چگونه اینشتین جایزه نوبل گرفت

نوشته آبراهام پایس ترجمه جهانشاه میرزابیگی

چرا کمیته فیزیکِ نوبل اعطای جایزه به اینشتین را این همه تاخیر انداخت؟ و چرا جایزه را به خاطر نسبیت به او نداد؟

در دهم نوامبر 1992 تلگرامی به نشانی محل سکونت اینشتین در برلین مخابره شد. در این تلگرام آمده بود: “جایزه نوبل فیزیک به شما تعلق گرفت. تفصیل این موضوع در نامه جداگانه ای به اطلاع شما می رسد”. در همین روز باید تلگرافی با مضمون مشابه به نیلز بور در کپنهاک رسیده باشد. همچنین در همین روز پروفسور کریستوفر اوری ویلیوس، دبیر آکادمی علوم سلطنتی سوئد به انیشتین نوشت: “همچنان که قبلا از طریق تلگرام به اطلاع شما رساندم، آکادمی علوم سلطنتی در جلسه دیروز خود تصمیم گرفت که به خاطر کار شما در فیزیک نظری و مخصوصا به خاطر کشف قانون فوتوالکتریک جایزه نوبل فیزیک سال گذشته را به شما اعطا کند. این جاسزه بدون در نظر گرفتن ارزش نظریه های نسبیت و گرانش در صورت تایید به شما داده می شود.” در همان روزی که اینشتین جایزه نوبل سال 1921 را گرفت بور جایزه نوبل سال 1922 را “به خاطر تحقیقاتش در ساختار اتم و تابش گسیل شده از آنها” دریافت کرد. تقریبا سه سال پیش از آن یعنی در ششم نوامبر سال 1919 انجمن سلطنتی و انجمن سلطنتی اختر شناسی در لندن جلسه مشترکی تشکیل دادند و در این جلسه کروملین و ادینگتون شواهدی دال بر خم شدن نور ارائه کردند. این شواهد حاصل مشاهداتی بود که در خلال گرفت کامل خورشید در 29 ماه مه سال 1919 به دست آورده بودند. ادینگتون قبل از حرکت به محل رصد در جزیره پرینساپ نوشته بود: “این هیئت بررسی گرفت خورشید ممکن است برای اولین بار اثبات کند که نور وزن دارد. یا ممکن است نظریه عجیب و غریب فضای نااقلیدسی اینشین را تایید کند و یا به این نتیجه دست یابد که نور خم نمی شود. این موضوع بسیار مهمی بود نیوتون در کتاب اپتیک پرسیده بود:” آیا اجسام، از راه دور بر نور اثر نمی کنند؟ و در نتیجه پرتوهای نور خم نمی شوند؟ آیا این اثر در کمترین فاصله بیشتر از هر جای دیگری نیست؟ “اینشین در سال 1911، قبل از اینکه دریابد فضا خمیده است جواب سوال نیوتن را محاسبه کرد و نوشت نوری که از ستاره دور به سمت زمین می آید، هنگام گذر از کنار خورشید به اندازه 87/0 ثانیه قوسی خم می شود (البته اینشتین اولین کسی نبود که به این نتیجه رسید، ولی فعلا ما به این موضوع نمی پردازیم). منظور ادینگتون از “وزن نور” که قبلا به آن اشاره شد، همین به اصطلاح مقدار نیوتونی بود. اینشین در سال 1915 این اثر را مجددا بر اساس “نظریه عجیب و غریب” نسبیت عام محاسبه کرد و این مقدار را برابر 74/1 ثانیه قوسی به دست آورد که دو برابر مقدار نیوتونی بود. هیئت اعزامی گرفت خورشید، برای تحقیق درباره این دو مقدار عازم محل رصد بود. کروملین و ادینگتن در 6 نوامبر سال 1919 گزارش کردند که مقدار اینشین را مشاهدات تایید می کنند. در آن موقعیت سِر فرانک دایسون، اخترشناس انجمن سلطنتی گفت: “بعد از مطالعه دقیق نتایج مشاهدات، معلوم شد که این مشاهدات پیشگویی اینشتین را تایید می کنند … نور مطابق قانون گرانش اینشتین خم می شود.” جی. جی. تامسون اظهار داشت: “این مهمترین نتیجه ای است که در ارتباط با نظریه گرایش از زمان نیوتن به دست آمده است … این نتیجه یکی از با ارزشترین دستاوردهای فکر بشر است. “لورنتس، فیزیکدان نظری هلندی، که به راحتی در هیچ موردی اغراق نمی گفت، به اِهرِنفِست جانشین خود در دانشگاه لیدن نوشت که نتیجه کار هیئت اعزامی گرفت خورشید: “یکی از درخشانترین تاییدهایی است که یک نظریه تاکنون به دست آورده است و از این رو می تواند راه را برای دریافت جایزه نوبل هموار کند” و به این ترتیب، فیزیکدانان معروف اهمیت نتایج جدید خم شدن نور را با قوت تمام بیان کردند. وانگهی اینشتین در سال 1915 براساس نظریه نسبیت عام مقدار حرکت تقدیمی حضیض سیاره عطارد را پیشگویی کرد و این مقدار با مقدار مشاهده شده توافق عالی داشت این اثر کوچک در مدت بیش از نیم قرن بدون توضیح باقی مانده بود. در این صورت چرا اوری ویلیوس به اینشتین نوشت که آکادمی سلطنتی علوم سوئد “این جایزه را بدون در نظر گرفتن ارزش نظریه های نسبیت عام یا خاص به شما می دهد؟ ” چرا اینشتین به خاطر نسبیت جایزه نوبل نگرفت؟ و این سوالی است که بارها مطرح شده است. در این مقاله چگونگی اعطای جایزه نوبل فیزیک به اینشتین براساس نامه هایی که اینشتین را به عنوان نامزد جایزه نوبل معرفی می کنند و با توجه به مشورت های کمیته فیزیک جایزه نوبل بررسی می شود. جامعه فیزیکدانان تقریبا همواره تصمیمات آکادمی را محترم شمره اند: گاهی این همرنگی طوری است که دهان همگان (از جمله خود من) از تعجب باز می ماند. این موضوع با اینکه مهم است اما به هدف فعلی من ارتباطی ندارد. من می خواهم فقط مسائل مهم تاریخی را گزارش کنم: ارزیابیهای دانشمندان برجسته ای که کسانی را به عنوان نامزد جایزه نوبل معرفی می کنند، و ارزیابی یک نهاد مسئول نسبتاَ محافظه کار و بانفوذ به نام کمیته نوبل. این گزارش نه قهرمان دارد نه متهم.

