Kevés tudományos elmélet ajzotta fel annyira a hétköznapok emberének fantáziáját s váltott ki olyan széles körű érdeklődést a szakemberek és kívülállók táborában, mint Einstein műve.
Az elmélet forradalmasító gondolatait a világ csak lassan, lépésről lépésre tette magáévá. Részben azért, mert először föl sem figyelt ezekre a gondolatokra, részben pedig azért, mert e gondolatoknak – éppen újszerűségüknél fogva – meg kellett küzdeniük a régi eszmék, az elavult gondolkodásmód ellenállásával. A rádöbbenés pillanatától kezdődően azonban minden év, hónap, sőt hét meghozta az elmélet megdöntésére vállalkozó, de kellő fölkészültség nélkül megírt cáfolatújdonságot. Egyetemi tanárok, utána kisvárosi gimnáziumok paptanárai cáfolták meg „egyszer s mindenkorra” a teóriát a helyi lap hasábjain. Az eredmény nem is maradt el: a relativitás elmélete szalontársasági probléma lett, majd a vicclapok, kabarétréfák és kuplék kedvenc témája is. A laikusok apró fintorai azonban nyilván nem érinthették a nagy alkotást.
A megdöntésre vonatkozó kísérletekről számolt be A Hét is, „Dicke és Brans kontra Einstein” című ismertetőjében (a Ştiinţă şi tehnică ugyanazon című cikke alapján, a Periodica-rovatban – a szerk.) A cím ilyenszerű megfogalmazása azonban nem nyilvánítható a legszerencsésebbnek, tekintettel arra, hogy a relativitáselmélet ma már nem Einstein, hanem az egész emberiség tulajdona. A cím akaratlanul is felidézte bennem P. Olasz Péter 1925-ben Kolozsváron megjelent könyvét, amelyben a „Magyar szerző Einstein ellen” cím alatt az olvasó megtudhatja, hogy„ … a relativitás elmélete is csak egy bábeli torony, melynek célja Istent trónjától megfosztani”.
Talán nem felesleges felidézni – minden teljességre való törekvés nélkül –, mit is jelent a relativitás elmélete a kortárs tudományban és miben állna annak cáfolata, ha egyáltalán megvalósulhatna. Az elméletnek természetesen nincs szüksége arra, hogy védelmére keljünk, de fontos, hogy esetleges megdöntését, annak következményeit objektíve értékeljük. A puszta tény, hogy csak néhány „beavatott” érti teljes egészében, még nem indok helyettesítésére, sőt, az elmélet kiterjeszthető az élővilágra is.
Midőn a newtoni mechanika episztemológiája a „miért” kérdést a „hogyan”-nal váltotta fel, olyan jelentős haladást ért el a természettörvények megismerésében, hogy a múlt század fizikusai szemében a tökéletes harmóniában levő világkép megalkotásához csupán néhány tizedesszám pontosabb meghatározása maradt hátra. Márpedig a világkép ilyenszerű értelmezése a birtoklás kábító érzetével töltötte el a természetkutatót, s ezt az érzést alig csorbította a tény, hogy a klasszikus fizika egén azért maradt még két aprócska fekete felhő: az ibolyántúli katasztrófa és az éter mozgásállapota, amely sehogysem akart beilleszkedni a világképbe. Századunk kezdete megoldotta ezeket a problémákat is, mégpedig úgy, hogy a két kis felhőből hatalmas vihar kerekedett. Az elsőből a kvantummechanika született meg, a másodikból pedig a relativitáselmélet, s az öntelt világkép lábai alól egyszeriben kifutott a talaj.
Albert Einsteinnak jelentős szerepe volt mindkét elmélet létrehozásában. Helyesebben: a relativitás elmélete Einstein egyéni munkája, melynek megalkotásában és kifejlesztésében olyan elmékre támaszkodhatott, mint például Michelson, Morley, Bolyai, Lobacsevszkij, Gauss, Minkowski, Hamilton, Riemann, Eötvös, Eddington. Ezzel szemben a kvantummechanika (megszületéséhez alkotóan, fejlődéséhez kritikailag járult hozzá Einstein) nagyszámú kutató közös alkotása.
