هم اگر از دو موضوع اساسی یاد نکنیمهمین چشم انداز هم ناقص خواهد بود یکی از آنها نامه ی مشهور است که وی می بایستبرای همکاری خود در شوروی بفرشد و دوّم شرح وقایعی است که در اوضاع و احوالفیزیکدانان آمریکایی، خاصهدانشمنداناتمی، در داخل مملکت خودشان تغییربسیار ایجاد کرد.

اکنون می توانیم بصورت شایسته تری همه ی آنچه را که گهگاهموجب تیره شدن پایان زندگی وی می شد مشاهده کنیم و سرانجام روز هجدهم آوریل 1955بزرگتریندانشمند و متفکر قرن بیستم، پیغمبرصلح و حامی و مدافع محنت دیدگان جهان، مردی که احتمالأ همراه با ناپلئون و بتهوونمشهورتر از همه‌ی مردان جهان بوده است، در شهر پرنیستون واقع در ممالک متحدهآمریکای شمالی از زندگی وتفکر و مبارزه دست کشید و از دار دنیا رفت و در گذشت

انقلاب نسبیت

.در دهه اول قرن بیستم انقلابی در فلسفه طبیعی پیش آمد کهبسیاری آن را از حیث عمق معنا و درهم ریزی احکام جزمی پذیرفته شده ، نسبت به انقلابکوپرنیکی _گالیله ای ،برتر به شمار می آورند . در این فاصله زمانی دو نظریه بسیارمهمی پا به عرصه رقابت نهادند ، نظریه نسبیت و کوانتمی که نسبت به کار هایدانشمندان پیشین از جمله ماکسول ،سارین کلوین وکلازیوس به نحو چشمگیری متفاوت بودند .این نظریه های جدید نیز ،با میکانیک نیوتونی در بعضی از اصول و فرضهای بنیادیاختلاف شدیدی داشتند . این نظریه علاوه بر اینکه در بر گیرنده پیچیدگی های ریاضیست،تصور ذهنی و فهم آن ،بسیار دشوار است .

البته شایان ذکر است که انیشتین در مقاله 1905 خود که برای اولین بار بهنسبیت خاص خود پرداخت از معادلات ریاضی ساده استفاده کرد اما در مقاله 1919 که بهنسبیت عام پرداخت ،بر خلاف مقاله بیشین از فرمول های پیجیده ی ریاضی استفاده کرد .

نسبیت از ریشه نسبی گرفته شدهاست ، یعنی هر کدام از واحد های فیزیکی شناخته شده برای توصیف پدیده های طبیعی ،نسبی هستند . یعنی وزن ،سرعت ،شتاب و حتی زمان که برای ما تعریف می شوند ، نسبیهستند . برای درک این بهتر است چند مثالی بزنم .

در میکانیک نیوتنی ،نیروی وزن شیءدر کره زمین را مقدار نیرویی که از زمین بر شیء وارد می شود و آن را با شتابgبه سمت خود می کشاند ، تعریف کرده اند . اگر از شخصیبپرسید که وزنتان چقدر است ؟ او احتمالاً می گوید : در کجا ؟ . وزن شخص در آسانسوریکه با شتاب به سمت پایین می رود در مقایسه با هنگامی که آن آسانسور با همان شتاب بهسمت بالا می رود ، فرق می کند .

حال به مثال دیگری می پردازیم :

مجید و فرهاد دو دوست هستند که سوار بر اتومبیل پراید ، با سرعت ثابتVدر حال حرکت هستندومقصد آن ها ، منزل احمد ، است . در این هنگام احمد از پشت بام منزلشان ، اتومبیلمجید را مشاهده می کند . وی در آنجا ، با انجام محاسباتی توسط دستگاهش ، سرعت مجیدو فرهاد راVبدست می آورد (معادلسرعت اتومبیل) . در این لحظه ، اتومبیل پدر احمد ، با سرعت ثابتPاز کنار اتومبیل مجیدمی گذرد ، در آن لحظه ی عبور ، دستگاه تعبئه شده در اتومبیل پدر احمد ، سرعت مجیدوفرهاد راU=V+Pنشان می دهد . در آن لحظه عبور ، احمد با مجید تماس می گیرد و از او می پرسد که سرعت فرهاد رااندازه گیری کند . مجید با شنیدن سخنان احمد ، تعجب می کند و می گوید :” این دیگرچه سوال بی خودی است .

