أينشتاين: قصة عبقري كان الفيزيائي الأكثر تأثيراً في القرن العشرين

في شهر نوفمبر عام 1915 عرض العالِم ألبرت أينشتاين نظرية النسبية أمام الأكاديمية البروسية للعلوم.

ولعل أهم نتيجة لنظرية أينشتاين هي أننا نعرف اليوم، بفضلها، مكونات الكون بشكل أفضل. فنحن نعرف بأن المادة العادية التي منها صُنع كل شيء حولنا تكِّون فقط حوالي 5 بالمئة من الكون، وحوالي الـ 25 بالمئة منه هي مادة معتمة لا نعرف ما هي ولكننا نعرف صفاتها. وأما الـ 70 في المئة الباقية من الكون فهي على شكل طاقة معتمة، لا نعرف عنها الكثير سوى أنها تدفع الكون للتسارع بالانتشار، كما يفعل الثابت الكوني الذي اقترحه أينشتاين عام 1917.

كما تمكننا هذه النظرية أيضا من أن نعرف تاريخ الكون وماذا حدث له في مراحله المختلفة، منذ بدايته وحتى الآن. فأجمل وأعمق ما تمخضت عنه النظرية النسبية العامة، هو أنه بفضل أينشتاين ولأول مرة في تاريخنا كبشر، نحن نفهم علميا قصة كوننا.

وهنالك كثير من التطبيقات العملية لنظريات أينشتاين مثل استعمال نظام الملاحة العالمي (جي بي إس)، الذي يمكننا من الملاحة والتموضع بواسطة الأقمار الصناعية. لكن أهم إنجازاته هي الإنجازات الفكرية التي تمكننا من فهم كوننا وواقعنا الموضوعي بعمق.

فما هي قصة أينشتاين؟ وما هي حكاية نظريته؟

تقول دائرة المعارف البريطانية إن ألبرت أينشتاين وُلد في 14 مارس عام 1879 في أولم في فورتمبيرغ بألمانيا وتوفي في 18 أبريل  عام 1955 في برينستون بنيو جيرسي في الولايات المتحدة، وهو عالم فيزيائي ألماني المولد طور النظريات الخاصة والعامة للنسبية وفاز بجائزة نوبل للفيزياء في عام 1921 لتفسيره للتأثير الكهروضوئي.

ويعتبر أينشتاين عموماً الفيزيائي الأكثر تأثيراً في القرن العشرين.

وكان والدا أينشتاين من اليهود العلمانيين من الطبقة الوسطى. وكان والده، هيرمان أينشتاين، في الأصل بائع أسِرة، ثم أدار لاحقا مصنعا. أما والدته، بولين كوخ، فقد كانت ربة منزل. وكان لديه أخت واحدة هي ماجا التي وُلدت بعد عامين من ألبرت.

وقد تأثر في سنواته الأولى بأمرين، الأول كان حصوله على بوصلة في سن الخامسة فقد أصابته الحيرة من تلك القوى غير المرئية التي تؤدي لانحراف الإبرة. وحدث الأمر الثاني في سن الثانية عشرة عندما اكتشف كتابا للهندسة التهمه، ووصفه بأنه "كتاب الهندسة الصغير المقدس".

وبات أينشتاين شديد التدين في سن الـ 12 لكن ذلك بدأ يتغير بعد أن قرأ كتبا علمية تناقض معتقداته الدينية.

وكان هناك تأثير مهم آخر على أينشتاين وقد تمثل ذلك التأثير في طالب الطب الشاب ماكس تالمود (لاحقا ماكس تالمي)، الذي غالبا ما كان يتناول العشاء في منزل أينشتاين.

فقد أصبح تالمود مدرسا له حيث قاد أينشتاين للتعرف على الرياضيات والفلسفة.

وقد حدثت نقطة تحول محورية في حياة أينشتاين عندما كان يبلغ من العمر 16 عاما، حيث عرفه تالمود على سلسلة علوم الناشئين التي كتبها آرون بيرنشتاين وهي كتب مبسطة في الفيزياء.

وهنا طرح أينشتاين على نفسه السؤال الذي سيهيمن على تفكيره خلال السنوات العشر القادمة وهو.. كيف سيبدو شعاع الضوء إذا كان بإمكانك الركض بجانبه؟ فإذا كان الضوء عبارة عن موجة فيجب أن يظهر شعاع الضوء ثابتا مثل موجة مجمدة.