اینشتین: آلمانی یا سویسی؟

وقتی تلگرام و نامه اوری ویلیوس رسید، اینشتین در منزل نبود. وی همراه با الزا، همسر دومش در راه سفر به ژاپن بودند. اندکی قبل از اینکه عازم ژاپن شوند، لووه، استاد فیزیک نظری در برلین، به او نوشت: “طبق اطلاعی که دیروز از منابع موثق به من رسید، ممکن است رویدادهای ماه نوامبر به آن منجر شوند که حضور شما در ماه دسامبر در اروپا ضروری باشد. با این حساب آیا شما به ژاپن خواهید رفت؟ اینشتن بی توجه به این سوال به ژاپن رفت و تا مارس 1923 به برلین بازنگشت. اینشتین سه پیش از این مسافرت، یک دوره پرهیجان را از سر گذرانده بود. در ژانویه 1919 او میلوا، همسر اولش از هم جدا شدند. در آن زمان اینشتین به او قول داده بود که پول جایزه نوبل را درصورتی که برنده آن شود به وی بدهد. در سال 1923، تمامی مایملکش که حدود 32000 دلار بود به میلوا منتقل شد. در ژوئن 1919 با دختر عمویش الزا ازدواج کرد. در ماه نوامبر انتشار اخبار مربوط به خم شدن نور ناگهان او را به یک شخصیت جهانی تبدیل کرد. سال بعد برای او سالی دشوار بود. در ژانویه مادرش که به سختی بیمار بود به برلین آمد تا آخرین روزهای عمرش را با فرزندش بگذراند و کمی بعد از ورودش فوت کرد. در اواخر همین سال، زندگی و و کار اینشتین از سوی بعضی محافل در آلمان زیر ضربه قرار گرفت. سال بعد به ایالات متحده و انگلستان رفت. در ژوئن 1922 والتر راتنائو وزیر امور خارجه آلمان، که یهودی و دوست نزدیک اینشتین بود در جریان خشونتهای قیام جمهوری وایمار کشته شد. شایعاتی در جریان بود که جان اینشتین نیز در خطر است. وقتی عازم ژاپن شد خوشحال بود که برای مدتی از آن وضعیت بالقوه خطرناک دور می شود. اخبار جایزه نوبل می باید زمانی که او در راه بوده است به وی رسیده باشد. با این وجود این من نمی دانم این خبر کی و از کجا به دست او رسیده است. من هیچ چیزی در این باره در یاددشتهای مسافرتش ندیدم. اینشتین و همسرش از 17 نوامبر تا 29 دسامبر 1922 در ژاپن ماندند. در گزارش سفارت آلمان در ژاپن آمده است که تعداد افرادی که به ایستگاه قطار به استقبال اینشتین آمده بودند به قدری زیاد بود که پلیس نمی توانست اوضاع را کنترل کند. در این ضمن، رودلف نادولی سفیر آلمان در سوئد در روز 10 دسامبر جایزه نوبل را به نام اینشتین دریافت کرد و در ضیافت شامی که عصر آن روز در استکهلم برگزار شد گفت: “به مردم کشور خود که یک بار دیگر یکی از آنها به چیزی دست یافته است که برای همه بشریت مفید است تبریک می گویم.” و اضافه کرد: “امیدوارم مردم سویس نیز که چند سالی فرصت اقامت و کار به این محقق داده اند در این شادی سهیم باشند”. در واقع، چیزی بیشتر از محل اقامت و فرصت کار به اینشتین داده بود. اینشتین در سال 1922 یک شهروند سویسی بود. چگونه سفیر آلمان می تواند به عنوان نماینده یک شهروند سویسی در یک مجلس رسمی گفتگو کند؟ اینشتین در سال 1879 در اولم، در وورتمبرگ، که در سال 1871 به دولت تازه تاسیس شده آلمان پیوسته بود، متولد شد. از این رو، از لحاظ زمان تولد، اینشتین آلمانی بود. در 28 ژانویه سال 1896، هنگامی که در آرائو (سویس) دانش آموز دبیرستان بود مدرکی دریافت کرد که نشان می داد دیگر تبعه وورتمبرگ نیست. از این زمان تا 21 فوریه 1901 که به تابعیت سویس درآمد بی وطن بود. در آوریل 1914، برای انجام یک طرح تحقیقاتی که زیر نظر آکادمی علوم پروس (نام سابق بزرگترین و مهمترین قسمت کشور آلمان است که پایتخت آن برلین بود)، اداره می شد، به برلین رفت. در این زمان به او گفته می شود که چون این کار وی را در یک مقام دولتی قرار می دهد، باید تابعیت دولت آلمان را بپذیرد این پیشنهاد را نمی پذیرد. آنچه بعدا اتفاق می افتد دقیقا معلوم نیست، اما اینشتین با پاسپورت سویسی به ژاپن می رود. به احتمال زیاد مقامات آلمانی در سال 1914 روی این موضوع زیاد پافشاری نکرده اند. تا سال 1919 مسئله تابعیت اینشتین به یک افتخار ملی تبدیل شده بود. در نامه ای که در این سال از یکی از اعضای آکادمی به نام استومف دریافت می کند چنین آمده است: “تبریکات صمیمانه ما را به مناسبت موفقیت جدید و بزرگ نظریه گرانش بپذیرید. ما همه با تمام وجود خود را در این احساس غرور با شما شریک می دانیم و مخصوصا افتخار می کنیم که، بعد از شکست سیاسی – نظامی، علم آلمان توانسته است به چنین پیروزی بزرگی برسد.” نادولنی، سفیر آلمان در سوئد، در گزارشی که به تاریخ 12 دسامبر سال 1922 