בהקדמת הספר גוטפרוינד מתייחס לשאלה שהיא כמעט בלתי נמנעת – “עוד ספר על איינשטיין?”. תשובתו בקצרה היא שאין אפשרות לסדרת “ספרים משני עולם” בלי להתייחס לאיינשטיין ולכתביו. לפיכך, הספר אינו ביוגרפיה והוא גם צנום למדי. הוא לא נועד למצוא פינות חדשות ולא מוכרות או להתייחס לכל מיני אספקטים שוליים בחייו של איינשטיין אלא אך ורק להסביר לקורא מה בדיוק איינשטיין עשה ששינה את תמונת העולם, או אפילו ככותרת המשנה יצר עולם חדש.

הספר פותח בתיאור תמונת המצב של הפיזיקה בתחילת המאה העשרים ומשם מתאר את עבודתו של איינשטיין וההשפעה שלה על עולם המדע. נביא רק תמצית קצרה ומופשטת של הדברים המופיעים בספר בצורה נרחבת ושלמה יותר. ההתפתחות המשמעותית האחרונה לפני איינשטיין היא עבודתו של ג’יימס קלארק מקסוול המפתח משוואות המצליחות לקשור את תופעת החשמל והמגנטיות לכדי תופעה אחת שמאז מכונה “אלקטרומגנטיות”. זו התקדמות עצומה בפיזיקה, שמביאה איחוד של שני תחומים שנחשבו נפרדים, לכדי מערכת אחת והתיאבון לאחד תחומים נוספים רק גדל. לתוך ניסיונות אלו מגיע איינשטיין, אולם הוא מעין “זאב בודד”, ללא משרה באוניברסיטה אלא מועסק במשרה טכנית זוטרה למדי כבוחן פטנטים בשוויץ. לפי גוטפרוינד, עצמאותו אינה עומדת לו לרועץ אלא דווקא מאפשר לו חשיבה עצמאית על נושאים שמעניינים אותו מבלי להיות כפוף לגחמותיו של פרופסור כלשהו שיטיל עליו משימות שאינן בהכרח לרצונו. הפריצה של איינשטיין מגיעה בשנת  1905 המכונה ,Annus Mirabilis, שנת הפלאות, עם ארבעה מאמרים שמשנים את הפיזיקה, והעולם, לתמיד.

לפני שנה זו, כלל לא היה ברור האם אטומים קיימים, תופעות שונות באור לא היו מוסברות וחוקי ניוטון נחשבו לאמת מוחלטת. והנה תוך כמה חודשים איינשטיין משנה את כל הפיזיקה ופותח דרכים חדשות לפתרון בעיות נוספות. פריצת הדרך הראשונה היא ההוכחה שהאור אינו מתנהג רק כגל, אלא גם כחלקיק, פוטונים, תופעה המכנה האפקט הפוטואלקטרי. שימו לב למילה אלקטרי אותה הזכרנו בהקשר של חשמל ומגנטיות. בכך גם האור ואיתו עולם אופטיקה נקשר לעולמות המושגים של החשמל והמגנטיות ואכן כיום, האור הוא סוג נוסף של קרינה אלקטרומגנטית, בדומה לגלי רדיו. הבנה זו פתחה את הדרך למכניקת הקוואנטים על שלביה השונים, איתה לאיינשטיין היו “יחסים מורכבים”, אותם הספר מפרט בחלקו השני ולא נעסוק בהם במסגרת סקירה זו.

עבודה שנייה של איינשטיין, שבאה כדי לפתור את אופי התנועה של חלקיקים קטנטנים, אולם עדיין כאלו שנראים בעין או מיקרוסקופ, בנוזל (תנועה המכונה “תנועה בראונית”), הוכיחה את קיומם של האטומים ואפשרה לחוקרים אחרים להציע ולפענח את המבנה שלהם, מה שמוביל תוך כמה שנים להבנת מבנה האטום, גילוי האלקטרון ושוב להתפתחות משמעותית במכניקת הקוואנטים.