وتعطل تعليم أينشتاين بسبب إخفاقات والده المتكررة في العمل. وفي عام 1894، بعد أن فشلت شركة الوالد في الحصول على عقد مهم لتزويد مدينة ميونيخ بالكهرباء انتقل هيرمان أينشتاين إلى ميلان للعمل مع أحد أقاربه وترك نجله في مدرسة داخلية في ميونيخ لينهي تعليمه.

وهرب أينشتاين بعد ستة أشهر متوجها إلى والديه لشعوره بالوحدة واحتمال تجنيده في الخدمة العسكرية وهو الأمر الذي بدأ يلوح في الأفق عندما بلغ من العمر 16 عاما.

وقد أدرك والداه المشاكل الهائلة التي يواجهها نجلهما كمتسرب من المدرسة وهارب من الخدمة العسكرية بدون مهارات وظيفية، حيث لم تكن آفاقه واعدة.

وقد ألحقه والداه بمدرسة ثانوية خاصة يديرها جوست وينتلر في أراو في سويسرا، وتخرج عام 1896 ليلتحق بمعهد زيورخ الفيدرالي للتكنولوجيا، كما تخلى عن جنسيته الألمانية في تلك الفترة.

وقد ظل عديم الجنسية حتى عام 1901 عندما حصل على الجنسية السويسرية. وقد أصبح صديقا مدى الحياة لعائلة وينتلر، التي كان يقيم معها.

وربما وصل أينشتاين في عام 1902 إلى أدنى نقطة في حياته، حين لم يستطع الزواج من زميلة دراسته ميليفا ماريك التي غادرت سويسرا إلى بلدها صربيا بعد حملها نظرا لعدم قدرة أينشتاين على إعالة أسرة بدون عمل كما أفلس والده.

وعمل أينشتاين في تلك الفترة في وظيفة متواضعة لتعليم الأطفال، لكن حتى تلك الوظيفة طُرد منها.

وجاءت نقطة التحول في وقت لاحق من ذلك العام، عندما تمكن والد صديقه مارسيل غروسمان من ترشيحه لمنصب كاتب في مكتب براءات الاختراع السويسري في برن.

وكانت وظيفة أينشتاين في مكتب براءات الاختراع نعمة، حيث ينتهي سريعا من تحليل طلبات براءات الاختراع ليتوفر له الوقت ليدرس ويطلق العنان لأحلامه وتطلعاته العلمية.

الحياة الخاصة

ومع دخل صغير ولكنه ثابت لأول مرة، شعر أينشتاين بالثقة الكافية للزواج من ميليفا ماريك، وهو ما فعله في 6 يناير عام 1903.

في ذلك الوقت، أصيب والد أينشتاين بمرض خطير وقبل وفاته بقليل بارك زواج ابنه من ميليفا ماريك.

.

نظرية النسبية

في خطاب قصير للكاتب الأيرلندي الشهير، جورج برنارد شو، ألقاه على شرف العالم ألبرت أينشتاين عام 1930، جاء أن "نابليون ورجال عظماء مثله بنوا إمبراطوريات، ولكن أينشتان وأمثاله بنوا أكوانا كاملة، من غير أن يُسيلوا قطرة واحدة من دم إخوانهم البشر".

وبدأ أينشتاين العمل على هذه الفكرة في عام 1907 وكان مازال يعمل في مكتب براءات الاختراع في برن.

ولكن العمل الجدي على هذه النظرية بدأ فور تركه لمكتب براءات الاختراع في عام 1909 ليتولى منصب الأستاذ في جامعة زيورخ، وقد أخذ يطور الفكرة حتى عرضها على أكاديمية العلوم البروسية في عام 1915.

وإنجاز أينشتاين الفكري فريد من نوعه، فعمق نظريته الفيزيائي وجمالها الرياضي (من رياضيات) غير مسبوقين في تاريخ العلوم الحديثة. نقطة الانطلاق لهذه النظرية أتت من فكرة خطرت لأينشتاين في عام 1907، وصفها بأنها "أسعد فكرة في حياته".

وتلك الفكرة، التي واتته عندما كان يجلس في مكتبه ورأى من نافذته عمالا يعملون على سطح المبنى المقابل، هي أن الأجسام خلال سقوطها تكون في حالة انعدام الوزن. أي أن انعدام الوزن مكافئ للسقوط الحر، كما هي الحال عند رواد الفضاء، فهم يتحركون تحت تأثير الجاذبية عند دورانهم حول الأرض.

