اسفنديار معتمدى



نيم نگاه
كارمندى كه شهرت جهانى يافت

اينشتين به معلمى علاقه داشت اما تا مدت دو سال نتوانست شغل ثابتى به دست آورد و با تدريس خصوصى و جانشينى معلمان ديگر زندگى خود را مى گذراند. سرانجام به عنوان بازرس در دفتر ثبت علائم و اختراعات سوئيس استخدام شد. هفت سال در آنجا ماند و فرصت خوبى براى ادامه مطالعات و تكميل نظرات خود داشت و توانست مقاله هاى تاريخى و به يادماندنى خود را در مجله آلمانى رويدادهاى فيزيكى سال منتشر كند و به شهرت دست يابد.آلبرت در سال ۱۹۰۹ به دانشگاه زوريخ دعوت شد و به استادى دانشگاه آلمانى پراگ و استادى دارالفنون زوريخ برگزيده شد. در ۱۹۱۴ عضويت فرهنگستان علوم پزشكى و رياست مؤسسه وريك كايزر ويلهلم را پذيرفت و همكار ماكس پلانك، والتر نرنست، اروين شرودينگر و ماكس فون لاوه شد. شهرت آلبرت با اعلام نظريه نسبيت عام در سال ۱۹۱۶ به اوج خود رسيد و پس از تائيد آن در كسوف سال ۱۹۱۹ (۱۲۹۸ ش) شهرت جهانى يافت.


نيم نگاه
نفرين و درود نثار اينشتين

استفاده از بمب اتمى و كشتار جمعيت زيادى در ژاپن سبب شد، اينشتين به طرفدارى از برقرارى صلح برخيزد و اعلاميه جلوگيرى از جنگ و صرف نظر كردن از جنگ هسته اى را كه برتراند راسل فيلسوف انگليسى تنظيم كرده بود، امضا كند. از اين رو است كه گروهى ثمره فعاليت علمى اينشتين را بمب اتم و جنگ هسته اى مى دانند و به او نفرين مى فرستند و گروهى ديگر او را بزرگترين دانشمند سراسر تاريخ بشر مى دانند كه جهان به بن بست رسيده علم را نجات داد و با بيان نظريه هاى خود راه علم و انديشه را هموار كرد.

در سال ۱۹۰۵ ميلادى، اينشتين فيزيكدان آلمانى ساكن آمريكا مقاله هايى منتشر كرد كه اكنون يكصد سال است جهان دانش را تحت تاثير خود قرار داده است. انجمن فيزيك اروپا (EPS) يكصد سال پس از انتشار آن مقاله ها يعنى سال ۲۰۰۵ را سال جهانى فيزيك معرفى كرده است تا ضمن بزرگداشت اينشتين جنبش تازه اى در آموزش و پژوهش فيزيك در جهان پديد آيد.
در ايران با برگزارى مراسمى در روز پنجشنبه ۲۰/۱۲/۱۳۸۴ در تالار وحدت سال ۱۳۸۴ سال جهانى فيزيك اعلام شد و قرار شد فعاليت هايى در راستاى هدف هاى جهانى اين بزرگداشت انجام شود. به نظر نگارنده، آن چه در كشور ما ايران بيش از هر چيز نياز است، پيرامون آن بحث شود و مورد توجه بيشتر قرار گيرد، جنبشى در آموزش علوم است كه از كودكستان ها تا دانشگاه ها را در برگيرد و انتظار داريم مانع ها برطرف شود و آموزش علوم در مسير توسعه كشور قرار گيرد.