העבודה השלישית היא על תורת היחסות המפורסמת. יחסות – מילה פשוטה ותאוריה מסובכת, ובעיקר כזו ששוברת את חוקי ניוטון. בשנת 1905 איינשטיין הציג את תורת היחסות הפרטית, הפשוטה יותר, העוסקת במהירות ובזמן. תורה זו אינה קלה להבנה אינטואטיבית וגוררת תוצאות שבעולם של חוקי ניוטון הן אבסורדיות, כגון האפשרות ששני צופים המסתכלים על אותם שני אירועים, לא תמיד יסכימו איזה אירוע קרה קודם. חלק מהרעיונות של תורת היחסות הפרטית כבר פורסמו בידי אחרים. אולם איינשטיין הצליח לכלול בתורה שלו את מושגי הזמן, מרחק, מסה ואנרגיה בצורה שתתאים למשוואת מקסוול כך שהתורה שלו הייתה כוללנית בהרבה ממש שפורסם עד אז. ההרחבה של התורה לתורת היחסות הכללית שפורסמה בשנת 1915, בה איינשטיין כולל גם את כוח הכבידה, סבוכה הרבה יותר, אולם היא זו שהביאה לו את עיקר התהילה. הזכרנו שחלק מהרעיונות של איינשטיין היו קיימים וגוטפרוינד מקדיש מקום לדיון כמה מהם היה מתגלה תוך זמן קצר גם לולא איינשטיין ומה מעבודתו ייחודי והיווה פריצת דרך שכנראה לא הייתה מתגלה עוד שנים רבות, ובכך נותן הקשר מדעי כוללני יותר לעבודתו של איינשטיין.

מאמרו הרביעי באותה שנה מביא את המשוואה המפורסמת ביותר בהיסטוריה של המדע, שהיא תוצאה של תורת היחסות הפרטית: E=mc². ידוע הכלל שכל משוואה בספר מורידה במחצית את מספר הקוראים. בסדרה זו של הוצאת מאגנס מקפידים על כתיבה לקהל הרחב, ולכן הספרים קצרים, אין הערות שוליים ובספרים המדעיים אין משוואות. בספר על איינשטיין אין שום אפשרות שלא להביא את המשוואה הידועה כי היא חלק ממהות ותמצית הקסם של העבודה של איינשטיין: להביא משוואה שמחברת בין מושגים שנראים לא קשורים, אולם הם חלק ממערכת אחת, במקרה זה: אנרגיה, חומר ומהירות האור.

הצלחתו הגדולה של איינשטיין נובעת מכך שהתאוריות שלו גם פתרו והסבירו תופעות שעד אותה עת לא היה להן פתרון מספק, וגם זכו לאישושים בניסויים מדעיים ואפילו תוך זמן מהיר. בספר מופיעות דוגמאות לכל התאוריות של איינשטיין וכאן נביא רק שתי דוגמאות בתורת היחסות הכללית. בהפשטה, תאוריית היחסות הכללית טוענת שמסה מעקמת את המרחב עצמו ומסה גדולה יכולה לאפשר תצפית ישירה בעיקום זה. עוד לפני פרסום תורת היחסות, זיהו אסטרונומים סטיות קלות במסלולו של כוכב חמה, שלא היה ניתן למצוא להן הסבר לפי חוקי ניוטון, והעניין נשאר בגדר תעלומה. תורת היחסות הכללית פתרה בעייה זו מיד עם פרסומה ובכך קיבלה חיזוק משמעותי.

חיזוק גדול עוד יותר מתקבל כאשר ניתן להעמיד שתי תאוריות במבחן ניסויי חדש שטרם בוצע ולראות איזו מהן נותנת תוצאות טובות יותר. ניסוי כזה הוצע ובו יש לצלם כוכבים קרובים לשמש בשעת ליקוי חמה מלא ולראות האם יש שינוי מקום יחסי ביניהם, זעיר ככל שיהיה, לעומת צילום שלהם בלילה. בימינו הניסוי נחשב לפשוט וכזה שאמנם דרוש התארגנות אבל לא הרבה ציוד מיוחד והוא מבוצע כמעט בכל ליקוי כתרגיל. אולם לפני מאה שנה, הדבר היה מסובך יותר. ניסיון ראשון לבדיקת הטענות נכשל, עקב פריצת מלחמת העולם הראשונה ומאסרה של המשלחת המדעית בהיותה אזרחי מדינת אויב עם המון ציוד צילום, משהו שגם בימינו מעורר חשדות. ניסוי בהובלת האסטרונום האנגלי ארתור אדינגטון ב-1919 הצליח להביא תמונות שלאחר פענוח שלהן היה נראה שהצדק עם איינשטיין. יש תזוזה זעירה במיקומם של הכוכבים. את התזוזה הזו התאוריה של ניוטון, זו שנחשבה אמת מוחלטת לא יכולה להסביר. אבל לפי התאוריה של איינשטיין, התזוזה היא מחויבת המציאות. ברגע שהנתונים התפרסמו, איינשטיין נהיה כוכב בינלאומי. הספר לא עוצר כמובן בשנת 1919 וממשיך עם עבודות נוספות של איינשטיין, אולם יש לומר שמאז לא היו תגליות חשובות כל כך.

עד עכשיו כתבתי מעט מן המעט על עבודתו של איינשטיין, הפירוט כמובן נמצא בספר, ולחובבי פיזיקה מדע והיסטוריה של המדע הוא יהיה מרתק, אולם תפקידי כמבקר הוא לנסות ולהעריך עד כמה הוא מובן ומעניין לציבור שאינם בעלי רקע פיזיקאלי כללי.

