مردی که زیاد می دانست

كارمندی كه شهرت جهانی یافت
اینشتین به معلمی علاقه داشت اما تا مدت دو سال نتوانست شغل ثابتی به دست آورد و با تدریس خصوصی و جانشینی معلمان دیگر زندگی خود را می گذراند. سرانجام به عنوان بازرس در دفتر ثبت علائم و اختراعات سوئیس استخدام شد. هفت سال در آنجا ماند و فرصت خوبی برای ادامه مطالعات و تكمیل نظرات خود داشت و توانست مقاله های تاریخی و به یادماندنی خود را در مجله آلمانی رویدادهای فیزیكی سال منتشر كند و به شهرت دست یابد.آلبرت در سال ۱۹۰۹ به دانشگاه زوریخ دعوت شد و به استادی دانشگاه آلمانی پراگ و استادی دارالفنون زوریخ برگزیده شد. در ۱۹۱۴ عضویت فرهنگستان علوم پزشكی و ریاست مؤسسه وریك كایزر ویلهلم را پذیرفت و همكار ماكس پلانك، والتر نرنست، اروین شرودینگر و ماكس فون لاوه شد. شهرت آلبرت با اعلام نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۶ به اوج خود رسید و پس از تائید آن در كسوف سال ۱۹۱۹ (۱۲۹۸ ش) شهرت جهانی یافت.
نفرین و درود نثار اینشتین
استفاده از بمب اتمی و كشتار جمعیت زیادی در ژاپن سبب شد، اینشتین به طرفداری از برقراری صلح برخیزد و اعلامیه جلوگیری از جنگ و صرف نظر كردن از جنگ هسته ای را كه برتراند راسل فیلسوف انگلیسی تنظیم كرده بود، امضا كند. از این رو است كه گروهی ثمره فعالیت علمی اینشتین را بمب اتم و جنگ هسته ای می دانند و به او نفرین می فرستند و گروهی دیگر او را بزرگترین دانشمند سراسر تاریخ بشر می دانند كه جهان به بن بست رسیده علم را نجات داد و با بیان نظریه های خود راه علم و اندیشه را هموار كرد. در سال ۱۹۰۵ میلادی، اینشتین فیزیكدان آلمانی ساكن آمریكا مقاله هایی منتشر كرد كه اكنون یكصد سال است جهان دانش را تحت تاثیر خود قرار داده است. انجمن فیزیك اروپا (EPS) یكصد سال پس از انتشار آن مقاله ها یعنی سال ۲۰۰۵ را سال جهانی فیزیك معرفی كرده است تا ضمن بزرگداشت اینشتین جنبش تازه ای در آموزش و پژوهش فیزیك در جهان پدید آید.در ایران با برگزاری مراسمی در روز پنجشنبه ۲۰/۱۲/۱۳۸۴ در تالار وحدت سال ۱۳۸۴ سال جهانی فیزیك اعلام شد و قرار شد فعالیت هایی در راستای هدف های جهانی این بزرگداشت انجام شود. به نظر نگارنده، آن چه در كشور ما ایران بیش از هر چیز نیاز است، پیرامون آن بحث شود و مورد توجه بیشتر قرار گیرد، جنبشی در آموزش علوم است كه از كودكستان ها تا دانشگاه ها را در برگیرد و انتظار داریم مانع ها برطرف شود و آموزش علوم در مسیر توسعه كشور قرار گیرد.
• اینشتین كه بود
آلبرت اینشتین در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ برابر با ۲۴ اسفند ۱۲۵۷ در شهر اولم آلمان به دنیا آمد. یك سال بعد با خانواده اش به مونیخ رفت. تحصیلات خود را در مونیخ آغاز و در سوئیس دنبال كرد. دوره دبیرستان را در آراو در سوئیس به پایان رسانید و در دارالفنون زوریخ به تحصیل فیزیك و ریاضی ادامه داد تا آنكه در ۱۹۰۵ دكترای خود را گرفت.
