في سلسلة من المقالات التي نشرها قبل قرن من الزمان، غيّر ألبرت أينشتاين وجه العلم. المادة الأولى
أميت هاجر
أينشتاين، 1905. أدى تحول من اليأس إلى النظرية النسبية
كان عام 1905 عامًا جيدًا لألبرت أينشتاين. في أبريل، أنهى كاتب براءات الاختراع المبتدئ البالغ من العمر 26 عامًا أطروحته للدكتوراه في معهد زيورخ للتكنولوجيا، وفي غضون ستة أشهر، عمل في عزلة شبه مبهرة ودون اتصال مستمر مع المجتمع العلمي، ونشر أربع مقالات أخرى، غيرت وجه العلم لا يمكن التعرف عليه. ليس من قبيل الصدفة أن يُطلق على عام 1905 اسم "عام العجائب" لأينشتاين (ميرابيليس أنوس).
تكمن عظمة أينشتاين جزئيًا في حقيقة أنه واصل حيث توقف العلماء العظماء الآخرون. كان العديد من علماء الفيزياء من جيله يتعاملون مع نفس القضايا في ذلك الوقت، لكنهم لم يرغبوا في تغيير قواعد اللعبة، وبالتالي ظلوا في الخلف، متجذرين في فيزياء القرن التاسع عشر. إذا كان العلماء، حتى بداية القرن العشرين، قد ناقشوا وجود الذرات في حد ذاته، وآمنوا باستمرارية العالم المادي والطبيعة الموجية للضوء، والأهم من ذلك كله، آمنوا بوجود "الأثير" كوسيط أثيري في الداخل. التي يتحرك بها الإشعاع الكهرومغناطيسي وأن المكان والزمان منفصلان ومطلقان، ثم كانت الفيزياء التي تعرف عليها. وكان العالم في مقالات أينشتاين الرائدة عبارة عن فيزياء جديدة.
تبنى أينشتاين بشكل كامل وبلا هوادة الفرضية المتعلقة بوجود الذرات وأظهر كيف يمكن تحويلها إلى فرضية تجريبية؛ وأظهر مدى فائدة الفرضية المتعلقة بوجود جسيمات ضوئية منفصلة ستُسمى فيما بعد بالفوتونات؛ وأزال بإشارة من يده ذلك الكيان الأثيري غير القابل للرصد - "الأثير" - وبذلك غير صورة المكان والزمان التي كانت جزءا لا يتجزأ من الفيزياء لمئات السنين.
لفهم خلفية كتابة مقالات أينشتاين وكذلك لماذا تعتبر رائدة، من المفيد الاستماع إلى أينشتاين نفسه، الذي صاغ في عام 1919 تمييزًا يعتبره الكثيرون اليوم واحدًا من أهم الفروق المنهجية في الفيزياء النظرية.
ميز أينشتاين بين نوعين من النظريات الفيزيائية: نظريات «التركيب» ونظريات «المبدأ». وأوضح أينشتاين أن نظريات "التجمع" عادة ما تكون نظريات حول بنية المادة. واستنادا إلى بعض الافتراضات حول "اللبنات الأساسية" للعالم، يحاول الفيزيائي وضع نماذج تصف ظواهر أكثر تعقيدا. أما نقطة البداية التي تنطلق منها النظريات "المبدئية" فهي مختلفة تماما. وهنا لا يضع الفيزيائي أي افتراضات حول بنية المادة أو "اللبنات الأساسية" للعالم، بل يبدأ من عدد محدود من المبادئ الرصدية، ويسأل نفسه باتباعها ما هي طبيعة العالم إذا كانت هذه المبادئ عبارة عن عضلات فيه.
بدأ أينشتاين "عامه المعجزة"، بل في الواقع مسيرته الأكاديمية بأكملها، تحديدًا من وجهة نظر منهج التجمع. تنتمي إلى هذا النهج أطروحته للدكتوراه، التي كتبها في أبريل 1905، والتي اقترح فيها طريقة جديدة ومبتكرة لتقدير نسبة الجزيئات وحساب عدد أفوجادرو - الرقم الذي يشير إلى عدد الجزيئات الموجودة في كمية معينة من المادة. وهذا ما مهد الطريق لتحول الفرضية المتعلقة بوجود الذرات إلى فرضية تجريبية.