می بینی که فرهاد در کنار من ساکن نشسته است ، پس باید سرعتاو صفر باشد “. احمد گوشی را می بندد و به پدرش زنگ می زند و از او می پرسد کهدستگاه محاسبه گر تو ، سرعت مجید و فرهاد را چند بدست آورده است ؟ پدر می گوید : “سرعت مجید و فرهادU=V+Pاست ” .

احمد در این هنگام با خود فکر میکند که چگونه فردی در درون اتومبیل با سرعت ثابت ، بنشیند و در حالی که خود دارایسه سرعت کاملاً متفاوتی باشد . احمد با مبنای سینماتیک آشنایی زیادیندارد.پس سرعت هم نسبی است .
مسئله نسبی بودن سرعت ، از نظر انیشتین ، آن قدر که بهاعتبار اصل نسبیت مربوط می شد به اتر و حرکت سوقی ربطی نداشت .
طبق اصل نسبیت : قوانین طبیعتدر تمام چارچوب های مرجع لخت یکسان اند .

انیشتین پس از مطرح کردن اصل نسبیت ، به دو موضوع بنیادی پرداخت :

1)اصل نسبیت در تمام رویداد های طبیعی صحیح و صادقاست.
2)سرعت نور در خلاء ،در هر چارچوب لختی که اندازه گیری میشود با صرفه نظر از حرکت منبع نور ، معادلcاست .

اصل موضوعی دوم انیشتین ، درواقع اندیشه میکانیکی نیوتنی و سینماتیکی گالیله ای را زیر پا می گذارد . طبق اصولسینماتیک ، اگر دو جسم متحرک با سرعت ثابت ، در حال حرکت به سمت یکدیگر باشند ،سرعت هر یک از آن ها در نقطه بر خورد ، برابر با مجموع سرعتشان است .
اما درنسبیت انیشتینایگنونه نیست . اگر در نقطه ای نوری را گسیل کنیم ، ناظرساکن و ناظر متحرک که با سرعتvدرحال حرکت به سمت منبع است ، سرعت نور راcمحاسبه می کنند .

این دواصل سه نتیجه ی حیرت آوری به همراه دارد :

الف) همزمانی اتساع زمان . ب) پارادوکس دو قلوهاپ) انقباضجرالد-لورنتس .

الف) همزمانی اتساع زمان :

مطابق میکانیک نیوتنی ، زمان مطلق است ، یعنی زمان در تمام نقاط جهان و بدونوابستگی به شرایط حاکم بر محیط ، به طور یکنواخت جریان دارد .
اما انیشتین خلاف آن را معتقداست ، و در واقع اینجاست که نیوتن و انیشتین از هم جدا می شوند .

انیشتین برای اثبات گفته هایخود در مورد عدم مطلق بودن زمان ، به اصل موضوعی دوم خود پناه می برد . برای اثباتفرضیه ی انیشتین ، دو لامپ فلاش در نقاطAوBداریم . فردی درمیانه یBAقرار می گیرد . ومشاهده می کند که دو فلاشAوBهمزمان به او می رسد، اما اگر فرد به نقطه Aنزدیکتر باشد ،مشاهده می کند که نور گسیل شده ازAزودتر ازBبه او می رسد ، امااگر فرد به نقطهBنزدیکتر باشد ،مشاهده می کند که نور گسیل شده ازBزودتر ازAبه او می رسد . پساین رویداد ها همزمان نیستند .

اکنون یکی از معروفترین پیامدهای این نظریه ، یعنی اتساع زمان ، را بررسی میکنیم .
منظور از اتساع زمان اینستکه ، ساعت در چارچوب های لختی متحرک نسبت به چارچوب های لختی ساکن ، کند کار می کند .
برای روشن کردن بحث اتساع زمان , یک جفت ساعت کاملاً متشابه به هم را تهیه نموده ایم . در این ساعت ، در آینه بهطور موازی و به فاصله یdاز یکدیگر قرار دارند . در یکی از آینه ها نقطه ای وجود دارد که از آن نوری گسیل می شود و آن نور پس ازانعکاس از آینه دومی ، به همان نقطه تابش خود برمی گردد . این ساعت به گونه ای کارمی کند که واحد زمان را معادل ، زمان رفت و برگشت نور بین دو آینه ، نشان می دهد . یعنی واحد زمانی که این ساعت نشان می دهد برابرt =2d/c است .