• اينشتين كه بود
آلبرت اينشتين در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ برابر با ۲۴ اسفند ۱۲۵۷ در شهر اولم آلمان به دنيا آمد. يك سال بعد با خانواده اش به مونيخ رفت. تحصيلات خود را در مونيخ آغاز و در سوئيس دنبال كرد. دوره دبيرستان را در آراو در سوئيس به پايان رسانيد و در دارالفنون زوريخ به تحصيل فيزيك و رياضى ادامه داد تا آنكه در ۱۹۰۵ دكتراى خود را گرفت.
اينشتين به معلمى علاقه داشت اما تا مدت دو سال نتوانست شغل ثابتى به دست آورد و با تدريس خصوصى و جانشينى معلمان ديگر زندگى خود را مى گذراند. سرانجام به عنوان بازرس در دفتر ثبت علائم و اختراعات سوئيس استخدام شد. هفت سال در آنجا ماند و فرصت خوبى براى ادامه مطالعات و تكميل نظرات خود داشت و توانست مقاله هاى تاريخى و به يادماندنى خود را در مجله آلمانى رويدادهاى فيزيكى سال منتشر كند و به شهرت دست يابد.
آلبرت در سال ۱۹۰۹ به دانشگاه زوريخ دعوت شد و به استادى دانشگاه آلمانى پراگ و استادى دارالفنون زوريخ برگزيده شد. در ۱۹۱۴ عضويت فرهنگستان علوم پزشكى و رياست مؤسسه وريك كايزر ويلهلم را پذيرفت و همكار ماكس پلانك، والتر نرنست، اروين شرودينگر و ماكس فون لاوه شد. شهرت آلبرت با اعلام نظريه نسبيت عام در سال ۱۹۱۶ به اوج خود رسيد و پس از تائيد آن در كسوف سال ۱۹۱۹ (۱۲۹۸ ش) شهرت جهانى يافت.
با روى كار آمدن هيتلر در آلمان اينشتين كه يهودى بود، مورد آزار و بى حرمتى قرار گرفت و به آمريكا مهاجرت كرد و در آن جا به عضويت مؤسسه مطالعات پيشرفته پرينستون درآمد. در سال ۱۹۳۹(۱۳۱۸ ش) به درخواست چند نفر از دوستانش به فرانكلين روزولت رئيس جمهور آمريكا نامه نوشت و در آن از سلاح خطرناك اتمى كه در آلمان مورد مطالعه بود خبر داد و او را تشويق به مطالعه درباره سلاح اتمى كرد. همين كار سبب شد كه آمريكا در استفاده از انرژى اتمى از آلمان جلو افتد و نخستين بمب اتمى در آمريكا ساخته و به كار گرفته شود.
استفاده از بمب اتمى و كشتار جمعيت زيادى در ژاپن سبب شد، اينشتين به طرفدارى از برقرارى صلح برخيزد و اعلاميه جلوگيرى از جنگ و صرف نظر كردن از جنگ هسته اى را كه برتراند راسل فيلسوف انگليسى تنظيم كرده بود، امضا كند. از اين رو است كه گروهى ثمره فعاليت علمى اينشتين را بمب اتم و جنگ هسته اى مى دانند و به او نفرين مى فرستند و گروهى ديگر او را بزرگترين دانشمند سراسر تاريخ بشر مى دانند كه جهان به بن بست رسيده علم را نجات داد و با بيان نظريه هاى خود راه علم و انديشه را هموار كرد.

• پايان عمر اينشتين
اينشتين در سال هاى اقامت خود در پرينستون به طور روزافزونى با جريان هاى اصلى پژوهش در فيزيك فاصله پيدا كرد اما بدون شك همچنان داناى جمع باقى ماند. او كماكان در راه آرمان هاى خيرخواهانه، صلح طلبانه، بشردوستانه و هموارسازى راه رسيدن به حكومت جهانى گام برمى داشت. با اين حال اينشتين در سخنانى كه در سال ۱۹۳۰ به زبان آورده است، به گونه اى به گرايش به دورى از جمع نيز اعتراف كرده است: «من در واقع يك مسافر تنها هستم. من هرگز با همه وجود به كشورى، به خانه شخصى ام يا به دوستان و حتى خانواده خودم تعلق نداشته ام. من با همه اين دلبستگى هاى زندگى روبه رو و در تماس بوده ام، اما احساس نياز به فاصله گرفتن و تنها شدن را هرگز از دست نداده ام. اين احساس با بالا رفتن سن در من در حال شدت گرفتن نيز هست...» (از كتاب فيزيكدانان برنده جايزه نوبل، ترجمه دكتر فقيهى نژاد)

• بزرگداشت اينشتين در ايران
پس از درگذشت اينشتين براى تجليل از مقام شامخ علمى او مجلس يادبودى در ايران تشكيل شد. اين مجلس روز پنج شنبه ۷/ ۲/ ۱۳۳۴ در تالار ابن سيناى دانشكده پزشكى با حضور جمعى از وزيران و نمايندگان دو مجلس و رئيس و استادان دانشگاه برگزار شد. سخنرانان كه آقايان دكتر منوچهر اقبال، دكتر محمود خانى، دكتر محسن هشترودى، دكتر كمال جناب و دكتر رضازاده شفق بودند، در موضوع انديشه هاى علمى اينشتين و نتايج فلسفى آنها سخنرانى كردند.
مجموعه آن سخنرانى ها را شادروان غلامرضا عسجدى در كتابى به نام «نقد و تحقيق درباره نسبيت همزمانى» به شماره ثبت ۴۲۹- ۳/۴/۱۳۵۴ كتابخانه ملى چاپ و منتشر كرده است.

