Atunci când unei persoane i se cere sa numească un fizician, aproape întotdeauna numele care ii vine în gând este cel al lui Albert Einstein, cel mai celebru om de ştiinţă al secolului 20. Cunoscut pentru crearea şi dezvoltarea teoriei speciale şi generalizate a relativităţii, ca şi pentru îndrăzneaţă sa ipoteza cu privire la natura luminii, Einstein a fost fara îndoială una din cele mai strălucite minţi stiinfice ale umanităţii.
Fizician american de origine germana, Einstein s-a născut pe 14 martie 1879 la Ulm. Tinereţea şi-a petrecut-o la Munchen, unde familia sa avea un mic magazin care producea aparate electrice. Desi nu a vorbit pana la vârsta de 3 ani, inca de tânăr a arătat o curiozitate vie pentru natura şi o abilitate inascuta în înţelegerea conceptelor matematice dificile. La 12 ani a învăţat singur geometrie euclidiana.
Einstein ura rutina şi spiritul lipsit de imaginaţie al scolii din Munchen. Atunci când falimentul repetat al afacerii a determinat familia sa plece din Germania către Milano, în Italia, Einstein, care avea 15 ani, a folosit ocazia ca sa se retragă de la şcoală. A petrecut un an cu părinţii sai la Milano si, atunci când i-a fost clar ca va trebui să-şi croiască propriul drum în viaţa, a terminat liceul la Arrau, în Elveţia, şi s-a înscris la Politehnica din Zurich. Tânărului nu-i plăceau metodele de instruire de aici, de aceea lipsea adesea de la ore, folosindu-şi întregul timp pentru a studia fizica pe cont propriu sau pentru a canta la iubita sa vioara. Şi-a dat examenele şi a absolvit în 1900 studiind lucrarea unui coleg de clasa. Profesorii sai nu aveau o părere buna despre el şi nu l-au recomandat pentru un post universitar.
Următorii doi ani Einstein a lucrat ca meditator şi suplinitor. In 1902 şi-a asigurat un post de examinator la Biroul de Patente din Berna. In 1903 s-a căsătorit cu Mileva Maric, cu care fusese coleg la Politehnica. Au avut doi fii, dar în cele din urma au divorţat. Einstein s-a recăsătorit mai târziu.
Primele lucrări ştiinţifice.
În 1905 Einstein şi-a susţinut doctoratul la Universitatea din Zurich cu o dizertaţie teoretica asupra dimeniunii moleculelor, publicând de asemenea trei articole ştiinţifice care au avut o mare importanta pentru dezvoltarea ulterioara a fizicii secolului 20. In primul dintre aceste articole, cu titlul „Mişcarea Browniana”, a făcut predicţii semnificative asupra mişcării particulelor răspândite aleatoriu într-un fluid. Aceste previziuni au fost confirmate experimental mai târziu. Cea de-a doua lucrare, dedicata efectului fotoelectric, conţinea o ipoteza revoluţionară privitoare la natura luminii. Einstein considera ca lumina poate fi privita ca o suma de particule în anumite condiţii şi pe lângă aceasta emitea ipoteza ca energia purtata de orice particula luminoasa, numita foton, este proporţională cu frecventa radiaţiei. Formula care exprima aceasta este E=h, unde E este energia radiaţiei şi h este o constanta universala cunoscuta sub denumirea de constanta lui Planck.
Ipoteza sa si anume ca energia conţinută de o unda luminoasa se transfera în unităţi sau cuantecontrazicea o tradiţie de 100 de ani care considera emiterea energiei luminoase ca pe un proces continuu. Aproape nimeni nu a acceptat teoria lui Einstein. In consecinţă, fizicianul american Robert Andrews Millikan care a confirmat experimental teoria un deceniu mai târziu a fost el însuşi descumpănit de rezultat.
Einstein, a cărui principala preocupare era sa înţeleagă natura radiaţiei electromagnetice, a urgentat ulterior dezvoltarea unei teorii care sa reflecte dualismul particula-unda al luminii. Din nou, foarte putini fizicieni înţelegeau sau erau de acord cu ideile sale.
Teoria speciala a relativităţii.
Cea de-a treia lucrare importanta publicata de Einstein în 1905, „Asupra electrodinamicii corpurilor în mişcare”, conţinea ceea ce avea sa fie cunoscuta mai târziu ca teoria relativităţii. Inca de la Newton, filosofii naturali (denumirea sub care erau cunoscuţi fizicienii şi chimiştii) încercaseră sa înţeleagă natura materiei şi a radiaţiei, precum şi felul în care interacţionau într-o imagine unificata a lumii. Ideea ca legile mecanicii sunt fundamentale era cunoscuta drept concepţia mecanicista asupra lumii, în timp ce ideea ca legile electricităţii sunt fundamentale era cunoscuta drept concepţia electromagnetica asupra lumii. Totuşi, niciuna dintre idei nu era capabila sa ofere o explicaţie coerenta asupra felului cum radiaţia (de exemplu lumina) şi materia interacţionează atunci când sunt văzute din sisteme de referinţă inerţiale diferite, adică interacţiile sunt urmărite simultan de un observator în repaus şi un observator care se mişca cu o viteza constanta.