به وزارت امور خارجه در برلین فرستاده است، با این مسئله در سطح بین المللی به صورت معقولی برخورد می کند. در ماه نوامبر آکادمی علوم سوئد از او می خواهد که نمایندگی اینشتین را بپذیرد. سفیر سویس در سوئد از نادولنیبرای این کار توضیح می خواهد زیرا به نظر او اینشین یک شهروند سویسی است. در روز اول دسامبر، نادولنی طی تلگرامی به دانشگاه برلین مسئله را مطرح می کند. در روز چهارم دسامبر، تلگرامی به مضمون زیر دریافت می کند” جواب: اینشتین آلمانی است.” در 11 دسامبر، وزارت امور خارجه به او اطلاع می دهد که اینشتین سویسی است. در 13 ژانویه سال 1933، آکادمی پروس به اطلاع وزیر فرهنگ در برلین می رساند که اینشتین در 4 ماه مه سال 1920 به عنوان یک مقام دولتی سوگند یاد کرده است، چون فقط آلمانیها می توانند به چنین مقامی برسند، پس اینشتین آلمانی است. پروتکل 18 ژانویه آکادمی پروس با اشاره به یک ماده قانونی اعلام می کند که اینشتین آلمانی است، اما هنوز تابعیت سویسی او لغو نشده است. در 15 فوریه، آکادمی پروس این موضوع را به اطلاع اینشتین می رساند که او تابعیت خود را به خاطر پذیرش مقام در برلین تغییر نداده است. در 19 ژوئن در روتن بورگ با یکی از مقامات وزارت امور خارجه ملاقات می کند و با یادآوری اینکه با پاسپورت سویسی مسافرت کرده است، مسئله را تکرار می کند. در یادداشتی که اینشتین در 17 فوریه سال 1924 برای این ملاقات تهیه کرده و سابقه آن در آکادمی پروس موجود است آمده است:” … عقیده بر این بود که، براساس آئین نامه ها، اشتغال من در آکادمی مستلزم پذیرش تابعیت آلمانی از طرف من است و غیر این هیچ راه دیگری وجود ندارد. من به این موضوع هیچ اعتراضی ندارم”. ظاهره این موضوع مایع سرگرمی اینشتین شده است که هرگز در بند شغل و مقام نبوده است. به هر تقدیر قبلا در 6 آوریل سال 1923 نادختریش الز به بنیاد نوبل در استکهلم نوشته بود که نشان و دیپلم نوبل را از کانال دیپلماتیک 0 منظور سفارت سویس است، زیرا اینشتین سویسی است) برای اینشتین در برلن بفرستند. بارون رامل، سفیر سوئد در آلمان به منزل اینشتین می رود و با تحویل نشانها به وی این کار را انجام می دهد. (در اول اکتبر سال 1940 اینشتین به تابعیت ایالات متحده در می آید، اما تا پایان عمر تابعیت سویسی خود را حفظ می کند).

روشهای اعطای جایزه نوبل

نحوه اعتطای جایزه نوبل فیزیک توسط آکادمی علوم سلطنتی سوئد (که از این به بعد به آن آکادمی می گوییم) به شرح زیر است.

ابتدا آکادمی طی دعوتنامه هایی از افراد می خواهد که نامزدهای جایزه نوبل را معرفی کنند. پاسخ این دعوتنامه ها به کمیته پنج نفری نوبل (از این به بعد “کمیته”) که از میان اعضا انتخاب شده است، داده می شود. این کمیته پیشنهادها را بررسی می کند و پس از مشوت های لازم توصیه نامه ای را که با رای اکثریت تهیه می شود به آکادمی می دهد. در این توصیه نامه که به صورت گزارش تنظیم می شود دلایل تصمیم کمیته و نکات مثبت معرفی نامه ها توضیح داده می شود. ابتدا بخش فیزیکی آکادمی و سپس همه اعضای آن به گزارش رای می دهند. رای نهایی آکادمی و بحثهای کامل مربوط به آن در جایی ثبت نمی شود. لزوما تصمیمات بخش فیزیک آکادمی با تصمات کمیته، و یا با تصمیمات همه اعضای آکادمی با تصمیات بخش فیزیک آن یکسان نیست. به عنوان مثال، کمیته در سال 1908 به اتفاق آرا (اگر چه با تردید) ماکس پلانگ را به خاطر کارش در زمینه تابش جسم سیاه معرفی کرد، اما اعضای آکادمی، گابریل لیپمن را به خاطر کارش در حوزه عکاسی رنگی انتخاب کردند. مورد پلانک بعه ماهیت جدال برانگیز نظری کوانتومی در مراحل اولیه تحول آن مربوط می شود. پلانک در سال 1900 نه تنها فرمول درست چگالی طیفی انرژی تابش الکترومغناطیسی در تبادل گرمایی (تابش جسم سیاه) را پیشنهاد کرد، بلکه در کوششهای خود برای توجیه این فرمول به مراحل اولیه نظریه کوانتومی دست یافت. تا سال 1908 کاملا معلوم شد که توزیع انرژی پلانک، با تجربه و آزمایش سازگار است. با وجود این، این موضوع هنوز فرمولی بود در انتظار یک نظریه کامل. من در اینجا به تفصیل وارد این مطلب نمی شوم، اما فقط خاطرنشان می کنم که این مسئله مربوط می شود به دوران نظریه کوانتومی “کهن”: در آن زمان نظریه کوانتومی صرفا یک مشت حدسیات بود نه یک نظریه درست و حسابی. آنگستروم رئیس وقت کمیته کاملا حق داشت که در گزارش سال 1908 با نگرانی عنوان کرد که: “پرداخت نظری مسئله تابش هنوز یک فصل