• بن بست هاى فيزيك كلاسيك
نيوتن با كشف قانون جاذبه و قانون هاى حركت و ماكسول با بيان نظريه الكترومغناطيس، فيزيك كلاسيك را چنان قدرت بخشيدند كه توانست از عهده تفسير و توجيه بسيارى از پديده هاى مربوط به طبيعت برآيد. اما در سال هاى پايانى قرن نوزدهم، فيزيكدانان با پديده هاى جديدى روبه رو شدند كه قانون ها و اصل هاى شناخته شده فيزيك از حل آنها عاجز ماندند. بعضى از اين پديده ها عبارت بود از:
۱- معماى سرعت نور: در سال ۱۸۸۷ مايكلس و مورلى به اندازه گيرى سرعت نور در امتدادهاى مختلف فضا پرداختند. براساس فرضيه اى كه آنان مطرح كرده بودند، سرعت هاى اندازه گيرى شده بين دو حد C+V و C - V خواهد بود (C سرعت سير نور در فضا و V سرعت حركت انتقالى زمين) است. اما برخلاف پيش بينى آنان سرعت سير نور نسبت به دستگاه اندازه گيرى در امتدادهاى مختلف فضا هميشه مقدار ثابت C بود. اين موضوع تجربى خلاف قانون جمع سرعت هاى نيوتن بود. چرا؟
۲- پديده فوتوالكتريك: هرتز در سال ۱۸۸۷ پديده فوتوالكتريك را كشف كرد. او در برابر يك كمان الكتريكى كه مقدار زيادى اشعه فرابنفش تابش مى كرد الكتروسكوپ باردارى را قرار داد و مشاهده كرد وقتى اشعه فرابنفش كمان الكتريكى به صفحه فلزى تميزى برخورد كند كه به كلاهك الكتروسكوپ متصل است، الكتروسكوپ تخليه مى شود و اگر در برابر اشعه، تيغه شيشه اى قرار دهيم كه براى نور بنفش كدر باشد، الكتروسكوپ تخليه نمى شود. هرتز با آزمايش دريافت نور سرخ بسيار شديد نمى تواند سبب خالى شدن الكتروسكوپ شود، اما نور آبى رنگ ضعيف به خوبى الكتروسكوپ تخليه مى شود. اين پديده، قبول نظريه موجى نور و معادله ها و رابطه هاى موجود قابل توجيه نبود و راه حل جديدى را مى طلبيد.
۳- انفصالى بودن طيف تابشى و جذبى گازها: گازها مى توانند طيف خطى و ناپيوسته را تابش يا جذب كنند و دليل اين پديده در فيزيك كلاسيك روشن نبود.
۴- تابش مداوم اتم ها: بر طبق نظريه هاى فيزيك كلاسيك و فرضيه اتمى رادرفورد الكترون در اثر تابش بايد به هسته نزديك شود و روى آن قرار گيرد و در اين صورت طيف تابشى بايد متصل باشد. در حالى كه آزمايش اين پديده ها را تائيد نمى كند. چرا؟
۵- تابش جسم سياه: تابش جسم سياه به صورت طيف پيوسته و شدت آن با توان چهارم دماى مطلق جسم متناسب است. اين پديده هم با نظريه هاى كلاسيك قابل توجيه نبود.
۶- خاصيت راديواكتيويته: تابش پرتوهاى آلفا، بتا و گاما و تبديل يك عنصر به عنصر ديگر نيز با قانون هاى فيزيك كلاسيك توجيه پذير نبود.
خلاصه با همه موفقيت هايى كه فيزيك كلاسيك داشت و نتيجه هايى كه در فناورى هاى حمل و نقل، ارتباطات و صنعت به دست آورده بود، در برابر اين پرسش به طور كامل ناتوان و به بن بست رسيده بود تا آنكه آلبرت اينشتين به حل اين معماها دست يافت.

