آلبرت اینشتین

آلبرت اینشتین (۱۴ مارس ۱۸۷۹ – ۱۸ آوریل ۱۹۵۵) فیزیک‌دان نظری آلمانی‌تبار و یکی از تأثیرگذارترین دانشمندان تاریخ و برترین فیزیک‌دانان تمام دوران به شمار می‌رود. او نظریه نسبیت را بنیان نهاد که درک بشر از فضا، زمان، گرانش و جهان را متحول ساخت، و در شکل‌گیری نظریه کوانتوم نیز سهمی بنیادین داشت. اینشتین جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۲۱ را برای توضیح اثر فوتوالکتریک دریافت کرد؛ دستاوردی که در اثبات ماهیت کوانتومی نور نقشی محوری ایفا کرد. فراتر از دستاوردهای علمی، او به یک روشنفکر عمومی با جایگاه جهانی بدل شد و به‌واسطه دفاع از صلح‌طلبی، حقوق مدنی و صهیونیسم، و نیز نقشش در هشدار به ایالات متحده درباره امکان ساخت سلاح‌های هسته‌ای در جریان جنگ جهانی دوم شناخته می‌شود.

کودکی، تحصیلات و سال‌های نخستین زندگی

آلبرت اینشتین در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ در شهر اولم، در پادشاهی وورتمبرگ در امپراتوری آلمان، زاده شد. پدرش هرمان اینشتین، مهندس و بازرگان، و مادرش پائین کخ بود. خانواده سال بعد به مونیخ نقل مکان کرد، جایی که پدر و عموی او شرکتی برای تولید تجهیزات برقی بنیان نهادند. گفته می‌شود اینشتین در کودکی دلبستگی زودهنگامی به پدیده‌های طبیعی نشان می‌داد و بر پایه روایت رایج، هدیه یک قطب‌نما در پنج‌سالگی کنجکاوی او را درباره نیروهای نامرئی برانگیخت.

تحصیلات رسمی اینشتین در مونیخ آغاز شد، اما او با سبک خشک و اقتدارگرایانه آموزش آلمانی سازگار نبود. در سال ۱۸۹۴ و در پی شکست کسب‌وکار پدر و مهاجرت خانواده به ایتالیا، اینشتین بدون به‌پایان رساندن تحصیل در دبیرستان لویتپولد را رها کرد و به والدینش در پاویا پیوست. در سال ۱۸۹۵، در شانزده‌سالگی، کوشید بی‌آزمون به پلی‌تکنیک فدرال سوئیس (بعداً موسسه فدرال فناوری زوریخ) راه یابد، اما در آزمون ورودی عمومی رد شد؛ هرچند در ریاضیات و فیزیک نتایجی درخشان کسب کرد. به توصیه رئیس پلی‌تکنیک، تحصیلات متوسطه را در آراوِ سوئیس به پایان رساند و در ۱۸۹۶ در رشته آموزش ریاضیات و فیزیک در پلی‌تکنیک زوریخ پذیرفته شد.

او در سال ۱۹۰۰ دیپلم خود را دریافت کرد اما موفق به یافتن جایگاهی دانشگاهی نشد. در سال ۱۹۰۲ با کمک پدر یک دوست، سِمَت کارشناس فنی در اداره ثبت اختراعات سوئیس در برن را به دست آورد. او بعداً این موقعیت را «آن صومعه دنیوی که زیباترین اندیشه‌هایم را در آن پروردم» توصیف کرد؛ شغلی که ثبات مالی و، مهم‌تر از آن، فرصت کافی برای پیگیری فیزیک نظری به او می‌داد. درجه دکترای خود را در سال ۱۹۰۵ از دانشگاه زوریخ دریافت کرد.

سال معجزه‌آسای ۱۹۰۵

سال ۱۹۰۵ که اغلب با عنوان لاتین annus mirabilis یا «سال معجزه» از آن یاد می‌شود، شاهد انتشار چهار مقاله اینشتین در مجله «آنالنِ فیزیک» بود که هر یک مسیر فیزیک را دگرگون ساخت:

• «درباره یک دیدگاه استنتاجی مربوط به تولید و تبدیل نور» پیشنهاد کرد که نور از کوانتوم‌های گسسته انرژی (که بعداً فوتون نام گرفتند) تشکیل شده است و توضیحی نظری برای اثر فوتوالکتریک ارائه داد و با نظریه موجیِ رایج نور به چالش برخاست. این کار به یکی از ارکان نظریه کوانتوم بدل شد و مبنای اصلی جایزه نوبل او بود.
• «درباره حرکت ذرات معلق کوچک در مایع ساکن» توضیحی نظری برای حرکت براونی عرضه کرد و نشان داد که جنبش تصادفی ذرات میکروسکوپی در سیال را می‌توان با کنش آماری مولکول‌ها تبیین نمود. تأیید تجربی بعدی این کار به دست ژان پرن به تثبیت واقعیت فیزیکی اتم‌ها کمک کرد.
• «درباره الکترودینامیک اجسام متحرک» نظریه نسبیت خاص را مطرح ساخت؛ نظریه‌ای که بر یکسانی قوانین فیزیک برای همه ناظران در حرکت یکنواخت و ثابت بودن سرعت نور در خلأ مستقل از حرکت منبع استوار است. این نظریه نیاز به اتر نوریک را از میان برد و آشکار ساخت که اندازه‌گیری‌های فضا و زمان به چارچوب مرجع ناظر وابسته‌اند.
• «آیا اینرسی جسم به محتوای انرژی آن بستگی دارد؟» به معروف‌ترین معادله جهان، یعنی E = mc²، انجامید و هم‌ارزی جرم و انرژی را اثبات کرد.

مسیر دانشگاهی و نظریه نسبیت عام

در پی شناسایی آثار نخستین او، اینشتین به مشاغل دانشگاهی دست یافت: مدرس دانشگاه برن در ۱۹۰۸، استاد دانشگاه زوریخ در ۱۹۰۹، و سپس دارنده کرسی در دانشگاه آلمانی کارل-فرديناند پراگ (۱۹۱۱) و پلی‌تکنیک زوریخ (۱۹۱۲). در سال ۱۹۱۴ به ریاست مؤسسه فیزیک کایزر ویلهلم و استادی دانشگاه برلین منصوب شد و این سمت‌ها را تا ۱۹۳۳ حفظ کرد.

اینشتین از حدود ۱۹۰۷ تا ۱۹۱۵ به تعمیم نسبیت به حرکت‌های شتاب‌دار و غیر یکنواخت پرداخت. این تلاش به نظریه نسبیت عام انجامید که در نوامبر ۱۹۱۵ تکمیل شد و گرانش را نه نیرویی میان اجسام، بلکه خمیدگی فضازمان برخاسته از حضور جرم و انرژی تفسیر کرد. این نظریه ناهنجاریِ توجیه‌نشده در مدار عطارد را توضیح داد و پدیده‌هایی چون انحنای نور در مجاورت اجسام پرجرم، اتساع زمان در میدان گرانشی و امواج گرانشی را پیش‌بینی کرد.

نسبیت عام در سال ۱۹۱۹ به شهرتی جهانی دست یافت؛ هنگامی که ستاره‌شناس بریتانیایی آرتور ادینگتون سفری برای رصد خورشیدگرفتگی ترتیب داد و گزارش کرد که نور ستارگان در گذر از کنار خورشید تقریباً به همان میزانی که اینشتین پیش‌بینی کرده بود منحرف می‌شود. تیترهای روزنامه‌ها در سراسر جهان از تأیید این پیش‌بینی خبر دادند و اینشتین یک‌شبه به چهره‌ای سرشناس بدل شد؛ نخستین دانشمندی که صرفاً از راه کار نظری به جایگاه یک شخصیت عمومی جهانی رسید.

سهم در نظریه کوانتوم

اگرچه اینشتین بیش از همه با نسبیت به یاد آورده می‌شود، چهره‌ای محوری در شکل‌گیری نخستین مکانیک کوانتومی بود. فرضیه کوانتوم نور او در ۱۹۰۵ ایده ماکس پلانک درباره انرژی کوانتیزه را به خودِ تابش الکترومغناطیسی تعمیم داد. در سال‌های ۱۹۱۶ تا ۱۹۱۷ نظریه گسیل تحریض‌شده را بنیان نهاد که اصل فیزیکی زیربنای لیزر است و کار او بر تابش خودبه‌خودی و تحریض‌شده به نظریه کوانتومی نور کمک کرد. در ۱۹۲۴ و با تکیه بر کار فیزیک‌دان هندی ساتیندرا نات بوز، تراکم بوز–اینشتین را پیش‌بینی کرد؛ حالتی از ماده در دماهای بسیار پایین که سرانجام در سال ۱۹۹۵ به‌صورت تجربی ساخته شد.