ناتمام است و اقدامات جدید برای حل این مسئله هم ضروری است و هم به طور پیوسته به محک آزمایش گذاشته می شود”. این نگرانی تا سال 1918 کاملا معلوم شده بود که ایده های کوانتومی هم اساسی هستند و هم موفق. معلوم شده بود که فرمول تابش جسم سیاه پلانک، و ههمین طور فرمول اثر فوتوالکتریک اینشتین با آزمایش کاملا سازگارند. ارسال نامه های مربوط به معرفی پلانک برای نامزدی جایزه نوبل به استکهلم ادامه داشت، و در میان آنها اینشتین برای اولین بار کسی را نامزد جایزه نوبل می کرد (1918). در اوایل سال 1919 کمیته به این نتیجه رسید که زمان بررسی مدارک پلانک فرا رسیده است و در اواخر همان سال آکادمی نیز به نامزدی پلانک رای مثبت داد. بخشی از مشکلات عمده آکادمی در اوایل قرن بیستم را می توان از روی زمانی که طول کشید تا آکادمی نتیجه کار پلانک را به رسمیت بشناسد تشخیص داد. آیا می شد جایزه را برای فرمولی در نظر گرفت که بی تردید از اهمیت فوق العاده برخوردار بود، ولی هنوز نیاز به استخراج قطعی داشت؟ بر عکس در مورد اینشتین آیا می شد جایزه نوبل را به نظریه های نسبیت خاص و عام که بر اصول محکم بنا شده بودند اختصاص داد؟ در حالی که هنوز به اندازه کافی تجربه آنها را تایید نکرده بود (یا به نظر کمیته اعطای جایزه چنین می رسید)؟

معرفی نامه ها و بحث و بررسیها

گزارش کمیته نوبل فیزیک نشان می دهند که اینشتین از سال 1910 تا سال 1922 (به استثنای سالهای 1911 و 1915) هر سال برای دریافت جایزه نوبل فیزیک معرفی شده است. کمیته برای تسهیل تعیین رقبا، غالبا نامزدها را به چند گروه تقسیم می کرد. در جدول 1، برای تمامی سالهایی که اینشتین به عنوان نامزد جایزه نوبل معرفی شده است گروهی که اینشتین در آن قرار گرفته، سایر نامزدهای آن گروه، برنده جایزه و کاری که به خاطر آن جایزه اعطا شده آمده است. در اکتبر 1909، ویلهلم استوالد، برنده جایزه شیمی سال 1909 اینشتین را به عنوان نامزد جایزه فیزیک سال 1910 معرفی کرد، اینشتین در بهار سال 1901 تقاضا کرده بود که به عنوان دستیار استوالد انتخاب شود و موفق نشده بود. استوالد اولین کس و تنها کسی بود که اینشتین را در سال 1909 معرفی کرد. در سالهای 1912 و 1913 نیز این کار را تکرار کرد و در هر سه مورد نسبیت خاص مشوق او بود. در سال 1909 در معرفی نامه اینشتین نوشته بود که نسبیت خاص، بعد از کشف اصل انرژی، فراگیرترین مفهوم جدید است. در دومین معرفی نامه اش در سال 1912 تاکید کرده بود که نسبیت خاص انسان را از قیود چندین هزار ساله آزاد می کند. در معرفی نامه آخر در سال 1913، در جواب مخالفان اینشتین نوشته بود که نسبیت خاص بیشتر یک مفهوم فیزیکی است تا یک مفهوم فلسفی، و کار اینشتین را با کار داروین و کوپرنیک مقایسه کرده بود. در سال 1912 فیزیکدانانی چون پرینگشایم، شیفر، و وین و در سال 1913، وین و ناونین، که استاد پزشکی بود، در معرفی اینشتین برای نامزدی جایزه نوبل به استوالد پیوستند. تمامی این معرفی نامه ها فقط برای نسبت خاص بود، اگر چه ناونین نظریه کوانتومی را هم اضافه کرده بود. پرینگشایم در سال 1912 نوشت: “به نظر من کمیته نوبل دیگر چنین فرصتی برای اعطای جایزه به کاری با این درجه از اهمیت پیدا نخواهد کرد”. وین در هر دو معرفی نامه اش، در واقع، جایزه را مشترکا برای اینشتین و لورنتس پیشنهاد کرده و شیفر نیز هر دو نفر را جداگانه معرفی کرده بود. 1912 نوشت: “من تجریبات جدید در مورد پرتوهای کاتودی و پرتوهای بتا را نمی توانم دلیل قاطع در نظر بگیرم. این تجربیات مبتنی بر آزمایشهای بسیار ظریفی هستند، و شخص نمی تواند مطمئن باشد که همه چشمه های خطا حذف شده است.” منظور از آزمایشهای جدید مورد نظر وین، تایید رابطه اینشتین میان جرم سکون، m، انرژی، E، وسرعت، V، یک الکترون آزاد بود:  در اوایل سال 1908، برخی آزمایشگران ادعا کردند که این رابطه را تایید کرده اند. اما، همچنان که نامه وین نشان می دهد، سایه تردیدها همچنان باقی بود و تا سال 1915 به طور کامل برطرف نشد. از این رو، یک تایید مهم نسبیت خاص فقط بعد از معرفی نامه های سال 1912 از حالت جدال برانگیز درآمد. نظریه ساختار ریز خطئط طیفی زومرفلد، که از یک رابطه اساسا همانند با رابطه اینشتین استفاده می کرد، نیز بعدا در سال 1916 مطرح شد. تا این زمان تحولات جدید نسبیت عام وضع را به کلی تغییر داده بود. لازم به تذکر است که هم ارزی جرم-انرژی، E=mc²، نیز تا سالهای دهه 1930 از طریق