אימגו מגזין מאמרים

כתב עת בנושאי תרבות ותוכן

אלברט איינשטיין: מאה שנים לפרץ של גאונות


התמונה של נח שמיר
תאריך פרסום קודם: 
2004
מחבר: 
נח שמיר
אלברט איינשטיין: 1921
אלברט איינשטיין: 1921

שנת 2005 הוכרזה כשנת הפיסיקה הבינלאומית. מדוע החגיגה היא דווקא בשנה זו? כי בשנת 1905, לפני 100 שנה, נתקף פקיד (יהודי) אלמוני במשרד הפטנטים השוויצרי, בשם אלברט אינשטיין, בפרץ גאונות מופלא. בתוך חצי שנה הראה אינשטיין שהאור מורכב מחלקיקים, הגה את תורת היחסות הפרטית וריסק את הספקות שנותרו בדבר קיומם של אטומים. הספק לא רע לפיסיקאי (בוגר אוניברסיטה בציונים בינוניים) במשרה חלקית, שהוריו (בשלב מסוים בילדותו) חששו שמא הוא סובל מפיגור קל.

הכרזת שנת 2005 כשנת הפיסיקה הבינלאומית היא חלק מחגיגות המאה ל"שנת הפלא" של אלברט איינשטיין. יש כאן ללא ספק שאיפה שבלב של קהילת הפיסיקאים לתחילתה של תקופה הרואית חדשה, לאחר שכבר עשרות שנים לא סיפקה הפיסיקה לעולם פריצת דרך משמעותית.

במסגרת חגיגות המאה פתחה האגודה הפיסיקלית האמריקאית (AIP) תערוכה וירטואלית לכבוד אינשטיין, במסגרת המרכז שלה להיסטוריה של הפיסיקה. החומר במאמר הזה לקוח מתוך התערוכה הזו, שהיא מעניינת ושווה ביקור גם ללא פיסיקאים או מדענים בכלל.

מרץ 1905 – חלקיקי האור

איינשטיין שלח לעיתון Annalen der Physik, העיתון הגרמני המוביל לפיסיקה באותה תקופה, מאמר שבו הייתה הבנה חדשה של מבנה האור. הוא טען שאור מתנהג (במצבים מסוימים) כאילו הוא מורכב מחלקיקים אנרגטיים בדידים, בדומה לחלקיקי גז. הצעה זו נראתה בזמנו כאילו היא סותרת את הדעה המקובלת שאור מורכב מגלים אלקטרו-מגנטיים רציפים. אינשטיין הראה שחלקיק אור (light quantum, מושג שהוא טבע) יכולים להסביר ניסויים שבצעו פיסיקאים נסיונאים, לדוגמה, האפקט הפוטואלקטרי – פליטת אלקטרונים ממוצקים ע"י הארת המוצק באור, הסבר שעליו קיבל את פרס הנובל לפיסיקה בשנת 1921 (אגב, תורת היחסות הכללית כבר היתה קיימת וודאי היתה ראויה לפרס נובל עוד יותר, אבל ועדת הפרס כנראה לא הבינה אותה...)

מאי 1905 - תנועת חלקיקים בנוזל עקב התנגשויות אטומים.

ה- Annalen der Physik קיבל מאינשטיין מאמר נוסף. התיאוריה של האנרגיה הקינטית (שהייתה כבר ידועה אז) מסבירה את מושג החום (heat) כתנועה מתמדת של אטומים ההולכת ומתגברת עם עליית הטמפרטורה. במאמרו מציע אינשטיין ניסוי שיעמיד את התיאוריה במבחן ניסויי קריטי. חלקיקים קטנטנים, אך ניתנים לראיה מיקרוסקופית, מושמים בנוזל (וצפים עליו). אם התיאוריה הקינטית נכונה, חלקיקים קטנים אלה יבצעו בנוזל תנועה רנדומאלית, עקב ההתנגשויות המתמידות של אטומי (או מולקולות) הנוזל (החלקיקים צריכים להיות קטנים מספיק, כך שלא בכל רגע יהיו מספיק התנגשויות מכל הצדדים שיבטלו זה את זה וכן קלים מספיק כדי להירתע מהתנגשות). ואכן, תנועה כזו התגלתה כבר ע"י הביולוגים (נקראה תנועה "בראונית" והייתה תעלומה בלתי פתורה). אינשטיין פתר את התעלומה ויצר כלי ניסויי חזק למחקר תנועות אטומים בנוזל. בלינק תוכלו לראות הדגמה של התנועה הבראונית וסימולציה של האטומים המתנגשים ומניעים את החלקיק.

