આઇન્સ્ટાઇન, આલ્બર્ટ

February, 2001

આઇન્સ્ટાઇન, આલ્બર્ટ [જ. 14 માર્ચ 1879, ઉલ્મ (જર્મની); અ. 18 એપ્રિલ 1955, પ્રિન્સ્ટન (અમેરિકા)] : નોબેલ પારિતોષિકવિજેતા જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી અને ગણિતજ્ઞ. સાપેક્ષતા (relativity) સિદ્ધાંતના સ્થાપક. જન્મને બીજે જ વર્ષે વતન ઉલ્મ છોડીને પિતા હર્મન આઇન્સ્ટાઇન મ્યુનિકમાં સકુટુંબ સ્થિર થયેલા. આલ્બર્ટ બોલતાં ઘણું મોડું શીખેલો. પ્રાથમિક શિક્ષણ કૅથલિક શાળામાં પૂરું કરીને દશ વર્ષની ઉંમરે તે ‘જિમ્નેશિયમ’ તરીકે ઓળખાતી જૂની ઘરેડની જર્મન શિસ્તવાળી માધ્યમિક શાળામાં દાખલ થયો હતો, જ્યાં શિક્ષકો તેને લશ્કરના લેફ્ટેનન્ટ જેવા લાગતા. ત્યાં ભૂમિતિનું પાઠ્યપુસ્તક વાંચતાં તેમાં નિરૂપિત આકૃતિ અને તર્ક વચ્ચેની સંવાદિતા તેને ગમી ગયેલી. માતાની પ્રેરણાથી તેણે સંગીત શીખીને વાયોલિનવાદક તરીકે સિદ્ધિ મેળવેલી પણ કેવળ નિજાનંદ માટે જ તે વાયોલિન વગાડતો. કાકા જેકોબની પ્રેરણાથી તેને ગણિતમાં રસ જાગેલો. બીજા કાકા કેઝર કૉકે આલ્બર્ટમાં વિજ્ઞાન વિશે ઊંડી જિજ્ઞાસા જગાડી હતી. તેને પરિણામે બાર વર્ષના આલ્બર્ટમાં વિશાળ વિશ્વના રહસ્યનો ઉકેલ શોધવાના મનોરથ જાગ્યા હતા. પરંતુ ઇતિહાસ-ભૂગોળ અને ભાષામાં તે કાચો રહેતો. છેવટે શાળાનો અભ્યાસક્રમ અધૂરો મૂકીને તેને કુટુંબ સાથે સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડ જવું પડ્યું. ત્યાં ઝૂરિકની ફેડરલ પૉલિટેકનીક એકૅડેમીમાં દાખલ થઈને ગણિત અને ભૌતિકશાસ્ત્રનું સઘન શિક્ષણ પામીને 1900માં આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇન ગ્રૅજ્યુએટ થયો.

આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇન

થોડો વખત શિક્ષકનું કામ કર્યા પછી સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડની પેટન્ટ ઑફિસમાં બર્ન ખાતે નમૂનાઓના નિરીક્ષક તરીકે તેને નોકરી મળી. ત્યાં તેને વિવિધ પ્રકારની શોધખોળોની ચકાસણી કરવાની હતી. તેનાથી વૈજ્ઞાનિક સંશોધનોનાં પરિણામોના પાયામાં રહેલાં તથ્યો તારવવાની શક્તિ કેળવાઈ. ફુરસદને વખતે તે વૈજ્ઞાનિક તથ્યોનો વિચાર કર્યા કરતો. આ અરસામાં તેણે સહાધ્યાયિની મિલેવા મેરિક સાથે લગ્ન કર્યાં.

