Альбе́рт Эйнштэ́йн (; , , Каралеўства Вюртэмберг, Германская імперыя — , , Нью-Джэрсі, ЗША) — нямецкі фізік-тэарэтык. Стваральнік тэорыі адноснасці (з якой шырока вядома эквівалентнасць масы і энергіі, ). Атрымаў у 1921 годзе Нобелеўскую прэмію па фізіцы «за заслугі ў тэарэтычнай фізіцы, і асабліва за адкрыццё закону фотаэлектрычнага эфекту».

Унёсак Эйнштэйна ў тэарэтычную фізіку ўключае спецыяльную тэорыю адноснасці, якая ўвязвае механіку і электрамагнетызм, і агульную тэорыю адноснасці, якая пашырыла прынцып адноснасці на неаднародны рух, стварыўшы тым самым новую тэорыю гравітацыі. Сярод іншых прац — рэлятывісцкая касмалогія, капілярнае дзеянне, крытычнае выпраменьванне, класічныя праблемы статыстычнай механікі і іх дастасаванне да квантавай тэорыі, тлумачэнне броўнаўскага руху малекул, імавернасць пераносу атамаў, квантавая тэорыя монаатамнага газу, цеплавыя ўласцівасці святла з нізкай шчыльнасцю выпраменьвання (фундамент тэорыі фатонаў), тэорыя выпраменьвання ўключна з вымушанай эмісіяй, канцэпцыя адзінай тэорыі поля, і геаметрызацыя фізікі.

Ён таксама прадказаў «квантавую тэлепартацыю», прадказаў і вымераў гірамагнітны эфект Эйнштэйна — дэ Хааза. З 1933 года працаваў над праблемамі касмалогіі і адзінай тэорыі поля.

Альберт Эйнштэйн стварыў больш за 300 навуковых прац па фізіцы, а таксама каля 150 кніг і артыкулаў у галіне гісторыі і філасофіі навукі, публіцыстыкі і інш. Актыўна выступаў супраць вайны, супраць прымянення ядзернай зброі, за гуманізм, павагу правоў чалавека, паразуменне паміж народамі.

Эйнштэйну належыць вырашальная роля ў папулярызацыі і ўвядзенні ў навуковы абарот новых фізічных канцэпцый і тэорый. У першую чаргу гэта тычыцца перагляду разумення фізічнай сутнасці прасторы і часу і пабудовы новай тэорыі гравітацыі ўзамен ньютанаўскай. Эйнштэйн таксама, разам з Планкам, заклаў асновы квантавай тэорыі. Гэтыя канцэпцыі, шматкроць пацверджаныя эксперыментамі, утвараюць падмурак сучаснай фізікі.

Біяграфія

Раннія гады

Альберт Эйнштэйн нарадзіўся 14 сакавіка 1879 года ў паўднёвагерманскім горадзе Ульме, у небагатай яўрэйскай сям’і.

Бацька, Герман Эйнштэйн (1847—1902), быў у гэты час саўладальнікам невялікага прадпрыемства па вытворчасці пёравага начыння для матрацаў і пярын. Маці, Паўліна Эйнштэйн (народжаная Кох, 1858—1920), паходзіла з сям’і заможнага прадаўца кукурузы Юліуса Дэрцбахера (у 1842 годзе ён змяніў прозвішча на Кох) і Еты БернхаймерEinstein: Science and Religion. Short life history: Pauline Einstein . Улетку 1880 года сям’я перасялілася ў Мюнхен, дзе Герман Эйнштэйн разам з братам Якабам заснаваў невялікую фірму па гандлі электрычным абсталяваннем. У Мюнхене нарадзілася малодшая сястра Альберта — Марыя (Мая, 1881—1951).

Пачатковую адукацыю Альберт Эйнштэйн атрымаў у мясцовай каталіцкай школе. Паводле яго ўспамінаў, у дзяцінстве ён перажыў стан глыбокай рэлігійнасці, які абарваўся ў 12 гадоў. Праз чытанне ён прыйшоў да пераканання, што шмат выкладзенага ў Бібліі не можа быць праўдай, а дзяржава наўмысна займаецца падманам маладога пакалення. Усё гэта зрабіла яго вальнадумцам і назаўжды спарадзіла скептычнае стаўленне да аўтарытэтаў. Эйнштэйн пазней успамінаў найбольш моцныя дзіцячыя ўражанні: компас, «Пачаткі» Эўкліда і (каля 1889 года) «» Імануіла Канта. Па ініцыятыве маці ён з шасці гадоў пачаў займацца ігрой на скрыпцы. Захапленне музыкай захоўвалася ў Эйнштэйна на працягу ўсяго жыцця. Ужо знаходзячыся ў ЗША ў Прынстане, у 1934 годзе Альберт Эйнштэйн даў дабрачынны канцэрт, дзе выконваў на скрыпцы творы Моцарта на карысць навукоўцаў-эмігрантаў і дзеячаў культуры з нацысцкай Германіі.

У гімназіі (цяпер ў Мюнхене) ён не быў у ліку першых вучняў (выключэнне матэматыка і латынь). Сістэма механічнага завучвання матэрыялу (якая, як ён пазней казаў, наносіць шкоду самому духу вучобы і творчаму мысленню), а таксама аўтарытарнае стаўленне настаўнікаў да вучняў выклікала ў Альберта непрыманне, таму ён часта ўступаў у спрэчкі са сваімі выкладчыкамі.

У 1894 годзе Эйнштэйны пераехалі з Мюнхена ў італьянскі горад Павія, блізу Мілана, куды браты Герман і Якаб перавялі сваю фірму. Сам Альберт заставаўся са сваякамі ў Мюнхене яшчэ пэўны час, каб скончыць усе шэсць класаў гімназіі. Так і не атрымаўшы , у 1895 годзе ён далучыўся да сваёй сям’і ў Павіі.

Увосень 1895 года Альберт Эйнштэйн прыбыў у Швейцарыю, каб здаць уступныя экзамены ў Вышэйшае тэхнічнае вучылішча (палітэхнікум) у Цюрыху і па заканчэнні навучання стаць выкладчыкам фізікі. Бліскуча праявіўшы сябе на экзамене па матэматыцы, ён у той жа час праваліў экзамены па батаніцы і французскай мове, што не дазволіла яму паступіць у Цюрыхскі палітэхнікум. Аднак дырэктар вучылішча параіў маладому чалавеку паступіць у выпускны клас школы ў Аарау (Швейцарыя), каб атрымаць атэстат і паступаць яшчэ раз.

У кантанальнай школе Аарау Альберт Эйнштэйн прысвячаў свой свабодны час вывучэнню электрамагнітнай тэорыі Максвела. У верасні 1896 года ён паспяхова здаў усе выпускныя іспыты ў школе, за выключэннем іспыту па французскай мове, і атрымаў атэстат, а ў кастрычніку 1896 года быў прыняты ў палітэхнікум на педагагічны факультэт. Тут ён пасябраваў з аднакурснікам, матэматыкам (1878—1936), а таксама пазнаёміўся з сербскай студэнткай факультэта медыцыны Мілевай Марыч (на 4 гады старэйшай за яго), якая пазней стала яго жонкай. У гэтым жа годзе Эйнштэйн адмовіўся ад германскага грамадзянства. Каб атрымаць швейцарскае грамадзянства, патрабавалася выплаціць 1000 швейцарскіх франкаў, аднак бядотнае матэрыяльнае становішча сям’і дазволіла яму зрабіць гэта толькі праз 5 гадоў. Прадпрыемства бацькі ў гэтым годзе канчаткова згалела, бацькі Эйнштэйна пераехалі ў Мілан, дзе Герман Эйнштэйн, ужо без брата, адкрыў фірму па гандлі электраабсталяваннем.

Стыль і методыка выкладання ў палітэхнікуме істотна адрозніваліся ад закасцянелай і аўтарытарнай прускай школы, таму далейшае навучанне давалася юнаку лягчэй. У яго былі першакласныя выкладчыкі, у тым ліку выдатны геометр Герман Мінкоўскі (яго лекцыі Эйнштэйн часта прапускаў, пра што потым шчыра шкадаваў) і аналітык .

Пачатак навуковай дзейнасці

У 1900 годзе Эйнштэйн скончыў палітэхнікум, атрымаўшы дыплом выкладчыка матэматыкі і фізікі. Экзамены ён здаў паспяхова, але не бліскуча. Многія прафесары высока ацэньвалі здольнасці студэнта Эйнштэйна, але ніхто не пажадаў дапамагчы яму працягнуць навуковую кар’еру. Сам Эйнштэйн пазней успамінаў: Я быў трэціраваны маімі настаўнікамі, якія не любілі мяне з-за маёй незалежнасці і закрылі мне шлях у навуку.

Хоць у наступным, 1901 годзе, Эйнштэйн стаў грамадзянінам Швейцарыі, але аж да вясны 1902 года не мог знайсці сталага месца працы — нават школьным настаўнікам. Не маючы заробку ён літаральна галадаў, не прымаючы ежу па некалькі дзён запар, што стала прычынай хваробы печані, ад якой навуковец пакутаваў да канца жыцця.

Нягледзячы на цяжкасці, Эйнштэйн знаходзіў час і сілы для далейшага вывучэння фізікі. У 1901 годзе берлінскія «Аналы фізікі» () апублікавалі яго першы артыкул «Следствы з тэорыі капілярнасці» (), прысвечаны аналізу сіл прыцягнення між атамамі вадкасцей на падставе тэорыі капілярнасці.

Пераадолець нягоды дапамог былы аднакурснік Марсель Гросман, які рэкамендаваў Эйнштэйна на пасаду эксперта III класа ў Федэральнае Бюро патэнтавання вынаходстваў (Берн) з акладам 3500 франкаў у год (у гады студэнцтва ён жыў на 100 франкаў у месяц).