בנקודה זו גוטפרוינד עושה עבודה טובה. הוא לא מנסה בכוח להסביר את התאוריות השונות, אלא רק לתת מושג כללי על מה הן מדברות ובאיזה תחום של הפיזיקה הן עוסקות. לרוב הוא מצליח להתחמק מירידה לפרטים טכניים מדי אבל מפעם לפעם נכנסים ביטויים מפחידים כמו “טנזור מתמטי” (לא להיבהל, מדובר על הרחבה של וקטורים ומטריצות לממדים מרובים), אבל הם מלווים בכמעט התנצלות ובהבטחה שאפשר לדלג על הפסקה. עוד כדאי להבהיר שגם כאשר מדברים על משוואות, הכוונה לרוב לא למשוואות בהן במקום כל נעלם אפשר להציב ערך מספרי כלשהו, אלא משוואות מסובכות יותר המכונות “משוואת דיפרנציאליות” בהן הפתרון עצמו הוא אוסף אחר של משוואות. אני מקווה שגם אני לא מאבד את הקוראים בפסקה זו, ואסיים בכך שהעיסוק המתמטי מצומצם למדי בספר ואינו צריך להרתיע קוראים.

גוטפרוינד כיהן בעבר כנשיא האוניברסיטה העברית וכיום, בעשור העשירי (!) לחייו, הוא מנהל את מרכז איינשטיין באוניברסיטה. נראה שזהו ספרו הראשון המיועד לקהל הרחב ולא נעלמה ממני ההקדשה שכתב לאשתו עם ההבחנה שאולי ספר זה הוא הראשון שלו שהיא תקרא. גם מכאן רואים את המחויבות שלו לכתיבה בשפה המתאימה לקהל הרחב.

מי שירצה להעמיק בפיזיקה עצמה ימצא את מבוקשו בספרים ובקורסים פופולריים הקיימים לרוב. גם מי שירצה ביוגרפיה מקיפה על איינשטיין הכוללת נושאים שספר זה כלל לא מתייחס אליהם כדוגמת סיפורי האהבים שלו, או יחסו לאל ולדת, יצטרך למצוא ספרים אחרים. הספר הקודם בסדרה שעסק במדע (עליו כתבתי בבמה זו: מוסף שבת לפרשת תולדות התשפ”א), היה של פרופסור צבי מזא”ה והוא עסק במהפכה של קופרניקוס שהוציאה את כדור הארץ  ממרכז העולם והסתיימה עם חוקי התנועה של ניוטון שהחזירו את הסדר למערכת כולה והיו אמורים להחזיק מאות שנים מעמד. מקומו של ספר העוסק באלברט איינשטיין ובתפקיד העצום שהיה לו במעבר מעולם הפיזיקה הקלאסית לעולם הפיזיקה המודרנית, תוך ניפוץ חוקי ניוטון, הוא אכן טבעי ומתבקש ובהחלט מצדיק את מקומו בסדרת “ספרים משני עולם”.

אלברט איינשטיין – יוצר תמונת עולם
חנוך גוטפרוינד
מאגנס 2025
מגב הספר
בשני העשורים הראשונים של המאה העשרים, שבסופם הוענק לו פרס נובל, שינה אלברט איינשטיין מן היסוד את תפיסת העולם הפיזיקלי המקובלת. איינשטיין היה הארכיטקט והמהנדס של הבנה חדשה של העולם הסובב אותנו. ב-1905, המכונה “שנת הפלאות”, בהיותו פקיד במשרד הפטנטים בעיר ברן שבשווייץ, הוא פרסם ארבעה מאמרים שזעזעו את יסודות הפיזיקה הקלאסית. הוא ערער על הרעיון שהאור מתפשט במרחב כמו גל; הוא סיפק הוכחה משכנעת לקיום הממשי של אטומים; הוא הניח בסיס להבנה חדשה של המרחב והזמן והוא הראה שהמסה היא אחת מצורות האנרגיה. בשנה זו הניח איינשטיין את היסודות לשתי המהפכות הגדולות של הפיזיקה המודרנית: המהפכה של תורת הקוונטים והמהפכה של תורת היחסות. כעבור עשר שנים השלים את יצירת המופת שלו, “תורת היחסות הכללית”, שהיא המקור לכל מה שאנחנו יודעים היום על היקום. 

אלברט איינשטיין: יוצר תמונת עולם עוסק בכל ההישגים המדעיים הללו, הרעיונות שהובילו אליהם והמסקנות שלהם, ומתאר את האופן שבו שינו מן היסוד את עולם המושגים הפיזיקלי. הספר נוגע גם בתפיסותיו של איינשטיין מחוץ לעולם הפיזיקה, בכל הנושאים החשובים שעמדו על סדר היום של האנושות, ובמיוחד בענייני העם היהודי.