آزمایش به تایید نرسید. قبل از اینکه با تفصیل بیشتری به معرفی نامه های بعدی بپردازم، ابتدا واکنشهای کمیته در مقابل معرفی نامه های قبلی را توضیح می دهم. در گزارش 1910 پیشنهاد شده بود که برای اینکه جایزه نوبل به آن تعلق بگیرد، باید درستی آن در آزمایشهای بیشتری تایید شود. مضمون گزارش حاکی از این است که نیاز به تایید بیشتر باعث شده است موضوع اعطای جایزه به اینشتین تا سال 1910 مطرح نشود، حتی اگرچه اصل نسبیت خاص از سال 1905 مطرح شده و “جدیترین بحث ها و جدلها را برانگیخته” باشد. کمیته همچنین یادآور می شود که کار اینشتین بر روی حرکت براونی نیز اعتبار بسیار زیادی برای او کسب کرده است. در گزارش سال 1912 نیز دیدگاه های مشابهی در مورد نسبیت خاص بیان شده است. در این گزارش آمده است که لورنتس، که وین وشیفر جایزه مشترک با اینشتین برای او پیشنهاد کردند، محتاطتر از اینشتین نسبت به فرضیه اش برخورد کرده است. در گزارش سال 1913 به این واقعیت اشاره شده است که نسبیت خاص رفته رفته به یک نامزد جدی برای جایزه نوبل تبدیل می شود، گو اینکه کمیته در مورد مقایسه اینشتین با کوپرنیک و داروین اظهار تردید کرده است. در خلال چند سال بعد یک آرامش غیرقابل اجتناب برقرار می شود. اینشتین سرگرم نسبیت عام است و با نظریه نامتجانس گرانش که در سالهای 13-1912 به اتفاق مارس گروسمن، ریاضیدان اهل زوریخ، ابداع کرده است همگان و از جمله خودش را گیج می کند. در سال 1914 ناونین، اینشتین را به خاطر کارش در نسبیت خاص، پخش، و گرانش، وشوالسون وی را به خاطر کارش در چندین حوزه فیزیک نظری نامزد جایزه نوبل می کنند. در گزارش سال 1914 به طور مبهمی اشاره شده است که قبل از اینکه حرف اخر در مورد نظریه نسبیت خاص اینشتین و سایر کارهایش زده شود ممکن است مدت زمان زیادی باقی مانده باشد. در سال 1916، که باز هم اینشتین به عنوان نامزد جایزه معرفی شد، فقط یک نامه از اهرنفست (از وین) به کمیته نوبل رسیده بود که در آن اینشتین به خاطر کارش در حرکت براونی و نظریه های نسبیت عام و خاص معرفی شده بود. اما در گزارش این سال آمده بود که کار اینشتین در نسبیت خاص هنوز کامل نیست. در سال 1917 تعداد معرفی نامه های اینشتین بتدریج افزایش یافت. هاس. با نقل توضیح اینشتین در مورد حرکت تقدیمی حضیض عطارد، وی را به خاطر نظریه جدید گرانش و واربورگ، به خاطر کارش در نظریه کوانتومی، نسبیت، و گرایش او را به عنوان نامزد جایزه نوبل معرفی می کنند. سومین و آخرین نامه آن سال، که وایس از زوریخ نوشته است، زیباترین معرفی نامه ای است که تا آن زمان در مورد اینشتین به آکادمی ارسال شده است. وایس در این نامه برای اولین بار کارهای اینشتین را به صورت درست و کامل ارزیابی می کند: ابتدا، کار اینشتین را در مکانیک آماری را با تکیه بر اصل بولتزمن مقایسه می کند، سپس دو اصل موضوعه نسبیت خاص، بعد اصل موضوعه نور-کوانتوم و اثر فوتوالکتریک، و بالاخره کار او در مورد گراماهای ویژه را توضیح می دهد. وایس با ذکر فعالیت های تجربی اینشتین نامه را به پایان می برد (اینشتین به اتفاق هاس در سال 1915 آزمایشهایی در مورد نسبت ژبرومغناطیسی الکترون انجام دادند). گزارش سال 1917 اینشتین را “فیزیکدان نظری معروف” خطاب و از کارهایش تعریف می کند، اما با یک مشکل تجربی جدید پایان می یابد: این مشکل تجربی این است که انتقال به سرخ خطوط طیفی پیشگویی شده در نظریه نسبیت عام، در اندازه گیری های سنت جان در مونت ویلسون مشاهده نمی شود. بنابراین، گزارش نتیجه می گیرد که نظریه نسبیت اینشتین، از هر جهت دیگری که شایستگی داشته باشد، از این جهت شایسته دریافت جایزه نوبل نیست. در سال 1918، واربورگ و اهرنفست مجددا اینشتین را معرفی می کنند، وین و لووه مستقلا پیشنهاد می کنند که لورنتس و اینشتین مشترکا به خاطر نسبیت خاص جایزه ببرند، ادگار مایر از زوریخ اینشتین را به خاطر کارهایش در حرکت براونی، گرماهای ویژه، و گرانش، و استفان مایر از وین به خاطر نسبیت (از این به بعد منظور از نسبیت، نسبیت عام و خاص است) معرفی می کنند. مضمون گزارش این سال مشابه گزارش سال قبل است. در سال 1919 واربورگ، لووه، و ادگار مایر نامزدهای سال قبل خود را تکرار کردند. پلانک، اینشتین را به خاطر نسبیت عام، و با این استدلال که اولین گام فراتر از نیوتون را وی برداشته است، و آرنیوس، شیمی – فیزیکدان سوئدی، وی را به خاطر حرکت براونی معرفی کردند. پرین، سویدبرگ، و