قبل حوالي شهر من تقديم الأطروحة، نشر أينشتاين مقالًا عن الفرضية الكمومية للضوء والتأثير الكهروضوئي. كانت هذه المقالة، وهي الأولى من المقالات الأربع التي أرسلها أينشتاين في ذلك العام إلى المجلة العلمية الشهرية المحترمة "der physik Annalen"، واحدة من المقالات التي مهدت الطريق لنظرية الكم، وحصلت على جائزة نوبل لآينشتاين عام 1921.
وفي مقال آخر كتبه في مايو 1905 ويتناول (مثل أطروحته للدكتوراه) الفرضية الذرية، التي بدأت تكتسب زخما بين علماء الفيزياء النظرية في ذلك الوقت، قام أينشتاين بتحليل رياضي "الحركة البراونية" - الحركة العشوائية للجسيمات المجهرية التي تطفو في جسم ما. السائل الذي لوحظ بالفعل في بداية القرن التاسع عشر . وكانت حساباته بمثابة تعزيز آخر لحقيقة وجود الذرات التي كان العالم الأكاديمي يتجادل حولها في ذلك الوقت.
وفي المقالين الأخيرين من "عام المعجزة" المنشورين في يونيو وسبتمبر، تخلى أينشتاين عن منهج التأليف واتجه إلى المنهج المبدأي. وفي كلتا الحالتين، رسم النقاط الرئيسية للنظرية النسبية الخاصة وأحد مشتقاتها، التي أصبحت منذ فترة طويلة رمزًا ثقافيًا - المعادلة 
. تنطلق النظرية النسبية الخاصة من مبدأين رصديين – مبدأ النسبية ومبدأ الضوء – وتستنتج منهما بنية المكان والزمان. واستنادا إلى هذين المبدأين، تصف النظرية النسبية الخاصة عالما مختلفا تماما عن العالم الذي اعتدنا عليه، عالم "يلحم" فيه الزمان والمكان معا في كيان واحد يسمى "الزمكان" وفيه الإجابة على السؤال: إن مسألة حدوث حدثين في نفس الوقت ليست ثابتة وغير متغيرة، ولكنها تعتمد على سرعة حركة المجيب.
ويناقش مؤرخو العلوم حتى يومنا هذا مسألة ما الذي دفع أينشتاين إلى التخلي عن المنهج التركيبي وتحويله إلى المنهج المبدأي. ويكاد يكون من المؤكد أن أينشتاين لاحظ أنه كلما تعمق العالم في تعقيدات عالم المادة وحاول وضع نماذج لظواهر معقدة، كلما تضاءلت ثقته في حقيقة تلك النماذج، وبالفعل تقل ثقته في الكم. فرضية الضوء، التي كانت محور المقال الأول في "عام المعجزة"، أشارت إلى أينشتاين أن معادلات النظرية الكهرومغناطيسية لجيمس كلارك ماكسويل ربما لا تكون نهاية القصة، وعملية البحث الدقيق إن تحديد "اللبنات الأساسية" للعالم المادي لا يزال طويلاً. ومن وجهة النظر هذه، فإن الانتقال إلى النهج المبدئي هو منعطف لليأس - فبدلاً من الاستمرار في وضع افتراضات ستظل صحتها مجهولة لفترة طويلة، ربما يكون من الأفضل لعالم الفيزياء النظرية أن يركز على الظواهر التي لا جدال فيها ويرسم اهتماما استنتاجات منهم حول هيكل العالم.
واليوم، بعد مرور خمسين عامًا على وفاة أينشتاين، لا يزال صدى استنتاجاته الثورية يتردد بقوة، ومن المحتمل أن يستمر هذا "العام العجيب"، الذي انهارت فيه الصورة العالمية للقرن التاسع عشر أخيرًا، في العمل كمعلم رئيسي في تاريخ العلم بالنسبة للعالم. سنوات عديدة قادمة.
غدا: فرضية الكم للضوء
الدكتورة هاجر فيلسوفة في الفيزياء، مؤلفة كتاب "الزمن والعشوائية" (نشر مابا)