יוני 1905 – התיאוריה של היחסות הפרטית

מאמר נוסף של איינשטיין מגיע ל- Annalen der Physik. המאמר מתייחס לאלקטרומגנטיות ותנועה. מאז ימי גליליאו וניוטון ידעו הפיסיקאים שבמדידות מעבדה של תהליכים מכניים, אין אפשרות להבדיל בתוצאות בין מכשיר מדידה נייח או מכשיר הנע במהירות קבועה ובקו ישר. עצמים מתנהגים בצורה זהה לחלוטין אם הם נמצאים באנייה המתקרבת במהירות קבועה לרציף, או לאחר שעגנה ונקשרה אליו. מצד שני הייתה תיאורית האלקטרומגנטיות של מקסוול ולורנץ, שאמרה שאור אינו אמור לציית לכלל הזה. התיאוריה נבאה שמדידות של מהירות האור יבחינו באפקט התנועה, אבל כל הניסויים העדינים והמתוחכמים שנועדו להראות את האפקט הזה נכשלו. מהירות האור לא השתנתה

אינשטיין היה משוכנע, זה מכבר, שעקרון היחסיות חייב לחול על כל התופעות, מכניות או לא. עכשיו הוא מצא דרך להראות שעקרון זה מתיישב עם התיאוריה האלקטרומגנטית, למרות הכול. מאוחר יותר הוא העיר שיישוב שתי העובדות האלה, לכאורה בלתי ניתנות ליישוב, דרש "רק" שיקול זהיר מחדש של מושג הזמן. התיאוריה החדשה שלו, שמאוחר יותר נקראה "תורת היחסות הפרטית" מתבססת על ניתוח מחדש של מושגי הזמן והחלל. הניתוח כל כך פשוט וברור שהוא מובן בקלות לסטודנטים מתחילים למדעים.

הקוריוז לגבי המאמר הזה הוא שאיינשטיין הגיש אותו, בפעם הרביעית לאחר ששלוש עבודות אחרות נדחו, כתזה לדוקטוראט. גם הפעם התיזה נדחתה ע"י הפרופסורים שלו באוניברסיטת ציריך (שכנראה לא אהבו עבודות תיאורטיות). לאחר שבועות מספר הוא הגיש עבודה של חישוב קוטר מולקולת סוכר מומסת במים. גם זו היתה עבודה חשובה מאד, כיון שנתנה תוצאה נכונה שהתבססה על שיקולים אטומיסטיים. השופטים החזירו לו אותה בטענה שהיא קצרה מדי. איינשטיין החזיר את העבודה לאחר הוספת משפט אחד והיא התקבלה מייד.

ספטמבר 1905 – E=MC בריבוע

אינשטיין דיווח על מסקנה חשובה מתורת היחסות הפרטית: אם גוף פולט כמו מסוימת של אנרגיה, המסה של הגוף צריכה לרדת בצורה פרופורציונאלית. הרעיון שאור נושא מסה שעשע אותו בתחילה, אבל מהר מאד הוא ומדענים נוספים השתכנעו שהדבר נכון ושהיחס בין אנרגיה ומסה הוא בריבוע E=MC, כאשר E היא האנרגיה, m-המסה ו-c מהירות האור. זוהי ללא ספק הנוסחה הפיסיקלית המפורסמת ביותר ואולי היחידה המוכרת ברחוב...

הבאתי כאן את תגליותיו של איינשטיין שפורסמו במשך חצי שנה, תקופה מופלאה שהתרחשה לפני מאה שנים בדיוק. ברור שאינשטיין התחבט, לפחות בחלק מהבעיות והתיאוריות המהפכניות שלו זמן רב מזה, אבל בהתחשב בגילו הצעיר מאד, זמן שלא היה יכול להיות ארוך מאד. כל אחד מהתגליות המובאות כאן הייתה יכולה לשמש כשיא היצירה המדעית של כל מדען מהשורה הראשונה, ועוד לא הבאנו את שיא יצירתו המדעית והאינטלקטואלית – תורת היחסות הכללית ועוד תרומות מדעיות חשובות מאד. אין פלא שקוראי העיתון TIME בחרו באלברט אינשטיין כאיש המשפיע ביותר במאה האחרונה (לאחר 5 פעמים נוספות שהופיע על שער העיתון), בחירה מכובדת מאד כשמביאים בחשבון את האישים שתרומותיהם לטוב ולרע התחרו עם תרומתו. הבחירה מוצדקת מאד אם מביאים בחשבון את מימד הזמן (כמה סמלי), כלומר את תקפות ואקטואליות וההשפעה של הגאון ששינה שינוי ללא הכר את פניו של המדע המודרני.

תגובות

תורת המוחלטות - הופעתו של הזמן הסטטי

תורת המוחלטות – הופעתו של הזמן הסטטי --------- ------------------------------------ 1
מאמר מקורי מאת א.עצבר A . aetzbar

זמן סטטי , זמן דינמי , וזמן תודעתי.
אריסטו: אין ריקנות בטבע.