با این حال، اینشتین همواره از پیامدهای نظریه کوانتومی بالغ دهه ۱۹۲۰، به‌ویژه تفسیر احتمالاتی آن و پدیده درهم‌تنیدگی کوانتومی، به‌شدت آسوده نبود. جمله مشهور او که خداوند «با جهان تاس نمی‌بازد» ناآرامی فلسفی او را بازتاب می‌داد. در ۱۹۳۵ با بوریس پودولسکی و ناتان روزن، پارادوکس EPR را منتشر کرد و استدلال نمود که مکانیک کوانتومی نمی‌تواند توصیفی کامل از واقعیت فیزیکی باشد. بحثی که او آغاز کرد، مطالعات نظری و تجربی بعدی از جمله نامساوی جان بل را پیش‌بینی‌پذیر ساخت؛ مطالعاتی که در نهایت پیش‌بینی‌های غیرشهودی مکانیک کوانتومی را تأیید کردند و هم‌زمان اهمیت فیزیکی پرسش‌های مطرح‌شده از سوی اینشتین را به رسمیت شناختند.

مهاجرت و سال‌های آمریکایی

ظهور نازیسم در آلمان، اینشتینِ یهودی، لیبرال و صلح‌طلبِ صاحب‌نام جهانی را به هدفی برجسته بدل کرد. هنگامی که هیتلر در ژانویه ۱۹۳۳ به قدرت رسید، اینشتین در سفر به ایالات متحده به سر می‌برد و دیگر هرگز به آلمان بازنگشت. او از فرهنگستان علوم پروس استعفا داد، اموالش مصادره شد و آثارش در شمار کتاب‌هایی بود که نازی‌ها در آتش سوزاندند. در اکتبر ۱۹۳۳ سِمَتی در مؤسسه مطالعات پیشرفته پرینستون در ایالت نیوجرسی پذیرفت و بیست‌ودو سال باقی‌مانده عمر را در همان‌جا زیست و کار کرد؛ در ۱۹۴۰ تابعیت ایالات متحده را برگزید.

در اوت ۱۹۳۹، به تشویق فیزیک‌دان لئو سیلارد، نامه‌ای به رئیس‌جمهور فرانکلین روزولت امضا کرد که هشدار می‌داد آلمان نازی ممکن است به سلاح اتمی دست یابد و توصیه می‌کرد ایالات متحده پژوهش خود را آغاز کند. این نامه اغلب به تحریک برنامه پژوهش اورانیوم آمریکا که سرانجام به پروژه منهتن بدل شد، منسوب می‌گردد. خود اینشتین به دلیل شهرت صلح‌طلبانه‌اش از برنامه کنار گذاشته شد و در ساخت بمب نقشی نداشت، و پس از بمباران اتمی هیروشیما و ناگازاکی در ۱۹۴۵ اندوهی عمیق ابراز کرد و به طرزی مشهور گفت: «اگر می‌دانستم آلمانی‌ها در ساخت بمب اتمی موفق نخواهند شد، هیچ کاری نمی‌کردم.» در سال‌های پس از جنگ، صدایی برجسته در دفاع از خلع سلاح هسته‌ای و دولت جهانی بود و اندکی پیش از مرگ، در ۱۹۵۵، بیانیه راسل–اینشتین را امضا کرد.

کارهای علمی سال‌های پایانی

اینشتین در سال‌های پرینستون، بیشتر وقت پژوهشی خود را صرف جست‌وجوی نظریه میدان یکپارچه کرد؛ کوششی برای استخراج الکترومغناطیس و گرانش از یک چارچوب هندسی واحد. او در این راه توفیق نیابد و نظریه یکپارچه تا پایان عمرش از دسترس بیرون ماند. نسل‌های بعدی این تلاش را زودهنگام دانسته‌اند، زیرا نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف هنوز به فیزیک افزوده نشده بودند؛ هرچند هدف کلی‌ترِ یکپارچه‌سازی همچون آرزویی محوری در فیزیک نظری پابرجا مانده است. در دهه‌های پایانی عمر، اینشتین تا اندازه‌ای از جریان اصلی فیزیک که به سوی مکانیک کوانتومیِ ناخوشایند از نظر او رفته بود، فاصله گرفت، اما به انتشار ادامه داد؛ از جمله کارهایی مهم درباره امواج گرانشی و «پل‌های اینشتین–روزن» که پژوهش امروزی درباره کرم‌چاله‌ها را پیش‌بینی می‌کرد.