یکی از ساعت ها در چاچوب مرجع ساکن لختی قرار می دهیم ، و مشاهده می کنیم کهواحد زمان محاسبه شده معادلtمی باشد .
ساعت دیگر را در چارچوب متحرکلختی که با سرعت فوق العادهu حرکت می کند، قرارمی دهیم . در این چارچوب مسیر رفت و برگشت نور ، بیشتر از2dاست . زیرا این ساعت با سرعتuدر حال حرکت است . پس مکان این آینه پیوسته در حال تغییراست به همین دلیل نور در این مسیر رفت و برگشت خود ، یک مسیر شکسته ( به صورت 8 است ) طی می کند . پس واحد زمان در چارچوب متحرک لختی بزرگتر از واحد زمان در یک چارچوبساکن لختی است . به همین دلیل ساعت ها در چارچوب متحرک لختی نسبت به چارچوب ساکنلختی کند کار می کنند .

ب) پارادوکس دوقلو ها :

اتساع زمان در نظریه نسبیت ما را به پارادوکس دو قلو ها می کشاند ، اینپارادوکس بیش از 50 سال بعد از انتشار نظریه نسبیت انیشتین ، مورد بحث میاندانشمندان بوده است . که خلاصه این داستان بدین شرح است که : یکی از دو قلوه هاتصمیم می گیرد که با یک فضاپیما که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت می کند , به یکسیاره دور برود . این مسافرت 70 سال زمینی طول می کشد . هنگامی که او بر می گردد میبیند که برادرش به سن 90 سالگی رسیده ودر حالی که او 29 سال بیشتر سن ندارد .

پ) انقباضلورنتس-جرالد :

اتساع زمان که یکی از مهمتریننتایج نظریه نسبیت است ، موجب شد که انقباض لورنتس-جرالد ، قدم به صحنه رقابتبگذارد .

ناظرoدر چارچوب ساکن لختیقرار دارد و می خواهد طول لوله ای را محاسبه کند . روش اندازه گیری او ، اینگونهاست که یک شیء را با سرعت ثابتv،از یک سر لوله پرتاب می کند و با ثبت مدت زمانی که آن شیء به آن سر لوله می رسد ، وبا استفاده از فومول های سینماتیک ، طول لوله را می یابد . او طول لوله راLمحاسبه می کند .(L=t .v)

ناظرZ واقع در چارچوب متحرک لختینیز می خواهد طول همان لوله را محاسبه کند . او برای محاسبه طول لوله از شیوه یناظرOاستفاده می کند وطول لوله راL`می یابد .(L`=t` .v` )
طبق نتایج قبلی نسبیت ( اتساع زمان ) ، به این نتیجه رسیدیم که زمان درچارچوب متحرک نسبت به چارچوب ساکن ، کندتر می گذرد . پسt > t`بنابراینL > L`، که نشان دهنده انقباض طول لوله در چارچوب متحرک است . درک چنین واقعیتیبسیار دشوار و سخت است . اما لورنتس علت آن را تغییر در نیروی الکترومغناطیسی اتمها در سرعت های بالا می داند.

اما متاسفانه تا کنون دانشمندان موفق نشده اند که انقباض لورنتس-جرالد را درحد آزمایش عملی کند .
یک ازنتایج نسبیت خاص ، که با سینماتیک در تضاد است جمع سرعت هاست که در خور مسائلریاضیست .
E=MC^2

یکی از معادلات زیبا و پراهمیتی که انیشتین آن را در مقاله ی علمی با استدلال زیبا و دور از هرگونه پیچیدگی های ریاضی استنتاج کرد ، معادله هم ارزی جرم-انرژی است . وی در مقاله ی خود می نویسد :” اگر جسمی انرژی Eرا بصورت تابش از دست بدهد ، جرمش به اندازه ی E/C^2، کم می شود “.
اگر جسمی ، مقداری از جرم خود را از دست بدهد ، انرژی به اندازه ی Eکه معادلE=MC^2 ، می باشذ به صورت تابشی آزاد می کند و Mمقدار جرم از دست رفته است .

در واکنش های هسته ای ، مشاهده شده است که در طی شکافت هسته ، مقداری از جرم هسته کاهش و به انرژی تابشی تبدیل می شود . البته عکس این معادله نیز صادق است ، یعنی می توان با فراهم آوردن مقدار انرژی به اندازه کافی ، جسمی پر جرم را به وجود آورد .
یکی از نتایج مهم هم ارزی جرم-انرژی ، تغییر جرم جسم در سرعت های نزدیک به سرعت نور است .
جرم جسم متحرک با سرعت نزدیک به سرعت نور ، نسبت به همان جسم ولی در حال سکون ، بیشتر است .

امروزه در آزمایشگاه ها ، با دادن انرژی به الکترون ها ، توانسته اند سرعت آن ها را نزدیک به سرعت نور ، برسانند . در این آزمایش ها مشاهده شده که جرم الکترون ها مطابق با فرمول نسبیت ، افزایش پیدا کرده است . و همچنین با استفاده از ساعت های اتمی (سزیم ) ،کندی گذر زمان در چارچوب متحرک نسبت به چارچوب ساکن را مشاهده کرده اند .

