Morgunblaðið - 30.04.1972, Qupperneq 13

MORGUNBLAÐIÐ, SUNNUDAGUR 30. AERÍL 1972
13
kyrrstæOs sviðs. Einstein koimst
hins vegar að því, að ekki er
híEgt að tala um kyrrstætt svið
í náikvæmum s'kilninigi. Benti
Einstein á, að hver og einn get-
■ur talið sj'álian siig kyrrstæðan
en þá, sem hann horfir á,
á hreyfimgiu.
Hinn aiimenni athugandi hef-
ur vanizt því, að tírninn líði
áfram með jöfnum hraða. Eín-
stein benti á, að svo væri ekki.
Hreyfingin er afistæð ag tveir
atburðir gerast eklki samtimis
nema horft sé á þá frá einu og
satna sjónarhorni. Þessu til sönn
unar er oft tekið diæmi um tvo
menn. Annar þeirra er um borð
i járnbrautariest en hinn stend
ur við járnbrautarteinana. Ef
tveim eldingum slær niður, ann-
arri einni mlliu framan við lest-
ina en hinni milu fyrir aftan
hiana myndi manninum, sem í
lestinni er ekki virðast sem það
g.erðist samtímis þótt manninum
við teinana virtist svo. Ástæðan
er sú, að bjarminn frá fyrri eld-
ingunni bærist fyrr til mannsims
í lestinni vegna þess að hann
hreyfist i áttina til hans en í átt
frá hinum bjarmanum. Afstaða
mannanna tveggja er þvi ekki
hin saana.
Einstein setti fram fonmúlu
um rafsegulmagn, sem hæigt er
að beita við alla útreikninga á
aflstæðri hreyfingu. Með þvi
endurbætti hann aðferð þeirra
Morley og Michelsons, sem þó
var hionum ef til vi'll ókunn. Rit
hans „Um rafaflfræði likarna á
hreyfingu“ birtist í Annalen der
Phjysik árið 1905. Þar lagði
hann sérstaka áherz'u á, að
hraði l.jóssins er hinn sami í öll-
um kerfum, er hreyfast eins.
Hinn afstæði hraði milli kerf-
anna skiptir þá ekki máli. Þar
með var einnig sannað, að sömu
náttúru! ögmál.in gilda innan
allra kerfanna. Niðurstaða Ein-
steins var sú, ölium á óvart, að
ö!'l náttúrufyrirbrigði birtust
mönnum í i.jósi afstöðunnar, til
athuigandans. Samíkvæmt þessu
virðist hraði Ijóissins ætíð hinn
sami, án tillits tii hreyfinigar at-
huigendanna innbyrðis, þar sem
hin afstæða hreyfing Uregur úr
hæfni mæiitæikjanna.
1 frumigerð af.stæðiskenn'ngar
fninar árið 1905 endurbætti E'n
stein jöfnukerfi eðl'sfreeðmnar
svo, að þær breyttust ekki þótt
viöfangsefnin breyttust. En j'öfn
ur hans höfðu einn'g önnur á-
hrif. Þær sýndu, að þegar orka
hiuta eykst, eykist masisi þeirra
jaflnframt. Siða'r var tálknað með
jöfnunni E=Mc2, sem þýðir, að
orika levst úr læðingi með efn's
breyt'ngu er h;n sama og upp-
hafilegur massi efnisins marg-
faldaður með hraða ijóssins í
öðru veldi.
Eins og skýrt var frá í ritgerð
Einsteins frá árinu 1919, var
það er hann vann að samn'mgu
ritgerðar um uppgötvanir sínar
sem hann komst að því, að meg-
inregla afstæð'skenininigarinnar
gat jafnt átt við um þyngdarafl-
ið sem um s&gulafl. Þessi hug-
mynd, sem síðar leiddi til hinn-
ar „almennu“ afstæðiskenn'n'gar
hafði mikil áhrif á skoðanir
manna á gerð alhe'msins, auk
þess sem hún hafði eðOisfræði-
lega býðin.gu. Samkvæmt kenn-
inigunni var geimur'nn bogailaga,
þ.e.a.s. beinar Mmur urðu boign-
ar er litið var á geiminn sem
heild. Að auki var þvi haidið
fram, að bæði tími og ljós væru
háð þynigd’arlögmálinu.
Kenningin fékk fyrst staðfiest
in.gu árið 1919. Þá varð sól-
myrkvi og í ljós kom, eins og
Einstein hafði spáð, að stjarna,
sem sást við hlið sóOar, virtist á
röngum stað þar sem geislar
hennar höfðu bognað fyrir á-
hrif frá þyngdaraflinu. Siðar
sannaðist einnig sú spá Eim-
steins, að ljðsðldur, sem kæmu
frá sterkum þynigdarsviðum, töp
uðu orku og urðu rauðari.
