अल्बर्ट आइनस्टाइनचा (1879 - 1955) सापेक्षता सिद्धांत (भाग -1)

बालपण

19वे शतक वर्तणूक-शास्त्राच्या दृष्टीने फार महत्वाचे शतक ठरू शकेल. गणित व प्रयोगांच्या आधारे अनेक गणितज्ञ व वैज्ञानिक माणसांच्या वर्तणुकीतील बारकावे समजून घेण्यासाठी प्रयत्न करत होते. 1859 साली चार्लस् डार्विनच्या On the Origin of Species या पुस्तकाच्या प्रसिद्धीनंतर मानवी प्राण्याची उत्पत्ती व त्याच्या वर्तनातील कित्येक गोष्टीवरील उलट सुलट चर्चेला उधाण आले. माकडापासून माणसाची उत्पत्ती या त्याच्या वादग्रस्त विधानामुळे डार्विनची भरपूर निंदानालस्ती झाली. डार्विनचा 'बुल डॉग' थॉमस हक्सले व तत्वज्ञ हेर्बर्ट स्पेन्सर यांच्या पाठिंब्यामुळे डार्विनवरील चिखलफेकीला थोडी फार उसंत मिळाली. याच काळात सोशल डार्विनिझमच्या नावाखाली मूळ सिद्धांताची बदनामी होऊ लागली. नित्शेसारखे तत्वज्ञ डार्विनच्या सिद्धांताला विकृत स्वरूप दिल्यामुळे काही जण मानवी प्राण्यातील काही वंश उच्च व काही नीच अशी विभागणी करू लागले. त्याचाच परिणाम म्हणून जगभर ज्यू वंशजांची युरोपमध्ये हेटाळणी होऊ लागली. 1886पासून सुरू झालेली ही विरोधाची धार हिट्लरच्या काळात आणखी तीक्ष्ण झाली. त्याच्या नाझी पक्षाने ज्यूंच्या नरसंहाराचा विडा उचलला. याच कालखंडात ज्यू वंशात जन्मलेला अल्बर्ट आइनस्टाइन लहानाचा मोठा झाला.

अल्बर्ट आइनस्टाइनला शाळा व शाळेतील शिस्त यांचा राग येत होता. कुठल्याही प्रकारच्या शिस्तीचे धडे वा शिस्तीच्या नावाखाली होत असलेल्या जुलुम जबरदस्तीचा तिटकारा होता. मुळात तो फार भित्रा होता. परंतु उत्सुकतेपायी कुठलाही धोका पत्करण्याची तयारी त्याची होती. त्याच्या शिक्षकाच्या दृष्टीने तो एक मठ्ठ विद्यार्थी होता. लहानपणापासूनचे त्याचे ते हळू हळू बोलणे, हळू हळू वाचणे, हळू हळू शिकणे यावरून पुढे तो एक मोठ्ठा वैज्ञानिक होईल अशी कल्पना कुणीही करू शकले नसते. आई - वडिलांनासुद्धा हा एक सामान्य कुवतीचा मुलगा आहे असे वाटत होते. परंतु त्याचे काका जेकबला मात्र आइनस्टाइनचे मन सदा भरकटत असल्यामुळे त्याच्या आकलनात फरक पडतो, असे वाटत होते. अल्बर्ट हा कायम कल्पनाविश्वात रमणारा होता. चेहर्‍यावर कुठल्याही भावना व्यक्त होत नसत. अपवाद म्हणून जेव्हा त्याच्या वडिलानी त्याला - तो पाच वर्षाचा असताना - होकायंत्र भेट म्हणून दिलेला दिवस असावा. तो दिवस मात्र अल्बर्टच्या आयुष्यातील अवर्णनीय दिवस होता.

त्या काळातील इतरांच्या तुलनेने आइनस्टाइनच्या पालकांना पुरोगामी म्हणायला हवे. त्यांनी कधीही आइनस्टाइनला ज्यू धर्मगुरूकडे पाठवले नाही, त्या धर्माच्या पालनाचा आग्रह धरला नाही. ज्यू असूनसुद्धा त्याचे प्राथमिक शिक्षणही एका कॅथोलिक चर्चने चालवलेल्या शाळेत झाले. परंतु या कॉन्व्हेंट शाळेची शिस्त त्याला कधी मानवली नाही. शाळेतील शिकवण्याची पद्धत व शिस्तीचा बडगा दाखविणार्‍या शिक्षक व शिक्षिका यांचा तो द्वेष करत होता. शाळेतील पाठ्यपुस्तकाऐवजी भलतेच काही तरी वाचून तो आपला जीव रमवित होता.

