Как е работил мозъкът на Алберт Айнщайн

След повече от 100 години прогнозите и откритията му се потвърждават с технологии от последно поколение и прецизна апаратура 

Мисленето му е необичайна комбинация между брилянтни знания по физика, наблюдения и подсъзнателна игра с образи, чувства и усещания

Какъв е алгоритъмът на мислене на гениалния Алберт Айнщайн, чиито прогнози и открития се потвърждават едно след друго, при това след повече от 110 години? Едва сега прецизни инструменти като Лазерната интерферометрична гравитационно- вълнова обсерватория (LIGO) и най-мощните телескопи на човечеството "Хъбъл" и "Джеймс Уеб" осигуряват доказателства за хипотезите на Айнщайн. Какъв подход е използвал този необикновен физик, за да пътува толкова напред в бъдещето, да вижда и да описва явления, които науката ще открие един век по-късно?

С помощта на LIGO учените доказаха, че предположенията на Айнщайн в Общата теория на относителността за гравитационните вълни, сливанията на черните дупки, поведението на пространство-времето и огъването му под влиянието на изключително силна гравитация са точни. 

Оптичните и инфрачервените наблюдения на телескопа "Джеймс Уеб" удостовериха, че предсказаното от Айнщайн гравитационно лещиране, поведението на светлината в изкривено пространство-време, структурата на ранната Вселена също са правилни. 

Звучи смайващо, но още през 1915 г. в Общата теория на относителността Айнщайн отбелязва, че ускоряващите се маси на две масивни тела в орбита произвеждат вълни в пространство-времето, които се разпространяват със скоростта на светлината. През септември 2015 г. учените отвориха касите с шампанско, защото с инструментариума LIGO най-накрая засякоха  гравитационни вълни в момента на сливането на две черни дупки. Оказа се, че сигналът, обозначен като GW150914, е пропътувал около 1,3 милиарда години, за да достигне Земята.

Как е възможно геният Айнщайн да е "дочул" подобен тътен, при това преди 110 години, за да опише явлението?

Нещо повече, той не само предсказва сливанията на черни дупки във времена, когато останалите физици са ги отричали, а и детайлната форма на гравитационните вълни в спиралата и образуването на "пръстен". Учените бяха смаяни, когато чрез LIGO наблюдаваха именно това явление, потвърждаващо, че поведението на черните дупки съвпада с описаното от Айнщайн. 

Друго необяснимо откритие на физика е, че масивните обекти  изкривяват пространство-времето, огъвайки светлината. Според Айнщайн звездната светлина се отклонява, появяват се множество увеличени изображения на фонови обекти, дъги, пръстени и др. С телескопа "Джеймс Уеб" учените наблюдаваха поредица от явления, свързани с гравитационните лещи, като клъстери, галактични струпвания, дъги и др. Всички те потвърждават предсказанията на гениалния учен, че светлината се огъва под гравитационното въздействие на масивен обект, служещ за леща. Стигайки до този извод, Айнщайн прави следващата крачка. Според него, ако се използва този ефект, може да се определи разпределението на масата на даден обект. Но с това не се изчерпват прогнозите му, защото той постулира гравитационното лещиране на свръхнови, космологичното червено отместване и много други. 

Какъв е този особен ум, който така дръзко разкъсва пелената на времето, за да види явления, които ще се потвърдят през последните десетина години благодарение на невероятния напредък в технологиите? За да анализираме подхода му, се обърнахме към двама специалисти, които от години са заинтригувани от методите на мислене на харизматичния учен.

"През 2025 г. се навършват 120 години, откакто Алберт Айнщайн публикува своята хипотеза за еквивалентност на масата m и енергията E – обясни пред "Космос" проф. Стоян Марков, който е сред създателите на едни от най-големите суперкомпютри в Европа и на българския Discoverer. - Това прозрение може да осени само блестящ физик като Айнщайн. Той не само познава физическите закони, но осъзнава, по-точно открива връзките между тях. От времето на Исак Нютон е известно, че кинетичната енергия Ec на едно тяло в движение е равна на произведението на неговата маса m и квадрата на скоростта на движението му v. Когато тялото е в покой, v=0 и енергията Ec също е равна на нула. Естествено, учените са били убедени, че масата и енергията са абсолютно различни и независими една от друга физични величини. В началото на миналия век Айнщайн формулира две хипотези: масата и енергията са еквиваленти физични величини и могат да преминават една в друга. Приемат се като пълна измислица, използвани са и по-груби определения."

Айнщайн не се трогва особено от критиките, защото усеща, че е прав, и отново потъва в изследванията си.

"През 1905 г.  от своята Специална теория на относителността той изведе две зависимости

E2 = p2c2 + m2c4

P = Ev/c2,

където (E) е енергията, (p) е импулсът на движение, (v) е скоростта на тялото или частицата и (c) е скоростта на светлината" – обяснява проф. Марков. - От тях следва, че когато тялото или частицата е в покой, тоест скоростта и импулсът са равни на нула, вътрешната енергия на тялото не е нула и е равна на

E = mc2

Айнщайн твърди, че от този физически закон следва, че масата може да премине в енергия и обратно – енергията в маса. Това твърдение

счупва рамката на

класическата физика

и предизвиква яростна критика срещу Специалната теория на относителността и следствията от нея."

