מהפכן במהירות האור

כתב: ד"ר אבשלום אליצור

שנת 1905 כונתה "השנה המופלאה" של איינשטיין בזכות פרץ של יצירתיות חסרת תקדים בתולדות המדע, שנבעה מאיש בן 26 שבאותה העת כבר סיים את התואר הראשון, נפלט מהאקדמיה ושקד על מחקריו בשעות הפנאי במשרדו או בביתו. אפילו איינשטיין עצמו לא הצליח בשנים שבאו לאחר מכן לעבור את הרף שהציב באותה השנה המופלאה. בשנה ההיא פרסם חמישה מאמרים בכתב העת "Annalen der Physik", שעורכו היה מקס פלאנק, הוגה תורת הקוונטים ולימים ידידו הנאמן.כיום מקובלת בין הפיזיקאים ההערכה שארבעה מתוך חמשת המאמרים האלה מצדיקים – כל אחד בפני עצמו – פרס נובל. המאמר על הממדים המולקולריים, על פי הערכה זו, נכתב רק כדי להוכיח שאיינשטיין לא היה אלוהים. למרבה האירוניה, איינשטיין מעולם לא קיבל את הנובל על היחסות הפרטית, וגם לא על היחסות הכללית, שאותה גילה 11 שנה מאוחר יותר, והוא לא הסתיר את מורת רוחו מכך. הפרס הוענק לו על מאמרו הראשון, על האפקט הפוטו־אלקטרי, שהעניק דחיפה חדשה לתורת הקוונטים.
אירוניה נוספת היא ששתי ילידות רוחו של איינשטיין, תורת הקוונטים ותורת היחסות, הסתכסכו זו עם זו מיד כשעמדו על רגליהן, שכן עקרונותיה של האחת אינן עולות בקנה אחד עם אלה של האחרת. איינשטיין, כהורים רבים, שגה וצידד בצעירה, אבל חבריו הטובים מיהרו לתמוך דווקא בבכורה. הריב נמשך עד ימינו אלה, והפיזיקה רק מרוויחה ממנו. כמה אנשים, ולא אזכיר פה שמות, עשו ממנו קריירות לא רעות. ניסויים מדהימים מגלים עד היום אפקטים חדשים, ותורות חדשות מתמודדות על תפקיד המהפכה הבאה.

המאמרים:
> מרץ 1905, "על שיטת ביאור להופעת ההמרה של האור": איינשטיין לקח את השערתו המפורסמת של פלאנק, שלפיה האנרגיה (כמו החומר) באה במנות בדידות ולא רציפות (חִשבו על סוכריות פטל לעומת מיץ פטל), וגזר ממנה ניבוי חדש: אור הנופל על מתכת ישחרר ממנה חשמל משום שקרני האור יעיפו אלקטרונים ממסלוליהם באטומים ממש כאילו היה האור מורכב מקליעים זעירים. זהו "האפקט הפוטו־אלקטרי" המפורסם.

> אפריל 1905, "על קביעת הממדים המולקולריים": במאמר זה הצביע איינשטיין על יחס חדש בין התנהגותן החשמלית של מולקולות ובין הפעפוע שלהן.

> מאי 1905, "על תנועת חלקיקים מרחפים בנוזל חסר תנועה, כנדרש על ידי התיאוריה המולקולרית של החום": המאמר הוכיח לראשונה ש"תנועת בראון" המפורסמת, דהיינו, רעידותיהם של חלקיקי עשן המתגלות בהסתכלות במיקרוסקופ, אכן נובעות מהפגיעות הזעירות של מולקולות האוויר בחלקיקי העשן.

> יוני 1905, "לקראת האלקטרודינמיקה של גופים נעים": מאחורי הכותרת הפשוטה הזאת מסתתרת לא פחות מאשר תורת היחסות הפרטית. במאמר זה ויתר איינשטיין על הזמן והמרחב כמושגים מוחלטים לטובת דבר מוחלט אחר – מהירות האור. הוא הציע שמהירות זו אינה יחסית (הוא עצמו מעולם לא אהב את המונח "תורת היחסות") אלא מוחלטת לכל צופה, בלי כל קשר למהירות או לכיוון תנועתו של הצופה ביחס לאור. מהנחת מוצא זו, הנשמעת על פניה מטורפת לחלוטין, המשיך הצעיר האלמוני והרס את שתי הנחות היסוד הברורות ביותר של ההסתכלות הפיזיקלית: הסנטימטר שבסרגל אינו תמיד אותו הסנטימטר, אלא הוא מתכווץ על פי מהירות הצופה, וגם השנייה שבשעון אינה תמיד אותה השנייה, אלא היא מתארכת על פי מהירות הצופה, וכל עיוותי הזמן והמרחב האלה מביאים לכך שהאור נע באותה המהירות מבחינת כל צופה ביקום.

> ספטמבר 1905, "האם האינרציה של גוף תלויה באנרגיה שהוא מכיל?": התשובה, לאור המאמר הקודם, היתה כידוע "כן", וכך היו אנרגיה ומסה לשתי פניה של אותה ישות. מה שהחל כניסיון "אסתטי" (ביטויו של איינשטיין עצמו) לפשר בין עקרון היחסות האלגנטי של גליליאו ובין המשוואות היפות של מקסוול, הניב עתה ניבוי נסיוני.
ניבוי זה אוּשש לעיני העולם כולו ארבעים שנה מאוחר יותר, כאשר גרמים אחדים של חומר הפכו בבת אחת לאנרגיה השווה לאותם הגרמים כפול מהירות האור בריבוע, לאסונם של תושבי הירושימה ונגסאקי וליגונו של איינשטיין, שהתחרט מעומק לבו על האימה שהביאה תורתו לעולם.

> לקריאה נוספת: אבשלום אליצור, "ואף על פי כן, קיימת המציאות כשלעצמה: הדיאלוג הפילוסופי בין אלברט איינשטיין והרברט סמואל"
 www.e-mago.co.il/e-magazine/einsam.html.
אבשלום אליצור ושחר דולב, "מה יילד יום? הרהורים על טבע הזמן בפיסיקה של המאה העשרים ואחת" www.e-mago.co.il/e-magazine/time.html