انیشتین در سال 1919 ، با ترمیم و تعمیم نسبیت خود , نسبیت عام را مطرح کرد . نسبیت عام برخلاف نسبیت خاص ، در برگیرنده معادلات و پیچیدگی های ریاضی بود .

یکی از پیش بینی های این نظریه آن بود که ساعت ها در میدان گرانشی بسیار قوی ، کندتر کار می کنند و همچنین نور در میدان گرانشی بسیا قوی ، در مسیر مستقیم خود منحرف می شوند . این نظریه توانست به بسیاری از معما های کیهان شناسی در مورد سیاهچاله ها ، عمر کرات وسیارات ، انرژی ستاره ها وکهکشان ها ، چگالی جهان و … پاسخ دهد .

آزمون تئوری نسبیت : حق با انیشتین بود

دقیق ترین ژیروسکوپ جهان برای آزمایش تئوری اینشتین آماده شده است. یک فضاپیمایناسا که برای آزمودن دو پیش بینی مهم تئوری نسبیت عام اینشتین طراحی شده است برایپرتاب در ماه جاری آماده می شود. ماموریت کاوشگر گرانش B Gravity Probe B mission از چهار ژیروسکوپ بسیار دقیق استفاده می کند تا تئوری اینشتین را که در سال 1916ارائه شده است در بوته آزمونی دیگر قرار دهد. طبق این تئوری اینشتین، فضا و زمان دراطراف اجسام بسیار سنگین تغییر شکل یافته و خمیده می شود. این ماموریت توسط ناساطراحی شده است و مرکز مارشال اجرای آن را بر عهده دارد.

یک فضاپیمای ناساکه برای آزمایش دو پیش بینی مهم تئوری نسبیت عام آلبرت اینشتین طراحی شده است درتاریخ 17 آوریل 19 فروردین سال جاری از پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ کالیفرنیا بهفضا پرتاب می شود. ماموریت کاوشگر گرانش ناسا که GP_B نیز نامیده می شود، از چهارژیروسکوپ بسیار دقیق استفاده می کند.

این ژیروسکوپ ها در یک ماهواره ویژه در مداریبه دور زمین می چرخند و دو قسمت از پیشگویی های غیرمعمول تئوری اینشتین را که درسال 1916 ارائه شده است عملاً مورد آزمایش قرار می دهند. در این تئوری اینشتین پیشبینی کرده است که فضا و زمان به دلیل وجود اجسام بسیار سنگین خمیده می شود. دو اثریکه قرار است در این برنامه آزمایش شوند عبارتند از: اثر ژئودتیک (geodetic effect) که نشان دهنده میزانی از انحنای فضازمان اطراف زمین در حالت سکون و اثر کشش چارچوب frame dragging که نشان دهنده میزان کشش فضازمان اطراف زمین به دلیل چرخش آن است.

دکتر آن کینی (A.Kinney) مدیربخش اخترشناسی و فیزیک در دفتر علوم فضاییناسا در واشنگتن می گوید: «کاوشگر گرانش B این توانایی را دارد که خواص بنیادینجهان نامریی را بر ما آشکار می سازد، جهانی که در مقایسه با انتظارهای روزمره مابسیار عجیب و ناآشناست و اینشتین یک قرن پیش سعی کرد رازهای آن را بر ما آشکارسازد. آزمودن جنبه های اساسی تئوری اینشتین- مثل همین آزمایش هایی که GP_B انجامخواهد داد، اطلاعات بنیادی را برای پیشبرد علم فراهم خواهد آورد. نظیر چنین پیشرفتهایی پیش از این به طراحان کمک کرده است تا از دستاوردهای فناورانه برای طراحیابزارهای مورد نیاز برای چنین ابزارهای فوق العاده دقیقی استفاده کنند.»

وقتی که این فضاپیما در مدار قطبی زمین در ارتفاع 640 کیلومتری زمین قرارگیرد، در هر 5/97 دقیقه از هر دو قطب زمین گذشته و یکبار زمین را دور می زند. دربرنامه ریزی های انجام شده درجه بندی و کنترل تجهیزات در مدار حدود 40 تا 60 روزطول می کشد و پس از آن دوره جمع آوری اطلاعات علمی فرامی رسد که حدود 13 ماه است. GP_B برای آزمایش تئوری نسبیت عام، هر تغییری در محور چرخش ژیروسکوپ را نسبت بهستاره IM پگاسی 8703 HR که ستاره راهنمای آن محسوب می شود، اندازه می گیرد.