زندگی شخصی

اینشتین در سال ۱۹۰۳ با میلوا ماریچ، هم‌کلاس فیزیک دوران تحصیلش در زوریخ، ازدواج کرد؛ حاصل این پیوند دو پسر به نام‌های هانس آلبرت و ادوارد و احتمالاً دختری به نام لیزرل بود که سرنوشتش در هاله‌ای از ابهام مانده است. این ازدواج رو به زوال نهاد و زوج در ۱۹۱۹ از یکدیگر جدا شدند؛ توافق طلاق به‌طرزی مشهور شامل پیش‌بینی واگذاری مبلغ جایزه نوبلِ در انتظارِ اینشتین بود. او در همان سال با الزا لوونتال، دخترخاله‌اش، ازدواج کرد که در ۱۹۳۶ درگذشت. اینشتین خواهری کوچک‌تر به نام مایا و دو دخترخوانده از ازدواج دوم خود داشت.

او با موهای ژولیده، پوشش نامرتب و شوخ‌طبعی خشک و طناز، چهره‌ای از «حکیم حواس‌پرت» برای خود ساخت و تصویرش به یکی از شناخته‌شده‌ترین چهره‌های جهان بدل شد. اینشتین سراسر عمر به نواختن ویولن پرداخت و موسیقی را اغلب منبع الهام اندیشه‌هایش می‌دانست. در ایالات متحده آشکارا به جداسازی نژادی اعتراض کرد و نژادپرستی را «بیماریِ مردم سفید» خواند و در ۱۹۴۶ هم‌رئیس «جنبش آمریکایی برای پایان‌دادن به اعدام بدون محاکمه» شد. در ۱۹۵۲ پس از درگذشت خائیم ویزمن، ریاست جمهوری اسرائیل به او پیشنهاد شد، اما به دلیل آنچه بی‌تناسبی خود با برخورد با مردم و اجرای وظایف رسمی می‌دانست، نپذیرفت.

مرگ و میراث

اینشتین در ۱۸ آوریل ۱۹۵۵ بر اثر پارگی آنوریسم آئورت شکمی در بیمارستان پرینستون در ۷۶ سالگی درگذشت. او جراحی را نپذیرفته و گفته بود: «پرنگ مصنوعی زندگی بی‌مزه است. من سهم خود را ادا کرده‌ام؛ وقت رفتن است.» بنا بر وصیتش، پیکرش سوزانده شد و خاکسترش در مکانی نامعلوم پراکنده گردید؛ هرچند مغزش بدون اجازه هنگام کالبدشکافی برداشته شد و دهه‌ها در پی یافتن مبنای کالبدشناختی نبوغ او مورد مطالعه قرار گرفت.

میراث علمی اینشتین را به‌سختی می‌توان بیش از حد برآورد کرد. نسبیت خاص و عام شالوده فیزیک نوین‌اند؛ از طراحی شتاب‌دهنده‌های ذرات و کارکرد سامانه‌های ماهواره‌ای ناوبری تا مطالعه سیاه‌چاله‌ها، کیهان‌شناسی و امواج گرانشی — که سرانجام در ۲۰۱۵، یک سده پس از پیش‌بینی او، به‌طور مستقیم آشکار شدند. هم‌ارزی جرم و انرژی در چارچوب نسبیت، بنیاد فیزیک و انرژی هسته‌ای است. توضیح فوتوالکتریک او راه را به سوی مکانیک کوانتومی گشود و مباحث EPR میدان نوپای علوم کوانتومی امروزی را پیش‌بینی کرد. عنصر اینشتینیم که در ۱۹۵۲ کشف شد، و شمار بسیاری مؤسسه، جایزه و مفهوم علمی، نام او را یدک می‌کشند.

میراث فرهنگی و اخلاقی او نیز به همان اندازه مهم است. اینشتین به نمادی ماندگار از نبوغ فکری و وجدان علم بدل شد. مخالفت او با ملی‌گرایی و ش superiorityطلبگری، دفاعش از آزادی اندیشه و بیان، و پافشاریش بر مسئولیت اخلاقی دانشمندان در برابر جامعه، او را به الگویی فراگیر فراتر از حیطه فیزیک درآورد. امروزه نام اینشتین با مفهوم نابغه در فرهنگ عامه گره خورده و نظریه‌هایش همچنان چارچوبی بنیادین برای فهم جهان، از مقیاس‌های زیراتمی تا کیهانی، فراهم می‌آورند؛ میراثی که پس از گذشت بیش از نیم سده از درگذشتش نه‌تنها کمرنگ نشده، بلکه با هر کشف جدید در فیزیک نوین بار دیگر تأیید می‌گردد.