सापेक्षतावादको सिद्धान्त वैज्ञानिक जगतलाई महान् वैज्ञानिक आइन्स्टाइनको एउटा महत्त्वपूर्ण देन हो । २६ वर्षको उमेरमा यो सिद्धान्त आविष्कार गरेका थिए । उनी त्यति बेला स्वीस पेटेन्ट कार्यालयमा तेस्रो तहमा काम गर्ने साधारण कर्मचारी थिए । सन् १९०५ मा उनको यस सिद्धान्तसम्बन्धी शोधपत्र, जर्मनीको भौतिकशास्त्र सम्बन्धी जर्नलमा प्रकाशित भएपछि यसलेशास्त्र जगतमा तहल्का मच्चायो । विद्यार्थी जीवनमा प्रत्येक क्षेत्रमा असफल आइन्स्टाइनलाई कसरी यस्तो विचार आयो त ? त्यसबारे केही तथ्य प्रस्तुत गरिएको छ ।

आइन्स्टाइन दुई वर्षको हुँदा अमेरिकाको शिकागोमा एक प्रसिद्ध भौतिकशास्त्री अल्बर्ट माइकलसनले एउटा महत्त्वपूर्ण प्रयोग गरिरहेका थिए । उनले उक्त प्रयोगमा प्रकाशको गति दुई वटै दिशामा तीन लाख किलोमिटर सेक गणनाको प्रयास गर्दै थिए । पृथ्वी आफ्नो अक्षमा लगभग ३० किलोमिटर सेकको गतिले घुम्ने गर्दछ ।

माइकलसनको विचारमा प्रकाशको गति पृथ्वीको घुम्ने दिशातिर तीन लाख र उल्टो दिशातिर पनि तीन लाख नै हुनुपर्छ भन्ने थियो । यस प्रयोगको नतिजाले सबैलाई आश्चर्यचकित तुल्यायो । कयौँ पटकसम्म त्यो प्रयोग दोहोर्‍याउँदा पनि प्रत्येक दिशामा प्रकाश गतिको मान समान पाइयो । त्यो न्यूटन भौतिककी सिद्धान्तको प्रत्यक्ष विरोधमा थियो । तर सत्य थियो ।

यो प्रयोगको बीस वर्षसम्म विभिन्न वैज्ञानिकहरूले न्यूटनको भौतिकीका सिद्धान्तहरू प्रयोग गरेर त्यस विरुद्ध चलखेल गरे । तर असफल रहे । कसैले पनि न्यूटन भौतिकीका सिद्धान्त नै अपूरो अर्थात् अपर्याप्त हो भन्ने साहस गर्न सकेनन् । यो साहस महान् वैज्ञानिक आइन्स्टाइनले गरे । तीव्र रूपमा विकास भइरहेको भौतिक शास्त्रको पूर्ण व्याख्या अब पुरानो न्यूटनशास्त्रले मात्र गर्न सक्दैन भन्ने प्रमाणित गरेर देखाए । उक्त प्रयोगको सत्य प्रमाणित गर्न एउटा  नयाँ सिद्धान्तको आवश्यकता महसुस भयो ।

न्यूटन भौतिकीका सिद्धान्त यस व्यापक सिद्धान्तको एक सानो भाग मात्र हो । जसको प्रकृतिका केही कुरालाई मात्र स्पष्ट गर्दछ भन्ने आइन्स्टाइनको दर्शन हो– सापेक्षताको सिद्धान्त । आइन्स्टाइनले यस विषयमा १६ वर्षको उमेरमै सोच्न थालिसकेका थिए । १० वर्षको गहन चिन्तनपछि सन् १९०५ मा यसलाई प्रकाशित गरे ।

पुरानो सिद्धान्तअनुसार समय र दूरी दुई वटा भिन्दाभिन्दै विषय हुन् । यी दुईको बीचमा कुनै प्रकारको अन्तरसम्बन्ध छैन । अर्थात् तिनीहरू आफैँमा सम्पूर्ण कुरा हुन । समय आफैँमा सम्पूर्ण हुनुको अर्थ, सारा ब्रम्हाण्डका लागि एउटा मात्र घडी हुन्छ । उक्त घडीले दिने समय नै सबैलाई मान्य र सबैका लागि समान हुन्छ । त्यस्तै दूरी मापनका लागि सारा ब्रम्हाण्डका लागि एउटा मात्र मानक हुन्छ । कुनै पनि एउटा बस्तुको लम्बाई जहाँबाट जसरी र जोसुकैले हेरे पनि समान हुन्छ ।