A fizikusok, hogy a fénysugarak viselkedését megmagyarázzák, feltételezték, hogy a fény tulajdonságai az éterrészecskék rezgésével függnek össze. A hang terjedése valóban a közeg részecskéinek rezgésével van kapcsolatban, és ez a megfigyelés modellként kínálkozott a fényre vonatkozó elméletek kidolgozásában. Márpedig a fény (megfigyelt) transzverzális hullámok formájában való terjedéséhez elengedhetetlenül szükséges volt feltételezni, hogy az éter (nem az őséter, a „káosz”, hanem a fényhordozó, luminofor éter) nem lehet gáznemű vagy cseppfolyós, hanem csakis szilárd és acélkeménységű, amelyben azonban az égitestek minden ellenállás nélkül mozoghatnak; az éter pedig áthat mindent, amiben a fény tovaterjed, így a vizet, levegőt, üveget. Nyilvánvaló, hogy ez a felfogás ellentmondott a legelemibb megfigyeléseknek is. Nem véletlen tehát, hogy a múlt század fizikájának eme paradoxális felfogása a legtehetségesebb természetkutatókat ösztönözte, hogy hatalmas erőfeszítéseket tegyenek az éter feltételezett intim tulajdonságainak felderítésére. Ám a rengeteg erre elvesztegetett idő, gondolat és energia nem hozott megoldást, így a kialakult helyzet végül is egy döntő kísérlet – experimentum crucis – szükségességéhez vezetett, amelyen már nem csupán az éter, hanem az egész fizika sorsa múlott. E kísérlet során, amelyet Michelson és Morley hajtott végre, az elmélet szerint a Földhöz kapcsolódó éternek azzal kellett volna elárulnia jelenlétét, hogy a fény a Föld forgásirányában gyorsabban futott volna be egy kijelölt utat, mint erre az irányra merőlegesen, mivel az „éterszél” magával ragadta volna (az eredménynek az interferenciacsíkok eltolódásában kellett volna megmutatkoznia). Ez azonban a kísérlet végrehajtásakor nem történt meg, jóllehet a méréseket többször is nagy gonddal megismételték.
A Michelson-Morley kísérletig megvolt a remény, hogy legalább a fény- (s a vele rokon elektromos) jelenségek valamiképp alkalmasak lesznek majd, hogy segítségükkel a mozgó vonatkoztatási rendszerek (előttünk különben ismeretlen) valódi mozgásállapotát eldönthessük: a világegyetemben végül is mi mozog és mihez viszonyítva? A kísérlet azonban az éter állapotára nézve eredménytelenül végződött, ezzel szemben igazolta a speciális relativitás elvét, amely szerint „nincs olyan fizikai jelenség, melynek alapján a vonatkoztatási rendszerhez viszonyítva egyenes vonalú és egyenletesen mozgó rendszerünk abszolút, valódi mozgásállapotát eldönthetnők”. Azaz ha például egy másik vagonsorhoz képest egyenesvonalúan és egyenletesen mozgó (tehát nem fékező, gyorsuló vagy kanyarodó) vonaton ülünk, nincs olyan fizikai jelenség (például mozdulatlan éter), melynek alapján megállapíthatnánk, vajon a mi vonatunk mozog-e vagy pedig a másik.
Szintén a Michelson-Morley kísérlet igazolta a fény terjedési sebességének az iránytól és a fényforrás mozgásállapotától való függetlenségét és állandóságát. Ma már tudjuk, hogy nem is történhetett másként, hiszen ha a világegyetemben végtelen sebességgel mozoghatna a jel, akkor a dolgok között nem is lehetne oksági kapcsolat. Másrészt az energia szakaszos, kvantumos szerkezete miatt a térnek és az időnek sem lehet folyamatos, fizikailag a végtelenségig felosztható felépítése. Léteznie kellene egy legkisebb távolságnak (1 fermi =10-13 cm) és egy legrövidebb időköznek (3×10-24 secundum). Egy elemi részecske nem futhat be rövidebb távolságot, egy folyamat nem létezhet rövidebb ideig, mivel nem állhat rendelkezésére egy energiakvantumnál kisebb energia. (Ha az elementáris út hosszát elosztjuk az elementáris idő értékével, éppen a fénysebességet kapjuk.)
