Άλμπερτ Αϊνστάιν: Η συμφωνία του Σύμπαντος

Το όνομα του μεγάλου επιστήμονος Άλμπερτ Αϊνστάιν είναι άρρηκτα συνδεδεμένον εις την σκέψιν όλων των ανθρώπων με την περίφημον «θεωρίαν της σχετικότητος» και με την θεαματικήν της εφαρμογήν εις τα ατομικά όπλα. Όσον αφορά τα ατομικά όπλα, δεν υπάρχει τίποτα να προσθέση κανείς το νέον εις τα όσα ήδη έχουν λεχθή και ο Αϊνστάιν δεν ήτο υπεύθυνος διά τον τρόπον με τον οποίον εχειρίσθησαν οι πολιτικοί ηγέται την βόμβαν.

Όσον αφορά όμως την θεωρίαν της σχετικότητος ημπορούν ακόμη να λεχθούν πολλά. Ημπορεί, μάλιστα, να καταβληθή μία προσπάθεια ώστε και ο ελάχιστα κατατοπισμένος αναγνώστης να εμβαθύνη κατά κάποιον τρόπον εις τας εξισώσεις της επιστήμης, να συλλάβη έστω και κατά γενικόν τρόπον την ευρύτητα της εργασίας του Αϊνστάιν και προ πάντων τας συνεπείας της μεγαλοφυΐας του επάνω εις την ζωήν του καθενός από μας. Πρόκειται αποκλειστικώς δι’ ένα ανθρώπινον πρόβλημα και όχι δι’ ένα μαθηματικόν πρόβλημα. Και διά μέσου μιας εκθέσεως φαινομενικώς επιστημονικής, καταλήγομεν εις ένα συμπέρασμα ηθικής και πολιτικής φύσεως.

«ΤΟ ΒΗΜΑ», 30.4.1955, Ιστορικό Αρχείο «ΤΟ ΒΗΜΑ» & «ΤΑ ΝΕΑ»

Ο ρόλος της σχετικότητος, εις όλην την έκτασιν της συγχρόνου εξελίξεώς της, ημπορεί να συνοψισθή εις μίαν λέξιν: σύνθεσις. Ο κάθε σταθμός της είναι μία απλοποίησις, μία ενοποίησις των χωριστών και ειδικών κλάδων, που όλοι γνωρίζομεν με την ιδιαιτέραν ονομασίαν: μηχανική, αστρονομία, οπτική, ηλεκτρισμός, μαγνητισμός κ.λπ. Ο κάθε χωριστός αυτός κλάδος είχε τας ιδιαιτέρας του μεθόδους ερεύνης, τους ειδικούς του επιστήμονας, τας εξισώσεις του, με άλλους λόγους την ιδιαιτέραν σύστασίν του και την χωριστήν φρασεολογίαν του.

Εις τας αρχάς του αιώνος μας η εργασία της ενοποιήσεως είχεν ήδη αρκετά καθαρίσει το έδαφος, αφού από όλους αυτούς τους κλάδους δεν είχαν απομείνει παρά μόνον δύο —που κατώρθωσαν να ενσωματώσουν όλους τους υπολοίπους— χάρις εις την μεγαλοφυΐαν δύο μεγάλων εγκεφάλων που είχαν την δύναμιν της ενοποιήσεως: οι δύο αυτοί εγκέφαλοι ήσαν ο Νεύτων, που συνέλαβε τους νόμους της Μηχανικής, και ο Μάξγουελ, που συνέλαβε τους νόμους της Ηλεκτρομαγνητικής. Και οι δύο αυτοί μεγάλοι κλάδοι της Φυσικής, που περιέχουν όλους τους άλλους, είναι λοιπόν αφ’ ενός η Μηχανική και αφ’ ετέρου η Ηλεκτρομαγνητική. Η σύστασις των δύο αυτών κλάδων ήτο τόσον διάφορη, ώστε ο επιστημονικός κόσμος είχε καταλήξει εις το συμπέρασμα ότι είχε φθάσει εις το τέρμα της συνθέσεως — ότι περαιτέρω σύνθεσις δηλαδή δεν ημπορούσε να πραγματοποιηθή και ότι του λοιπού τα δύο αυτά χωριστά οικοδομήματα —η Μηχανική και η Ηλεκτρομαγνητική— απετέλουν ολόκληρον την Φυσικήν. Εις το σημείον αυτό επενέβη ο Αϊνστάιν.

Ένα οικοδόμημα, εις την Φυσικήν, είναι κτισμένον επάνω εις μίαν ομάδα μαθηματικών εξισώσεων, που αποτελούν, υπό απλήν μορφήν, την βάσιν του όλου οικοδομήματος. Με αυτόν τον τρόπον, η Μηχανική βασίζεται εις το σύστημα εξισώσεων του Νεύτωνος και η Ηλεκτρομαγνητική εις το σύστημα εξισώσεων του Μάξγουελ. Διατί, όμως, τα δύο αυτά συστήματα είναι βασικώς διάφορα; Δι’ έναν ειδικόν λόγον: διά να καταστή γνωστόν ότι δύο συστήματα εξισώσεων είναι πραγματικώς και όχι φαινομενικώς διάφορα, χρησιμοποιείται ένα είδος μικρού εργαλείου μετρήσεως που λέγεται «ομάς μεταμορφώσεως» και που, αν εισαχθή εις το σύστημα των εξισώσεων, δίδει την άλφα ή την βήτα απάντησιν, αναλόγως προς την φύσιν του συστήματος. Απεδείχθη δε ότι η ομάς μεταμορφώσεως, η λεγομένη «του Γαλιλαίου», επιβεβαιώνει ότι όλαι αι εξισώσεις της Μηχανικής είναι της ιδίας φύσεως, ενώ το σύστημα της Ηλεκτρομαγνητικής είναι διαφόρου φύσεως. Απεδείχθη ακόμη ότι διά να επιβεβαιωθή πως όλαι αι εξισώσεις της Ηλεκτρομαγνητικής είναι και αυταί της ιδίας φύσεως, έπρεπε να χρησιμοποιηθή μία άλλη ομάς μεταμορφώσεως, η λεγομένη «του Λόρεντζ». Κατά συνέπειαν, αφού διά να εξετάσωμεν δύο συστήματα χρειάζεται να χρησιμοποιήσωμεν δύο διάφορα εργαλεία μετρήσεως, είναι φανερόν ότι τα δύο αυτά συστήματα είναι διαφορετικής φύσεως. Και το ζήτημα έκλεισεν εκεί. Ή μάλλον ενόμιζαν ότι έκλεισε.

Διότι ενεφανίσθη ο Αϊνστάιν που είπε: «Νομίζετε ότι τα δύο εργαλεία σας μετρήσεως είναι διάφορα, αλλά αυτό δεν είναι αλήθεια. Δεν είναι διάφορα παρά μόνον διά σας, διότι, απλούστατα, δεν ξεύρετε να τα κυττάξετε. Εις την πραγματικότητα είναι ίδια και σας το αποδεικνύω». Διά να το αποδείξη ο Αϊνστάιν ανέπτυξε την θεωρίαν του της σχετικότητος, που αποδεικνύει ότι ο χρόνος και το διάστημα δεν είναι απόλυτα, αλλά σχετικά. Και εφ’ όσον η θεωρία της σχετικότητος απεδείχθη ορθή, υποχρεωτικώς πλέον ο επιστημονικός κόσμος ανεγνώρισεν ότι τα δύο εργαλεία μετρήσεως —η ομάς Γαλιλαίου και η ομάς Λόρεντζ— ήσαν τα ίδια. Αυτομάτως, όμως, απεδείχθη και κάτι άλλο: ότι οι δύο κλάδοι της Φυσικής, η Μηχανική και η Ηλεκτρομαγνητική, είναι της ιδίας φύσεως και ότι μετρούνται κατά τον ίδιον τρόπον και με το ίδιον εργαλείον. Η ανακάλυψις του Αϊνστάιν, κατά συνέπειαν, κατέστρεψε τον μύθον της διχοτομημένης Φυσικής και απέδειξεν ότι τα δύο χωριστά της τμήματα είναι της ιδίας φύσεως.

Τώρα όμως τίθεται το ερώτημα: εις τι χρησιμεύει η απλοποίησις; Εις ποίον πρακτικόν αποτέλεσμα καταλήγει αυτή η «σύνθεσις»; Εις το σημείον αυτό θίγομεν έναν από τους εκπληκτικωτέρους νόμους της φύσεως. Και θα προσπαθήσωμε να τον ερμηνεύσωμεν αναφέροντες τα δύο περισσότερον πρόσφατα παραδείγματα εις την ιστορίαν της Φυσικής.

Το πρώτον παράδειγμα είναι η σύνθεσις του Μάξγουελ, η οποία «συνοψίζει εις ένα σύστημα εξισώσεων το σύνολον των νόμων του ηλεκτρισμού». Αργότερα, ο Μάξγουελ κατώρθωσε να ενσωματώση εις το ίδιον αυτό σύστημα και το σύνολον των νόμων της οπτικής. Όταν συνετελέσθη η εργασία αυτή —η οποία απλώς ικανοποιούσε το ένστικτον της ενοποιήσεως των επιστημόνων— τυχαίως απεδείχθη ότι αι ευρεθείσαι εξισώσεις κατέληγαν εις το συμπέρασμα ότι έπρεπε θεωρητικώς να υπάρχη κάπου εις τον Κόσμον μία ιδιαιτέρα άγνωστη μορφή κυμάτων. Το πράγμα έμεινεν εκεί. Αλλά, είκοσι πέντε έτη αργότερα, ανεκαλύφθησαν πράγματι τα κύματα αυτά, που είχαν θεωρητικώς προβλέψει αι εξισώσεις του Μάξγουελ.

Και τα κύματα αυτά είναι τα λεγόμενα «ερτζιανά». Απ’ αυτά ξεκινά ο τηλέγραφος, το ραδιόφωνον, η τηλεόρασις κ.λπ.

Το δεύτερον παράδειγμα είναι του ιδίου του Αϊνστάιν. Αφού έγραψε τας καθαρώς μαθηματικάς εξισώσεις του, που απεδείκνυαν την ενοποίησιν των δύο ομάδων που ήδη ανεφέρθησαν, από τας εξισώσεις αυτάς προέκυπτε μία νέα, η εξίσωσις E = mc² (ενέργεια = μάζα επί την ταχύτητα του φωτός εις το τετράγωνον), που απεδείκνυεν ότι η ενέργεια και η ύλη είναι ισοδύναμοι, ότι δηλαδή, όταν η πρώτη εξαφανίζεται, εμφανίζεται η δευτέρα και τανάπαλιν. Τριάντα έτη αργότερα η εξίσωσις αυτή κατέληγεν εις την ατομικήν ενέργειαν.

Πώς κατέληγεν; Ας λάβωμε δύο άτομα της ιδίας φύσεως. Το καθένα από αυτά τα δύο άτομα έχει βάρος Μ. Πραγματοποιούμεν την ενοποίησίν των. Τότε διαπιστώνομεν ότι το κοινόν τους βάρος δεν είναι δύο φορές Μ, όπως θα ήτο λογικόν, αλλά ότι ζυγίζουν κάτι ολιγώτερον. Εξηφανίσθη, δηλαδή, μία μικρά ποσότης βάρους, m. Η μικρά αυτή ποσότης έχει μετατραπή εις ενέργειαν.

Και τώρα επανερχόμεθα εις την θεωρίαν της συνθέσεως, που τόσον ελκύει τους επιστήμονας. Είδαμεν ότι ο Αϊνστάιν ενοποίησε δύο κατηγορίας φυσικών δυνάμεων: την Μηχανικήν δύναμιν και την Ηλεκτρομαγνητικήν δύναμιν. Αν εξετάσωμεν όμως ένα άτομον —που είναι ο βασικός πυρήν κάθε φυσικής ζωής— διαπιστώνομεν ότι η εσωτερική ζωή του ερμηνεύεται με την παρουσίαν τριών δυνάμεων: της μηχανικής δυνάμεως, της ηλεκτρομαγνητικής και της καθαράς πυρηνικής. Ο Αϊνστάιν επέτυχε να «ενοποιήση» τας δύο πρώτας δυνάμεις. Η τρίτη αυτή δύναμις, που δεν είναι του Αϊνστάιν και που αναφέρεται εις μίαν θεωρίαν που δεν είναι ακόμη απολύτως γνωστή, καλείται «θεωρία των κβάντα». Το 1950, εις μίαν από τας σπανίας ανακοινώσεις του εις τον τύπον, ο Αϊνστάιν ανήγγειλεν ότι είχεν αρχίσει να εργάζεται με σκοπόν να επιτύχη την ενοποίησιν της θεωρίας των κβάντα με τας δύο προηγουμένας, την ενοποίησιν δηλαδή της τρίτης δυνάμεως του ατόμου, της πυρηνικής, με τας δύο ήδη ενοποιημένας δυνάμεις: την Μηχανικήν και την Ηλεκτρομαγνητικήν. Προσέθεσε δε ότι, αν επετύγχανε μαθηματικώς την ενοποίησιν αυτήν, τότε η εξίσωσίς του «θα έδιδε το κλειδί του Σύμπαντος». Δεν είναι γνωστόν αν ο Αϊνστάιν επρόλαβε να κάμη μερικά βήματα προς την κατεύθυνσιν αυτήν. Και διά τούτο πιστεύουν πολλοί ότι η μεγαλοπρεπής συμφωνία την οποίαν ήρχισε να συγγράφη ο Αϊνστάιν, η συμφωνία του Σύμπαντος, έμεινεν ημιτελής, αφ’ ότου ο μεγαλύτερος εγκέφαλος του εικοστού αιώνος έπαυσε να σκέπτεται.

*Κείμενο του Jean-Jacques Servan-Schreiber (1924-2006), διακεκριμένου γάλλου δημοσιογράφου, συγγραφέα και πολιτικού, για τον Άλμπερτ Αϊνστάιν. Είχε δημοσιευτεί στο φύλλο του «Βήματος» που είχε κυκλοφορήσει το Σάββατο 30 Απριλίου 1955, λίγες ημέρες μετά το θάνατο του κορυφαίου επιστήμονα και διανοητή.

Ο μέγας νομπελίστας φυσικός Άλμπερτ Αϊνστάιν (Albert Einstein) γεννήθηκε στην πόλη Ουλμ της Γερμανίας στις 14 Μαρτίου 1879 και απεβίωσε στο Πρίνστον των ΗΠΑ στις 18 Απριλίου 1955.