Η χρονιά-θαύμα του Αϊνστάιν - Λάρρυ Λάγκερστρομ

Παρακολουθείστε ολόκληρο το μάθημα εδώ: http://ed.ted.com/lessons/einstein-s-miracle-year-larry-lagerstrom

Καθώς ξεκινούσε το έτος 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν αντιμετώπιζε τη ζωή ως ένας «αποτυχημένος» ακαδημαϊκός. Αλλά στους επόμενους δώδεκα μήνες, θα έκανε τέσσερις εντυπωσιακές δημοσιεύσεις, η καθεμία σε διαφορετικό θέμα, οι οποίες έμελλε να μεταμορφώσουν ριζικά την κατανόησή μας για το Σύμπαν. Ο Λάρρυ Λάγκερστρομ αναλύει αυτές τις συγκλονιστικές δημοσιεύσεις.

Μάθημα του Λάρρυ Λάγκερστρομ, γραφικά της Oxbow Creative.

Mε το ξεκίνημα του 1905,
ο σχεδόν 26-χρονος Άλμπερτ Αϊνστάιν

αντιμετώπιζε τη ζωή
ως ένας αποτυχημένος ακαδημαϊκός.

Οι περισσότεροι φυσικοί της εποχής
θα χλεύαζαν στη σκέψη

πως αυτός ο ασήμαντος δημόσιος υπάλληλος
θα είχε να προσφέρει πολλά στην επιστήμη.

Κι όμως, μέσα στην επόμενη χρονιά,

ο Αϊνστάιν θα έκανε όχι μία,

όχι δύο,

όχι τρεις,

αλλά τέσσερις εντυπωσιακές δημοσιεύσεις,
η καθεμία με διαφορετικό θέμα,

που έμελλε να μεταμορφώσουν ριζικά
την κατανόησή μας για το Σύμπαν.

Ο μύθος ότι ο Αϊνστάιν είχε αποτύχει
στα μαθηματικά ήταν απλώς ένας μύθος.

Είχε κατακτήσει τον διαφορικό λογισμό
από μόνος του στην ηλικία των 15,

και τα είχε καταφέρει καλά
και στο σχολείο του στο Μόναχο,

και στο Πολυτεχνείο της Ελβετίας,

όπου σπούδασε διδασκαλία
μαθηματικών και φυσικής.

Αλλά η απώλεια μαθημάτων για να έχει
περισσότερο χρόνο στο εργαστήριο,

και η αμέλεια να δείξει
τον απαραίτητο σεβασμό στους καθηγητές του

είχαν εκτροχιάσει την προβλεπόμενη
πορεία της καριέρας του.

Αφού του αρνήθηκαν ακόμα και μια θέση
βοηθού εργαστηρίου,

έπρεπε να συμβιβαστεί με μια δουλειά

στο ελβετικό γραφείο
διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας,

την οποία βρήκε με τη βοήθεια
ενός φίλου του πατέρα του.

Δουλεύοντας έξι μέρες την εβδομάδα
ως υπάλληλος διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας,

ο Αϊνστάιν κατάφερνε
να βρίσκει χρόνο για φυσική,

συζητώντας τη δουλειά του
με λίγους στενούς φίλους,

και κάνοντας κάποιες
ασήμαντες δημοσιεύσεις.

Ήταν μεγάλη έκπληξη

όταν τον Μάρτιο του 1905 υπέβαλε
μια δημοσίευση με μια σοκαριστική υπόθεση.

Παρά τα στοιχεία δεκαετιών
ότι το φως είναι κύμα,

ο Αϊνστάιν πρότεινε ότι θα μπορούσε
στην πραγματικότητα να είναι σωματίδιο,

αποδεικνύοντας ότι μυστηριώδη φαινόμενα,
όπως το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο,

θα μπορούσαν να εξηγηθούν
με αυτήν την υπόθεση.

Η ιδέα χλευάστηκε για χρόνια,

αλλά ο Αϊνστάιν ήταν απλώς 20 χρόνια
μπροστά για την εποχή του.

Η διπλή υπόσταση κύματος-σωματιδίου

θα γινόταν ο ακρογωνιαίος λίθος
της κβαντικής επανάστασης.

Δύο μήνες αργότερα, τον Μάιο,
ο Αϊνστάιν υπέβαλε μια δεύτερη δημοσίευση,

αυτή τη φορά αντιμετωπίζοντας το ερώτημα
αιώνων εάν τα άτομα όντως υπάρχουν.

