Chciałoby się powiedzieć: bardzo wiele. Poczynając od tego, że na zawsze zmieniło nasze rozumienie tak fundamentalnych pojęć, jak przestrzeń, czas, masa i energia. Ale – po kolei.

Ekspert trzeciej klasy

Einstein był człowiekiem oryginalnym, żeby nie powiedzieć: nieco ekscentrycznym. W młodości nic nie zapowiadało, że stanie się jednym z najbardziej znanych, utytułowanych i uwielbianych naukowców naszej ery, geniuszem i celebrytą w jednej osobie. Uczniem był raczej średnim, na studiach też nie błyszczał. Przypominał kota, bo lubił chodzić własnymi ścieżkami. I jak to geniusze mają w zwyczaju – sam te ścieżki wytyczał.

Jego odkrycia wzięły się w zasadzie z... nudy. Po ukończeniu w 1900 r. fizyki na Politechnice w Zurychu nie wiedział, co dalej ze sobą zrobić. W opinii środowiska akademickiego, nie był zainteresowany zajęciami, opuszczał je, sprawiał wrażenie nieobecnego, mawiano, że nie przykładał się też specjalnie do nauki. Nie dziwi więc, że po dyplomie ofert pracy nie było. I młodziutki fizyk musiał jakoś radzić sobie w życiu, czyli wykonywać mało ambitne prace dorywcze typu korepetytor czy nauczyciel na zastępstwie. Sytuacja trochę się poprawiła, gdy kolega załatwił mu stały etat w Szwajcarskim Urzędzie Patentowym w Bernie na stanowisku eksperta technicznego trzeciej klasy. Praca była generalnie nudna, ale taka zazwyczaj służy wielkim umysłom. Pozwala na wielogodzinne „błądzenie myśli”, kreatywne myślenie, na pracę własną. Najpewniej tak być musiało, skoro w ciągu zaledwie 3 lat Einstein wykonał gigantyczną pracę – a wynik umieścił w swoim pierwszym, słynnym dziś artykule (docelowo było ich pięć). Miało to miejsce w niespokojnym roku 1905, nazwanym potem przez fizyków „rokiem cudów”.

Szczęśliwy traf

Sto dwadzieścia lat temu nikt jednak specjalnie nie zwrócił uwagi na wspomnianych wyżej pięć artykułów Einsteina opublikowanych w prasie naukowej. Dzieje ludzkości mogły się więc potoczyć zupełnie innym torem, gdyby prac Einstaina nie zauważył ówczesny guru nauk ścisłych – Max Planck.

Zainteresowanie Plancka odkryciami nieznanego fizyka z Berna podziałało jak katapulta. Einstein stał się oczkiem w głowie światowych mediów, skupił na sobie uwagę najpotężniejszych umysłów ówczesnej nauki. W zawrotnym tempie stał się wykładowcą na elitarnych uczelniach i kandydatem do Nagrody Nobla. A potem napisał jeszcze swoją – także słynną – teorię grawitacji, że światło blisko Słońca zakrzywia swój bieg, co potwierdzili wkrótce inni naukowcy, i tak stał się może pierwszą w historii pełnowymiarową, ogólnoświatową naukową megagwiazdą. Słuchacze jego wykładów kradli resztki kredy, którą pisał na tablicach.

Nie rozumiemy, ale podziwiamy

Wiele lat później amerykański dziennikarz napisał, że na świecie żyje jakiś tuzin ludzi, którzy rozumieją równanie Einsteina. W dużym skrócie – wzór E=mc2 pokazuje, że masa (m) jest formą energii (E), a energia może być zamieniona w masę. Nawet niewielka ilość masy po przemnożeniu przez kwadrat prędkości światła (c2) generuje ogromną ilość energii. Młodzi polscy fizycy z blogu naukowego Pozwól, że wyjaśnię tłumaczą tak: „E=mc2 mówi nam o tym, że materia i energia są dwiema postaciami tego samego – i pozwala przeliczyć jedno na drugie. Innymi słowy: można wyrażać masę w jednostkach energii. Można też wyrażać energię w jednostkach masy. I można wreszcie przekształcać jedno w drugie. Dzieje się to na co dzień w reaktorach jądrowych, dzieje się w gwiazdach, dzieje się to też – szczęśliwie rzadko – w wybuchach jądrowych. Ale dzieje się również w o wiele mniejszej skali. Tak naprawdę każda reakcja chemiczna, w czasie której zużywa się lub produkuje energię, jest przemianą energii w materię lub odwrotnie. Prawo zachowania masy, którego Was uczono w szkołach, jest nieprawdziwe”. Odsyłam na ich stronę czytelników, którzy chcą dokładniej przyjrzeć się słynnemu E=mc2.