E két premissza összekapcsolásából Einstein levezeti az alábbi következtetéseket. A hossz- és idő-mérési eredmények függnek a mérendő objektum és mérési eszköz (a mérést eszközlő személy) mozgásállapotától, tehát nem létezik abszolút tér, sem abszolút idő. A tér és az idő együttest, kontinuumot alkot. A fénysebesség határértékét megközelítően mozgó rendszerekben a fizikai tömeg változik a sebességgel, értéke a fénysebesség elérésekor végtelenné válna, a sebességek pedig nem adhatók össze a hagyományos vektor-parallelogram törvény alapján. Ezeket a megállapításokat foglalja magában a speciális relativitás elmélete, amelyet Einstein 1905-ben hozott nyilvánosságra.
Mivel a természetben alig van egyenesvonalú egyenletes mozgás (a gravitáció miatt), Einstein hozzáfogott az általános relativitáselmélet kidolgozásához. Ezt a munkáját 1916-ban tette közzé. E szerint az elv szerint „nincs olyan fizikai jelenség, amely a vonatkozó testre nézve tetszés szerint mozgó rendszerünk abszolút, valódi mozgásállapotát elárulná”. Eötvös kísérletei alapján végérvényes igazolást nyert a tény, amely már Newton idejében ismeretes volt, hogy a tehetetlen és a nehéz tömeg aránya az egységek alkalmas megválasztása révén minden test esetében eggyé tehető. Ebből következik, hogy a gravitációs tér a fizikai jelenségeket illetően: egyenértékű egy olyan tehetetlenségi „térrel”, amelyet egyenes vonalú állandó gyorsulás hozott létre. Annak jelei, hogy valamely rendszer valóban mozog, a tehetetlenségi hatások voltak; Einstein megfoszt bennünket e „csalhatatlan” felektől azzal, hogy ezek a tehetetlenségi hatások akkor is föllépnének, ha a mozgónak hitt fülke nyugodna, de minden, ami körülötte létezik, ellenkező irányba elmozdulna. Az általános relativitáselmélet tézisei között szerepel, hogy a világtér geometriai szerkezete nem azonos az euklideszi geometriával, metrikája az anyagtömegek jelenlététől függően változó, maga a tér-idő kontinuum a gravitációs térben görbülést szenved. Ennek pedig tapasztalati felülvizsgálása is lehetséges: a fénysugarak elgörbülése a gravitációs térben, a Merkúr perihéliumának mozgása, a színképvonalak vörös felé történő eltolódása.
A népszerűsítő iratok rendesen úgy és annyinak állítják be Einstein elméletét-munkáját, mint ő maga tette azt 1921-ben megjelent könyvében. Pedig ezen felül még léteznek Einstein több mint harminc évig tartó próbálkozásai az általános térelmélet megalkotására, a kozmoszban végzett különböző megfigyelések, valamint tapasztalatok a nagyenergiájú elementáris részecskék viselkedésével kapcsolatban. Az utóbbiak pedig igen sok olyan folyamatról tesznek tanúbizonyságot, amelyek magyarázata csakis a relativitáselmélet talapzatán állhat. Ami pedig az általános térelméletet illeti, a népszerűsítő ismertetés útjában egyrészt a matematikai segédeszközök (tenzoriális kalkulus, szpinoriális erőterek, interakciót jelző nemlineáris egyenletek, szimmetriafüggvények, fázisterek, helyi perturbációk) bonyolult és mégis nélkülözhetetlen volta áll, másrészt az a tény, hogy az einsteini életmű e részletének lemérésével még a fizika is adós önmagának.
Angliai látogatása során egy riporter megkérdezte Einsteint: „Ön mindig érti azt, amit leír az elméletekben?” Nem – felelte Einstein –, de akadnak olyanok, akik megmagyarázzák nekem.” A tréfán túl felismerhetők mindazok a nehézségek, amelyeket az emberi szellem e nagyszerű alkotásának le kellett küzdenie. Max von Laue 1921-ben azt írta: „A relativitáselméletnek ma sok rajongója és sok gyalázója van. A leghangosabbaknak mindkét táborban van egy közös vonásuk: vajmi keveset értenek belőle.”