انتظارمی رود برای این دوره آزمون که بیش از یک سال طول می کشد، تغییر در محور چرخش بهدلیل اثر ژئودتیک بسیار کوچک و حدود 6/6614 هزارم ثانیه قوسی باشد و تغییر در محورچرخش که توسط اثر کشش چارچوب ایجاد می شود، از این مقدار هم کوچک تر و در حدود 9/40هزارم ثانیه قوسی است. برای آنکه تصوری از مقدار این زاویه داشته باشید، فرض کنید 100 کیلومتر از شیب 9/40 هزارم ثانیه قوسی را طی کنید، آن وقت ارتفاع شما نسبت بهارتفاع اولیه مسیر حدود 5/1 سانتی متر است.

طی این ماموریت اطلاعات حاصل از GP_B حداقل دوبار در روز ارسال می شود. ایستگاه های مستقر در زمین یا ماهواره ایارسال اطلاعات ناسا می توانند این اطلاعات را دریافت کنند.

گردانندگان اینآزمایش می توانند از طریق مرکز عملیات ماموریت که در دانشگاه استنفورد واقع است با GP_B ارتباط برقرار کنند. این اطلاعات همان طور که حاوی اندازه گیری های بسیار دقیقاز تغییر جهت محور چرخش ژیروسکوپ است می تواند گزارش هایی از نحوه عملکرد تجهیزات وفضاپیما را نیز در برداشته باشد. ماموریت GP_B در سال 2005 کامل می شود و برایتجزیه و تحلیل علمی این اطلاعات دوره یک ساله ای در نظر گرفته شده است.

پروفسور فرانسیس اوریت (F.Everitt) از دانشگاه استنفورد و محقق ارشد GP_B می گوید: «ساخت GP_B کاری بسیار پرزحمت و دشوار و نیازمند تلفیق ماهرانه گسترهبسیار وسیع و غیرمعمولی از فناوری های جدید است. حیرت انگیز است که توانستیم خود رابرای پرتاب کاوشگر آماده کنیم.»

مرکز پروازهای فضایی مارشال در هانتسویلآلاباما مدیریت برنامه GP_B را بر عهده دارد. دانشگاه استنفورد پیمانکار اصلی ناسابرای این ماموریت، آزمایش ها را انجام می دهد و مسئولیت طراحی و تولید تجهیزات علمیرا علاوه بر انجام ماموریت و تحلیل اطلاعات بر عهده دارد. لاکهید مارتین یکی ازپیمانکاران مهم دیگر طراحی، ساخت و تولید فضاپیما و بعضی از تجهیزات داخلی آن را برعهده داشت. مرکز فضایی کندی ناسا و شرکت بوئینگ مسئولیت پرتاب دلتای 2، موشک حاملکاوشگر را بر عهده دارند.

پرتاب موشک از پایگاه واندنبرگ به طور زنده ازشبکه تلویزیونی ناسا پخش می شود. اطلاعات در مورد مراحل پرواز در وب سایت ناسا باعنوان مرکز مجازی کنترل پرتاب به نشانی:

www.ksc.nasa.gov / elvnew / gpb / vlcc. Htm

در دسترس است.برای اطلاعات بیشتر در مورد ماموریت GP _ B در اینترنت به نشانی های زیر

einstein.stanford.edu

www.gravityprobeb.Com

مراجعه کنید.

www.msfc.nasa.Gov

GP _ A نام آزمایش دیگر در مورد گرانش و نسبیت بود که ناسا در سال 1976 انجام داد. طبقتئوری نسبیت عام و خاص اینشتین، تغییر در گرانش و سرعت حرکت باعث می شود سرعت گذرزمان تغییر کند. در آن سال ناسا برای آزمودن این تئوری از ساعتی استفاده کرد که دقتآن در حد یک ثانیه در 3 میلیون سال بود. یک نمونه از این ساعت در زمین ماند و دیگریبه ارتفاع 100 هزار کیلومتری مدار زمین رفت که شدت گرانش در آنجا بسیار کمتر اززمین است. با مقایسه زمان اندازه گیری شده توسط این ساعت مشخص شد که تئوری اینشتین با دقت 7 در یک میلیون صحیح است.

 

زندگى و تلاش هاى علمى آلبرت اینشتین

فرمت word

تعداد صفحه 9

حجم فایل 50 کیلو بایت

قیمت : رایگان

پسورد: bazar4h.ir

برای دانلود مستقیم مقاله کلیک کنید