وتمخّض عن هذه الفكرة أحد المبدأين الأساسيين في نظريته والمعروف بـ"مبدأ التكافؤ". أما المبدأ الآخر في نظريته فهو مبدأ النسبية الذي استعمله أيضا في وضعه للنظرية النسبية الخاصة.

وهذه الفكرة الصغيرة التي توصل إليها بخياله الجامح وفكره الوقاد أدّت الى انقلاب كامل في الفيزياء وفهمها للطبيعة.

وأكمل أينشتاين نظريته وهو يعمل في جامعة برلين خلال سنوات الحرب العالمية الأولى. عارض أينشتاين هذه الحرب بشدة في وقت كان فيه الشعور القومي الألماني في أوجه − كما كانت الحال في الدول الأوروبية الأخرى في حينه.

واعتبر أينشتاين هذه الحرب فشلا للحضارة الإنسانية وتحدّى مجتمعه قاطبة برفضه دعم الحرب، متحملا اتهام بعضهم له بالخيانة. وهذا الموقف يبين منزلة أينشتاين الإنسانية لا العلمية فقط.

وفي عام 1933، مع ازدياد خطر النازية في ألمانيا، اضطر أينشتاين لمغادرتها إلى الولايات المتحدة..

وبعد إقامته في موقع سري في بريطانيا لفترة كان خلالها ضيفا على أوليفر لوكر-لامبسو، العسكري السابق في البحرية البريطانية إبان الحرب العالمية الأولى وعضو البرلمان فيما بعد، اتجه العالم الكبير الحائز على جائزة نوبل عام 1921، إلى الولايات المتحدة حيث طلب اللجوء وعاش هناك لبقية حياته.

العلاقة بين الجاذبية وهندسة المكان

لكي نحصل على فكرة مبسطة حول العلاقة بين الجاذبية وهندسة المكان في النظرية النسبية العامة سنلجأ إلى الاستعارة التالية:

تخيل سريراً مرتباً مغطّى بشرشف ممدود بشكل أنيق على وجهه. سطح هذا الشرشف المستوي هو كهندسة الفراغ المستوية.

فكر الآن بماذا يحدث إذا وضعت بعض الكرات الصغيرة ذات أوزان مختلفة بشكل متفرق على سطح الشرشف. ستُغيِّر هذه الكرات من طبيعة سطح الشرشف حيث إنها ستكوِّن تجويفات حولها، بحيث تُحدِث الكرات الثقيلة تجويفات أعمق مقارنة بالكرات الخفيفة.

هذا يشبه ما يحدث في النظرية النسبية العامة، فوجود المادة يُنتج انحناءات وتجويفات في هندسة الفراغ تماما كما تفعل الكرات التي وضعناها على وجه الشرشف المنبسط. وبالمقابل، إذا دحرجنا كرة صغيرة جدا على سطح الشرشف المتعرج فإنها لن تسير بخط مستقيم، بل ستتبع الانحناءات والتجويفات عليه، تماما كما تؤثر هندسة الزمان في حركة الأجسام.

لقد كان أينشتاين مبدعا في طرح أسئلة جمعت بين العلم والفلسفة. فقد توخى دائما في أبحاثه الإجابة على أسئلة عميقة، وتميزت إجاباته دائما بأناقتها وجمالها، ولكن في الوقت نفسه أيضا، بجموح خيالها وتحديها للفرضيات المسبقة والأفكار المقبولة. حتى عندما أخطأ في اعتراضه على نظرية معينة يحملها أقرانه، أضاف لتلك النظرية الكثير، بمجرد طرحه أسئلة عميقة حولها أجبَرَتهم على التعمق أكثر في فهمهم لنظريتهم.

فأينشتاين ليس فقط عالم الفيزياء الكبير، بل الرجل الذي تحدى مجتمعه ليعارض الحرب. وهو العبقري المتواضع صاحب الظل الخفيف، وفوق كل شيء الإنسان الذي عاش خلال حربين قتلتا الملايين ودمرتا دولا ومجتمعات بأكملها، لكنهما لم تنجحا في تشويه إنسانيته وفكره.

سبع حقائق قد لا تعرفها عن ألبرت أينشتاين

• كان يعزف على آلة الكمان
• قال مدرس اللغة اليونانية في المدرسة عنه إنه لن ينجز شيئا في حياته
• كان تركيب دماغه غير طبيعي
• كان أينشتاين لاجئا
• رفض منصب رئيس اسرائيل
• أشهر صورة له التقطت عندما سئم الابتسام