विज्ञानाविषयी गोडी
एकदा त्याच्या हातात Popular Book on Physical Sciences हे पुस्तक पडले. 19व्या शतकातील विज्ञानाच्या झेपेचे वर्णन वाचून तो आश्चर्यचकित झाला. विश्वाची उत्पत्ती, ग्रह - तार्‍यांचे भ्रमण मार्ग या गोष्टींनी त्याच्या मनाचा कब्जा घेतला. पृथ्वी स्वत:च्या अक्षाभोवती फिरते; केंद्रोत्सारी बळामुळे ही पृथ्वी केव्हाच नष्ट व्हायला हवी होती; गुरुत्व बळाने त्यास रोखून ठेवले आहे; गुरुत्व बळ व केंद्रोत्सारी बळ यांच्यातील रस्सीखेचीमुळे पृथ्वीच्या धृवापाशीचा आकार सफरचंदाप्रमाणे चपटा आहे; इत्यादी गोष्टी या 10 - 12 वर्षाच्या मुलावर फार मोठा परिणाम करू शकल्या. परिकथा, रहस्यकथा वाचल्यासारखे तो विज्ञानातील गोष्टी वाचत होता.

अनेक वैज्ञानिक सूर्याच्या तळपत्या प्रकाशाविषयी संशोधन करत आहेत हे त्याच्या लक्षात येवू लागले. विल्यम थॉम्सन या वैज्ञानिकाचे सूर्य हा आगीचा तप्त गोळा आहे हे विधान त्याच्या वाचनात आले. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरसुद्धा एकेकाळी मोठ्या प्रमाणात ज्वलनक्रिया चालू होती, हे विधान त्याला आश्चर्यचकित केले. 10 कोटी वर्षापूर्वी पृथ्वीचे तापमान कमी कमी होत गेले. परंतु डार्विनच्या सिद्धांतानुसार पृथ्वीवरील प्राणी व वनस्पतींच्या उत्क्रांतीसाठीचा काळ यापेक्षाही दहापट होता. अशाप्रकारचे उलट सुलट विधानं वाचताना अल्बर्ट गोँधळून जात होता. मायकेल फॅरडेच्या प्रयोगाचे वृत्तांतही त्याला स्वस्थ बसू देत नव्हते.

मुलाच्या असल्या (भलत्या!) अवांतर वाचनाची गोडी अल्बर्टच्या वडिलाना अस्वस्थ करत होती. तो आणखी जास्त वाया जावू नये म्हणून त्याचे वडील एके दिवशी तो शिकत असलेल्या लुइट्पोल्ड जिम्नॅशियम या शाळेच्या मुख्यस्थांना भेटले. तेराव्या वर्षाच्या आपल्या मुलाने आपल्या करीअरबद्दल काही विचार केला आहे का हा त्यांच्या समोरचा प्रश्न होता. शाळेच्या मुख्यस्थानी मात्र हा कधीच कुठेही यशस्वी होणार नाही असे सांगत त्यांची बोळवण केली. परंतु काका जेकबचे वैज्ञानिक कुतूहल व आईचे संगीत प्रेम अल्बर्टला भुरळ घालत होत्या. आयुष्य म्हणजे दीर्घ सांगीतीक ऑपेरा किंवा जगाला कलाटणी देणारे संशोधन असेच त्याला वाटत होते. भूमितीची पुस्तकं वाचताना हे जग, जगातील सर्व गोष्टी भूमितीतील आकृतीप्रमाणे आखीव रेखीव आहेत यावर त्याचा विश्वास होता. निसर्ग व गणित यांच्या सांधेजोडीविषयीची त्याची उत्सुकता वाढतच चालली होती. फुलातील पाकळ्यांची संख्या फिबोनाकी (Fibonacci) सिरीज प्रमाणे असतात; निसर्गचक्र काही ठराविक नियमनुसार फिरत असते; इत्यादी विचाराने त्याच्या मनाचा ताबा घेतला. संख्या व निसर्ग यांच्यातील घनिष्ठ संबंध सजीवासकट सर्व नैसर्गिक प्रक्रियांना उलगडू शकेल यावर त्याचा विश्वास बसू लागला. निसर्ग सौंदर्य हे वरवरचे नसून त्यात काही तरी गूढ, कलात्मक अंश असून ते समजून घेण्यासाठी फार कष्ट घ्यावे लागतील; यासाठी गणित विषयात संशोधन करावे लागेल या निष्कर्षापर्यंत तरुण आल्बर्ट पोचला.