• مقاله هاى اينشتين و فيزيك نوين
از ميان مجموعه مقاله هاى اينشتين مقاله اى كه او در سال ۱۹۰۵ عرضه كرد، اثر مهمى در پيشرفت علم داشته است. در آن مقاله پديده فوتوالكتريك را شرح مى دهد و با استفاده از نظريه كوانتوم پلانك نظريه فوتونى نور را بيان مى كند. بر طبق اين نظريه نور مانند انرژى هاى ديگر حالت كوانتومى دارد. كوانتوم نور را كه فوتون مى ناميم مقدار مشخص انرژى است كه اندازه آن، E، از رابطهhv = Eبه دست مى آيد كه v بسامد موج و h ثابت پلانك است.
بنابر اين نظريه هر چه بسامد نور بيشتر يا طول موج آن كمتر باشد، انرژى فوتون بيشتر است. چنانچه اين فوتون ها در مسير حركت خود به الكترون هايى برخورد كنند، جذب الكترون مى شوند و انرژى الكترون را بالا مى برند و در نتيجه الكترون مى تواند از ميدانى كه در آن قرار گرفته است، آزاد و خارج شود. اينشتين به مناسبت توضيح پديده فوتوالكتريك جايزه نوبل سال ۱۹۲۱ فيزيك را دريافت كرد. نظريه فوتونى او نه فقط نور بلكه سراسر طيف موج هاى الكترومغناطيسى از موج هاى گاما تا موج هاى بسيار بلند را دربرمى گيرد و توضيح مى دهد.
موضوع دومين مقاله اينشتين حركت براونى بود. در سال ۱۸۲۷ رابرت براون (۱۸۵۸- ۱۷۷۳) گياه شناس و پزشك انگليسى حركت مداوم معلق دو مايع را مشاهده كرد و متوجه شد كه اين ذره ها با قطرى حدود يك ميكرون پيوسته به اين سو و آن سو حركت مى كنند. اينشتين همين آزمايش را در مقاله اى با استفاده از نظريه جنبشى ذره ها تعبير و تفسير كرد و از روى آن عدد آوودگادرو را به دست آورد.
اينشتين نظريه نسبيت خاص را در مقاله سوم معرفى كرد. در اين مقاله بود كه مفاهيم اساسى طبيعت موجى فضا، حجم، زمان و حركت به طور كامل تغيير كرد. اينشتين ضمن مطالعه هاى خود توانست مسئله سرعت نور را كه از مدت ها پيش تعجب دانشمندان را برانگيخته بود، حل وفصل كند. او نظريه خود را براساس دو اصل زير قرار داد:

۱- سرعت نور در جهان ثابت است
۲- قانون هاى طبيعت براى ناظرين مختلف كه يكنواخت حركت مى كنند يكسان است.
اينشتين نشان داد كه اگر ثابت نبودن سرعت نور را بپذيريم، نتيجه هاى شگفت انگيزى به بار مى آيد. براى مثل هر چه سرعت حركت جسمى بيش تر شود، طول آن كوتاه تر و جرمش بيشتر مى شود. نتيجه ديگر آنكه به زمان مطلق و فضاى مطلق به شكلى كه پيشينيان تصور مى كردند نمى توان قائل شد و زمان و فضا را جدا و مستقل از يكديگر نمى توان در نظر گرفت. دنياى مادى يك فضا و زمان چهاربعدى است. جرم يك جسم نيز ثابت نيست و با تغيير سرعت تغيير مى كند به طورى كه مى توان جرم را نوعى انرژى متراكم در نظر گرفت و يا انرژى را جرم پراكنده دانست. اينشتين با بيان نظريه نسبيت خاص، قانون بقاى ماده لاوازيه و اصل بقاى انرژى ماير را به اصل بقاى مجموع ماده و انرژى درآورد و رابطه معروف جرم و انرژى را به دست آورد. اينشتين در سال ۱۹۱۶ نظريه نسبيت عام را تنظيم و اعلام كرد. در اين نظريه نه تنها حركت با سرعت ثابت و مسير مستقيم، بلكه هر نوع حركتى در نظر گرفته شده بود. در بسيارى موارد دليل آنكه سرعت و مسير حركت هر متحركى تغيير مى كند، وجود نيروى جاذبه است. بنابراين در نظريه نسبيت عام بايد نيروى جاذبه در نظر گرفته شود. اينشتين يك رشته معادله تنظيم كرد كه نشان مى داد اگر در هيچ جا ماند و نيروى جاذبه وجود نداشته باشد، جسم متحرك مسير مستقيمى را طى مى كند و اگر ماده وجود داشته باشد فضاى پيرامون جسم متحرك دگرگون شده، جسم مسير منحنى را طى مى كند. نظريه نسبيت عام نشان مى دهد كه اين منحنى ها چگونه بايد باشند و اين به طور كامل با آن چه در نظريه جاذبه نيوتن پيش بينى شده بود، تطبيق نمى كرد. براى مثال بر طبق نظريه اينشتين مسير نور تحت تاثير ميدان جاذبه قوى تغيير مى كند. در صورتى كه از قانون هاى نيوتن چنين نتيجه اى به دست نمى آمد. كسوف سال ۱۹۱۹ نظريه اينشتين را ثابت كرد. در سال ۱۹۶۹ دو سفينه پژوهشى كه به سمت مريخ فرستاده شدند، اثر خورشيد بر مسير موج هاى راديويى را مورد مطالعه و مشاهده قرار دادند.