گوی، رقبای عمده کار تجربی در مورد حرکت براونی، نیز معرفی شده بودند. در گزارش این سال مسائل آماری از جمله بحث رساله دکترای سال 1905 اینشتین در مورد ابعاد مولکولها و همچنین کار سال 1911 وی در مورد کدری بحرانی به تفصیل بررسی شده بود. با وجود این، در گزارش خاطر نشان شده بود که مقاله های آماری اینشتین در حد کارهای او در مورد نسبیت و فیزیک کوانتومی نیستند و نتیجه گیری شده بود که: اگر اینشتین به خاطر فیزیک آماری … و نه به خاطر مقاله های مهم دیگرش، جایزه نوبل بگیرد باعث تعجب همگان خواهد بود”. تقدیر این بود که تا زمان روشن شدن تکلیف مسئله انتقال به سرح و وقوع گرفت خورشید در ماه می سال 1919 صبر کنند! برای جایزه سال 1920، واربورگ نامزد سال پیش خود را معرفی کرد؛ والدیر هارتس، متخصص تشریح از برلین، و اورنشتاین از اوترخت، نسبیت عام را انتخاب کردند، و در نامدای به تاریخ 24 ژانویه 1920 و به امضای لورنتس، جولیوس، زیمان، و اونس بر نظریه گرانش تاکید شده بود. در این نامه، که در آن اینشتین به عنوان فیزیکدان تراز اول همه اعصار یاد شده بود، بر موفقیت های مربوط به حرکت حضیض و خم شدن نور تاکید شده و خاطر نشان شده بود که آزمایشهای انتقال به سرخ به قدری ظریف اند که فعلا هیچ نتایج قطعی از آنها نمی شود گرفت. نیلز بور نیز با ذکر کارهای اینشتین در حرکت براونی، اثر فوتوالکتریک، نظریه گرماهای ویژه و “مهمتر از همه نسبیت … پیشرفتهایی که برای تحقیقات در رشته فیزیک اهمیت اساسی دارند ” به جمع معرف های اینشتین پیوست. شرحی از آرنیوس در مورد نتایج نسبیت عام، که به تقاضای کمیته تهیه کرده بود، پیوست گزارش سال 1920 بود. آرنیوس در این نوشته خاطر نشان کرده بود که هنوز آزمایشهای مربوط به انتقال به سرخ با این نظریه سازگاری ندارند، و انتقادهای زیادی از جنبه های مختلف، به نتایج خم شدن نور (گزارش هیئت های بررسی گرفت خورشید در سال 1919) مطرح شده است که قسمت عمده آنها معقول به نظر می رسد. بنابراین کمیته نتیجه گرفته بود که که فعلا نسبیت نمی تواند برنده جایزه نوبل شود. در سال 1921 پلانک در یک یادداشت کوتاه و شدیداللحن نامزدی اینشتین را تکرار کرده بود. هاس و واربورگ نیز از پلانگ در مورد نامزدی اینشتین حمایت کردند. در نامه هایی از دالن باخ (بادن)، بافه و مارکس (لایپزیک)، نوردشتروم (هلسینگ فورس)، والکات (واشنگتن)، و وینر (لایپزیک) نسبیت عام برای جایزه مطرح شده بود. آدامار (پاریس) پیشنهاد کرده بود که اینشتین یا پرین برنده جایزه اعلام شوند: اینشتین به خاطر کارهایش در حرکت براونی، نظریه کوانتومی، و نسبیت، و پرین به خاطر تحقیقات تجربی در مورد حرکت براونی، و لیمان (هاروارد) کارهای اینشتین در فیزیک ریاضی را خاطر نشان کرده بود. اوسین، فیزیکدان نظری از دانشگاه اوپسالا، اینشتین را به خاطر اثر فوتوالکتریک پیشنهاد کرده بود. اودینگتون با یادآوری این نکته که “اینشتین، همانند نیوتون، یک سروگردن از همعصرانش بالاتر است”، نسبیت عام را مطرح کرده بود. در این هنگام، کمیته از یکی از اعضای خود به نام آلوار گولشتراند، خواست که شرحی در مورد نظریه نسبیت، و از آرنیوس، عضو دیگر کمیته، تقاضا کرد که شرحی درباره فوتوالکتریک بنویسد. گولشتراند، استاد چشم پزشکی دانشگاه اوپسالا، از سال 1894 دانشمند بسیار برجسته ای شمرده می شد. وی در سال 1890 از دانشکده پزشکی فارغ التحصیل شده و در مطالعه چشم به منزله یک ابزار اپتیکی در دنیا مشهور بود. در سال 1960 مطلب زیر در معرفی او نوشته شده است: “چشم پزشکان او را کسی می دانند که، بعد از هلمهولتز، بیشتر از هرکس دیگری به علم ریاضی چشم انسان به عنوان یک سیستم اپتیکی کمک کرده است … گولشتراند در حین این تحقیقات چندین نکته نحوه تشکیل تصویر اپتیکی را کشف کرد و با اختصاص مقالات بعدی خود به توضیح این نکات، با این بدفهمی ها به مبارزه برخاست. او در سال 1910 و مجددا در سال 1911، به عنوان نامزد جایزه نوبل معرفی شد. در سال 1911 پیشنهاد اولیه کمیته فیزیک نوبل، که گولشتراند از سال 1911 تا سال 1929 عضو و از سال 1923 تا سال 1929 رئیس آن بود، این بود که به خاطر کارهای گولشتراند در اپتیک هندسی جایزه نوبل فیزیک به وی اعطا شد. از طرف دیگر معلوم شد که کمیته فیزیولوژی و پزشکی نیز به خاطر کار گولشتراند از دریافت جایزه فیزیک خودداری و کمیته به ناچار گزارش دیگری تهیه کرد، که این بار خود گولشتراند از امضا کنندگان آن بود، و در