Αν και κάποιες θεωρίες δομήθηκαν
πάνω στην ιδέα αόρατων ατόμων,

κάποιοι καταξιωμένοι επιστήμονες
εξακολουθούσαν να πιστεύουν

ότι είναι μια χρήσιμη ιδέα,
και όχι υπαρκτά φυσικά αντικείμενα.

Αλλά ο Αϊνστάιν χρησιμοποίησε
ένα ευφυέστατο επιχείρημα,

δείχνοντας ότι η συμπεριφορά
μικρών σωματιδίων,

που κινούνται τυχαία μέσα σε ένα υγρό,
γνωστό ως κίνηση Μπράουν,

μπορούσε να προβλεφθεί με ακρίβεια

από τις συγκρούσεις
εκατομμυρίων αόρατων ατόμων.

Τα πειράματα σύντομα επιβεβαίωσαν
το μοντέλο του Αϊνστάιν,

και οι ατομο-σκεπτικιστές
παραδέχτηκαν την ήττα τους.

Η τρίτη δημοσίευση ήρθε τον Ιούνιο.

Για πολύ καιρό ο Αϊνστάιν
προβληματιζόταν από την ασυνέπεια

μεταξύ δύο θεμελιωδών αρχών της φυσικής.

Η καλά καθιερωμένη αρχή της σχετικότητας,

από την εποχή του Γαλιλαίου,

δήλωνε πως απόλυτη κίνηση
δεν μπορεί να οριστεί.

Αλλά η ηλεκτρομαγνητική θεωρία,
επίσης καλώς καθιερωμένη,

ισχυριζόταν πως η απόλυτη κίνηση υπάρχει.

Η ασυνέπεια, και η αδυναμία να επιλυθεί,
άφησε τον Αϊνστάιν

σε αυτό που ο ίδιος περιέγραψε
ως μια κατάσταση ψυχικής έντασης.

Αλλά μια μέρα του Μαΐου,

αφού το είχε συλλογιστεί
με τον φίλο του Μισέλ Μπέσο,

το τοπίο ξεκαθάρισε.

Ο Αϊνστάιν συνειδητοποίησε
ότι η αντίθεση μπορούσε να επιλυθεί

εάν η ταχύτητα του φωτός παρέμενε σταθερή,

ανεξαρτήτως του συστήματος αναφοράς,

καθώς και ο χρόνος και ο χώρος
ήταν σχετικά ως προς τον παρατηρητή.

Ο Αϊνστάιν χρειάστηκε μόνο λίγες
εβδομάδες για τις λεπτομέρειες

και για να διατυπώσει αυτό που έγινε
γνωστό ως ειδική σχετικότητα.

Αυτή η θεωρία όχι μόνο κατέρριψε

την προηγούμενη αντίληψή μας
για την πραγματικότητα,

αλλά και θα άνοιγε
τον δρόμο προς τεχνολογίες

που εκτείνονται από επιταχυντές σωματιδίων
ως το Παγκόσμιο Σύστημα Στιγματοθέτησης.

Κάποιος μπορεί να σκεφτεί
ότι αυτό ήταν αρκετό,

αλλά τον Σεπτέμβριο,
μια τέταρτη δημοσίευση έφτασε

ως μια «παρεμπιπτόντως» συνέχεια
στη δημοσίευση της ειδικής σχετικότητας.

Ο Αϊνστάιν συλλογίστηκε
λίγο παραπάνω τη θεωρία του,

και συνειδητοποίησε ότι συνεπαγόταν
πως η μάζα και η ενέργεια,

το ένα προφανώς στέρεο
και το άλλο υποθετικά αιθέριο,

ήταν στην πραγματικότητα ισοδύναμα.

Και η σχέση τους μπορούσε να εκφραστεί
με αυτό που θα γινόταν

η πιο διάσημη εξίσωση στην ιστορία:

E=mc^2.

Ο Αϊνστάιν δε θα γινόταν
παγκοσμίως αναγνωρίσιμη προσωπικότητα

για σχεδόν άλλα δεκαπέντε χρόνια.

Μόνο μετά την επιβεβαίωση της γενικής
θεωρίας της σχετικότητας το 1919,

με τη μέτρηση της καμπύλωσης
του αστρικού φωτός

κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης,

ο Τύπος τον έκανε διασημότητα.

Αλλά ακόμα κι αν είχε εξαφανιστεί πίσω
στο γραφείο διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας

και δεν είχε καταφέρει
τίποτα άλλο μετά το 1905,

αυτές οι τέσσερις δημοσιεύσεις
της θαυματουργής χρονιάς του

θα είχαν παραμείνει ο χρυσός κανόνας
της εντυπωσιακά απροσδόκητης ευφυίας.