În primăvara anului 1905, după ce a reflectat la aceste probleme timp de 10 ani, Einstein şi-a dat seama ca esenţa problemei consta nu într-o teorie a materiei, ci într-o teorie a măsurării. Esenţa acestei teorii speciale a relativităţii era constatarea ca toate măsurătorile timpului şi spaţiului depind de judecăţi asupra simultaneităţii a doua evenimente diferite. Aceasta l-a condus la dezvoltarea unei teorii bazate pe doua postulate: principiul relativităţii, care afirma ca legile fizicii sunt aceleaşi în toate sistemele de referinţă inerţiale, şi principiul invariabilităţii vitezei luminii, care arata ca viteza luminii în vid este o constanta universala. Prin aceasta a fost capabil sa ofere o descriere consistenta şi corecta a evenimentelor fizice din diverse sisteme de referinţă inerţiale fara a face presupuneri speciale cu privire la natura materiei sau a radiaţiei, sau a felului cum ele interacţionează. Aproape nimeni nu a înţeles demonstraţia lui Einstein.
Primele reacţii.
Greutăţile pe care ceilalţi savanţi le aveau cu teoriile lui Einstein nu se datorează faptului ca teoriile sale sunt complexe din punct de vedere matematic sau obscure tehnic; problema decurge mai degrabă din convingerile lui Einstein asupra naturii teoriilor valabile şi asupra relaţiei dintre experiment şi teorie. Desi credea în continuare ca singura sursa de cunoaştere este experienta, era convins de asemenea de faptul ca teoriile ştiinţifice sunt creaţiile libere ale unei intuiţii fizice bine formate şi ca premisele pe care se bazează teoriile nu pot fi asociate logic experimentului. De aceea, o teorie buna este teoria care necesita un număr minim de postulate pentru verificarea ei practica. Aceasta economie de postulate care este o caracteristica a întregii sale opere ştiinţifice este şi ceea ce a făcut ca opera sa sa fie înţeleasă atât de greu de colegii sai.
Totuşi Einstein a avut şi susţinători importanţi. Primul care l-a sprijinit a fost fizicianul german Max Planck. Einstein a rămas la Biroul de Patente patru ani după ce steaua sa a început sa se ridice în comunitatea fizicienilor. Apoi s-a îndreptat rapid către lumea academica de limba germana. Primul sau post academic a fost în 1909 la Universitatea din Zurich. In 1911 s-a mutat la Universitatea de limba germana din Praga şi în 1912 s-a întors la Politehnica din Zurich. In sfârşit, în 1913, a fost numit director al Institului de Fizica din Berlin „Kaiser Wilhelm”.
Teoria generalizata a relativităţii.
Chiar înainte de a părăsi în 1907 Biroul de Patente, Einstein şi-a început munca pentru extinderea şi generalizarea teoriei relativităţii pentru toate sistemele de coordonate. A început prin enunţarea principiului echivalentei, un postulat prin care campurile gravitaţionale sunt echivalente cu acceleraţiile sistemelor de referinţă. De exemplu, oamenii care călătoresc într-un lift nu pot, în principiu, sa decidă daca forţa care acţionează asupra lor este cauzata de gravitaţie sau de o acceleraţie constanta a liftului. Teoria generalizata a relativităţii nu a fost publicata în forma ei completa pana în 1916. In aceasta teorie, interacţiunile corpurilor, care pana atunci fuseseră circumscrise forţelor gravitaţionale, sunt explicate ca fiind o consecinţă a influentei corpurilor asupra geometriei spatio-timpului (spaţiul cvadrimensional, o abstracţie matematica, având cele trei dimensiuni ale spaţiului euclidian şi timpul a patra dimensiune). Pe baza teoriei generalizate a relativităţii Einstein a justificat variaţiile neexplicate ale mişcării pe orbita a planetelor şi a prezis curbarea luminii stelare în vecinatea unui corp masiv-ca de exemplu Soarele. Confirmarea acestui din urma fenomen în timpul eclipsei de soare din 1919 a devenit un eveniment mediatic, şi faima lui Einstein s-a răspândit în întreaga lume.