Winny?

Po 120 latach z genialnym fizykiem kojarzą się nam najczęściej dwie rzeczy, nie licząc charakterystycznej fryzury. Pierwszą jest równianie E=mc2, drugą – bomba atomowa. To ostanie nie jest do końca prawdą.

Einstein nie wierzył, że można w realu uwolnić energię jądra atomu. Uważał, że wykonanie tego będzie niewyobrażalnie drogie, więc nieopłacalne. Gdy w 1938 r. naukowcom udało się jednak rozszczepić atom uranu, Einstein w słynnym liście do prezydenta Franklina Delano Roosevelta ostrzegał, że Niemcy mogą wykorzystać jego E=mc2 do wyprodukowania tą drogą bomby o gigantycznej sile rażenia. To skłoniło ponoć Roosevelta do szybkiego uruchomienia projektu Manhattan. Dzięki temu najlepsi naukowcy skonstruowali bombę atomową, którą w 1945 r. Amerykanie zrzucili na Japonię. Zabili w ten sposób setki tysięcy ludzi, a życie ocalałych zamienili w piekło.

Einstein został przez amerykańską prasę uznany za twarz tego projektu i na zawsze ciągnęła się za nim zła sława twórcy śmiercionośnej siły. Nie mógł się z tym pogodzić, więc do końca życia angażował się w ruch na rzecz nuklearnego rozbrojenia. Dobrze jest pamiętać, że E=mc2 opisuje wszelkie formy zmian energii i masy. Dzięki temu równaniu mamy dziś energetykę jądrową, uważaną za jedną z najbezpieczniejszych metod pozyskania energii spośród tych, które wymyśliła ludzkość, i mało awaryjną. Dotąd tzw. poważnych awarii było raptem pięć na 417 pracujących na świecie elektrowni atomowych (buduje się kolejne pięćdziesiąt osiem). Bez nich nasza cywilizacja nie osiągnęłaby takiego poziomu rozwoju technologicznego. Poza tym równanie Einsteina jest kluczowe dla współczesnej fizyki i jest wykorzystywane w badaniach nad budową materii, w astrofizyce i kosmologii, a także przy laserach. Znacznie poszerza też naszą wiedzę o wszechświecie.

100 lat później

Einsteina najpewniej ucieszyłaby wieść, że prof. Laurent Lelouch, fizyk z francuskiego Centrum Fizyki Teoretycznej, wraz z grupą fizyków z Węgier i Niemiec po 100 latach zdołali naukowo udowodnić, iż E=mc2! Czyli skutecznie udowodnili teorię względności. Oczywiście, wcześniej doświadczalnie zrobili to twórcy bomby atomowej, ale po raz pierwszy doszło do potwierdzenia równania na płaszczyźnie teoretycznej – a narzędziami naukowców stały się najpotężniejsze komputery.

Jak to zrobiono? Naukowcy pod wodzą prof. Leloucha stworzyli dokładne modele atomów, które – jak wiadomo – składają się z protonów i neutronów. Te z kolei tworzą jeszcze mniejsze stworki – kwarki i gluony. Przy czym masa gluonów to 0%, a masa kwarków to zaledwie 5% masy atomu. Czym jest więc reszta? Okazuje się, że „reszta” powstaje z energii, która wytrąca się podczas zderzania się i ruchu w ogóle owych gluonów i kwarków. Czyli? Czyli Einstein miał rację.