En kenningar Einsteins urðu
ekki ti'l á einni nóttu. Samkvæmt
vitnisburði dr. Martim J. Klein,
má giöggt sjá af safni hans,
hverni'g hann henti ýmsum hug-
myndum á loft og hafnaði þeim,
oft eftir langa yfirvegum Stund
um er jafnvel haagt að fylgjast
Heldur skósmiður eða
dyravörður í spilavíti
en eðlisfræðingur
— ef þessi hugmynd
á við rök að styðjast
Önnur
grein
með þróun kennimganna frá
degi til dags. Dr. K'e'n hefur
einnig kynnt sér hina sögulegu
hlið rannsókna Einsteins, m.
a. deilur hans við samtímamenn
um orkusikammtaikenniniguna.
1 safni Einsteins er að finna 11
minnis’bækur, þar af tvær frá
því hann nam við tækmihiáskól-
ann í Ziirich. Þár er mikið af
óprentuðum handritum, nokkrar
Aerðadagbœkur og a’llmangar
möppur, sem i eru prentaðar
greinar, auk þúsund'a af sendi-
bréfum. Dr. G. Holton hefur
bent á, að Einstein hafi talið það
væmlegast til árangurs i vtisinda
rannsöknum, að beita get-
spekinni óhikað og að notifæra
sér reynslu annarra eftir flönig-
um. Eða sivo notuð séu orð Ein-
steins sjálfs: Oft komst ég lengst
með því að spyrja sjálfan mig
spuminiga, sem aðeins börn
myndu spyrja.
Einstein:
....
Einstein árið 1905, en það
ár setti hann fyrst fram af-
stæðiskenninguna.
Sennilega hefur enginn
þáttur hinna margvíslegu vis
indastarfa Alberts Einsteins
skelft hann eins mikið og sú
vitneskja, að einstök atóm
geta sent frá sér agnir, ljós-
öldur eða geisla hvenær sem
er og i hvaða átt sem er. Hið
versta var þó, að þetta virt-
ist geta gerzt fyrirvaralaust
og án nokkurrar sérstakrar
ástæðu. Útgeisilun þessi er
undirstaða - hinnar svo-
nefndu orkuskammtakenn-
ingar, en ekki er hægt að
ákvarða hegðun hennar nema
með iíkum og verður þá að
miða við atómahópa fremur
en einstök atóm. Samkvæmt
kenningunni er þó ekki um
að ræða stöðuga starfsemi,
heldur virðast atðm taka við,
og senda frá sér orku
i skömmtum.
Telja verður Einstein einn
af höfundum orkuskammta-
kenningarinnar, en engu að
síður gat hann aldrei sætt
sig við það, að útgeislun yrði
fyrirvaralaust. Hann rök-
ræddi þetta vandamál við
aðra vísindamenn í meira en
þrjátíu ár en ýmsi.r eru þó
þeirrar skoðunar, að enn hafi
ekki fundizit á því endanleg
lausn. Rökræður þessar, sem
eru rauði þráðurinn í fjöl-
mörgum sendibréfum, varpa
skemmtilegu ljósi á heim-
spekisikoðanir Einsteins. Hon-
um var þetta hjartans mál,
lífsskoðun hans byggðist að
miMu leyti á orsakasam-
bandinu í náttúrunni og því
gat hann ekki sætt sig við,
að hending réði náttúrufyrir
bærum, sem þó voru að öðru
leyti skýranleg.
Sá, sem Einstein deildi
einna mest við um þetta mál
var danski eðlisfræðingurinn
Nieis Bohr Dr. M. J. Klein,
prófessor i eðlisfræðisögu
við Ya'ie háskóla, hefur sagt,
að deila þeirra Einsteins óg
Bohr sé nær einstök í sög-
unni. Einkum fyrir það, hve
djúpt þeir rannsokuðu málið,
sem og fyrir hina miklu per-
sónulegu og vísindalegu
hæfni beggja. Siðari hluti
deilunnar hefur lengi verið
kunnur vísindasögufræð-
ingum, en að sögn dr. Klein
eru miklar heimildir um fyrri
hliutann í safni Einsteins og
þar kemur í ljós, að fleiri
visindamenn en Bohr voi'u
snemma á öndverðum meiði
við hann, þótt ekki hafi það
mál enn verið kannað til hlít
ar.