Restul vieţii Einstein l-a dedicat pentru a-şi generaliza teoria chiar mai mult. Ultimul sau efort, de realizare a unei teorii unificate a campurilor, care nu s-a dovedit reuşit întrutotul, s-a bazat pe încercarea de a înţelege toate interacţiile fizice-incluzand interacţiunile electromagnetice şi interacţiunile nucleara tare şi slaba-ca pe modificări ale geometriei spatio-timpului intre entităţi care interacţionează.
Părerea celor mai multi dintre colegii lui Einstein este ca eforturile sale nu au fost îndreptate într-o direcţie buna. Intre 1915 şi 1930 principala tendinţa a fizicii era dezvoltarea unei noi concepţii cu privire la caracterul fundamental al materiei, cunoscuta şi ca teoria cuantica Aceasta teorie conţinea principiul dualismului undă-particulă (lumina prezintă atât proprietăţile unei particule, cat şi pe cele ale unei unde) pe care Einstein il considerase anterior ca necesarm ca şi principiul de incertitudine, care afirma ca precizia în măsurarea proceselor este limitata. In plus promova o respingere la nivel fundamental a noţiunii de cauzalitate stricta. Einstein nu putea totuşi sa accepte asemenea noţiuni şi a criticat aceste teorii pana la sfârşitul vieţii sale: „Dumnezeu”, a spus odată Einstein, „nu joaca zaruri cu lumea”.
Cetăţean al lumii.
După 1919 Einstein a devenit renumit international. A dobândit medalii şi premii, inclusiv Premiul Nobel în 1921, din partea a diverse societăţi ştiinţifice internaţionale. Vizita sa în orice parte a lumii devenea un eveniment national; fotografi şi reporteri il urmau pretutindeni. Desi regreta pierderea intimităţii, Einstein şi-a capitalizat faima spre a-şi impune opiniile politice.
Cele doua mişcări sociale care au primit întregul sau sprijin au fost pacifismul şi sionismul. In timpul primului război mondial a fost unul din putinii savanţi germani care au deplâns implicarea Germaniei în război. După război sprijinul sau pentru scopurile pacifismului şi sionismului l-a făcut tinta unor atacuri din partea elementelor antisemite şi de extrema dreapta din Germania. Chiar şi teoriile sale ştiinţifice au fost ridiculizate public, în special teoria relativităţii.
Când Hitler a venit la putere în Germania în 1933, Einstein a decis imediat sa emigreze în Statele Unite. A obţinut un post la Institutul de studii avansate din Princeton, New Jersey. In timp ce şi-a continuat eforturile pentru cauza sionismului mondial, Einstein a renunţat la fosta sa poziţie pacifista în fata teribilei ameninţări asupra umanităţii puse de regimul nazist din Germania.
În 1939 Einstein a colaborat cu alti câţiva fizicieni la redactarea unei scrisori către preşedintele Franklin Delano Roosevelt, în care arătau posibilitatea producerii unei bombe atomice şi probabilitatea ca guvernul german sa se fi angajat în aceasta direcţie. Scrisoarea, care era semnata numai de Einstein, a determinat sporirea eforturilor de construire a unei bombe atomice de către Statele Unite, dar savantul nu a jucat nici un rol în lucrare şi nu a ştiut nimic privitor la aceasta la momentul respectiv.
După război Einstein a activat pentru cauza dezarmării internaţionale şi a guvernării mondiale. Şi-a continuat sprijinul activ pentru sionism, dar a respins oferta făcută de conducătorii statului Israel de a deveni preşedinte al tarii. In Statele Unite, la sfârşitul anilor '40 şi la începutul anilor '50 a vorbit de necesitatea ca intelectualii naţiunii sa facă orice sacrificiu necesar pentru a pastra libertatea politica. Einstein a murit la Princeton pe 18 aprilie 1955.
Eforturile lui Einstein în sprijinul cauzelor sociale au fost văzute uneori ca nerealiste. De fapt, propunerile sale erau întotdeauna atent analizate. La fel ca teoriile sale ştiinţifice, ele erau motivate de o intuiţie ascuţită bazata pe o evaluare precisa a dovezilor şi observaţiilor, Desi Einstein s-a dedicat mult cauzelor politice şi sociale, ştiinţa a fost întotdeauna pe planul întâi, pentru ca, spunea el adesea, numai descoperirea naturii universului ar avea un înţeles de durata. Scrierile sale include: „Relativitatea: teoria speciala şi generalizata” (1916), „Despre sionism” (1931), „Constructori ai universului” (1932), „De ce război?” (scrisa împreună cu Sigmund Freud), „Lumea aşa cum o vad eu” (1934), „Evoluţia fizicii” (1938), şi „Din ultimii mei ani” (1950). Documentele adunate ale lui Einstein sunt publicate într-o opera de mai multe volume începând din 1987.
SFÂRŞIT