اینشتین به معلمی علاقه داشت اما تا مدت دو سال نتوانست شغل ثابتی به دست آورد و با تدریس خصوصی و جانشینی معلمان دیگر زندگی خود را می گذراند. سرانجام به عنوان بازرس در دفتر ثبت علائم و اختراعات سوئیس استخدام شد. هفت سال در آنجا ماند و فرصت خوبی برای ادامه مطالعات و تكمیل نظرات خود داشت و توانست مقاله های تاریخی و به یادماندنی خود را در مجله آلمانی رویدادهای فیزیكی سال منتشر كند و به شهرت دست یابد. آلبرت در سال ۱۹۰۹ به دانشگاه زوریخ دعوت شد و به استادی دانشگاه آلمانی پراگ و استادی دارالفنون زوریخ برگزیده شد. در ۱۹۱۴ عضویت فرهنگستان علوم پزشكی و ریاست مؤسسه وریك كایزر ویلهلم را پذیرفت و همكار ماكس پلانك، والتر نرنست، اروین شرودینگر و ماكس فون لاوه شد. شهرت آلبرت با اعلام نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۶ به اوج خود رسید و پس از تائید آن در كسوف سال ۱۹۱۹ (۱۲۹۸ ش) شهرت جهانی یافت. با روی كار آمدن هیتلر در آلمان اینشتین كه یهودی بود، مورد آزار و بی حرمتی قرار گرفت و به آمریكا مهاجرت كرد و در آن جا به عضویت مؤسسه مطالعات پیشرفته پرینستون درآمد. در سال ۱۹۳۹(۱۳۱۸ ش) به درخواست چند نفر از دوستانش به فرانكلین روزولت رئیس جمهور آمریكا نامه نوشت و در آن از سلاح خطرناك اتمی كه در آلمان مورد مطالعه بود خبر داد و او را تشویق به مطالعه درباره سلاح اتمی كرد. همین كار سبب شد كه آمریكا در استفاده از انرژی اتمی از آلمان جلو افتد و نخستین بمب اتمی در آمریكا ساخته و به كار گرفته شود. استفاده از بمب اتمی و كشتار جمعیت زیادی در ژاپن سبب شد، اینشتین به طرفداری از برقراری صلح برخیزد و اعلامیه جلوگیری از جنگ و صرف نظر كردن از جنگ هسته ای را كه برتراند راسل فیلسوف انگلیسی تنظیم كرده بود، امضا كند. از این رو است كه گروهی ثمره فعالیت علمی اینشتین را بمب اتم و جنگ هسته ای می دانند و به او نفرین می فرستند و گروهی دیگر او را بزرگترین دانشمند سراسر تاریخ بشر می دانند كه جهان به بن بست رسیده علم را نجات داد و با بیان نظریه های خود راه علم و اندیشه را هموار كرد.
• پایان عمر اینشتین
اینشتین در سال های اقامت خود در پرینستون به طور روزافزونی با جریان های اصلی پژوهش در فیزیك فاصله پیدا كرد اما بدون شك همچنان دانای جمع باقی ماند. او كماكان در راه آرمان های خیرخواهانه، صلح طلبانه، بشردوستانه و هموارسازی راه رسیدن به حكومت جهانی گام برمی داشت. با این حال اینشتین در سخنانی كه در سال ۱۹۳۰ به زبان آورده است، به گونه ای به گرایش به دوری از جمع نیز اعتراف كرده است: «من در واقع یك مسافر تنها هستم. من هرگز با همه وجود به كشوری، به خانه شخصی ام یا به دوستان و حتی خانواده خودم تعلق نداشته ام. من با همه این دلبستگی های زندگی روبه رو و در تماس بوده ام، اما احساس نیاز به فاصله گرفتن و تنها شدن را هرگز از دست نداده ام. این احساس با بالا رفتن سن در من در حال شدت گرفتن نیز هست...» (از كتاب فیزیكدانان برنده جایزه نوبل، ترجمه دكتر فقیهی نژاد)
• بزرگداشت اینشتین در ایران
پس از درگذشت اینشتین برای تجلیل از مقام شامخ علمی او مجلس یادبودی در ایران تشكیل شد. این مجلس روز پنج شنبه ۷/ ۲/ ۱۳۳۴ در تالار ابن سینای دانشكده پزشكی با حضور جمعی از وزیران و نمایندگان دو مجلس و رئیس و استادان دانشگاه برگزار شد. سخنرانان كه آقایان دكتر منوچهر اقبال، دكتر محمود خانی، دكتر محسن هشترودی، دكتر كمال جناب و دكتر رضازاده شفق بودند، در موضوع اندیشه های علمی اینشتین و نتایج فلسفی آنها سخنرانی كردند.
مجموعه آن سخنرانی ها را شادروان غلامرضا عسجدی در كتابی به نام «نقد و تحقیق درباره نسبیت همزمانی» به شماره ثبت ۴۲۹- ۳/۴/۱۳۵۴ كتابخانه ملی چاپ و منتشر كرده است.