आइन्स्टाइनको विचार योभन्दा पूर्ण रूपले फरक थियो । उनको भनाइअनुसार समय र दूरी आफू आफूमै सम्पूर्ण नभएर दुई वटै सापेक्ष विषय हुन् । समय आफैँमा सम्पूर्ण हुनुको अर्थ सारा ब्रम्हाण्डका लागि एउटा मात्र घडी हुन्छ । उक्त घडीले दिने समय नै सबैलाई मान्य र सबैका लागि समान हुन्छ ।

तिनीहरूको मान, तिनलाई गणना गर्ने स्थितिमा भर पर्छ । स्थितिको भिन्नता अनुसार एउटै दूरी दुई वटा मानिसका लागि फरक फरक हुनसक्छ । यो कसरी सम्भव छ ? आइन्स्टाइनले यो किन र के को आधारमा मानेको हो त ?

आइन्स्टाइनको यसप्रतिको सोचाइ उनी १६ वर्षको हुँदा नै माइकलसनको प्रयोगको नतिजाको व्याख्या गर्ने क्रम शुरु भयो । उनको विचारमा माइकलसनको प्रयोगको सत्य प्रमाणित गर्नुपर्ने कुनै आवश्यकता छैन । यो प्रकृतिको एउटा अविचलित नियम हो ।

प्रकाशको गति अपरिवर्तित हुनु एउटा स्वयंसिद्ध तथ्य हो । यसले कुनै प्रामाणिकता खोज्दैन । उनका अनुसार प्रकाशको प्राकृतिक गुणअनुसार यसको गति प्रकाश स्रोतको गतिमा भर पर्दैन । उनले प्रकाशको गति अपरिवर्तित हुनु एउटा प्रकृतिको अटल नियम हो भनेर घोषणा गरे । प्रकृतिको यो अनौठो नियम नै दूरी र समयसापेक्ष हुनुको कारण हो ।

मानौँ दुई जना अवलोकनकर्ता एक अर्काको विपरीत दिशातर्फ हिँडिरहेका छन् । सो क्रममा उनीहरूले प्रकाशको गति पनि गणना गर्ने प्रयास गर्दै छन् । एक जना प्रकाश हिँड्ने दिशातर्फ र अर्को त्यसको उल्टोतिर हिँडिरहेका छन् । पुरानो सिद्धान्त तथा आम सोचाई अनुसार प्रकाशको दिशातिर हिँड्ने अवलोकनकर्ताले उल्टो दिशातिर हिँड्ने अवलोकनकर्ताभन्दा प्रकाशको गति कम पाउने छ । तर आइनस्टाइनकाअनुसार यो सम्भव छैन र दुवै जनाले प्रकाशको गति समान पाउनै पर्छ । यो प्रकृतिको नियम हो ।

यो कसरी सम्भव छ त ? यो सम्भव हुनका लागि उनीहरूमध्ये एउटाको मापक यन्त्र त्रुटिपूर्ण हुनै पर्छ । तर दुवै जनालाई यो विश्वास छ कि तिनीहरूको यन्त्र एकदमै सही छ । त्यसो भए त्रुटी कहाँ भयो त ?
आइन्स्टाइनकाअनुसार यदि दुई जना अवलोकनकर्ता एक अर्काको सापेक्ष गतिमा छन् भने उनीहरूको मानक एउटै हुँदैन । यस्तो बेलामा एउटाको यन्त्रले जुन दूरी र समयको गणना गर्दछ, त्यही दूरी र समय अर्काका लागि फरक हुन्छ । यसो नभएको खण्डमा उनीहरूले प्रकाशको गति समान पाउने छैनन् । अतः एउटै समय र दूरी पनि अब स्थितिअनुसार फरक हुन सक्दछ । दुई वटा अवलोकनकर्ताको मानकमा कति फरक आउँछ भन्ने तिनीहरूको सापेक्ष गति बढ्दै जाँदा बीचको फरक बढ्दै जान्छ ।