• ايران و سال جهانى فيزيك
سال جهانى فيزيك فرصت مناسبى است تا در ايران به نقد آموزش علوم و پژوهش هاى علمى بپردازيم و مشخص كنيم آيا راه و روشى را كه از زمان بنيانگذارى دارالفنون تاكنون برگزيده ايم درست و بجا بوده و توانسته است بسترى مناسب براى فعاليت هاى علمى و پژوهشى به وجود آورد. آيا با همه سرمايه گذارى هاى مادى و معنوى توانسته ايم جامعه ايرانى را به حالتى برسانيم كه به علم باور داشته باشند، علمى بينديشند، بتوانند توليدكننده علم باشند و بدانند كه براى رساندن جامعه به خودكفايى و توسعه پايدار، كارى مداوم و جدى و همگانى لازم است.
گرچه نمى توان منكر تلاش هاى صميمانه افراد و سازمان هاى مؤثر در آموزش علوم جديد در ايران شد ليكن در اين مدت نتوانسته ايم به سطح مورد انتظار جامعه برسيم، ولى توانسته ايم پايه هاى اوليه را طرح ريزى و شروع به سازندگى كنيم. اين كار از يك سو از دبستان ها و از سوى ديگر از دانشگاه ها آغاز شده است. در دبستان ها فعاليت آموزش علوم با طرح جديدى كه هم اكنون در مدرسه ها اجرا مى شود، آغاز شد. كودكان را به مشاهده مستقيم طبيعت و كارگروهى برانگيخته اند و به جاى آنكه فقط دانستنى ها را به ذهن آنها منتقل كنند، معلمان، كودكان را به مشاهده طبيعت، جمع آورى اطلاعات، طبقه بندى و حتى طراحى آزمايش، فرضيه سازى و نتيجه گيرى تشويق مى كنند و همه اينها مقدمه اى است براى آنكه كودكان با روش علمى آشنا شوند.
در دانشگاه ها تحقيقات سازمان يافته آغاز شده است. پروژه هاى تحقيقاتى گرچه در ابتدا حالت تقليدى و كتابخانه اى داشت، كم كم به مرحله علمى نزديك مى شود و اميد است، تحقيقات به معناى واقعى در كشور آموزش داده شود و جريان يابد.
اكنون مشكل بزرگ در برنامه دبيرستان ها وجود دارد. دانش آموزان به جاى آموختن روش حل مسئله به حفظ كردن پاسخ ها مى پردازند تا آنها را تحويل آزمون ها و كنكور دانشگاه دهند و به مدرك هاى بالاتر دست يابند. با توجه به آنكه مخاطبان سال جهانى فيزيك، دانش آموزان نيز هستند مى توان اميدوار بود كه با نيروهاى مخلصى كه در ميان معلمان وجود دارد و نيز تشويق هايى كه از طرف سازمان ها صورت مى گيرد و كارگاه هاى علمى كه از سوى كشورهاى پيشرفته صنعتى در كشور تشكيل و اجرا مى شود، به هدف هاى مورد نظر دست يافت و روش علمى را در فعاليت هاى آموزشى و پژوهشى ياد گرفت و به كار برد.
نويسنده اين نوشته تاكنون شاهد همايش ها و جلسه هاى متعددى بوده كه از سوى دبيران فيزيك و انجمن هاى علمى تشكيل شده و دانش آموزان و دبيران به تهيه و عرضه مقاله هاى علمى و توليد نرم افزارهاى كامپيوترى و نيز ابزارهاى آزمايشگاهى و كارگاهى دست زده اند. همه اين كارها به علاقه مندان اين كشور اميد مى دهد كه جامعه علمى ما در حال بيدار شدن است. بيدارگران پرتلاش و پر اميد به بيدار كردن خواب آلودگان مشغولند. گرچه برخى از سازمان ها و افراد هنوز در كار متوقف كردن جريان علمى در كشور هستند، اما در جامعه نه تنها زنگ ها بلكه ناقوس هاى بيدارى به صدا درآمده و هيچ فردى را فرصت و مهلت خوابيدن نمى دهد.