• بن بست های فیزیك كلاسیك
نیوتن با كشف قانون جاذبه و قانون های حركت و ماكسول با بیان نظریه الكترومغناطیس، فیزیك كلاسیك را چنان قدرت بخشیدند كه توانست از عهده تفسیر و توجیه بسیاری از پدیده های مربوط به طبیعت برآید. اما در سال های پایانی قرن نوزدهم، فیزیكدانان با پدیده های جدیدی روبه رو شدند كه قانون ها و اصل های شناخته شده فیزیك از حل آنها عاجز ماندند. بعضی از این پدیده ها عبارت بود از:
۱- معمای سرعت نور: در سال ۱۸۸۷ مایكلس و مورلی به اندازه گیری سرعت نور در امتدادهای مختلف فضا پرداختند. براساس فرضیه ای كه آنان مطرح كرده بودند، سرعت های اندازه گیری شده بین دو حد C+V و C - V خواهد بود (C سرعت سیر نور در فضا و V سرعت حركت انتقالی زمین) است. اما برخلاف پیش بینی آنان سرعت سیر نور نسبت به دستگاه اندازه گیری در امتدادهای مختلف فضا همیشه مقدار ثابت C بود. این موضوع تجربی خلاف قانون جمع سرعت های نیوتن بود. چرا؟
۲- پدیده فوتوالكتریك: هرتز در سال ۱۸۸۷ پدیده فوتوالكتریك را كشف كرد. او در برابر یك كمان الكتریكی كه مقدار زیادی اشعه فرابنفش تابش می كرد الكتروسكوپ بارداری را قرار داد و مشاهده كرد وقتی اشعه فرابنفش كمان الكتریكی به صفحه فلزی تمیزی برخورد كند كه به كلاهك الكتروسكوپ متصل است، الكتروسكوپ تخلیه می شود و اگر در برابر اشعه، تیغه شیشه ای قرار دهیم كه برای نور بنفش كدر باشد، الكتروسكوپ تخلیه نمی شود. هرتز با آزمایش دریافت نور سرخ بسیار شدید نمی تواند سبب خالی شدن الكتروسكوپ شود، اما نور آبی رنگ ضعیف به خوبی الكتروسكوپ تخلیه می شود. این پدیده، قبول نظریه موجی نور و معادله ها و رابطه های موجود قابل توجیه نبود و راه حل جدیدی را می طلبید.
۳- انفصالی بودن طیف تابشی و جذبی گازها: گازها می توانند طیف خطی و ناپیوسته را تابش یا جذب كنند و دلیل این پدیده در فیزیك كلاسیك روشن نبود.
۴- تابش مداوم اتم ها: بر طبق نظریه های فیزیك كلاسیك و فرضیه اتمی رادرفورد الكترون در اثر تابش باید به هسته نزدیك شود و روی آن قرار گیرد و در این صورت طیف تابشی باید متصل باشد. در حالی كه آزمایش این پدیده ها را تائید نمی كند. چرا؟
۵- تابش جسم سیاه: تابش جسم سیاه به صورت طیف پیوسته و شدت آن با توان چهارم دمای مطلق جسم متناسب است. این پدیده هم با نظریه های كلاسیك قابل توجیه نبود.
۶- خاصیت رادیواكتیویته: تابش پرتوهای آلفا، بتا و گاما و تبدیل یك عنصر به عنصر دیگر نیز با قانون های فیزیك كلاسیك توجیه پذیر نبود.
خلاصه با همه موفقیت هایی كه فیزیك كلاسیك داشت و نتیجه هایی كه در فناوری های حمل و نقل، ارتباطات و صنعت به دست آورده بود، در برابر این پرسش به طور كامل ناتوان و به بن بست رسیده بود تا آنكه آلبرت اینشتین به حل این معماها دست یافت.• مقاله های اینشتین و فیزیك نوین
از میان مجموعه مقاله های اینشتین مقاله ای كه او در سال ۱۹۰۵ عرضه كرد، اثر مهمی در پیشرفت علم داشته است. در آن مقاله پدیده فوتوالكتریك را شرح می دهد و با استفاده از نظریه كوانتوم پلانك نظریه فوتونی نور را بیان می كند. بر طبق این نظریه نور مانند انرژی های دیگر حالت كوانتومی دارد. كوانتوم نور را كه فوتون می نامیم مقدار مشخص انرژی است كه اندازه آن، E، از رابطهhv = Eبه دست می آید كه v بسامد موج و h ثابت پلانك است.