A fizikai relativitást (amit a szalonbölcselőcskék, egy kukkot sem értve a lényegből, a hétköznapi élet relativizmusával kevertek össze) már megkísérelték tudományosan és áltudományosan megdönteni, vagy ha már nem sikerült, bármennyire meghökkentő, faji alapon elutasítani. „Remélem – mondotta Lénárd német fizikus egy kutatóintézet felavatásán a hitleri hatalomátvétel után –, ez az intézet harcálláspontja lesz a tudományban megnyilvánuló ázsiai szellem ellen irányuló harcnak. Führerünk már kiküszöbölte ezt a szellemet a politikából és a nemzetgazdaságból, ahol marxizmus néven ismeretes. A természettudományban azonban, különös tekintettel Einsteinre, még létezik. Fel kell ismernünk: méltatlan egy germánhoz, hogy egy zsidó szellem követője legyen. A természettudomány teljességgel árja eredetű, a németeknek ma meg kell találniuk a saját útjukat az ismeretlenben.” Az ilyen fasiszta ideológiai acsarkodóé azonban természettudományos szempontból nem több közönséges ostobaságnál.
Tudományos körökben elterjedt vélemény, hogy ha nem Einstein alkotta volna meg a speciális relativitás elméletét, ismereteink fejlődése következtében – valószínűleg jóval később – azt más valaki fedezte volna fel. Egészen más felfogás uralkodik az általános relativitást illetően. Minél nagyobb az időtávlat, annál egyöntetűbbé válik a felfogás, ami szerint az elmélet: a legnagyobb szellemi alkotások egyike. Éppen ez a tulajdonsága képesítette arra, hogy a századok óta kipróbált. Newton által megalapított klasszikus fizikát fundamentumaiban megrázkódtassa. De nem döntötte meg! Csak éppen visszaszorította alkalmazhatóságának határait a mindennapi, megszokott sebességek doméniumába, ahol megfelel a valóságnak, míg a rendkívül nagy, a fényét megközelítő sebességgel mozgó testekre nézve érvénytelenné válik s helyét a valóság feltárásában az einsteini elmélet veszi át.
Ugyanakkor a klasszikus mechanika az atom belsejében lejátszódó folyamatokat sem képes megmagyarázni. Hasonló helyzet alakulna ki, ha sikerülne olyan tapasztalati tényeket találni, amelyek már nem „fogalmazhatók meg” a relativitáselmélet egyenleteivel. Legyenek azok akár a fénysebességnél gyorsabban mozgó tachionok, vagy antirészecskék, vagy bármilyen egyéb felfedezés, amelyre a ma még épen álló elmélet már nem alkalmazható – megmagyarázásukra szükségszerűen új, még általánosabb elméletet kell majd létrehozni, amely ellentmondásoktól mentesen képes kifejezni a jelenségeket. De ez távolról sem azonos azzal, hogy a relativitáselmélet megsemmisül. Ha valamely új felfedezés ezt az elméletet érvénytelenné teszi az illető folyamatra, az elmélet attól még nem dől meg, hanem megmarad megközelítően helyesnek, határesetnek, a fénysebességnél éppen lassúbb, de mégsem hétköznapi folyamatok megmagyarázására. Az új fizikai elméletnek szükségszerűen rendelkeznie kell olyan matematikai szerkezettel, amely megmagyarázza az (esetleges) fénysebességnél nagyobb gyorsaságot, de amelybe behelyettesítve a fénysebesség értékét, a relativitás egyenleteit kapjuk vissza vagy még kisebb értékeknél a newtoni egyenleteket.
Magát a relatív értelmezést pedig sohasem fogja teljesen megdönteni egy újabb felfedezés, mégpedig azért, mert nincs és nem létezhet a természetben olyan jelenség, amelyet a világűr más és máspontjain levő megfigyelők azonosnak találnának, amelynek alapján el lehetne választani egymástól a teret, az időt, az anyagot, visszaállítva az egykori abszolút tér és idő fogalmát. Az anyagot ugyanis mindenekelőtt az jellemzi, hogy nem mozdulatlan, hanem mozog térben és időben. Ez pedig már nemcsak „kontra Einstein”!
Megjelent A Hét III. évfolyama 6. számában, 1972. február 11-én.