1905માં ઝૂરિખના સુપ્રસિદ્ધ સામયિક ‘અનાલેં દર ફિઝિક’માં આઇન્સ્ટાઇનના પાંચ સંશોધનલેખો પ્રગટ થયા હતા. પ્રથમ લેખ ‘એ ડિટર્મિનેશન ઑવ્ મોલેક્યુલર ડાઇમેન્શન્સ’ દ્વારા તેને ઝૂરિક યુનિવર્સિટીની પીએચ.ડી.ની  ઉપાધિ પ્રાપ્ત થઈ. બીજા ચાર લેખો એ સામયિકમાં ક્રમશ: પ્રસિદ્ધ થયા. તે પૈકી ‘ગતિમાન પદાર્થોનું વિદ્યુત ગતિવિજ્ઞાન’ (Electrodynamik bevegter Korper) એ લેખમાં સાપેક્ષતાનો મર્યાદિત સિદ્ધાંત રજૂ થયેલો. ટેબલ ઉપર મૂકેલું પુસ્તક પાસે ઊભેલાને સ્થિર લાગે, પણ પૃથ્વીની સૂર્યની આસપાસ થતી ગતિને કારણે સૂર્ય ઉપર વસનાર અવલોકનકારને તે સ્થિર ન લાગે. આમ ગતિમાત્ર સાપેક્ષ છે એ ગૅલિલીઓના સમયથી સ્વીકારાયેલું, પણ આઇન્સ્ટાઇને વસ્તુસ્થિતિનો ઊંડો વિચાર કરીને પ્રકાશ-ગતિનો અપવાદ શોધી કાઢ્યો. ટેબલ પરના પુસ્તકને બદલે પ્રકાશનું કિરણ લઈએ તો તેની ગતિનું વર્ણન ઘરમાં બેઠેલો માણસ અને સૂર્ય પર કલ્પેલો અવલોકનકાર એકસરખું કરશે એમ તેણે કહ્યું, અને તે પરથી ગતિવિજ્ઞાનનાં નીચેનાં તથ્યો તારવ્યાં : (1) બે ઘટનાઓ વચ્ચેનું સ્થળ અને સમયનું માપ સાપેક્ષ હોય છે. (2) પદાર્થોનું દ્રવ્યમાન પણ સાપેક્ષ હોય છે. એકબીજાની નજરે ગતિ ધરાવતા બે અવલોકનકારો જો એક પદાર્થનું દ્રવ્યમાન માપે તો બંનેનું માપ ભિન્ન આવે. (3) ઊર્જા અને દ્રવ્યમાન વચ્ચે સીધો સંબંધ હોય છે. આ સંબંધને તેણે E = mc2 એ સમીકરણ મૂકીને સમજાવ્યો. તે પરથી નાના શા દ્રવ્યકણમાં અખૂટ ઊર્જાનો ભંડાર ભરેલો હોય છે એમ તેણે સ્પષ્ટ પ્રતિપાદન કર્યું.

આ સંશોધનથી આઇન્સ્ટાઇનને યુરોપના અગ્રણી વિજ્ઞાનીઓના સંપર્કમાં આવવાની તક મળી. તે સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત પર આગળ વિચાર કર્યા કરતો હતો. ગુરુત્વાકર્ષણને સાપેક્ષતા સાથે જોડવા મથતો હતો. પેટન્ટ ઑફિસ છોડીને યુનિવર્સિટી શિક્ષણમાં જોડાયો. પહેલાં પ્રાગ અને ઝૂરિક યુનિવર્સિટીમાં અને પછી બર્લિનની વિલ્હેમ કૈસર ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં તેણે પ્રાધ્યાપક તરીકે કામ કર્યું. 1914માં તેણે બર્લિનની પ્રશિયન એકૅડેમી ઑવ્ સાયન્સિઝમાં પ્રોફેસરનું પદ સ્વીકાર્યું. 1909થી 1918ના ગાળામાં તેણે સાપેક્ષતાનો વ્યાપક સિદ્ધાંત આપ્યો. તેણે કહ્યું કે જે પ્રદેશમાં ગુરુત્વાકર્ષણબળ હોય તે પ્રદેશની ભૂમિતિ બદલાઈ જાય છે, અને તેથી ગુરુત્વાકર્ષણનું વર્ણન ન્યૂટોનીય પદ્ધતિ પ્રમાણે ‘બે પદાર્થો વચ્ચેના આકર્ષણ’થી નહિ પરંતુ તેને કારણે ઊભી થતી નવી ભૂમિતિના વર્ણનથી કરવું જોઈએ એવા નિર્ણય પર તે આવ્યો. તે મુજબ તેણે સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણક્ષેત્ર માટે યોગ્ય ભૂમિતિની રચના કરી અને તે ભૂમિતિ વાપરી ગ્રહોની કક્ષાની ગણતરી કરી. બુધની કક્ષાની ગણતરીમાં ન્યૂટોનીય ગતિગણિત વાપરવાથી 100 વર્ષે 55 સેકન્ડ જેટલી ચ્યુતિ રહી જતી હતી તે આઇન્સ્ટાઇનના ગતિગણિત મુજબ ગણતરી કરતાં રહેતી નહોતી, તે પરથી ન્યૂટનના ગુરુત્વાકર્ષણ સિદ્ધાંત કરતાં આઇન્સ્ટાઇનનો સિદ્ધાંત ચડિયાતો ઠર્યો. વળી તેણે જોયું કે સૂર્ય આસપાસની તેણે દોરેલી ભૂમિતિમાં પ્રકાશનો ગતિમાર્ગ સીધી રેખારૂપ નહિ રહેતાં સહેજ વંકાય છે. પ્રકાશના ગતિમાર્ગની આ વક્રતા તેણે ગણી કાઢી અને જાહેર કર્યું કે 29 માર્ચ 1919ના રોજ થનાર ખગ્રાસ ગ્રહણ સમયે સૂર્યબિંબ ઢંકાઈ ગયું હોય તે વખતે સૂર્ય નજીકથી પસાર થતા તારક-તેજ-કિરણને અવલોકીને પ્રકાશકિરણના ગતિમાર્ગની ગણતરી મુજબની વક્રતા છે કે નહિ તે નક્કી કરી શકાશે. બ્રિટનના ખગોળવેત્તાઓએ આ પડકાર ઝીલીને અવલોકન કર્યું, તો આઇન્સ્ટાઇનની ગણતરી પ્રમાણે સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણ-ક્ષેત્રમાં પ્રકાશના ગતિમાર્ગની વક્રતા જોવા મળી. આઇન્સ્ટાઇનનો આ સિદ્ધાંત નિસર્ગનું વધુ સાચું વર્ણન કરે છે એમ સ્વીકારાયું. આને લીધે ક્રાન્તિકારી સૂઝ ને સમજ ધરાવતા વિજ્ઞાની તરીકે આઇન્સ્ટાઇનને યુરોપમાં વ્યાપક પ્રસિદ્ધિ અને લોકપ્રિયતા પ્રાપ્ત થઈ.