بنابر این نظریه هر چه بسامد نور بیشتر یا طول موج آن كمتر باشد، انرژی فوتون بیشتر است. چنانچه این فوتون ها در مسیر حركت خود به الكترون هایی برخورد كنند، جذب الكترون می شوند و انرژی الكترون را بالا می برند و در نتیجه الكترون می تواند از میدانی كه در آن قرار گرفته است، آزاد و خارج شود. اینشتین به مناسبت توضیح پدیده فوتوالكتریك جایزه نوبل سال ۱۹۲۱ فیزیك را دریافت كرد. نظریه فوتونی او نه فقط نور بلكه سراسر طیف موج های الكترومغناطیسی از موج های گاما تا موج های بسیار بلند را دربرمی گیرد و توضیح می دهد.
موضوع دومین مقاله اینشتین حركت براونی بود. در سال ۱۸۲۷ رابرت براون (۱۸۵۸- ۱۷۷۳) گیاه شناس و پزشك انگلیسی حركت مداوم معلق دو مایع را مشاهده كرد و متوجه شد كه این ذره ها با قطری حدود یك میكرون پیوسته به این سو و آن سو حركت می كنند. اینشتین همین آزمایش را در مقاله ای با استفاده از نظریه جنبشی ذره ها تعبیر و تفسیر كرد و از روی آن عدد آوودگادرو را به دست آورد.
اینشتین نظریه نسبیت خاص را در مقاله سوم معرفی كرد. در این مقاله بود كه مفاهیم اساسی طبیعت موجی فضا، حجم، زمان و حركت به طور كامل تغییر كرد. اینشتین ضمن مطالعه های خود توانست مسئله سرعت نور را كه از مدت ها پیش تعجب دانشمندان را برانگیخته بود، حل وفصل كند. او نظریه خود را براساس دو اصل زیر قرار داد:
۱- سرعت نور در جهان ثابت است
۲- قانون های طبیعت برای ناظرین مختلف كه یكنواخت حركت می كنند یكسان است.
اینشتین نشان داد كه اگر ثابت نبودن سرعت نور را بپذیریم، نتیجه های شگفت انگیزی به بار می آید. برای مثل هر چه سرعت حركت جسمی بیش تر شود، طول آن كوتاه تر و جرمش بیشتر می شود. نتیجه دیگر آنكه به زمان مطلق و فضای مطلق به شكلی كه پیشینیان تصور می كردند نمی توان قائل شد و زمان و فضا را جدا و مستقل از یكدیگر نمی توان در نظر گرفت. دنیای مادی یك فضا و زمان چهاربعدی است. جرم یك جسم نیز ثابت نیست و با تغییر سرعت تغییر می كند به طوری كه می توان جرم را نوعی انرژی متراكم در نظر گرفت و یا انرژی را جرم پراكنده دانست. اینشتین با بیان نظریه نسبیت خاص، قانون بقای ماده لاوازیه و اصل بقای انرژی مایر را به اصل بقای مجموع ماده و انرژی درآورد و رابطه معروف جرم و انرژی را به دست آورد. اینشتین در سال ۱۹۱۶ نظریه نسبیت عام را تنظیم و اعلام كرد. در این نظریه نه تنها حركت با سرعت ثابت و مسیر مستقیم، بلكه هر نوع حركتی در نظر گرفته شده بود. در بسیاری موارد دلیل آنكه سرعت و مسیر حركت هر متحركی تغییر می كند، وجود نیروی جاذبه است. بنابراین در نظریه نسبیت عام باید نیروی جاذبه در نظر گرفته شود. اینشتین یك رشته معادله تنظیم كرد كه نشان می داد اگر در هیچ جا ماند و نیروی جاذبه وجود نداشته باشد، جسم متحرك مسیر مستقیمی را طی می كند و اگر ماده وجود داشته باشد فضای پیرامون جسم متحرك دگرگون شده، جسم مسیر منحنی را طی می كند. نظریه نسبیت عام نشان می دهد كه این منحنی ها چگونه باید باشند و این به طور كامل با آن چه در نظریه جاذبه نیوتن پیش بینی شده بود، تطبیق نمی كرد. برای مثال بر طبق نظریه اینشتین مسیر نور تحت تاثیر میدان جاذبه قوی تغییر می كند. در صورتی كه از قانون های نیوتن چنین نتیجه ای به دست نمی آمد. كسوف سال ۱۹۱۹ نظریه اینشتین را ثابت كرد. در سال ۱۹۶۹ دو سفینه پژوهشی كه به سمت مریخ فرستاده شدند، اثر خورشید بر مسیر موج های رادیویی را مورد مطالعه و مشاهده قرار دادند.
• ایران و سال جهانی فیزیك
سال جهانی فیزیك فرصت مناسبی است تا در ایران به نقد آموزش علوم و پژوهش های علمی بپردازیم و مشخص كنیم آیا راه و روشی را كه از زمان بنیانگذاری دارالفنون تاكنون برگزیده ایم درست و بجا بوده و توانسته است بستری مناسب برای فعالیت های علمی و پژوهشی به وجود آورد. آیا با همه سرمایه گذاری های مادی و معنوی توانسته ایم جامعه ایرانی را به حالتی برسانیم كه به علم باور داشته باشند، علمی بیندیشند، بتوانند تولیدكننده علم باشند و بدانند كه برای رساندن جامعه به خودكفایی و توسعه پایدار، كاری مداوم و جدی و همگانی لازم است. گرچه نمی توان منكر تلاش های صمیمانه افراد و سازمان های مؤثر در آموزش علوم جدید در ایران شد لیكن در این مدت نتوانسته ایم به سطح مورد انتظار جامعه برسیم، ولی توانسته ایم پایه های اولیه را طرح ریزی و شروع به سازندگی كنیم. این كار از یك سو از دبستان ها و از سوی دیگر از دانشگاه ها آغاز شده است. در دبستان ها فعالیت آموزش علوم با طرح جدیدی كه هم اكنون در مدرسه ها اجرا می شود، آغاز شد. كودكان را به مشاهده مستقیم طبیعت و كارگروهی برانگیخته اند و به جای آنكه فقط دانستنی ها را به ذهن آنها منتقل كنند، معلمان، كودكان را به مشاهده طبیعت، جمع آوری اطلاعات، طبقه بندی و حتی طراحی آزمایش، فرضیه سازی و نتیجه گیری تشویق می كنند و همه اینها مقدمه ای است برای آنكه كودكان با روش علمی آشنا شوند. در دانشگاه ها تحقیقات سازمان یافته آغاز شده است. پروژه های تحقیقاتی گرچه در ابتدا حالت تقلیدی و كتابخانه ای داشت، كم كم به مرحله علمی نزدیك می شود و امید است، تحقیقات به معنای واقعی در كشور آموزش داده شود و جریان یابد. اكنون مشكل بزرگ در برنامه دبیرستان ها وجود دارد. دانش آموزان به جای آموختن روش حل مسئله به حفظ كردن پاسخ ها می پردازند تا آنها را تحویل آزمون ها و كنكور دانشگاه دهند و به مدرك های بالاتر دست یابند. با توجه به آنكه مخاطبان سال جهانی فیزیك، دانش آموزان نیز هستند می توان امیدوار بود كه با نیروهای مخلصی كه در میان معلمان وجود دارد و نیز تشویق هایی كه از طرف سازمان ها صورت می گیرد و كارگاه های علمی كه از سوی كشورهای پیشرفته صنعتی در كشور تشكیل و اجرا می شود، به هدف های مورد نظر دست یافت و روش علمی را در فعالیت های آموزشی و پژوهشی یاد گرفت و به كار برد. نویسنده این نوشته تاكنون شاهد همایش ها و جلسه های متعددی بوده كه از سوی دبیران فیزیك و انجمن های علمی تشكیل شده و دانش آموزان و دبیران به تهیه و عرضه مقاله های علمی و تولید نرم افزارهای كامپیوتری و نیز ابزارهای آزمایشگاهی و كارگاهی دست زده اند. همه این كارها به علاقه مندان این كشور امید می دهد كه جامعه علمی ما در حال بیدار شدن است. بیدارگران پرتلاش و پر امید به بیدار كردن خواب آلودگان مشغولند. گرچه برخی از سازمان ها و افراد هنوز در كار متوقف كردن جریان علمی در كشور هستند، اما در جامعه نه تنها زنگ ها بلكه ناقوس های بیداری به صدا درآمده و هیچ فردی را فرصت و مهلت خوابیدن نمی دهد.

اسفندیار معتمدی

منبع : روزنامه شرق