صفر: آرش کمانگیر فیزیک
آنچه بیش از همه در رشد دانش و بویژه پدید آمدن نظریه ها و تئوریهای جدید نقش دارد، شک در درستی دانسته ها و به زیر سوال بردن آنها با طرح پرسشهای مناسب است. مهمتر اینکه، در جستجو برای یافتن پاسخ، قدرت تجسم انسان کلیدی تر و مهمتر از دانسته های قبلی اوست، چرا که دانش محدود است و تجسم بیکران!
در این راستا، آموزشهای روتین آکادمیک و دانسته های رسیده از پیشینیان، اغلب خود سد راه می باشند، هرچند که در زمان خود راهگشا و مسیرساز بودهاند. از اینرو، همانطور که ظاهرا از اینشتین نیز نقل قول شده، نمیتوان در همان چارچوبی که یک پرسش مطرح میشود، دنبال پاسخ آن بود.
در دستیابی اینشتین به تئوری نسبیت نیز می توان همه این ویژگیها را ملاحظه کرد. با توجه به ذهن پرسشگر وی، همه چیز با شک در مورد آنچه پیشینیان در مفاهیم فضا و زمان ابراز نموده بودند آغاز میشود. دانسته های آن روز فیزیک بر پایه های تئوری نیوتن، مکانیک کلاسیک و بویژه تئوری الکترومغناطیس استوار بود ولی چندان طول نمیکشد که به پیشنهاد دوست خود، گراسمن، متوجه میشود که هرچند پرسش در مورد ماهیت فضا و زمان را در چارچوب الکترومغناطیس طرح کرده است، اما آن چارچوب مناسب ادامه راه نیست و باید پاسخ را در قالبی متفاوت دنبال کند: هندسه ریمانی!
در حقیقت، این قدرت تجسم اینشتین است که گام اول را ممکن میسازد: "اگر با سرعت نور حرکت کنم، نور را چگونه تجربه خواهم کرد؟ آیا فردی که در حال سقوط آزاد است، متوجه گرانش میشود؟"
در نهایت، به دنبال تلاشی دوازده ساله، آنچه اینشتین پدید می آورد، بسیاری از دانسته های بشر در مورد جهان و برداشتهای روزمره ما از بودن و زندگی را به چالش میکشد و با وجودی که ظاهرا یک تئوری فیزیک است، نه تنها فیزیک بلکه افکار و اندیشه های فلسفی و اجتماعی بشر را دگرگون میسازد و اینگونه است که آرش کمانگیر فیزیک، پنجره ای چنان با شکوه در برابر دیدگان ما بسوی افقهای دوردست باز میکند که درک ما از جهان فیزیکی و واقعیت بطور بنیادی دگرگون میشود!
تئوری نسبیت خاص اینشتین، فضا و زمان مطلق و مستقل را با موجود یکپارچه ای به نام فضازمان جایگزین میکند که در آن هم فضا و هم زمان نسبی هستند و درک هر ناظری از آن دو بستگی به وضعیت حرکت او دارد. درواقع نشان میدهد که حرکت باعث تعبیری متفاوت از واقعیات میشود. جالبتر اینکه، مهم نیست موجودات با چه سرعتی در فضا جا به جا میشوند، سرعت همه آنها در فضازمان برابر سرعت نور است!
اینشتین هدیه دیگری نیز دارد: معادله
E=mc^2
معادله ای که هم پاسخ از کجا آمده ام؟ و هم پاسخ به کجا میروم؟ را در دل خود جای داده است و وطن آخر را هم برملا میکند!
در تئوری نسبیت عام، اینشتین فضا را به مانند ماده ای مرموز به تصویر میکشد که میتواند خم شود، پیچ بخورد، و کشیده و فشرده گردد. آنگاه که زمان را در کنار چنین فضای مرموزی در قالب یکپارچه فضازمان قرار میدهد، فیزیکی را پدید می آورد که در آن، فضازمان حرکت ماده را دیکته میکند و ماده، پیچ و خم و چین و چروک و هندسه فضازمان را شکل میدهد. تئوری که در نهایت، کیهانشناسی امروز را شکل داده است که نه تنها تولد و مرگ ستارگان را توضیح میدهد بلکه ما را از وجود موجودات کیهانی پر راز و رمزی مانند ستاره نوترونی، پولسار، سیاهچاله، ... آگاه میکند که این آگاهیها بدون قدرت تجسم اینشتین و پرسشگر بودن ذهن وی ناممکن بود.
کتاب پیش رو، داستان نسبیت اینشتین را در سه بخش برای خوانندگانی با تحصیلاتی از دبیرستان تا کارشناسی فیزیک ارائه میکند:
- بخش اول، بطور مفهومی و با ریاضیاتی در سطح دبیرستان به ایده ها و روش اینشتین در بازتعریف فضا و زمان و نیز رسیدن وی به معادله E=mc^2 میپردازد.
- بخش دوم، همان مباحث مفهومی را به زبان ریاضی ارائه میکند که مناسب درس تئوری نسبیت خاص در دوره کارشناسی دانشکده فیزیک میباشد.
- بخش سوم، مقدمه ای است بر تئوری نسبیت عام و گرانش، و نیز نقش این تئوری در کیهانشناسی که به زبانی ساده و قابل دسترس برای عموم خوانندگان تهیه شده است.
در پایان این کتاب، آماده خواهید شد که تئوری نسبیت عام در سطح کارشناسی ارشد را با من همراه شوید!
مسعود ناصری
پاییز ۱۴۰۴
natphys.net
16
7December 16, 2025 1.4K 13