આઇન્સ્ટાઇનની નવી શોધથી વિજ્ઞાનતત્વપ્રણાલીમાં ઊથલપાથલ થઈ ગઈ. પ્રાથમિક અવલોકનો પરથી ગાણિતિક મૉડેલ તૈયાર કરવાની પદ્ધતિ નિસર્ગનાં અવલોકનોમાં અગાઉના વિજ્ઞાનીઓ અખત્યાર કરતા. આઇન્સ્ટાઇને પ્રાથમિક અવલોકનોની મદદ લીધા વિના શુદ્ધ ચિંતનથી ગાણિતિક મૉડેલ તૈયાર કરીને તેના ગુણધર્મો તારવ્યા પછી તેને અવલોકનો દ્વારા ચકાસવાની નવી પ્રણાલી સ્થાપી.

આઇન્સ્ટાઇને 1905માં વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા પદાર્થોને સાપેક્ષતાનો નિયમ લાગુ પાડ્યો અને તે પછી 1918 સુધીના સંશોધને ગુરુત્વાકર્ષણક્ષેત્રમાં થતી ગતિને તે લાગુ પાડ્યો. આ બંને ક્ષેત્રોનાં અલગ અલગ અવલોકનો ને તારણો હતાં. પછી એ બંનેનો સમન્વય કરીને ગુરુત્વાકર્ષણ અને વિદ્યુતચુંબકીય જેવાં સઘળાં નૈસર્ગિક બળક્ષેત્રોમાં થતી ગતિનું સાપેક્ષતાની ર્દષ્ટિએ વર્ણન થઈ શકે, તે માટે તેણે પ્રયત્નો આરંભ્યા. પણ તેના શેષ જીવન દરમિયાન એ પ્રયત્નોનું કોઈ નોંધપાત્ર પરિણામ આવ્યું નહોતું.

પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ ફાટી નીકળ્યું ત્યારે તેની પત્ની અને બે પુત્રો સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડમાં હતાં અને પોતે જર્મનીમાં. યુદ્ધ લંબાતું ગયું, એટલે આઇન્સ્ટાઇને છૂટાછેડા લીધા. 1919માં તેણે દૂરની સગી, બે દીકરીની મા એલ્સા સાથે લગ્ન કર્યાં. 1936માં એલ્સાનું અવસાન થયેલું.

પહેલા વિશ્વયુદ્ધ બાદ જર્મનીમાં નાઝી સત્તાનો ઉદય થતાં, નિસર્ગમાં સંવાદિતાની ખોજ કરનાર, મુક્ત ધરા અને મુક્ત હવામાં વિહરવાને ટેવાયેલા આ સ્વતંત્ર મિજાજવાળા વિજ્ઞાનીને જર્મનીમાં ગૂંગળામણ થવા લાગી. નાઝીઓએ તેનો જર્મનીનો વસવાટ અશક્ય બનાવ્યો. 1933માં તેણે જર્મન નાગરિકપદ તજીને જર્મની છોડ્યું અને અમેરિકામાં વસવાટ કર્યો. નાઝી પોલીસે તેના ઘરની જડતી લઈને આ વિજ્ઞાનીના સંશોધનને લગતા કાગળોની હોળી કરી.

