By Tami Klein
פורסם במדור- ספרים, "מבט על החיים", חדש במגזין "מקו ועד תרבות"
התמודדות עם טקסט מדעי, מדי פעם, כמובן אינה פשוטה להדיוט כמוני, ולמרות זאת החלטתי לגרות גם אתכם, קוראים יקרים, והפעם מתוך ניסיון שאולי אצליח לשכנע חלק מכם להרגיש כיצד אפשר, ומהנה, לחדד את מוחנו בנושאים שהם בבסיס קיומנו הפיזיקליים.
הספרון "על תורת היחסות הפרטית והכללית" מאת אלברט איינשטיין, בתרגומו של יכין אונא מגרמנית ובהוצאת מאגנס (2015), מהווה ניסיון ייחודי להנגיש את רעיונות תורת היחסות לקהל הרחב, ללא צורך ברקע מתמטי או פיזיקלי מעמיק. איינשטיין עצמו ציין כי מטרתו הייתה להציג את עיקרי התאוריה באופן ברור ופשוט ככל האפשר, תוך שמירה על דיוק מדעי .
איינשטיין הקפיד על סגנון כתיבה בהיר ונגיש, תוך שימוש בדוגמאות והסברים אינטואיטיביים, במטרה לאפשר לקוראים להבין את עקרונות התאוריה ללא צורך בכלים מתמטיים מורכבים. הוא אף ציין כי "נקטתי במרב המאמצים להציג את הרעיונות העיקריים באופן ברור ופשוט ככל האפשר."
הספר נחשב למסמך ייחודי בהיסטוריה של הכתיבה המדעית, בכך שהוא מאפשר לקוראים ללא רקע מדעי מעמיק להבין ולהעריך את אחד ההישגים האינטלקטואליים המרכזיים של המאה ה-20. הוא משמש גם כיום כהקדמה מצוינת לתורת היחסות עבור סטודנטים, מורים וחובבי מדע.
כדי להמחיש גאוניות פשטות הכתיבה של איינשטיין עבור קוראים שאינם עוסקים במדע, קראו מטה פרק 8 מתוך הספר, והיווכחו בדיאלוג הידידותי שאיינשטיין יוצר עם הקורא, כמו להיות נוכח מולו פיזית ולנסות להסביר ולהבין בגובה העיניים:
* * *
- על מושג הזמן בפיזיקה
ברק פגע במסילה בשתי נקודות מרוחקות זו מזו A ו- B לאורך רציף הרכבת שלנו. לכך אני מוסיף את הטענה כי שתי פגיעות הברק האלה אירעו בו-זמנית. אם עתה אשאל אותך, קורא יקר, האם טענה זו מתקבלת על הדעת, בוודאי תענה לי משוכנע כי התשובה היא "כן." אולם אם עתה אדחק בך להסביר לי את משמעות הטענה ביתר דיוק, תחוש לאחר מעט מחשבה, שהתשובה לשאלה זו אינה כה פשוטה כפי שנדמה במבט ראשון.
לאחר שיקול דעת מסוים אולי תעלה בדעתך התשובה הבאה: "משמעות הטענה ברורה כשלעצמה ואינה דורשת הבהרה נוספת; אזדקק כמובן לשיקול דעת נוסף אם יוטל עלי לקבוע באמצעות תצפיות האם במקרה המעשי שני האירועים התרחשו בו-זמנית או לא". אולם אינני יכול להסתפק בתשובה הזאת מהסיבה הבאה. נניח שמטאורולוג כישרוני הצליח, באמצעות שיקולים מחוכמים, להגיע למסקנה שהברק חייב תמיד לפגוע בו-זמנית בנקודות A ו-B, עדיין תיוותר המשימה לבדוק האם התוצאה העיונית הזאת עומדת במבחן המציאות או לא. במצב דומה נימצא בכל הקביעות בפיזיקה שבהן המושג "בו-זמני" ממלא תפקיד. לגבי הפיזיקאי המושג קיים רק אם במקרה מעשי קיימת האפשרות לבחון ולהחליט האם הוא מתקיים או לא.
נדרשת אפוא הגדרה כזאת לבו-זמניות, שתעמיד לרשותנו שיטה שבמקרה הנתון תאפשר קביעה ניסויית האם שתי פגיעות הברק התרחשו בו-זמנית או לא. כל עוד הדרישה הזאת אינה מתמלאת, אני, כפיזיקאי (למעשה גם כלא-פיזיקאי!) משלה את עצמי אם סבור אני שיש באפשרותי לייחס משמעות לקביעה בדבר הבו-זמניות. (קורא יקר, בטרם תשתכנע לחלוטין בנכונות הדברים האלה, אנא אל תמשיך בקריאה.)
לאחר שהרהרת זמן מה בעניין, אתה עשוי להעלות את ההצעה הבאה לקביעת הבו-זמניות. מודדים את המרחק AB לאורך המסילה ובאמצע הדרך M מציבים צופה המצויד בהתקן (למשל שתי מראות שביניהן זווית בת 93°) המאפשר לו תצפית בו-זמנית על שתי הנקודות A ו-B. אם יקלוט הצופה את שני הבזקי הברק באותו זמן, הרי שהם בו-זמניים. ההצעה הזאת נראית לי משביעת רצון ביותר ועם זאת עדיין אינני יכול לראות את העניין מיושב סופית מפני שאני חש נאלץ להעלות את ההסתייגות הבאה: "הגדרתך הייתה בהכרח נכונה, אילו ידענו כבר שהאור, שבאמצעותו מאמת הצופה ב-M את פגיעות הברק, מתקדם במהירות שווה בקטע A ← M כמו בקטע B ← M. אך בחינת ההנחה הזאת אפשרית רק אילו כבר עמד לרשותנו אמצעי למדידת הזמן. דומה אפוא שאנו מסתובבים כאן סחור סחור במעגל לוגי."