Потвърждението идва почти случайно 30-ина години по-късно, когато светът е изправен пред ядрена заплаха от страна на нацистите и е стартиран проектът "Манхатън". Започват трескави експерименти за достоен отговор на Хитлер със създаването на атомната бомба. В този наситен с напрежение процес за всеобщ потрес е установено, че геният през цялото време е бил прав.

"В ядрените реактори при делението на един грам уран 235 теглото му се намалява с един милиграм и се отделя енергия 82x109 джаула (82 милиарда вата в секунда). Точно по формулата на Айнщайн – отбелязва проф. Марков. – Обратно, при термоядрената реакция две ядра деутерий, които имат по един протон и неутрон, се сливат и се получава по-тежкият елемент хелий, който има два протона и два неутрона и се отделя енергия точно по закона на Айнщайн. Така постепенно утихват страстите покрай Специалната и Общата теория на относителността и тя вече се приема като достоверна от повечето физици."

Тук изниква най-интересният въпрос - как могат да се открият връзки между величини, за които никой не е подозирал в продължение на столетия от времето на Нютон до началото на ХХ век? При това десетилетия преди опитите за създаване на атомна бомба. 

Психологът Моника Балаян от години изучава метода на мислене на Айнщайн и една от най-интересните находки е писмото на гения от 1945 г. до Жак Адамар. "Думите или езикът, както са написани или произнесени, изглежда, не играят роля, елементите на мисълта ми са определени знаци и сравнително ясни образи", пише Айнщайн, опитвайки се да обясни собствения си "алгоритъм".

"Тоест той не мисли с думи, а с образи, при това не ги насилва, не ги спира, това е чисто подсъзнание, но за разлика от повечето хора Айнщайн му позволява да се прояви – обяснява тя. – Физикът е във връзка с подсъзнанието, получава информацията във вид на образ, не я анализира, не се старае да я обясни, когато процесът върви. Той е в състояние да съхранява една идея десетина години и когато се появи прозрението, той превежда образа в думи и във формули."

Айнщайн поддържал кореспонденция и със Зигмунд Фройд и пред него също признава, че използва този метод: "Изглежда, именно тази комбинативна подсъзнателна игра е в основата на продуктивната съзнателна творческа мисъл". Добавяйки, че тази "игра" е съвкупност от сетивни възприятия, мускулни усещания, чувства и интуиция. А когато Макс Вертхаймер го попитал как всъщност протича този процес, за да стигне до идеята за Теорията на относителността, Айнщайн отговаря: "Тези размисли не идват под формата на каквито и да било словесни формулировки.

Аз изобщо твърде рядко

мисля с думи."

Причината според Моника Балаян е, че той неизменно приемал подсъзнанието си като част от своя ум, където живеят образи, чувства, усещания, асоциации. Интересен щрих е, че подсъзнанието не разбира от думи, което напълно съвпада с описания от гения процес.

В потвърждение на тезата е и негово интервю от 1929 г., в което той твърди, че се доверява напълно на въображението си, тъй като то е по-важно от знанието, което е ограничено. По принцип за учените и тогава, и днес това звучи като висша форма на ерес, но Айнщайн изобщо не се интересувал от мнението им. Напротив, бил категоричен, че с въображението си обгръща целия свят и Вселената.

"За него знанието е свързано с логиката, която оперира с известни величини, докато въображението е форма на подсъзнателна работа - друг тип познание, което все още не е открито. С помощта на подсъзнанието той вижда образи, които му осигуряват необходимата информация и най-важното - той нито за миг не си позволява да я отрече, ако противоречи на дотогавашните научни догми – посочва Балаян. – На практика Айнщайн е използвал и двата метода - на подсъзнанието и на знанията и логиката, давайки превес на въображението."

Според гения това дълбоко навлизане в "посъзнателната игра" ставало в часовете на отмора. Зареждал мозъка си със знания, след което задължително се разхождал поне 2 часа на ден и казвал, че това не само не е изгубено време, а е най-продуктивната част от деня му. Или дълго свирел на своята цигулка. Бил убеден, че когато мозъкът му си почива, тогава идват най-добрите идеи.

"Отпускайки се, той спирал логичното мислене и давал ход на подсъзнателна работа, където по някакъв неподражаем нов начин се свързват опитът, спомените, усещанията, всичко, което сме чули, преживели, научили – казва психоложката. - Айнщайн по естествен начин позволява тази вътрешна игра на образи да стане реалност. Според писмата му едва когато получи резултат, той включва думите, логиката и облича идеите във формули и теории."