પ્રકૃતિએ શાંતિચાહક માનવપ્રેમી આઇન્સ્ટાઇનને પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધમાં ચાલેલી સંહારલીલાથી વિષાદ થયેલો. રાષ્ટ્રવાદનો વિરોધ કરીને તેણે વ્યાપક શાંતિવાદ(pacifism)નો પુરસ્કાર કર્યો. 1918થી 1921 સુધી યુરોપ, અમેરિકા અને મધ્યપૂર્વમાંથી તેની અપૂર્વ વૈજ્ઞાનિક શોધ વિશે વ્યાખ્યાનો આપવા માટે નિમંત્રણોનો વરસાદ વરસ્યો. એકાન્તપ્રિય વિજ્ઞાનીને તે અભ્યાસમાં ખલેલરૂપ લાગતું. 1921માં તેણે શોધેલ ‘ફોટોવિદ્યુત નિયમ અને સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રે કરેલા પ્રદાન’ને માટે નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયાની જાહેરાત થઈ (તેમાં સાપેક્ષતાનો ઉલ્લેખ નહોતો !).

આ બધો સમય, તેમજ અમેરિકા ગયા પછી પણ આઇન્સ્ટાઇનની વિદ્યુતચુંબકીય તેમજ ગુરુત્વાકર્ષણનાં ક્ષેત્રોના સમન્વયની શોધ ચાલુ હતી. બીજું વિશ્વયુદ્ધ શરૂ થયા પછી જર્મનીથી સમાચાર આવ્યા કે યુરેનિયમ પરમાણુનો વિસ્ફોટ કરવામાં જર્મન વૈજ્ઞાનિકો સફળ થયા છે. એ જ ક્ષેત્રમાં કામ કરતા અમેરિકાસ્થિત વિજ્ઞાનીઓ ફર્મી અને ઝિલાર્ડ આઇન્સ્ટાઇનને મળ્યા. આઇન્સ્ટાઇને 2 ઑગસ્ટ 1939ને દિવસે પ્રમુખ રૂઝવેલ્ટને પત્ર લખીને ચેતવણી આપી કે યુરેનિયમ વિસ્ફોટમાંથી નીકળતા શક્તિના વિપુલ ભંડારમાંથી જર્મની મહાવિનાશક બૉંબ બનાવે એવો સંભવ છે. તે પછી અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકોએ માનવઅંકુશ નીચે પરમાણુ-વિભાજનની ક્રિયા વિકસાવી. પરંતુ દરમિયાનમાં જર્મનીએ શરણાગતિ સ્વીકારી એટલે જર્મની પરમાણુ બૉંબ વાપરશે એ સંભવ તો રહ્યો જ નહિ, આથી આઇન્સ્ટાઇને રૂઝવેલ્ટને પરમાણુ બૉંબનો ઉપયોગ ન કરવાની વિનંતી કરતો બીજો પત્ર લખ્યો. પરંતુ એ પત્ર વાંચે તે પહેલાં જ (તા. 12 એપ્રિલ 1945) પ્રમુખ રૂઝવેલ્ટનું એકાએક અવસાન થયું અને છેવટે અમેરિકન પરમાણુ બૉંબ હિરોશીમા પર ઝીંકાયો. તેનું આઇન્સ્ટાઇનને દુ:ખ હતું. પરમાણુશક્તિનો સદુપયોગ કરવામાં આવે તો તે માનવજાતને આશીર્વાદરૂપ થઈ પડે એ સમજવા છતાં હિરોશીમાના હત્યાકાંડનો બોજ આઇન્સ્ટાઇનના મન ઉપરથી ખસ્યો નહિ. એ સંહારનું પહેલું બટન પોતે દબાવ્યું હતું, તેનો વિષાદ તેના ચિત્તમાં છેવટ લગી રહ્યો. પછી જિંદગીનાં છેલ્લાં વર્ષો વિજ્ઞાનને સ્વાર્થી સત્તાધારી વર્તુળોના હાથમાં જતું ઉગારવામાં ગાળ્યાં.

તા. 18 એપ્રિલ 1955ને દિવસે પાછલી રાતે 1.25 વાગ્યે ઊંઘમાં જ આઇન્સ્ટાઇનનું અવસાન થયું હતું.

પ્ર. ચૂ. વૈદ્ય