آن وین به عنوان برنده جایزه پیشنهاد شده بود، از این رو، گولشتراند، تنها کسی است که هم از دریافت جایزه خودداری و هم این جایزه را دریافت می کند. گزارش گولشتراند، که در انتقاد به نظریه نسبیت تهیه شده است، یک اثر جالب محسوب نمی شود. در خلاصه ای از این نوشته که در گزارش سال 1921 آمده است چنین می خوانیم: “اما این آثار (نسبیت خاص) که با وسایل فیزیکی قابل اندازه گیری هستند، به قدری کوچک اند که معمولا پایینتر از حدود خطای آزمایش قرار می گیرند. همچنین بی ربط تر از این، نظر گولشتراند درباره نسبیت عام است: “این نظریه تا زمانی که معلوم شود که آیا می توان آن را به طور کلی، با آزمایش حضیض لووریه سازگار کرد یا نه، ناشناخته باقی می ماند.” گولشتراند به خطا فکر می کرد (البته در این راه تنها نبود) که نشان داده است جواب اثر حضیض، به دستگاه مختصات انتخاب شده برای محاسبه بستگی دارد. وی همچنین اظهار عقیده می کرد که قبل از هر کوششی برای تشخیص آن قسمت از اثر حرکت حضیض که با نظریه نیوتون توجیه نمی شود، لازم است که با استفاده از روش های عام نسبیتی سایر انحرافهای از پیش شناخته شده از قانون دو جسمی محض نیوتون مجددا ارزیابی شود. در 25 ماه می سال 1921، مقاله ای در این باره ارائه کرده بود که نسخه ای از آن پیوست گزارش بود. این اولین باری بود که گولشتراند در مورد نسبیت اظهار نظر می کرد. حدس من این است که چون گولشتراند در یکی از جنبه های نسبیت، به نام خم شدن نور، سهم زیادی داشت (هر چند از جنبه کاملا متفاوتی) به این نظریه علاقه مند شده بود. نکات عمده گزارش آرنیوس در مورد اثر فوتوالکتریک عبارت بودند از اینکه اولا جایزه نظریه کوانتومی در سال 1918 به پلانگ اعطا شده است و ثانیا “اگر قرار است به اثر فوتوالکتریک جایزه ای تعلق بگیرد، این جایزه ترجیحا باید به آزمایشگران آن داده شود”. در آن سال جایزه فیزیک به کسی داده نشد. فهرست معرفی نامه های جایزه سال 1922 از این هم طولانیتر است. اهرنفست، آدامار، لووه، ای، مایر، س.مایر، ناونین، نوردشتروم، و واربورگ باز هم اینشتین را پیشنهاد کردند. نامه زیبایی از زومرفلد، و همچنین نامه هایی از دو دوندر (بروکسل)، ایمدن و واگنر (مونیخ) لانژوین (پاریس) و بولتون (آکسفورد) در تایید اینشتین رسیده بود. بریلوئن در سال 1921 نوشت: “برای یک لحظه تجسم کنید که اگر نام اینشتین در میان برندگان جایزه نوبل نباشد، پنجاه سال بعد افکار عمومی چه قضاوتی خواهد کرد”. پلانگ پیشنهاد کرد که جایزه های سالهای 1921، و 1922 به ترتیب به اینشتین و بور داده شود. اوسین مجددا اثر فوتوالکتریک را معرفی کرد. کمیته از گولشتراند خواست که گزارش دیگری در مورد نسبیت بنویسد و از اوسین تقاضا کرد که اثر فوتوالکتریک را معرفی کند. گوشتراند روی نظر قبلی خود پافشاری کرد و ردیه ای (1922) بر انتقاد اریش کرشمان (کونیکسبرگ) از گزارش قبلی خود انتشار داد و سپس نسخه ای از آن را به گزارش جدیدش ضمیمه کرد. اوسین مقاله 1905 اینشتین در مورد کوانتوم نور و اثر 1909 وی در مورد افت و خیزهای انرژی در تابش جسم سیاه را به صورتی عالی تحلیل کرد. کمیته، اینشتین را به عنوان برنده جایزه 1921 اعلام کرد و آکادمی هم نظر کمیته را پذیرفت. و به این ترتیب اینشتین “به خاطر خدماتش در فیزیک نظری و مخصوصا به خاطر کشف قانون اثر فوتوالکتریک” جایزه نوبل گرفت. همچنین به همین دلیل است که آرنیوس در 10 نوامبر 1922 می نویسد که جایزه اینشتین به خاطر کارهای وی در نظریه نسبیت به وی داده نشده است. آرنیوس در مارس 1923 به اینشتین نامه نوشت و به او پیشنهاد کرد که برنامه قبلی مسافرت به سوئد در ماه دسامبر را جلو بیندازند و در ماه ژوئیه به سوئد بیاید تا بتواند در جلسه ای که انجمن علمی اسکاندیناوی در گوتنبرگ، به مناسبت سیصدمین سال تاسیس این شهر، تشکیل می دهد شرکت کند. آرنیوس انتخاب موضوع سخنرانی برای اینشتین در این جلسه را به خود او واگذار کرد، اما اضافه کرد که: “یقینا بهتر است موضوع این سخنرانی درباره نظریه نسبیت باشد”. اینشتین با این پیشنهاد موافقت کرد، اگر چه خودش ترجیح می داد که درباره نظریه میدان واحد گفتگو کند. در یکی از روزهای داغ ماه ژوئیه سال 1923، اینشتین در سالن جشن در گوتنبرگ برای حدود دو هزار نفر در مورد ایده های اساسی و مسائل نظریه نسبیت سخنرانی کرد. گوستاو پنجم (پادشاه) نیز در این سخنرانی حضور داشت و در پایان سخنرانی مدتی با اینشتین گفتگو کرد.