В "Автобиографични бележки" Айнщайн отбелязва, че първото му видение или прозрение го е отвело непосредствено до Специалната теория на относителността. Бил 16-годишен, когато си задал въпроса:

"Ами какво би станало,

ако яхна опашката

на някой светлинен лъч

и заедно с него се понеса в пространството със скоростта на светлината?". Според гения повечето хора моментално биха заглушили подобен въпрос още преди да се е дооформил в съзнанието им, а ако това все пак стане, ще го забравят. Но не и Айнщайн. Той не само че не забравил странното видение, а години по-късно си задал още по-озадачаващия въпрос: "Какво ще стане, ако яхна опашката на светлинен лъч, държейки пред лицето си огледало? Ще видя ли отражението си в него, или не?".

Класическата физика е категорична, че това е невъзможно, защото отразените в лицето светлинни лъчи трябва да летят със скорост, по-голяма от тази на светлината, а това е невъзможно. Но както самият Айнщайн признава, още тогава имал чувството, че това не е правилният отговор, макар че ясно си давал сметка, че логиката и законите на физиката го потвърждават. За да провери дали е прав, той изхожда от тезата, че скоростта на светлината е 300 000 километра в секунда и тя е максимална. Тоест когато отива към огледалото и се връща към него самия, тя се движи с максималната възможна скорост – 300 000 километра в секунда. И макар че на първия етап той се доверил на чувството и интуицията си, че научните догми не са коректни, много по-късно успял да докаже математически, че в този казус е прав.

"Откритието не е продукт на логичната мисъл – обяснява тогава  Айнщайн, - въпреки че крайният продукт е свързан с логична структура." 

"Айнщайн винаги е твърдял, че вместо с думи или с формули мисли предимно в зрителни образи и в чувства - пише един от биографите му Робърт Дилц. - Словесното и математическото оформяне на мислите му идва едва след приключването на основния творчески процес." Нещо повече, самият Айнщайн твърди, че много често усеща, че е прав, без да знае защо, което може би е най-добрата илюстрация на неговия вълнуващ подсъзнателен път към новото знание и разбиването на дотогавашните клишета и теории.

"Той се доверява на вътрешните си усещания, преди да получи доказателство, тъй като логиката не може да го открие, а интуицията го прави за секунди -  посочва Моника Балаян. - Подсъзнанието прави избор и изводи многократно по-бързо от логиката, Айнщайн ежедневно е практикувал този метод и е бил наясно с процеса, без да му се противопоставя. Просто търпеливо изчаквал да настъпи моментът на озарение. Оттам нататък той по фантастичен начин обединявал противоположностите – подсъзнанието с логиката и задълбочените си знания по физика."

От тези гениални проблясъци до конкретните открития, доказани с формули, често минавали дълги години. И тъй като Айнщайн бил обграден с блестящи колеги математици, често прибягвал до услугите им, когато се затруднявал с по-сложни задачи.

"Някои негови съвременници твърдят, че

Айнщайн е бил слаб математик

- посочва проф. Марков. – Но това не е вярно, а в дадения случай не е и определящо, защото подобно обвързване на масата, скоростта на светлината и енергията на тялото няма как да се открие с математически преобразования, като се стъпи на класическата физика. Невъзможно е човек да изведе логически, че масата и вътрешната енергия на тялото са еквивалентни физически величини и че те се трансформират една в друга. Преди Айнщайн никой не се е досещал, че тази зависимост съществува в природата. Никаква математика не може да помогне тук. Това е прозрение." Според проф. Марков за невероятния физик с пълна сила важи фразата: "Всички хора гледат, малко виждат. А от тези, които виждат, малко разбират какво виждат. Това са гениите, а Айнщайн безспорно е блестящ физик и гений. Само хора с дълбоки знания и широк поглед върху своята наука могат да бъдат озарени от подобни прозрения и мозъкът им да направи крачка напред към ново знание. И разбира се, ако имат дарбата да предсказват."

Според него е много малко вероятно добър физик да измисли нова терапия за лечение на тежко заболяване, както и добър лекар да предскаже Хигс - бозона.

"В своята книга "Черните дупки и гънките на времето: Дръзкото наследство на Айнщайн" Нобеловият лауреат сър Кип Торн  обяснява как от Специалната  теория на относителността може да се изведе предположението, че черните дупки съществуват – посочва още Марков. - За да бъде математически строга, тя трябва да се разглежда в пространството на Минковски и в нея да се включи гравитацията така, както я е разбирал Айнщайн, и след това да  се свърже с Общата теория на относителността. По-късно е доказано, че черните дупки са възможно решение на уравненията на Айнщайн, макар че повечето физици са смятали, че подобни обекти не съществуват във Вселената."

Днес учените непрекъснато откриват нови и нови и ги изучават с все по-усъвършенстван инструментариум.

"И така, един блестящ и проницателен ум създава теория, която отразява реалните физически закони на заобикалящата ни Вселена – усмихва се ученият. - На днешния жаргон това е "математически близнак"  на част от същността на Космоса."

Но Айнщайн направи нещо много повече за поколенията след него. Освен фантастичната съкровищница от знания той остави в наследство брилянтната си подсъзнателна игра - ключ към разгадаването на най-големите тайни на Вселената.

Темата бе публикувана в десети брой на списание "Космос"