यदि प्रकाशको गतिलाई अपरिवर्तित नै राख्ने हो भने न्यूटन भौतिकीको सिद्धान्त विरुद्ध तीनवटा कुरामा परिवर्तन आउने छ । पहिलो गतिमान वस्तुको लम्बाई घट्ने छ । दोस्रो गतिमान वस्तुका लागि घडी सुस्त हुनेछ । र तेस्रो गतिमान वस्तुको पिण्ड बढ्ने छ । तीन वटामध्ये तेस्रो तथ्य, पहिलो र दोस्रो तथ्यबाट प्रमाणित गरिएको हो । यी तीन वटै कुराको परिवर्तन हुने मात्रा, वस्तुको गतिमा भर पर्छ । यदि कुनै विमान प्रकाशको गतिले हिँड्न थाल्दछ भने यस सिद्धान्तअनुसार
– त्यस विमानको पिण्ड अनन्त हुनेछ ।
– विमानको लम्बाई शून्य हुनेछ ।
– विमानभित्रको समय रोकिनेछ ।
तर समय कहिल्यै पनि रोकिन्न र वस्तुको लम्बाई कहिल्यै शून्य हुँदैन । आइन्स्टाइनले यसबाट यो निष्कर्ष निकाले कि किन कुनै पनि वस्तुको बेग, प्रकाशको बेगसंग बराबर हुन सक्दैन । साधारण सोचाइअनुसार वास्तवमा यो सबै अचम्मलाग्दो छ । यी कुराहरूलाई मानिसले आइन्स्टाइनभन्दा पहिला किन पत्ता लगाउन सकेनन् त ? किनकि हाम्रो दैनिक जीवनमा हुने घटनाहरूको गति प्रकाशको गतिभन्दा एकदमै नगण्य हुन्छ । यी परिवर्तनहरू पनि नगण्य हुन्छन् , जुन हाम्रो अनुमानभन्दा बाहिर छ ।

आइन्स्टाइन नियमानुसार, ध्वनिको गतिले हिँड्ने विमानको पिण्डमा लगभग १० खरबको एक भागले मात्र वृद्धि हुन्छ । कुनै विमानको पिण्ड १० टन छ भने त्यो विमान उडिरहेको बेला उसको पिण्ड एक ग्रामको एक लाइनको भागाले बढ्ने छ अर्थात् ०.०००० ग्रामले । ध्वनिको गतिले उडिरहेको विमानमा यति सानो परिवर्तनको अनुभव अथवा गणना प्राय : असम्भव नै छ ।

आइन्स्टाइनको यस सिद्धान्त सम्बन्धी थुप्रै कथाहरू प्रचलित छन् । जसमध्ये जुम्ल्याहा दाजुभाइको कथा जनजीब्रोमा छ । उक्त कथाअनुसार जुम्ल्याहा दाजुभाइमध्ये एक जना लगभग प्रकाशको गतिमा उडिरहेको विमानमा बसेर अन्तरिक्ष यात्रामा गएछ र अर्को पृथ्वीमा नै बसिराख्यो । दुई वर्षपछि अन्तरिक्षमा गएर आउनेले पृथ्वीमा बसेकोभन्दा बीस वर्ष जेठो भइसकेको पायो । तर यो प्रसंगमा दुइटैलाई कुनै आश्चर्य भएन । किनकि अन्तरिक्ष यात्रीको गतिले गर्दा उसको यानभित्रको घडी सुस्त हुनपुग्छ । र उसको लागि अन्तरिक्ष यानमा दुई वर्ष मात्र बितेको हुन्छ ।

अर्को कथाअनुसार आइन्स्टाइन एक पटक एउटा बसमा यात्रा गरिरहेका थिए । उनले त्यो बसको खलासीलाई अचम्मको कुरा सुनाए । उनले भने– ‘तिमीलाई थाहा छ, तिम्रो बसमा हिँड्दा मेरो यो घडी बसस्टपमा हुँदाभन्दा सुस्त भएको  छ । बस पनि अलिकति छोटो भएको छ । साँच्चै हो मलाई विश्वास गर ।’ तर बिचरा कण्डक्टरले के बुझ्थ्यो र ! उसले आइन्स्टाइनलाई पागल सम्झेर दुईचार शब्दको सहानुभूति दिएर अघि बढ्यो ।