זמן סטטי, מושג חדשני המבאר את המציאות הפיזיקלית.
החלל האינסופי מלא בזמן סטטי , שהוא נח מוחלט וקר מוחלט (גבול הקור)
בכל כיוון שנבחר, יימדד זמן סטטי של כ 0.0036 מיקרו שנייה למטר. (ניסויים ישפרו את המספר)
זמן סטטי מופיע על פני מרחק גיאומטרי. נקודה היא רגע של זמן סטטי.
זמן סטטי הוא רק כמותי, ואין בו הבחנה של עכשיו , עבר או עתיד.
זמן סטטי הוא תווך נח מוחלט , שבו נעים "גלי זמן" במהירות הקרובה ל 300000 ק"מ לשנייה.
יש גלי זמן נראים, ושמם המקובל הוא ....אור .
השם הכללי המקובל לגלי זמן, הוא גלים אלקטרו מגנטיים.
תופעות האור , החשמל ,המגנטיות ומוליכות על , יבוארו בעזרת זמן סטטי. ( אין יותר חלקיקים)
מגנט הוא "מפוח נצחי" של זמן סטטי.

כל התנועות שבעולם ייבדקו ביחס לזמן הסטטי שהוא נח מוחלט.
שתי מכוניות המתקרבות זו לזו, הזמן הסטטי בינהן הולך וקטן
ואם הן מתרחקות זו מזו, הזמן הסטטי בינהן הולך וגדל
הזמן הסטטי הוא דבר ערטילאי כמותי ונמדד. גם הזמן הדינמי הוא דבר ערטילאי כמותי ונמדד.

זמן דינמי מופיע בפעולה פיזיקלית.
כל פעולה פיזיקלית ניכרת ברגע התחלה, משך זמן , ורגע סיום.
כל פעולה פיזיקלית ניכרת גם בכמות של אנרגיה
היפוך הופעות האנרגיה מקיים חוק שימור, וההיפוך נעשה בדרך של פעולות.
פעולת שריר היא פעולה פיזיקלית, הניכרת בצירוף כמויות של זמן דינמי ואנרגיה
בזמן הדינמי של פעולה פיזיקלית, יש הבחנה של עכשיו ועתיד.
תורת המוחלטות – הופעתו של הזמן הסטטי --------- ------------------------------------ --2
מאמר מקורי מאת א.עצבר A . aetzbar

זמן סטטי וזמן דינמי הם מציאותיים – מכיוון שהם נמדדים.
מדידת זמן דינמי של פעולה ממרחק קבוע: ( זמן סטטי לא משפיע על המדידה)
נניח פעולת מטוטלת אידיאלית עם מצבי ימין ושמאל של רגעי מנוחה.
המודד מביט במטוטלת ממרחק קבוע כלשהו.
המבט המתמשך של המודד במטוטלת, מבטיח כי כל רגע דינמי שלה הוא גם רגע דינמי שלו.
ברגע דינמי בו נמצאת המטוטלת במצב ימין, מפעיל המודד שעון עצר.
ברגע דינמי בו נמצאת המטוטלת במצב שמאל,מפסיק המודד את שעון העצר.
כך נמדד זמן דינמי של פעולה ממרחק קבוע.

מדידת זמן דינמי של פעולה ממרחק משתנה: ( זמן סטטי כן משפיע על המדידה)
במדידה כזו מפעילים ומפסיקים שעון עצר, תוך כדי תנועה.
כשנמדוד זמן דינמי בהתקרבות אל הפעולה,יתקבל זמן קצר במקצת משל מדידה ממרחק קבוע
כשנמדוד זמן דינמי בהתרחקות מהפעולה , יתקבל זמן ארוך במקצת משל מדידה ממרחק קבוע.
הפרש הזמן נובע מהזמן הסטטי של "מרחק ההתקרבות" או של "מרחק ההתרחקות".
לכן, מדידת זמן דינמי ידוע תוך כדי תנועה, היא מדידה עקיפה של זמן סטטי.

זמן סטטי הוא מושג חדש ומהפכני, המאפשר שימוש בגלי זמן.
מי שמדד זמן סטטי היה אולה רמר , אבל מקובל להגיד שהוא מדד את מהירות האור.

זמן תודעתי
זמן תודעתי אינו נמדד , ויש בו הבחנה של עבר , עכשיו , ועתיד.
זמן תודעתי נוצר מדימוי של תנועה נצחית בקו ישר בחלל אינסופי.

א.עצבר
19/4/2015

הוסף תגובה חדשה

CAPTCHA

משהו קטן לוודא שאינך רובוט. משתמשים רשומים מדלגים

ענה לשאלה / השלם את החסר

הנצפים ביותר

מאמרים נוספים מאת נח שמיר