Árið 1924 skrifaði Einstein
frú Hedwig Born, eiginkonu
þýzka eðlisfræðingsins Max
Born, éftirfarandi: „Ég er
mjög hrifinn af sjónarmiðum
Bohr, en engu að síður get ég
ekki afneitað fullu orsaka-
sambandi fyrr en enn sterk-
ari röksemdir liggja fyr-
Ir gegn því. Ég þoli ekki til-
hugsunina um að rafeind,
sem skilst frá ljósigeisla, geti
sjálf valið sér bæði stund og
auk heldur þá stefnu sem
hún flýgur í. Ef hins vegar
það kemur í ljós, að þessi
hugmynd á við rök að styðj-
ast, vildi ég heldur vera skó-
smiður, já jafnvel dyravörð-
ur í spilaviti, en eðlisfræðing-
Uir.“ Síðan bætti hann því
við, að tilraunir hans til að
skýra orsaka- og afleiðinga-
samhengi fyrirbærisins
hefðu mistekizt fram til
þessa, en „ég er fjarri því að
gefast upp.“ Því má þó ekki
gleyma, að Einstein hafði
sjálfur lagt drjúgan skerf af
mörkum til þess, að sú kenn-
ing, sem hann kvartaði und-
an í bréfinu, kom fram.
Aldamótaárið 1900 hafði
þýzka eðlisfræðingnum Max
Planck tekizt að skýra hina
stærðfræðilegu hlið sam-
bands litar og hitastigs glóð-
heitra hluta. Sérstaklega
hafði hann þó sýnt fram á
sambandið miilli öldulengdar
ljósalda og orku þeirra. Nið-
urstaða hans virtist byggjast
á þeim undarlegu, og þá ný-
lega viðurkenndu sannind-
um, að hlutir sendu ekki frá
sér orku í jöfnum straumi,
heldur í skömmtum af ákveð-
inni stærð. Sjálfur leit
Planck svo á, að hér væri
aðeins um að ræða stærð-
fræðilega hagræðingu. F.in-
stein lýsti hins vegar þeirri
skoðun sinni árið 1905, að út-
geislun virtist, eftiir hegðun-
inni að dæma, verða í orku-
ögnum, eða litlum skömmtum.
Sama ár setti hann fram af
stæðiskenninguna en slík
var kaldhæðni örlaganna, að
hún var enn svo mjög um-
deild árið 1922, þegar hann
fékk Nóbelsverðlaunin í eðl-
isfrseði, að rit hans um út-
geislun orkuskammta var
helzt talið honum til gildis.
1 þessu riti útskýrði hann
fyrirbrigði, sem ekki var fylli
lega skýrt fyrr en nú fyrir
skömmu. Þegar ljósi, sem hef
ur ákveðna öldulengd og lit
er béint að málmplötu, eða
öðru hæfilegu efni, losna raf
eindir úr plötunni og fljúga
burt. Hins vegar breytist
orka rafeindanna ekki þótt
styrkleiki ljóssins sé aukinn,
ef ölduiengd og litur Ijóss-
ins er óbreytt. Að vísu fljúga
fleiri rafeindir burt, en orka
þeirra er æ hin sama. Skýr-
inig Einsteins á fyrirbrigðimu
var sú, að ljósöldurnar væru
agnir eða skammtar og að
orka þeirra flyttist yfir í raf
eindirnar. Það, sem angraði
hann mest var þó sú stað-
reynd, að ekki var hægt að
segja fyrir um það samkvæmt
neinum gildandi lögmálum,
hvenær, né hvert rafeindirn-
ar flygju. Engu að síður liðu
17 ár unz tilraunir annarra
staðfésrtu þá skoðun hans, að
ljósöldur væru orkuskammt-
ar. Þangað til barðist hann
fyrir þessari skoðun sinni.
Jafnvel þeir, sem dáðu hann
mest, menn eins og t.d. Max
Planck og Hendrik A Lor-
entz höfnuðu þessari kenn-
ingu og töldu hana ótæka.
Af bréfum í safninu má
sjá, að Einstein bar mikia
virðingu fyrir Lorentz, sem
baiuð homum til fyr'r^estra-
halds við háskólann í Leiden
árið 1911. Einstein tók boð-
inu með þökkum og lét þess
getið í svarbréfi sínu, að ein
meginástæða þess að hann
tæki boðinu væri sú, að hann
langaði til að ræða út'reislun
arkenningar við Lorentz.
Hann tók það þó fram, að
Lorentz skjátlaðist, ef hann
teldi hann vera rétttrúnaðar-
mann í þessum efnum. Hins
vegar biði hann óþreyjufull-
ur eftir að heyra álit Lor-
entz á ýmsum nýjum hug-
myndum sínum. „Þegar um
svo nýjar kenningar er að
ræða skilja menn hver ann-
an bezt þegar þeir geta tal-
azt við í ró og næði,“ hæ-tti
hann við.
Helzta röksemdin gegn
orkusikammtake'nninigun’n var
fó'.igin í því, að Ijósið hag-
ar sér eins og það sé sarnan
sett af öldum. Sem dæmi má
nefna, áð ef ljósgeisla er
splundrað með speglum og
þeim síðan safnað saman á
skerm koma fram áhrif, sem
Framhald á bls. 21.