ظهور دوباره ثابت پلانک

چرا جایزه نوبل را به خاطر نسبیت به اینشتین ندادند؟ به نظر من بیشتر به این دلیل که آکادمی بیش از حد تحت فشار بود. اینکه آن همه نامه به نفع اینشتین ارسال می شد به هیچ وجه ثمره برنامه ای از پیش تعیین شده نبود، بلکه حاصل این بود که دانشمندان معروف، ارزش کار او را می دانستند. قابل درک است که آکادمی قبل از اینکه نتایج تجربی مشخص شود، هیچ عجله ای برای اعطای جایزه به خاطر نسبیت نداشت. همچنین از بخت بد آکادمی در آن زمان هیچ کدام از اعضای آن نمی توانستند اهمیت نظریه نسبیت را به درستی ارزیابی کنند. از این رو پیشنهاد اوسین برای اعطای جایزه به اینشین به خاطر اثر فوتوالکتریک ممکن است به دلیل رهایی از این نوع فشارها مطرح شده باشد. اما آیا خود اثر فوتوالکتریک ارزش جایزه نوبل نداشت؟ بی تردید این اثر ارزش آن را داشت که جایزه نوبل به آن اختصاص یابد. لنارد در سال 1902، با استفاده از نورقوس کربن به عنوان چشمه، این اثر را مطالعه کرده بود. با تغییر شدت چشمه به اندازه ضریب 1000، لنارد کشف کرده بود که انرژی الکترونهای آزاد شده از سطح فلز بر اثر تابش نور لامپ قوسی “هیچ بستگی به شدت نور تابیده ندارند. اما در مورد تغییرات انرژی فوتوالکترون با بسامد، یکی با دیگری تغییر می کند”. تا سال 1905 چیزی بیشتر از این کشف نشده بود. در سال 1905 اینشتین “ساده ترین تصویر” زیر را برای اثر فتوالکتریک مطرح کرد. هر کوانتوم نور، تمام انرژی اش را به یک تک الکترون می دهد. انتقال انرژی توسط یک کوانتوم نور مستقل از حضور سایر کوانتومهاست. هر الکترونی که از داخل جسم تابش دیده به بیرون پرتاب شود، قبل از اینکه به سطح جسم برسد، مقداری انرژی از دست می دهد. اگر Emax انرژی الکترون در حالت حدی، که در آن اتلاف انرژی صفر است، باشد رابطه پیشنهادی اینشتین، با نمادگذاری امروزین، به صورت زیر است: Emax=hv-P که در آن v بسامد تابش تک رنگ فرودی، و p تابع کار است، تابع کار مقدار انرژی است که الکترون برای فرار از سطح لازم دارد. این رابطه مستقل از شدت نور است و بنابراین تیجه آزمایش لنارد را توضیح می دهد. اما نقش این رابطه خیلی بیشتر از این است. رابطه (1) ظهور دوباره ثابت پلانک، h، را نمایش می دهد. قبل از اینکه اینشتین این رابطه را بنویسد، h فقط در یک رابطه به تجربه تایید شده به کار رفته بود. این رابطه، معادله 1900 پلانک برای چگالی انرژی در واحد حجم، (v,T) p، تابش جسم سیاه در بسامد v و دمای T بود:  که در آن k ثابت بولتزمن، و c سرعت نور است. در اینجا نیازی نیست توجیه عجیب و غریب پلانک برای معادله (2) را یادآوری کنیم. فقط کافی است اشاره کنیم که هنگام استخراج این رابطه نمی دانست نور به صورت کوانتومی یا متشکل از فوتونهاست. در واقع پلانک، همراه با اکثریت فیزیکدانان معروف (ازجمله بور) تا سال 1925، یعنی تا مدتها بعد از اینکه اینشتین در سال 1905 مسئله فوتون نور را معرفی کرد، با ایده فوتون مخالفت می کرد. وقتی اینشتین معادله (1) را می نوشت سه پیشگویی کرد که تا یک دهه بعد تایید نشد. این سه پیشگویی عبارتند از: (1) Emax به طور خطی با؟؟؟ افزایش می یابد، (2) شیب منحنی بسامد – انرژی یک ثابت جهانی است که از ماهیت جسم تابش دیده مستقل است. و (3) مقدار این شیب، همچنان که از قانون تابش تعیین می شود، برابر ثابت پلانک است. بنابراین بدیهی است که اثر فوتوالکتریک ارزش دریافت جایزه نوبل را داشته است. در واقع نظم و ترتیب جایزه های فیزیک کوانتومی کامل بود: اول پلانک، بعد اینشتین، و سپس بور. این از جمله پیچیدگی های تاریخ است که کمیته با تمایل محافظه کارانه ای که داشت، اینشتین را به خاطر تنها مقاله ای برنده جایزه نوبل اعلام کرد که خود وی (با دلایل خوب) آن را یک مقاله انقلابی توصیف کرده بود.