यसरी आइन्स्टाइनले सापेक्षवादको सिद्धान्तको प्रतिपादन गरे र विभिन्न परीक्षणबाट यसको सत्य प्रमाणित गरियो । नाभिकीय भौतिकी र अन्तरिक्ष विज्ञानमा यसको व्यापक प्रयोग भइरहेको छ । आइन्स्टाइन ६८ वर्ष हुँदा उनले १६ औँ शताब्दीका वैज्ञानिक र भौतिकशास्त्रका पिता मानिने न्यूटनसंग न्यूटन भौतिकीलाई धराशायी पारेकोमा क्षमा मागेका थिए । उनले भनेका थिए– ‘हे न्यूटन, तिमीले भौतिकशास्त्रमा जुन नियम र सिद्धान्त बनायौ, त्यो अद्वितीय र अझ पनि जीवित छ ।’

उनले यसो भन्नुको रहस्य के छ ? न्यूटन भौतिकी नै समाप्त भयो भनेर किन भनेनन् त ? किनकि उनले त्यति बेला मात्र यसो भन्न सक्दथे, जब हाम्रो सामान्य जीवनमा हुने घटनाहरूको गति प्रकाशको गतिसँग लगभग बराबर हुन्छ । त्यो असम्भव कुरा हो । अतः न्यूटन भौतिकी अक्ष पनि उत्तिकै महत्त्वपूर्ण छ ।

आइनस्टाइनले मात्र त्यसको सीमा निर्धारण गरिदिएका छन् । जस अन्तर्गत मात्र यसले भरपर्दा व्याख्या गर्न सक्छ । लामो सामान्य जीवनका घटनाहरूमा त्यही न्यूटन भौतिकीको प्रयोग हुन्छ । तर नाभिकीय घटनाहरूको व्याख्या गर्न जसमा ती घटनाहरू प्रकाशको गतिसँग लगभग बराबर आइन्स्टाइनको सिद्धान्त प्रयोग हुन्छ । आजको युगमा आइनस्टाइनको सिद्धान्त विना भौतिकशास्त्रको कल्पना सम्म पनि असम्भव छ ।

निम्छरा आइन्स्टाइन, वैज्ञानिक आइस्टाइन
आइन्स्टाइनको जन्म १४ मार्च, १८७९ मा जर्मनीमा भएको थियो । आफ्ना बाबु आमासँग उनी इटाली र त्यसपछि स्वीट्जरल्याण्ड गएर स्वीस नागरिक भए । बाल्यकालमा उनी खास प्रतिभावान् थिएनन् । आमाको मद्दतले आइन्स्टाइनले पियानो बजाउन सिके, जसले उनलाई आफ्नो व्यस्त जीवनबाट फुर्सदको समय मिलाउन ठूलो मद्दत गर्‍यो । आइन्स्टाइनले सानैमा विज्ञानमा रुचि देखाए ।

खेल्ने क्रममा काकाले उनलाई एउटा खेलौना दिए, जुन कि अङ्कहरूसँग सम्बन्धित थियो । यसले उनको बाल मनोविज्ञानमा ठूलो प्रभाव छोड्यो ।  स्वीटजरल्याण्डको जुरिच विश्वविद्यालयबाट उनले आफ्नो शिक्षा पूरा गरे । सन् १९११ मा गणितको प्राध्यापकको रूपमा उनी प्राग चेकोस्लोभाकिया गए, तर सन् १९१२ मा ज्यूरिच नै फर्किए ।

सन् १९१३ देखि सन् १९३३ सम्म उनले जर्मनीको ‘केजर विलियम’ नामको संस्थामा निर्देशक भएर काम गरे । जर्मनीमा रहँदा उनले जर्मन नागरिकता लिए । आफूजस्तै प्रतिभावान् मिलभा मरेकसंग विवाह भयो । त्यसताका उनकी श्रीमतीको प्रतिभाको बारेमा निकै कुरा चल्थ्यो ।
भौतिकशास्त्रका अप्ठ्यारा प्रश्नहरूमा आइन्स्टाइन अनुसन्धानमा व्यस्त भए । सन् १९०५ मा उनले सैद्धान्तिक भौतिक विज्ञानका तीन महत्त्वपूर्ण विचार प्रकाशित गरे । सन् १९१६ मा सापेक्षतावादको सिद्धान्त प्रकाशित भयो । यसले उनको ख्याती विश्वभर फैलियो ।