Эйнштэйн працаваў у Бюро патэнтаў з ліпеня 1902 па кастрычнік 1909 года, займаючыся пераважна экспертнай ацэнкай заявак на вынаходствы. У 1903 годзе ён стаў пастаянным работнікам Бюро. Характар ​​працы дазваляў Эйнштэйну прысвячаць вольны час даследаванням у галіне тэарэтычнай фізікі.

У кастрычніку 1902 года Эйнштэйн атрымаў вестку з Італіі аб хваробе бацькі; Герман Эйнштэйн памёр праз некалькі дзён пасля прыезда сына.

6 студзеня 1903 года Эйнштэйн ажаніўся з дваццацісямігадовай Мілевай Марыч. У іх нарадзіліся трое дзяцей.

З 1904 года Эйнштэйн супрацоўнічаў з вядучым фізічным часопісам Германіі «Аналы фізікі», падаючы для яго рэфератыўнага дадатка анатацыі новых артыкулаў па тэрмадынаміцы. Магчыма, набыты гэтым аўтарытэт у рэдакцыі садзейнічаў яго уласным публікацыям 1905 года.

1905 — «Год цудаў»

1905 год увайшоў у гісторыю фізікі як «Год цудаў» (). У гэтым годзе «Аналы фізікі» апублікавалі тры выдатныя артыкулы Эйнштэйна, якія паклалі пачатак новай навуковай рэвалюцыі:

«Да электрадынамікі цел, якія рухаюцца» (). З гэтага артыкула пачынаецца тэорыя адноснасціА. Эйнштейн «К электродинамике движущихся тел», Эйнштейн, А. Собр. науч. тр. в 4 тт. Т. 1. Работы по теории относительности. 1905—1920. — М.: Наука. 1965. С.56-57.. «Аб адным эўрыстычным пункце гледжання, які тычыцца ўзнікнення і ператварэння святла» ​​(). Адна з работ, якія заклалі падмурак квантавай тэорыі. «Аб руху часціц, якія ўзважаныя ў вадкасці, патрабаваным малекулярна-кінетычнай тэорыяй цеплаты» () — праца, прысвечаная броўнаўскаму руху, якая істотна прасунула статыстычную фізіку.

Эйнштэйну часта задавалі пытанне: як яму ўдалося стварыць тэорыю адноснасці? Паўжартам, напалову сур’ёзна ён адказваў:

Чаму менавіта я стварыў тэорыю адноснасці? Калі я задаю сабе такое пытанне, мне здаецца, што прычына ў наступным. Нармальны дарослы чалавек наогул не задумваецца над праблемай прасторы і часу. На яго думку, ён ужо думаў аб гэтай праблеме ў дзяцінстве. Я ж развіваўся інтэлектуальна так павольна, што прастора і час займалі мае думкі, калі я стаў ужо дарослым. Натуральна, я мог глыбей пранікаць у праблему, чым дзіця з нармальнымі схільнасцямі.

Спецыяльная тэорыя адноснасці

На працягу ўсяго XIX стагоддзя матэрыяльным носьбітам электрамагнітных з’яў лічылася гіпатэтычнае асяроддзе — эфір. Аднак да пачатку XX стагоддзя высветлілася, што ўласцівасці гэтага асяроддзя цяжка ўзгадніць з класічнай фізікай. З аднаго боку, аберацыя святла схіляе да думкі, што эфір абсалютна нерухомы, з другога — сведчыў на карысць гіпотэзы, што эфір часткова захопліваецца матэрыяй, якая рухаецца. Вопыты Майкельсана (1881), аднак, паказалі, што ніякага «эфірнага ветру» не існуе.

У 1892 годзе Хендрык Лорэнц і (незалежна ад яго) выказалі дапушчэнне, што эфір нерухомы, а даўжыня любога цела скарачаецца ў кірунку яго руху. Заставалася, аднак, адкрытым пытанне, чаму даўжыня скарачаецца дакладна ў такой прапорцыі, каб кампенсаваць «эфірны вецер» і не даць выявіць існаванне эфіру. Адначасова вывучалася пытанне, пры якіх пераўтварэннях каардынатаў ураўненні Максвела інварыянтныя. Правільныя формулы ўпершыню выпісалі (1900) і Пуанкарэ (1905), апошні даказаў іх групавыя ўласцівасці і прапанаваў назваць пераўтварэннямі Лорэнца.

Пуанкарэ таксама даў абагульненую фармулёўку прынцыпу адноснасці, якая ахоплівае і электрадынаміку. Тым не менш, ён працягваў прызнаваць эфір, хоць прытрымліваўся думкі, што яго ніколі не атрымаецца выявіцьГл. даклад Пуанкарэ на фізічным кангрэсе, 1900 года:. У дакладзе на фізічным кангрэсе (1900) Пуанкарэ ўпершыню выказвае думку, што адначасовасць падзей не абсалютная, а ўяўляе сабой умоўнае пагадненне («»). Было выказана таксама меркаванне аб крайняй хуткасці святла. Такім чынам, у пачатку XX стагоддзя існавалі дзве несумяшчальныя кінематыкі: класічная, з пераўтварэннямі Галілея, і электрамагнітная, з пераўтварэннямі Лорэнца.