Walter Isaacson: Einstein - Egy zseni élete és világa (részlet)

 


Einstein azt mondta: "Minden relatív." Ezt az egyet mindenki biztosan tudja fizikából. És mindenki rosszul. 0%  IGAZSÁGTARTALOM

A relativitáselmélet néhány mondatban összefoglalható. Szemben azzal a ténnyel, amelyet már ősidők óta ismertünk, miszerint minden mozgás csak relatív mozgásként érzékelhető, a fizika az abszolút mozgás fogalmára épített. A fényhullámokkal kapcsolatos tanulmányok feltételezték, hogy egy bizonyos mozgásállapot, mégpedig a fényhullámokat továbbító éteré, különbözik az összes többitől. Minden test mozgását viszonylagosnak feltételezték a fényt továbbító éterhez képest, ami az abszolút nyugalmi állapot megtestesítője volt. De miután minden olyan kísérlet kudarcot vallott, amely e feltételezett éter privilegizált mozgásállapotát próbálta feltárni, úgy tűnt, hogy a problémát újra kell fogalmazni. A relativitáselmélet pontosan ezt tette. Feltételezte, hogy nem létezik kitüntetett mozgásállapot, és rákérdezett arra, hogy ebből milyen következtetések vonhatók le.

Einstein meglátása, ahogy Solovine-nak magyarázta, abból állt, hogy el kell vetni minden olyat fogalmat, amelynek "nincs semmilyen kapcsolata a tapasztalattal", mint például az "abszolút egyidejűség" vagy az "abszolút sebesség" fogalmát.

Fontos viszont megjegyezni, hogy a relativitáselmélet nem azt mondja ki, hogy "minden relatív". és végképp nem azt jelenti, hogy minden szubjektív.

Azt jelenti, hogy az időre vonatkozó mérések, beleértve az időtartamot és az egyidejűséget, relatívak lehetnek a megfigyelő mozgásától függően. S ugyanez igaz a térre, vagyis a távolságok és a hosszúságok mérésére is. De a kettőnek létezik egy egyesítése, amit téridőnek nevezünk, ez pedig minden inerciarendszerben változatlan. Ugyanígy léteznek egyéb állandók is, mint például a fénysebesség.

Einstein egy rövid ideig még arra is gondolt, hogy invariancia-, azaz állandóságelméletnek nevezi a művét, de ez az elnevezés nem terjedt el. Max Planck 1906-ban a Relativtheorie kifejezést használta, 1907-ben pedig Einstein – egy, a barátjával, Paul Ehfrenfesttel 1907-ben folytatott eszmecserében Relativitätstheorie-nak nevezte.

Egy jó módszer arra, hogy megértsük, Einstein valójában az állandóságról beszélt, s nem azt mondta, hogy minden relatív, ha belegondolunk, hogy egy fénysugár adott idő alatt mekkora utat tesz meg. Ezt úgy kapjuk meg, hogy a fénysebességet megszorozzuk az eltelt idővel. Ha egy peronon állva figyelnénk a száguldó vonatban mozgó fénysugarat, a vonaton eltelt idő rövidebbnek tűnne (mintha a mozgó vonaton a mérőlécek megrövidülnének). De a két mennyiség között létezik egy kapcsolat – a térre és az időre vonatkozó mérések közötti arány –, ami mindig változatlan, bármilyen vonatkoztatási rendszerből nézzük is.

Valamivel összetettebb az Einstein egykori zürichi matematikaprofesszora, Hermann Minkowski által alkalmazott módszer. Minkowski döbbenten jelentette ki, hogy egy szép napon minden bosszantó diákról kiderül, hogy mégiscsak lepipálja az őt lenéző professzorokat. "Hatalmas meglepetés volt számomra, ugyanis Einstein annak idején lusta disznó volt - mesélte Minkowski Max Bornnak. - Soha nem foglalkozott komolyan matematikával.

Minkowski elhatározta, hogy formális matematikai struktúrába önti az elméletet. Hasonlóan közelített a kérdéshez, mint az időutazó H. G. Wells 1895-ös híres regényében, az Időgépben: "Valójában négy dimenzió létezik, ebből három térbeli dimenzió, a negyedik pedig az idő." Minkowski minden eseményt négydimenziós matematikai koordinátába helyezett el, ahol a negyedik dimenzió az idő. Ez megengedte, hogy legyenek transzformációk, de az események közötti matematikai viszony változatlan maradt.

Minkowski az elmélet matematikai megközelítésétől tartott, 1908-as előadásán drámai hangon jelentette be: "A tér és az idő olyan felfogását kívánom bemutatni, amely a kísérleti fizikából született, és ebben rejlik az erőssége is. A felfogás nagyon radikális. Mostantól a tér önmagában és az idő önmagában puszta árnyékká változik, és csak a kettő egyesítése őrzi meg a független valóságot.

Einstein, aki még mindig nem volt elragadtatva a matektól, valahol azt mondta Minkowski munkájáról, hogy "felszínes tudóskodás", és viccesen megjegyezte: "Amióta a matematikusok rátették a kezüket a relativitáselméletre, már én magam sem értem az egészet." De valójában idővel nagyon is megszerette Minkowski munkáját, és külön fejezetet szentelt neki a relativitásról szóló, 1916-os könyvében.

Milyen csodálatos együttműködés lehetett volna! De 1908 végén Minkowskit hashártyagyulladással kórházba szállították. A kórházban tett kijelentése legendássá vált: "Milyen kár, hogy épp most kell meghalnom, amikor a relativitáselmélet fejlődni kezd!"

Ismét érdemes feltennünk a kérdést, hogy miért Einstein fedezte fel a relativitáselméletet, és miért nem a kortársai? Lorentz és Poincaré Einstein elméletének számos részével már korábban is előrukkoltak. Poincaré az idő abszolút természetét is megkérdőjelezte.

De sem Lorentz, sem Poincaré nem tette meg az utolsó lépést: nem mondták ki, hogy szükségtelen feltételezni az étert, hogy nem létezik abszolút nyugalmi állapot, és hogy az idő a megfigyelő mozgásállapotához képest viszonylagos, akárcsak a tér. A fizikus Kip Thorne így fogalmazott: "Mindketten, akárcsak Einstein, ugyanarra tapogatóztak, ugyanúgy a térről és az időről alkotott fogalmaikat akarták újragondolni, de ők a newtoni fizika által rájuk erőltetett tévhitek ködében eltévedtek."

Einstein viszont képes volt arra, hogy elvesse a newtoni téves fogalmakat. "Az a meggyőződése, hogy a világegyetem kedveli az egyszerűséget és a szépséget, valamint hogy hagyta, hogy ez a meggyőződése vezesse, még akkor is, ha ez azt jelentette, hogy az egész newtoni fizika alapjait kell porrá zúznia, olyan tiszta gondolatokkal vezette el a tér és az idő újfajta megfogalmazásához, amelyekkel mások nem versenyezhettek."

Fordítás: Bujdosó István

A SZÖVEG FORRÁSA: Alexandra Kiadó, 2009