सापेक्षतावादको सिद्धान्तले वैज्ञानिकहरूको स्थान, समय, चाल, पिण्ड र गुरुत्वाकर्षण सम्बन्धी धारणामा परिवर्तन ल्यायो । यसको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण तथ्यहरूमध्ये ईएमसी टु पनि थियो ।  जसअनुसार पदार्थ जसलाई यसभन्दा अगाडि अविनाशी शक्तिमा बद्ल्न सकिन्थ्यो । पिण्ड शक्ति सम्बन्ध भनिने यो सूत्रअनुसार आधा पौण्ड पदार्थबाट त्यति शक्ति उत्पादन गर्न सकिन्थ्यो, जति ७० लाख डायनामाइटको विष्फोटनबाट उत्पन्न हुन्थ्यो । थोरै पदार्थबाट अत्यन्त धेरै मात्रामा शक्ति पैदा गर्ने आणविक बम यसै सिद्धान्तमा आधारित छ ।

आइन्स्टाइनको सिद्धान्तअनुसार अवलोकनकर्ता पदार्थ स्रोतको नजिक वा टाढा गए पनि प्रकाशको गतिमा परिवर्तन आएको अनुभव गरिँदैन । यस्तै आइन्स्टाइनको गुरुत्वाकर्षणको ज्यामितीय सिद्धान्तले न्यूटनको गुरुत्वाकर्षणको सिद्धान्त विस्थापन गर्‍यो । यस्तै उनले आणविक सिद्धान्त र प्रकाश विद्युतीय क्षेत्रमा पनि धेरै काम गरे । विज्ञानमा उनको योगदानको कदर गर्दै सन् १९३१ मा भौतिक विज्ञानमा नोबेल पुरस्कार प्रदान गरियो ।

सन् १९३३ मा एडोल्फ हिटलर सत्तामा आएपछि यहुदी भएका कारण आइन्स्टाइनको जर्मन नागरिकता खोसियो । आइन्स्टाइनलाई जर्मनी निकाला गरिएको दिनलाई विश्वले ठूलो अफसोच गरेको छ । आफ्नो काम जारी राख्न उनी अमेरिका गए ।  सन् १९४० मा उनले अमेरिकी नागरिकता लिए ।

आइन्स्टाइनको पिण्ड गति शक्तिको सूत्र आणविक भौतिकशास्त्रको अन्य पक्षसंग पनि सम्बन्धित थियो । सन् १९३९ तत्कालीन अमेरिकी राष्ट्रपति रुजवेल्टलाई पत्र लेखी आफ्नो सिद्धान्तबाट आणविक बम बनाइन सकिने सम्बन्धमा सचेत गराए । नभन्दै अमेरिकाले आणविक युद्धस्तरमा बम बनायो । यही बम जापानको नागासाकी र हिरोशिमामा अन्धाधुन्ध प्रयोग भयो । यहीँबाट आणविक युगको शुरुवात भएको मानिन्छ ।

अमेरिकाको प्रिन्सटनको एक उच्च शैक्षिक संगठनको आइनसटाइन आजीवन सदस्य बनाइए । त्यहाँ प्राध्यापकको रूपमा रहँदा उनले गुरुत्वाकर्षण र विद्युत् चुम्बकीय सिद्धान्तका आधारभूत नियमहरूलाई एकत्रित क्षेत्र सिद्धान्तको रूपमा व्यक्त गरे । बौद्धिक क्षमता र नैतिक साहसको कारण आइनस्टाइन आफ्नो जीवनकालमा प्रसिद्धिको शिखरमा पुगे । आफ्नो प्रयोगशालाको शक्तिका बारेमा जिज्ञासा राख्दा आइन्स्टाइन कलमलाई औँल्याउँथे । सफलताको कारण सोध्दा उनको जवाफ हुन्थ्यो– ‘बाल्यकालमा मैले जे कौतूहल गुमाएँ, त्यसलाई नै आज म पाइरहेको छु ।’