A. Einstein (1879-1955م) الموظف في مكتب براءات الاختراع ببرن في سويسرا التي هاجرت إليها أسرته؛ ليشترط على الجميع التخلي تماما عن فرض الأثير وعن التصور الميكانيكي للكون، ويضع نظرية عامة للحركة، أي نظرية فيزيائية بحتة بدلا من نظرية نيوتن وأكفأ وأدق منها، وتعد أشهر نظريات القرن العشرين طرا، وهي نظرية النسبية.

تنقسم النظرية النسبية إلى نظرية النسبية الخاصة التي أعلنها آينشتين العام 1905م، ونظرية النسبية العامة التي أعلن تخطيطها في العام 1916م. النظرية الخاصة تتناول الأجسام أو المجموعات التي تتحرك بالنسبة لبعضها بسرعة ثابتة، أي حركة منتظمة من دون عجلة (فالعجلة هي مقدار التغير في السرعة)، والنظرية النسبية العامة تعالج الأجسام أو المجموعات التي تتحرك بالنسبة لبعضها بسرعة متزايدة أو متناقصة، أي تتحرك بعجلة. إذن النظرية الخاصة سميت هكذا؛ لأنها حالة خاصة من النظرية العامة، فالمجموعات التي تتحرك بسرعة ثابتة يمكن اعتبارها تتحرك بعجلة مقدارها صفر، وهي أسهل في دراستها من المجموعات التي تتحرك بسرعة متغيرة؛ لذلك استطاع آينشتين أن يضع النظرية الخاصة أولا، وبصورة مكتملة أكثر كثيرا من النسبية العامة. ومن الناحية المنطقية الفلسفية لا تتخلى النسبية العامة أبدا عن أي من المبادئ الإبستمولوجية الأساسية للنسبية الخاصة، ولا تناقضها بأي حال ما دامت تستوعبها داخلها كحالة خاصة.

28

وكانت نقطة البداية هي تجربة ميكلسون/مورلي التي انتهت إلى سقوط الأثير وذلك لثبات سرعة الضوء، فبدأت النظرية النسبية بالتسليم بهذين الفرضين الأساسيين، وهما استبعاد الأثير ثم ثبات سرعة الضوء بصورة مطلقة، وهذا هو الشيء الوحيد الثابت المطلق في الكون النسبي، وليس الضوء فقط، بل المقصود السرعة الكونية لجميع الظواهر الكهرومغناطيسية، كلها تتحرك بالسرعة نفسها وهي 229,776كم/ثانية أو 186,300 ميل/ثانية، وعبثا الحديث عن سرعة أكبر منها، فهذا مستحيل كما تثبت النظرية النسبية، وعلى هذا الأساس كانت قوانين النظرية النسبية الخاصة، وهي أنموذج أمثل على ما يمكن تحقيقه في الفيزياء بحد أدنى من الفروض البسيطة والتطوير الرياضي لها المفرط في الدقة والصرامة.

في القانون الأول للنسبية الخاصة تنكمش الأجسام في اتجاه حركتها،

29

وبما أننا نفترض عادة أن الجسم يتحرك في اتجاه طوله فإننا نتكلم عن انكماش الطول، بيد أن العرض أيضا - وأي بعد آخر - ينكمش إذا تحرك الجسم في اتجاهه، وهذا القانون يحدد مقدار انكماش الجسم بالنسبة لسرعته، بحيث يزداد الجسم في القصر أو الانكماش كلما ازدادت سرعته، حتى إذا اقتربت السرعة من سرعة الضوء اقترب طول الجسم من الصفر، أي إنه يختفي ببلوغه سرعة الضوء، مما يعود بنا إلى مصادرة استحالة تجاوزها. وفي القانون الثاني تزداد كتلة الجسم بازدياد سرعته، حتى إذا وصل إلى سرعة الضوء تصبح كتلته لا نهائية؛ لذلك - مرة أخرى - كانت سرعة الضوء هي أقصى سرعة ممكنة، ولا يمكن أن يتحرك أي شيء أسرع من الضوء؛ لأنه ينكمش حتى يتلاشى وتزداد كتلته حتى تصبح لا نهائية، لقد كانت الكتلة في الفيزياء الكلاسيكية ثابتة لا تتغير، سواء أكانت ساكنة أم متحركة، قد يتغير وزنها فقط من موضع لآخر، لكن النسبية الآن تقول: إن الكتلة تتغير بالحركة فتزداد بازدياد السرعة، طبعا من العبث البحث عن هذا التغير في الكتلة والطول أو العرض في الماكروكوزم، أي العالم الأكبر العياني الذي تتعامل معه الفيزياء الكلاسيكية وهو عالم الخبرة اليومية العادية؛ لأن الكتل ضخمة والسرعات بطيئة نسبيا؛ لذلك فالتغير في الطول أو الكتلة سيكون ضئيلا للغاية، ومن العبث أن نحسب له حسابا، السيارة التي تسير بسرعة خمسين ميلا في الساعة ينكمش طولها فعلا، لكن بمقدار قطر نواة الذرة، والطائرة النفاثة التي تسير بسرعة 600 ميل في الساعة تنكمش بمقدار قطر الذرة، وحتى الصاروخ الفضائي السائر بين الألفاك بسرعة 25000 ميل في الساعة والبالغ طوله مائة متر، ينكمش طوله بمقدار 1٪ من المليمتر، ولكن حين دراسة جسيمات أشعة بيتا مثلا، أو دراسة جسيمات الذرة في دورانها حول النواة، فنحن هنا إزاء كتل متناهية الضآلة وتتحرك بسرعة يمكن مقارنتها بسرعة الضوء؛ لذلك فالتغير الناجم كبير، وقد أمكن إخضاع قانوني النسبية الخاصة هذين للاختبار التجريبي والتحقق منهما بصورة ملحوظة للغاية، خصوصا بعد اختراع المعجل النووي الذي يستطيع الإسراع بحركة الجسيم الذري.

وفي أوائل سنة 1952م، أعلن المختبر الوطني في بروكهافن

Brokhaven ، أنه استطاع أن يسارع البروتون في نواة ذرة الأيدروجين حتى وصلت سرعته إلى 177 ألف ميل/ثانية، أي حوالي 95٪ من سرعة الضوء، ونتيجة لذلك، فإن كتلة البروتون زادت ثلاثة أضعاف. وفي يونيو 1952م، أعلن معهد التكنولوجيا في كاليفورنيا أنه استطاع أن يسارع بالإلكترون حتى وصل به إلى سرعة تقل عن سرعة الضوء بعشر ميل في الثانية أو 0,9999999 من سرعة الضوء، فزادت كتلة الإلكترون حوالي 900 مرة.

30

Bog aan la aqoon