אולם לאחר מעט מחשבה נוספת תעיף בי, ובצדק, מבט מלא בוז ותסביר לי: "למרות זאת, אני עדיין עומד על הגדרתי הקודמת, מפני שהיא באמת אינה מניחה דבר על האור. ישנה רק דרישה אחת שיש לדרוש מהגדרת הבו-זמניות, שבכל מקרה ממשי היא תספק לנו אפשרות החלטה אמפירית לגבי השאלה האם המושג שיש להגדירו מתקיים או לא. אין לחלוק על כך שההגדרה שלי מקיימת דרישה זאת. הטענה שנדרש לאור זמן שווה למעבר הדרך A ← M ולמעבר הקטע B ← M אינה, למעשה, לא הנחה מוקדמת גם לא השערה (היפותזה) על טבע האור אלא קביעה התלויה בשיקול דעתי החופשי כדי להגיע להגדרת הבו-זמניות".
ברור שניתן להשתמש בהגדרה הזאת כדי להעניק משמעות מדויקת לקביעת הבו-זמניות, לא של שני אירועים בלבד אלא של אירועים רבים ככל שנרצה, ויהיה מקום האירועים ביחס לגוף הייחוס (כאן הרציף) אשר כך מגיעים גם להגדרת "הזמן" בפיזיקה. לשם כך מניחים שבנקודות C, B, A לאורך המסילה (היא מערכת הקואורדינטות) הוצבו שעונים בעלי מבנה זהה שכוונו באופן שמצב המחוגים שלהם שווה בו-זמנית (במשמעות שלמעלה.) עתה, כשמדובר ב"זמן" של אירוע מסוים, נבין שהכוונה לקריאה (מצב המחוגים) באותו השעון מן השעונים האלה המצוי בסמיכות מידית (מבחינה מרחבית) לאירוע. באופן הזה מייחסים לכל אירוע ערך זמן מסוים שעקרונית ניתן לתצפית.
הקביעה האחרונה כוללת השערה פיזיקלית נוספת שקשה לפקפק בתקפותה אם לא תימצא ראיה ניסיונית נגדה. ההנחה היא שכל השעונים פועלים "בקצב שווה" אם הם בעלי מבנה זהה. ובניסוח מדויק: אם מכוונים שני שעונים, המוצבים במנוחה בשתי נקודות שונות ביחס לגוף ייחוס, כך שמצב המחוגים של השעון האחד שווה בו-זמנית (במשמעות שלמעלה) למצב המחוגים של השני, אזי יהיו מצבי המחוגים של שני השעונים שווים תמיד בו-זמנית (במשמעות ההגדרה שלמעלה).
* * *
לתרגום הספרון מגרמנית לעברית יש סיפור לא-נחמד – גם אותו תקראו בספרון … העולם כמנהגו נוהג כמו היום גם אז. כדי להשאיר טעמו התם והבהיר של איינשטיין איתנו, בחרתי בהקדמות של איינשטיין לתרגום העברי, אחת מ- 2016 ואחת מ- 2029:
הקדמה
על הספר המונח לפנינו להמציא ידיעה מדויקת ככל האפשר בתורת היחסות לאלה שמוצאים עניין בה מבחינת השקפה מדעית כללית ופילוסופית, מבלי לשלוט באפרט המתמטי של הפיזיקה העיונית.
תנאי מוקדם לקריאתו הוא השכלה ברמת בגרות בערך, ובכל קצות הספר – סבלנות מרובה למדי ורצון אדיר.
המחבר השתדל בכל כוחו להביע את ראשי המחשבות בבהירות ובפשטות האפשריות, ולהרצותן בכלל באותו הסדר ובאותו ההקשר שבו נולדו למעשה. לשם הבהירות מצאתי לנחוץ לחזור על דבריי פעמים רבות, מבלי לשים לב לעקרון האלגנטיות בהרצאה.
נהגתי על פי מצוות התאורטיקון הגאוני לוֹרֶנְץ, שאמר: "יש להניח לאלגנטיות שתהיה עניין לחייטים וסנדלרים."
אני מאמין שלא העלמתי מעיני הקורא את הדברים הקשים הטבועים ביסוד העניינים. אולם, בניגוד לכך, נמנעתי בכוונה מלפרט את יסודותיה הפיזיקליים-ניסיוניים של התורה, כי יראתי שמא יארע לקורא שאינו בקי בפיזיקה מה שארע להלך שהתנצל על כך שלא ראה את היער – משום שכל עץ תפס את מבטו.
מי ייתן, ומספר קטן זה יביא ליחידים שעות אחדות של קור רוח מתוך התעוררות המחשבה.
א. אינשטיין
דצמבר 1916
הקדמת המחבר להוצאה העברית
הופעת ספרי זה בלשון אבותינו ממלאה את לבבי שמחה מיוחדה. אות הוא על התמורה שהיתה בלשון זו — אין היא מוסיפה לצמצם עתה את שמושה בגבול זה בלבד, להביע את עניני־עמנו לבני־עמנו, אלא עומדת נכונה לקלוט אל תוכה כל מה שבני־אדם מוצאים ענין בו — היא משמשת גורם חשוב בשאיפתנו לקיום תרבותי עצמי.
א. אינשטין
1929