आकुंचन गुणक (shrinking factor)
याच वयात इंटिग्रल व डिफरन्शियल कॅल्क्युलस तो शिकत होता. या गोष्टी शिकत असताना आकुंचन गुणक (shrinking factor: (1-s)) या संकल्पनेचा त्याला शोध लागला. ही संकल्पना कुठल्याही प्रक्रियेला - बँकेतील खात्यांना, तेलांच्या टाक्यांना, वा अत्तराच्या कुपीला - जेथे जेथे थोड्या थोड्या प्रमाणात अंतर्वस्तूत घट होत जाते, त्या सर्व प्रक्रियांना - लागू करता येते. उदाहरणार्थ, अत्तराच्या कुपीतील रोज एकेक थेंब (0.01%)याप्रमाणे पाच दिवस अत्तर काढल्यास त्याची संख्या (1-s)ⁿ म्हणजेच सुमारे (1-nxs) होऊ शकते. n = 5 असल्यास (1-0.01)⁵ = (1- 0.01x5) होऊ शकेल. यावरून कुपीत पाच दिवसानंतर सुमारे 95% अत्तर राहील, असा अंदाज करता येईल. आइन्स्टाइनला आपल्या हाती गणितीय कौशल्य सापडल्यासारखे वाटू लागले.

आइन्स्टाइन जरी गणितात हुशार असला तरी इतर विषयात तो फार कच्चा होता. याच काळात अल्बर्टच्या वडिलांना त्यांच्या इंजिनियरिंगच्या धंद्यात खोट बसल्यामुळे आइन्स्टाइन कुटुंबियांना जर्मनीतून आल्प्स पर्वताच्या पायथ्याशी असलेल्या इटलीत स्थलांतर करावे लागले. लुइट्पोल्डच्या हॉस्टेलमध्ये अल्बर्टला ठेऊन ते रवाना झाले. अल्बर्टच्या मठ्ठपणाला कंटाळून शाळेने एके दिवशी त्याची हकालपट्टी केली. मुलगा एकही पदवी संपादन न करता परतणे व अपूर्ण शिक्षण यामुळे याला कुठलीही नोकरी न मिळण्याची धास्ती होती. आई - वडिलांना फार वाईट वाटले. तरुण अल्बर्टला पोस्ट ऑफिस, बँक, रेल्वे, मिलिटरी येथील नोकरीपेक्षा फिजिक्सचा प्राध्यापक व्हावेसे वाटत होते. परंतु नपासाच्या शिक्केमुळे तेही शक्य नाही असे त्याला वाटू लागले. काही दिवसांनी त्याचे नाव झुरिच येथील Federal Institute of Technology मध्ये घालण्यासाठी प्रयत्न करू लागले. प्रवेश परीक्षेत गणितात भरपूर गुण मिळाले. परंतु भाषा, प्राणीशास्त्र, वनस्पतीशास्त्र या विषयांनी दगा दिला. स्वित्झर्लंडच्या आरॉ या खेड्यातील ही शाळा व तेथील वातावरण त्याला फार आवडले होते. शिस्तीचा बडगा नव्हता. भरपूर स्वातंत्र्य होते. म्हणूनच तो दुसर्यांदा प्रवेश परीक्षेसाठी अभ्यास करू लागला. जेमतेम पास झाल्यानंतर त्याला प्रवेश मिळाला. ही शाळा त्याला मानवली. 1896मध्ये त्याला पदवी मिळाली.