Proč Einstein nerozuměl své teorii relativity 3 roky poté, co ji zveřejnil

Většina lidí si myslí, že žádnou z obou teorií relativity nikdy nepochopí, děsí je složitá matematika a revoluční styl Einsteinova myšlení. Někdo tvrdí, že teorie relativity je nesmysl, čímž chce vyřešit svou frustraci z ní.

Ale ono není zase až tak těžké teorii relativity pochopit. Stačí si vybrat pár jejích ústředních bodů a najít si jejich nejprostší výklad. Víc není třeba. Chcete-li třeba pochopit jádro speciální teorie relativity, tedy relativitu současnosti, přečtěte si klasický Einsteinův výklad této záležitosti třeba v blogu Pochopte základní ideu Einsteinovy teorie relativity za pár minut.

Ony jsou, jak známo, dvě teorie relativity, speciální a obecná. No, ona je ve skutečnosti vlastně jen jedna, obecná teorie relativity, známá tím, že popisuje zakřivující se prostoročas, tedy vlastně gravitační pole. Když ale tuto obecnou teorii, matematicky vyjádřenou tenzory, použijete na oblast, kde je prostoročas plochý, nezakřivený, tedy gravitační pole všude stejně "silné", zjednoduší se do podoby speciální teorie relativity s její známou dilatací času a kontrakcí délek, atd. Na tu pak (skoro) stačí středoškolská matematika, konkrétně Pythagorova věta, a není třeba žádných tenzorů.

Ústřední myšlenkový koncept té zjednodušené, tedy speciální teorie relativity, je čtyřrozměrný prostoročas. Je zajímavé, že když Einstein publikoval v roce 1905 svou speciální teorii relativity, obsahovala 4D prostoročas pouze velmi skrytě. Einstein si onu vícerozměrnost neuvědomoval. A když jeho učitel matematiky, Hermann Minkowski předvedl ve své přednášce v roce 1908 čtyřrozměrný matematický model Albertovy teorie jasně a zřetelně, byl Einstein v šoku a doslova prohlásil: "Od té doby, co se na mou teorii vrhli matematici, jí nerozumím ani já sám.“

Takže jestli máte komplex z toho, že nechápete, co je to čtyřrozměrný prostoročas, buďte v klidu. Einstein taky zpočátku koukal na to, co je to za "nesmysl". Později ale pochopil, že to není žádný nesmysl, ale zcela základní koncept, bez kterého by nebyl schopen vytvořit ani svou obecnou teorii relativity, což byl asi jeho největší intelektuální výkon.

Obě teorie, obecná a speciální, se ale bez 4D prostoročasu neobejdou, a když ho chceme trochu přiblížit, je daleko lepší soustředit se na tu jednodušší z nich, speciální teorii relativity. Chcete-li si intuitivně alespoň trochu představit čtyřrozměrný prostor, což je první krok k pochopení 4D prostoročasu, shlédněte tuto animaci průchodu 3D tělesa rovinou (2D plochou) a průchodu 4D koule 3D prostorem:

Je-li to na vás moc rychlé, objasněte si tento 4D prostor pomalu v blogu Pochopte čtyřrozměrný prostor za pár minut. Prostoročas pak je jen pohybující se 3D vlna tímto 4D prostorem, kde čas je právě pohyb té vlny.

Že to není jasné. Pak můžete zkusit zjednodušený výklad celé speciální relativity za pomoci metafor z přirozeného světa: