«Человек начинает жить лишь тогда,
когда ему удается превзойти самого себя»
Альберт Эйнштейн — известный физик, создатель теории относительности, автор многочисленных работ по квантовой физике, один из творцов современного этапа развития данной науки.
Родился будущий Нобелевский лауреат 15 марта 1879 года в небольшом немецком городке Ульм. Семья происходила из древнего еврейского рода. Папа Герман был владельцем фирмы, занимающейся набивкой матрасов и подушек перьями. Мама Эйнштейна была дочерью известного продавца маиса. В 1880 семья отправляется в Мюнхен, где Герман вместе с братом Якобом создает маленькое предприятие по продаже электрооборудования. Спустя какое-то время у Эйнштейнов рождается дочь Мария.
В Мюнхене Альберт Эйнштейн идет в школу для католиков. Как вспоминал ученый, в 13 лет он перестал доверять убеждениям религиозных фанатиков. Приобщившись к науке, он по-другому начал смотреть на мир. Все то, что было сказано в Библии, теперь не представлялось ему правдоподобным. Все это сформировало в нем человека, скептически относящегося ко всему, особенно к авторитетам. Из детских лет наиболее яркими впечатлениями Альберта Эйнштейна была книга Евклида «Начала» и компас. По желанию матери маленький Альберт стал увлекаться игрой на скрипке. Тяга к музыке надолго засела в сердце ученого. В будущем, находясь в Штатах, Альберт Эйнштейн давал концерт всем эмигрантам из Германии, исполнив композиции Моцарта на скрипке.
Учась в гимназии, Эйнштейн не был отличником (разве что по математике). Ему не нравилась методика заучивания материала, а также отношение преподавателей к учащимся. Поэтому он частенько спорил с учителями.
В 1894 семья снова переезжает. На этот раз в Павию — небольшой городок возле Милана. Сюда братья Эйнштейны переносят свое производство.
Осенью 1895 года юный гений приезжает в Швейцарию, чтобы поступить в училище. Он мечтал преподавать физику. Прекрасно сдает экзамен по математике, но тесты по ботанике будущий ученый заваливает. Тогда директор подсказал молодому парню сдать экзамен в Арау, чтобы повторно поступить годом позже.
В арауской школе Альберт Эйнштейн активно изучает электромагнитную теорию Максвелла. В сентябре 1897 года он успешно сдает экзамены. Имея на руках аттестат, поступает в Цюрих, где вскоре знакомится с математиком Гроссманом и Милевой Марич, которая впоследствии станет его супругой. Спустя определенное время Альберт Эйнштейн отрекается от гражданства Германии и принимает швейцарское. Однако для этого необходимо было заплатить 1000 франков. Но денег не было, так как семья находилась в сложном материальном положении. Родственники Альберта Эйнштейна переезжают в Милан после того, как разорились. Там же отец Альберта снова создает компанию по продаже электрооборудования, но уже без своего брата.
Стиль преподавания в Политехникуме нравился Эйнштейну, ведь авторитарное отношение преподавателей отсутствовало. Юному ученому стало легче. Процесс обучения был увлекательным еще и потому, что лекции вели такие гении, как Адольф Гурвиц и Герман Минковский.
Наука в жизни Эйнштейна
В 1900 году Альберт завершает обучение в Цюрихе и получает диплом. Это давало ему право на преподавание физики и математики. Учителя оценивали знания юного ученого на высоком уровне, но оказать помощь в будущей карьере не захотели. В следующем году он получает швейцарское гражданство, но работу найти так и не может. Случались подработки в школах, но этого на жизнь не хватало. Эйнштейн голодал днями, что послужило причиной возникновения расстройства печени. Несмотря на все трудности, Альберт Эйнштейн старался уделять больше времени науке. В 1901 году берлинский журнал напечатал работу о теории капиллярности, где Эйнштейн провел анализ сил притяжения в атомах жидкости.
Сокурсник Гроссман помогает Эйнштейну и устраивает его на работу в патентное бюро. Здесь Альберт Эйнштейн работает 7 лет, оценивая заявки на получение патентов. В 1903 он работал в Бюро уже на постоянной основе. Характер и стиль работы позволяли ученому в свободное время заниматься изучением проблем, связанных с физикой.
В 1903 году Эйнштейн получает письмо из Милана о том, что отец находится при смерти. Герман Эйнштейн скончался после того, как сын прибыл.
7 января 1903 года молодой ученый женится на своей подруге из Политехникума Милеве Марич. Позже от брака с ней у Альберта появляется трое детей.
Открытия Эйнштейна
В 1905 вышла работа Эйнштейна о броуновском движении частиц. Работа англичанина Броуна уже имела объяснение. Эйнштейн же, не сталкиваясь с работами ученого прежде, придал его теории некую завершенность и возможность проведения опытов. В 1908 опыты француза Перрена подтвердили эйнштейновскую теорию.
В 1905 выходит другая работа ученого, посвященная формированию и трансформации света. В 1900 году Макс Планк уже доказал, что спектральное содержание излучения можно объяснить, если представить излучение непрерывным. По его убеждению, свет испускался порциями. Эйнштейн же выдвинул теорию о том, что свет поглощается частями и состоит из квантов. Подобное предположение позволило ученому объяснить реальность «красной границы» (предельная частота, ниже уровня которой электроны не выбиваются из тела).
Квантовую теорию ученый применил и по отношению к другим явлениям, которые классики не могли рассмотреть детально.
В 1921 году был удостоен звания Нобелевского лауреата.
Теория относительности
Несмотря на множество написанных статей, всемирную известность ученый обрел благодаря своей теории относительности, которую впервые озвучил в 1905 году в одном вестнике. Еще в юности ученый задумывался над тем, что предстанет перед наблюдателем, который бы со скоростью света отправился вслед за световой волной. Он не принял концепцию эфира.
Альберт Эйнштейн предположил, что для любого объекта, как бы он ни двигался, скорость света одинаковая. Теория ученого сопоставима с формулами Лоренца для преобразования времени. Однако у Лоренца преобразования были косвенными, не имеющими связи со временем.
Профессорская деятельность
В 28 лет Эйнштейн был чрезвычайно популярным. В 1909 он стал профессором Цюрихского Политехникума, позже — университета в Чехии. Спустя определенное время все-таки вернулся в Цюрих, но уже через 2 года принимает предложение стать директором Департамента физики в Берлине. Гражданство Эйнштейна восстановили. Работа над теорией относительности длилась долгие годы, и уже при участии товарища Гроссмана вышли наброски проекта теории. Окончательный вариант сформулировали в 1915 году. Это было величайшее достижение в области физики за последние десятилетия.
Эйнштейн смог ответить на вопрос, какой механизм способствует гравитационному взаимодействию между объектами. Ученый предположил, что в качестве такого объекта может выступать структура пространства. Альберт Эйнштейн думал, что любое тело способствует искривлению пространства, делая его иным, а другое тело по отношению к данному двигается в этом же пространстве и испытывает влияние первого тела.
Теория относительности дала толчок к развитию других теорий, которые позже получили подтверждение.
Американский период жизни ученого
В Америке он стал профессором Принстонского университета, продолжая разрабатывать теорию полей, которая объединяла бы гравитацию и электромагнетизм.
В Принстоне профессор Эйнштейн был настоящей знаменитостью. Но народ видел его как человека добродушного, скромного, странноватого. Его страсть к музыке не угасла. Он часто выступал в ансамбле физиков. Ученый также увлекался парусным спортом, говоря, что это помогает размышлять над проблемами Вселенной.
Он был одним из главных идеологов образования государства Израиль. Кроме того, Эйнштейна приглашали на пост президента этой страны, но он отказался.
Главной трагедией жизни ученого была идея атомной бомбы. Наблюдая за нарастающей мощью немецкого государства, он в 1939 году отправил письмо американскому Конгрессу, что побудило к разработке и созданию оружия массового поражения. Позже Альберт Эйнштейн пожалел об этом, но было уже слишком поздно.
В 1955 году в Принстоне великий естествоиспытатель умер от аневризмы аорты. Но еще долго многие будут вспоминать его цитаты, которые стали поистине великими. Он говорил, что нельзя терять веру в человечество, поскольку мы сами — люди. Биография ученого, несомненно, весьма увлекательная, но углубиться в его жизнь и деятельность помогают как раз написанные им цитаты, которые исполняют роль предисловия в «книге о жизни великого человека».
Несколько мудростей от Альберта Эйнштейна
В сердце каждой трудности кроется возможность.
Логика может привести Вас от пункта А к пункту Б, а воображение - куда угодно…
Выдающиеся личности формируются не посредством красивых речей, а собственным трудом и его результатами.
Если жить, будто ничего в этом мире не является чудом, то вы сможете делать все, что захотите и у вас не будет препятствий. Если же жить так, будто все является чудом, то вы сможете наслаждаться даже самыми небольшими проявлениями красоты в этом мире. Если жить одновременно двумя способами, то ваша жизнь будет счастливой и продуктивной.
Альберт Эйнштейн, Albert Einstein – самый крупный физик XX столетия, основатель теории относительности.
За открытие миру закона фотоэффекта в 1921 году онудостоился Нобелевской премии мира (идея об индуцированном излучении атомов позже получила продолжение в виде лазера).
Первым изложил теорию того, что гравитация есть не что иное, как искажение пространства-времени, чем можно объяснить многие физические явления. На законах Эйнштейна во многом опирается сегодняшняя картина мира. Личность Эйнштейна с момента публикации в 1905 году специальной “теории относительности” привлекала огромное публичное внимание.
Биография
Физик Альберт Эйнштейн Немецкого, Швейцарского и Американского происхождений родился 14 марта 1879 года в Ульме, средневековом городке королевства Вюртемберг (ныне земля Баден-Вюртенберг в Германии), в семье Германа Эйнштейна и Паулины Эйнштейн, вырос он в Мюнхене, там у его отца и дяди имелся небольшой электрохимический завод. Он был весьма тихим, рассеянным мальчиком, питавший склонность к математике, но не мог терпеть методы преподавания в школе, с ее автоматической зубрежкой и каменной дисциплиной.
В ранние годы, проведенные в мюнхенской гимназии Луитпольда, Альберт сам стал изучать книги по философии, математике инаучно-популярной литературе. Наибольшее впечатление на него произвелаидея о космосе. Когда дела его отца в 1895 г. Были плохи, семья переселилась в Милан. Однако Эйнштейн остался в Мюнхене, оставив гимназию, при этомне получив аттестата, поэтому он тоже присоединился к своим родным.
Я не знаю, каким оружием будет вестись Третья мировая война, но в Четвёртой будут пользоваться луком и стрелами!
В своё время Эйнштейна поразила атмосфера свободы и культуры, которую он смог найти в Италии. Несмотря на его углублённые знания в области математики и физики, приобретенные за счёт самообразования и развития, и далеко не по возрасту самостоятельное мышление, Эйнштейн так и не выбрал себе подходящую профессию. Отец хотел, чтобы он стал инженером и смог прокормить семью.
Но Альберт попытался сдать вступительные экзамены в Федеральный технологический институт в Цюрихе, для поступления в который не нужно было специальное свидетельство об окончании средней школы.
Он провалился на экзаменах, не обладая нужной подготовкой, однако директор училища, не мог не заметить его таланта и поэтому направил его в Аарау, в двадцати милях к западу от Цюриха, для того чтобы он там закончил гимназию. Спустя 1 год, летом 1896 г., Эйнштейн удачно сдал вступительные экзамены в Федеральный технологический институт. В Аарау Эйнштейн сильно расцвел, балдея от тесных контактов с учителями и либеральной атмосферы, которая царила в гимназии. Он с большим желанием попрощался с прошлой жизнью.
Научная жизнь
В Цюрихе Эйнштейн стал самостоятельно изучать физику,полагаясь в большей степени на самостоятельное изучение материала. Вначале он хотел преподаватьфизику, но не сумел найти работу ипозже стал экспертом Швейцарского патентного бюро в Берне, в котором прослужил около семи лет. Для него это были очень счастливое и продуктивное время. Его ранние трудыбыли посвящены силам взаимодействия между молекулами и приложениям статистической термодинамики. Одна из них – «Новое определение размеров молекул» – была принята в роли докторской диссертации Цюрихским университетом, и в 1905 г. Альберт Эйнштейн удостоился носить звание –доктора наук.
В другой работе предлагалось объяснение фотоэлектрического эффекта – которая испускалось электронами металлической поверхности под воздействием электромагнитного излучения в ультрафиолетовом диапазоне.
Третья, прекрасная работа Эйнштейна, которая была опубликована в 1905 г. – именовалась специальная теория относительности, сумевшая изменить полностью всё понимание о физике.
После того как он опубликовал большую часть своих научных статей в 1905 г. к Эйнштейну явилось полноценное академическое признание.
В 1914 г. Альберт был приглашён в Германию на должность профессора Берлинского университета и единовременно директора Физического института кайзера Вильгельма (ныне Институт Макса Планка).
После тяжёлой работы Эйнштейну удалось в 1915 г. основать общую теорию относительности, выходившую далеко за рамки специальной теории, в которой движения должны быть равномерными, а относительные скорости стабильными. Общая теория относительности охватывала все возможные движения, в том числе и ускоренные (т.е. происходящие с переменной скоростью).
Общая теория относительности Альберта Эйнштейн смогла заменить теорию Ньютона по гравитационному притяжению тел пространственно-временном отрезке. Согласно данной теории, тела не способны притягиваться друг к другу, они изменяются и определяют тел проходящих через него. Коллега Эйнштейна физик Дж. А. Уилер заметил, что «пространство указывает самой материи, как ей необходимо перемещаться, а материя рассказывает пространству, как ему нужно искривляться».
В 1922 г. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии мира по физике 1921 г. «за заслуги перед теоретической физикой, и в особенности за открытие закона фотоэлектрического эффекта».
«Закон Эйнштейна стал базой фотохимии так же, как закон Фарадея – фундаментом электрохимии»,– заявил на представлении нового лауреатаСванте Аррениус из Шведской королевской академии.
Так как он заранее сказал, что выступает в Японии, Альберт не сумел находиться на церемонии вручения и свою Нобелевскую лекцию прочёл спустя один год после присуждения ему награды.
Когда в 1933 г. к власти пришёл Гитлер, Эйнштейн находился за границами Германии, так и не вернувшись туда. Эйнштейн оказался профессором физики в новом Институте фундаментальных исследований, который был создан в Принстоне (штат Нью-Джерси). В 1940 г. Эйнштейн удостоился американского гражданство. В годы,второй мировой войне, Эйнштейн пересмотрел свои пацифистские взгляды, в 1939 г. по руководству некоторых физиков-эмигрантов Эйнштейн обратился с письмом к президенту Франклину Д. Рузвельту, в котором написал о том, что в Германии, скорее всего, разрабатывается атомная бомба. Он указал на необходимость поддержки со стороны правительства Америки по исследованиям по расщеплению урана.
После второй мировой войны, которая потрясла мир применением ядерной бомбы против Японии, Эйнштейн незадолго до смерти поставил подпись на договоре Бертрана Рассела указывающий и предупреждающий всю планету об опасности применения ядерной бомбы.
Самый знаменитый из всех ученых XX в. и один из величайших ученых всех времен и народов, Альберт Эйнштейн обогатил всю теорию и практику физики с присущей только ему игрой воображения. С детских лет он воспринимал землю как гармоническое познаваемое целое, «стоящее перед нами наподобие великой и вечной загадки». По его собственному признанию, он верил в «Бога Спинозы, являющего себя в гармонии всего сущего».
Среди множество почестей, которые ему постоянно предлагались, одной из самых почтенных оказалось предложение стать президентом Израиля, последовавшее в 1952 г. Эйнштейн отказался. Помимо Нобелевской премии мира, он был удостоен многих других наград, в том числе медали Копли Лондонского королевского общества (1925) и медали Франклина Франклиновского института (1935). Эйнштейн был почетным доктором многих университетов и членом ведущих академий наук.
Безусловно, Альберт Эйнштейн это один из величайших и умнейших людей за всю историю, который подарил нашему миру множество открытий. Интересный факт заключается в том, что при исследовании учёными его мозга было обнаружено, что те области, которые у любого отвечают за речь и язык уменьшены, а области отвечающие за вычислительные способности наоборот больше, чем у среднестатистического человека.
Другие исследования показали, что у него было значительно больше нейронных клеток и улучшенная связь между ними. Именно это и отвечает за умственную деятельность человека.
Успешный человек – всегда потрясающий художник своего воображения. Воображение гораздо важнее знания, ибо знание ограничено, а воображение – беспредельно.
Альберт Эйнштейн – великий немецкий физик-теоретик, который внес огромный вклад в развитие физики, в 1921 году – Лауреат Нобелевской премии. Его наследстве – это более 300 работ по физике, 150 книг, несколько теорий, имевших огромную важность для современной науки.
Ранние годы
Будущий великий физик родился в обычной еврейской семье на территории юга Германии в 1879 году. Переехав в Мюнхен, Альберт начал учиться в местной католической школе. Еще в возрасте 12 лет, он понял, что то, о чем пишут в Библии не может быть правдой, наука это подтвердить не может. С раннего возраста он начал заниматься игрой на скрипке, и эта любовь к музыке у него была на протяжении всей жизни.В 1895 году он попытался поступить в Техническое училище, блестяще сдал математику, но провалил ботанику и французский язык. В следующем году он все же поступил в училище на педагогический факультет.
Научная деятельность
В 1900 году Альберт Эйнштейн заканчивает училище и получает диплом преподавателя физики и математики. В следующем году он получил гражданство Швейцарии, наконец насобирав нужную сумму. Но тогда у него возникли серьезные проблемы с деньгами и даже приходилось голодать по несколько дней, что сильно ударило по его печени, от расстройства которой он страдал до конца жизни.Но не смотря на это, он продолжает заниматься физикой, и в 1901 выходит его первая статья. Но в 1902 году ему помогли найти отличную работу с оплатой в 3500 франков в год, то есть немного меньше чем 300 франков в месяц.
В январе 1903 года Эйнштейн женился на девушке, с которой познакомился еще на обучении. 1905 год стал для всей науки и для самого Эйнштейна годом революции. В этому году опубликовали три его статьи, внесшие необъятный вклад в науку. Это теория относительности, квантовая теория и броуновское движение.
Эти работы принесли ему всемирную славу, а в следующем году получил докторскую степень в физике. В 1911 году он возглавил кафедру физики в Немецком университете. В 1913 стал профессором престижного Берлинского университета. В 1919 году он развелся со своей женой.
В 1922 году он получил Нобелевскую премию. Интересно, что до этого он номинировался на нее несколько раз, почти с начала своей научной деятельности, кроме пары годов.
Альберт Эйнштейн также путешествовал по свету и давал лекции в самых известных университетах. Из-за нацизма в Германии, великий физик навсегда покинул свою страну и получил гражданство в США. Практически мгновенно он стал одним из самых известных людей в этой стране.
Ученый всегда выступал за мир и был ярым противником любых проявлений насилия, особенно войны. Сам Эйнштейн, как человек был очень любезным, приветливым, всегда радостно общался со всеми своими поклонниками, отвечал на все письма, даже детские.
Интересно, что будучи очень богатым человеком, он так и не купил себе телевизор и автомобиль.
Наиболее яростно он выступал против ядерной войны и даже в своем последнем письме умолял всех своих друзей не допустить возможности ее начала. В 1955 году его здоровья сильно ухудшилось, тогда же он написал, что его роль на Земле выполнена.
Умер великий физик 18 апреля 1955 года. Перед смертью он отказался от пышных похорон, его прах был развеян в кругу двенадцати друзей.
130 лет назад родился Альберт Эйнштейн.
Немецкий физик-теоретик Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в городе Ульеме (Вюртемберг, Германия) в семье мелкого коммерсанта. С шести лет по настоянию матери он начал заниматься игрой на скрипке. Увлечение музыкой у него сохранилось на всю жизнь. В 10 лет поступил в гимназию в городе Мюнхене. Школьным урокам предпочитал самостоятельные занятия.
В 1895 году семья Эйнштейнов переехала в Швейцарию. Альберт Эйнштейн, не окончив гимназию, отправился в Цюрих к семье, где попытался сдать экзамены в Федеральное высшее политехническое училище (Цюрихский политехникум), пользовавшееся высокой репутацией. Провалившись на экзаменах по современным языкам и истории, поступил в старший класс кантональной школы в Аарау. По окончании школы, в 1896 году, Эйнштейн стал студентом Цюрихского политехникума.
В 1900 году Эйнштейн окончил политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики . После этого в течение двух лет не имел постоянного места работы. Недолгое время он преподавал физику в Шаффгаузене в пансионате для иностранцев, поступавших в высшие учебные заведения Швейцарии, давал частные уроки, а затем по рекомендации друзей получил место технического эксперта в Швейцарском патентном бюро в Берне. В бюро Эйнштейн проработал с 1902 по 1907 год и считал это время самым счастливым и плодотворным периодом в своей жизни. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.
Его первые работы были посвящены силам взаимодействия между молекулами и приложениям статистической термодинамики. Одна из них - "Новое определение размеров молекул" была принята в качестве докторской диссертации Цюрихским университетом, и в 1905 году Эйнштейн стал доктором наук.
Он создал теорию относительности, выполнял исследования по статистической физике, теории излучения, броуновскому движению, написал ряд научных статей. Тогда же им был открыт закон взаимосвязи массы и энергии. Работы Эйнштейна получили широкую известность, и в 1909 году он избирается профессором в Цюрихском университете.
В 1911‑1912 годах Эйнштейн был профессором Немецкого университета в Праге. В 1912 году он вернулся в Цюрих, где стал профессором Цюрихского политехникума. На следующий год он был избран членом Прусской и Баварской Академии наук и в 1914 году переехал в Берлин, где до 1933 года являлся одновременно директором физического института и профессором Берлинского университета. В этот период своей жизни Альберт Эйнштейн завершил создание общей теории относительности , а также развил квантовую теорию излучения. Эйнштейн установил и основной закон фотохимии. За открытие законов фотоэффекта и за работы в области теоретической физики Эйнштейн был удостоен в 1921 году Нобелевской премии.
После прихода к власти нацистов в 1933 году физик покинул Германию навсегда , выехав в Соединенные Штаты Америки. В скором времени в знак протеста против преступлений фашизма он отказался от немецкого гражданства и членства в Прусской и Баварской Академиях наук. После переезда в США Альберт Эйнштейн получил должность профессора физики в недавно созданном Институте фундаментальных исследований в городе Принстоне, штат Нью-Джерси. В 1940 году он получил американское гражданство. В Принстоне Эйнштейн продолжал работу над исследованием проблем космологии и созданием единой теории поля, призванной объединить теорию гравитации и электромагнетизм.
В 1955 году Эйнштейн подписал письмо, которое составил английский общественный деятель Бертран Рассел, к правительствам тех стран, где активно развивалось производство атомного оружия (позднее документ получил название «Манифест Рассела - Эйнштейна»). Эйнштейн предупреждал о фатальных последствиях применения такого оружия для всего человечества.
В последние годы жизни Эйнштейн работал над созданием Единой теории поля.
Помимо Нобелевской премии, Альберт Эйнштейн был удостоен многих других наград , в том числе медали Копли Лондонского королевского общества (1925) и медали Франклина Франклиновского института (1935). Эйнштейн был почетным доктором многих университетов и членом ведущих академий наук мира.
Среди многочисленных почестей, оказанных Эйнштейну, было предложение стать президентом Израиля, последовавшее в 1952 году. От этого предложения он отказался.
Первой женой Эйнштейна была Милева Марич, его сокурсница по Федеральному технологическому институту в Цюрихе. Они поженились в 1903 году. От этого брака у Эйнштейна было два сына Ганс Альберт и Эдвард. Его старший сын Ганс-Альберт стал признанным специалистом по гидравлике и профессором Калифорнийского университета. Младший сын Эйнштейна Эдуард заболел тяжелой формой шизофрении и большую часть свой жизни провел в различных лечебных заведениях. В 1919 году супруги развелись. В том же году Эйнштейн вступил в брак со своей двоюродной сестрой Эльзой, вдовой с двумя детьми. Эльза Эйнштейн скончалась в 1936 году.
Альберт Эйнштейн умер 18 апреля 1955 года в Принстоне от аневризмы аорты. В присутствии лишь самых близких его тело было предано кремации близ Трентона в штате Нью-Джерси. По желанию самого Эйнштейна, его похоронили втайне от всех.
В честь Эйнштейна названы: единица энергии, применяемая в фотохимии (эйнштейн), химический элемент эйнштейний (№ 99 в Периодической системе элементов Менделеева), Астероид 2001 Эйнштейн, Премия имени Альберта Эйнштейна, Премия мира имени Альберта Эйнштейна, Колледж медицины им. Альберта Эйнштейна при университете Йешива, Центр медицины им. Альберта Эйнштейна в Филадельфии, Дом-музей Альберта Эйнштейна на Крамгассе в Берне.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Физик-теоретик, один из основоположников современной физики. Известен прежде всего как автор теории относительности. Эйнштейн внес также значительный вклад в создание квантовой механики, развитие статистической физики и космологии. Лауреат Нобелевской премии по физике 1921 («за объяснение фотоэлектрического эффекта»).
Родился 14 марта 1879 в Ульме (Вюртемберг, Германия) в семье мелкого коммерсанта. Предки Эйнштейна поселились в Швабии около 300 лет назад, и ученый до конца жизни сохранил мягкое южногерманское произношение, даже когда говорил по-английски. Учился в католической народной школе в Ульме, затем, после переезда семьи в Мюнхен, в гимназии. Школьным урокам, однако, предпочитал самостоятельные занятия. В особенности привлекали его геометрия и популярные книги по естествознанию, и вскоре в точных науках он далеко опередил своих сверстников. К 16 годам Эйнштейн овладел основами математики, включая дифференциальное и интегральное исчисления. В 1895, не окончив гимназию, отправился в Цюрих, где находилось Федеральное высшее политехническое училище, пользовавшееся высокой репутацией. Не выдержав экзаменов по современным языкам и истории, поступил в старший класс кантональной школы в Аарау. По окончании школы, в 1896, Эйнштейн стал студентом Цюрихского политехникума. Здесь одним из его учителей был превосходный математик Герман Минковский (впоследствии именно он придал специальной теории относительности законченную математическую форму), так что Энштейн мог бы получить солидную математическую подготовку, однако большую часть времени он работал в физической лаборатории, а в остальное время читал классические труды Г.Кирхгофа, Дж.Максвелла, Г.Гельмгольца и др.
После выпускного экзамена в 1900 Эйнштейн в течение двух лет не имел постоянного места работы. Недолгое время он преподавал физику в Шаффгаузене, давал частные уроки, а затем по рекомендации друзей получил место технического эксперта в Швейцарском патентном бюро в Берне. В этом «светском монастыре» Эйнштейн проработал 7 лет (1902–1907) и считал это время самым счастливым и плодотворным периодом в своей жизни.
В 1905 в журнале «Анналы физики» («Annalen der Physik») вышли работы Эйнштейна, принесшие ему мировую славу. С этого исторического момента пространство и время навсегда перестали быть тем, чем были прежде (специальная теория относительности), квант и атом обрели реальность (фотоэффект и броуновское движение), масса стала одной из форм энергии (E = mc2).
Хронологически первыми были исследования Эйнштейна по молекулярной физике (начало им было положено в 1902), посвященные проблеме статистического описания движения атомов и молекул и взаимосвязи движения и теплоты. В этих работах Эйнштейн пришел к выводам, существенно расширяющим результаты, которые были получены австрийским физиком Л.Больцманом и американским физиком Дж.Гиббсом. В центре внимания Эйнштейна в его исследованиях по теории теплоты находилось броуновское движение. В статье 1905 О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты (ber die von molekularkinetischen Theorie der Wrme geforderte Bewegung von in ruhenden Flssigkeiten suspendierten Teilchen) он с помощью статистических методов показал, что между скоростью движения взвешенных частиц, их размерами и коэффициентами вязкости жидкостей существует количественное соотношение, которое можно проверить экспериментально. Эйнштейн придал законченную математическую форму статистическому объяснению этого явления, представленному ранее польским физиком М.Смолуховским. Закон броуновского движения Эйнштейна был полностью подтвержден в 1908 опытами французского физика Ж.Перрена. Работы по молекулярной физике доказывали правильность представлений о том, что теплота есть форма энергии неупорядоченного движения молекул. Одновременно они подтверждали атомистическую гипотезу, а предложенный Эйнштейном метод определения размеров молекул и его формула для броуновского движения позволяли определить число молекул.
Если работы по теории броуновского движения продолжили и логически завершили предшествовавшие работы в области молекулярной физики, то работы по теории света, тоже базировавшиеся на сделанном ранее открытии, носили поистине революционный характер. В своем учении Эйнштейн опирался на гипотезу, выдвинутую в 1900 М.Планком, о квантовании энергии материального осциллятора. Но Эйнштейн пошел дальше и постулировал квантование самого светового излучения, рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория света). Это позволяло простым способом объяснить фотоэлектрический эффект – выбивание электронов из металла световыми лучами, явление, обнаруженное в 1886 Г.Герцем и не укладывавшееся в рамки волновой теории света. Девять лет спустя предложенная Эйнштейном интерпретация была подтверждена исследованиями американского физика Милликена, а в 1923 реальность фотонов стала очевидной с открытием эффекта Комптона (рассеяние рентгеновских лучей на электронах, слабо связанных с атомами). В чисто научном отношении гипотеза световых квантов составила целую эпоху. Без нее не могли бы появиться знаменитая модель атома Н.Бора (1913) и гениальная гипотеза «волн материи» Луи де Бройля (начало 1920-х годов).
В том же 1905 была опубликована работа Эйнштейна К электродинамике движущихся тел (Zur Elektrodynamik der bewegter Krper). В ней излагалась специальная теория относительности, которая обобщала ньютоновские законы движения и переходила в них при малых скоростях движения (v
Исходя из специальной теории относительности, Эйнштейн в том же 1905 открыл закон взаимосвязи массы и энергии. Его математическим выражением является знаменитая формула E = mc2. Из нее следует, что любой перенос энергии связан с переносом массы. Эта формула трактуется также как выражение, описывающее «превращение» массы в энергию. Именно на этом представлении основано объяснение т.н. «дефекта массы». В механических, тепловых и электрических процессах он слишком мал и потому остается незамеченным. На микроуровне он проявляется в том, что сумма масс составных частей атомного ядра может оказаться больше массы ядра в целом. Недостаток массы превращается в энергию связи, необходимую для удержания составных частей. Атомная энергия есть не что иное, как превратившаяся в энергию масса. Принцип эквивалентности массы и энергии позволил упростить законы сохранения. Оба закона, сохранения массы и сохранения энергии, до этого существовавшие раздельно, превратились в один общий закон: для замкнутой материальной системы сумма массы и энергии остается неизменной при любых процессах. Закон Эйнштейна лежит в основе всей ядерной физики.
В 1907 Эйнштейн распространил идеи квантовой теории на физические процессы, не связанные с излучением. Рассмотрев тепловые колебания атомов в твердом теле и используя идеи квантовой теории, он объяснил уменьшение теплоемкости твердых тел при понижении температуры, разработав первую квантовую теорию теплоемкости. Эта работа помогла В.Нернсту сформулировать третье начало термодинамики.
В конце 1909 Эйнштейн получил место экстраординарного профессора теоретической физики Цюрихского университета. Здесь он преподавал только три семестра, затем последовало почетное приглашение на кафедру теоретической физики Немецкого университета в Праге, где долгие годы работал Э.Мах. Пражский период отмечен новыми научными достижениями ученого. Исходя из своего принципа относительности, он в 1911 в статье О влиянии силы тяжести на распространение света (ber den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes) заложил основы релятивистской теории тяготения, высказав мысль, что световые лучи, испускаемые звездами и проходящие вблизи Солнца, должны изгибаться у его поверхности. Таким образом, предполагалось, что свет обладает инерцией и в поле тяготения Солнца должен испытывать сильное гравитационное воздействие. Эйнштейн предложил проверить это теоретическое соображение с помощью астрономических наблюдений и измерений во время ближайшего солнечного затмения. Провести такую проверку удалось только в 1919. Это сделала английская экспедиция под руководством астрофизика Эддингтона. Полученные ею результаты полностью подтвердили выводы Эйнштейна.
Летом 1912 Эйнштейн возвратился в Цюрих, где в Высшей технической школе была создана кафедра математической физики. Здесь он занялся разработкой математического аппарата, необходимого для дальнейшего развития теории относительности. В этом ему помогал его соученик Марсель Гросман. Плодом их совместных усилий стал труд Проект обобщенной теории относительности и теории тяготения (Entwurf einer verallgemeinerten Relativitatstheorie und Theorie der Gravitation, 1913). Эта работа стала второй, после пражской, вехой на пути к общей теории относительности и учению о гравитации, которые были в основном закончены в Берлине в 1915.
В Берлин Эйнштейн прибыл в апреле 1914, будучи уже членом Академии наук (1913), и приступил к работе в созданном Гумбольдтом университете – крупнейшем высшем учебном заведении Германии. Здесь он провел 19 лет – читал лекции, вел семинары, регулярно участвовал в работе коллоквиума, который во время учебного года раз в неделю проводился в Физическом институте.
В 1915 Эйнштейн завершил создание общей теории относительности. Если построенная в 1905 специальная теория относительности, справедливая для всех физических явлений, за исключением тяготения, рассматривает системы, движущиеся по отношению друг к другу прямолинейно и равномерно, то общая имеет дело с произвольно движущимися системами. Ее уравнения справедливы независимо от характера движения системы отсчета, а также для ускоренного и вращательного движений. По своему содержанию, однако, она являтся в основном учением о тяготении. Она примыкает к гауссовой теории кривизны поверхностей и имеет целью геометризацию гравитационного поля и действующих в нем сил. Эйнштейн утверждал, что пространство отнюдь не однородно и что его геометрическая структура зависит от распределения масс, от вещества и поля. Сущность тяготения объяснялась изменением геометрических свойств, искривлением четырехмерного пространства-времени вокруг тел, которые образуют поле. По аналогии с искривленными поверхностями в неевклидовой геометрии используется представление об «искривленном пространстве». Здесь нет прямых линий, как в «плоском» пространстве Евклида; есть лишь «наиболее прямые» линии – геодезические, представляющие собой кратчайшее расстояние между точками. Кривизной пространства определяется геометрическая форма траекторий тел, движущихся в поле тяготения. Орбиты планет определяются искривлением пространства, задаваемым массой Солнца, и характеризуют это искривление. Закон тяготения становится частным случаем закона инерции.
Для проверки общей теории относительности, которая основывалась на очень небольшом числе эмпирических фактов и представляла собой продукт чисто умозрительных рассуждений, Эйнштейн указал на три возможных эффекта. Первый состоит в дополнительном вращении или смещении перигелия Меркурия. Речь идет о давно известном явлении, в свое время открытом французским астрономом Леверье. Оно заключается в том, что ближайшая к Солнцу точка эллиптической орбиты Меркурия смещается за 1 тысячу лет на 43 дуговые секунды. Эта цифра превышает значение, следующее из ньютоновского закона тяготения. Теория Эйнштейна объясняет его как прямое следствие изменения структуры пространства, вызванное Солнцем. Второй эффект состоит в искривлении световых лучей в поле тяготения Солнца. Третий эффект – релятивистское «красное смещение». Оно заключается в том, что спектральные линии света, испускаемого очень плотными звездами, смещены в «красную» сторону, т.е. в сторону больших длин волн, по сравнению с их положением в спектрах тех же молекул, находящихся в земных условиях. Смещение объясняется тем, что сильное гравитационное воздействие уменьшает частоту колебаний световых лучей. Красное смещение было проверено на спутнике Сириуса – звезды с очень большой плотностью, а затем и на других звездах – белых карликах. Впоследствии оно было обнаружено и в поле земного тяготения при измерениях частоты g -квантов с помощью эффекта Мёссбауэра.
Всего через год после опубликования работы по общей теории относительности Эйнштейн представил еще одну работу, имеющую революционное значение. Поскольку не существует пространства и времени без материи, т.е. без вещества и поля, отсюда с необходимостью следует, что Вселенная должна быть пространственно конечной (идея замкнутой Вселенной). Эта гипотеза находилась в резком противоречии со всеми привычными представлениями и привела к появлению целого ряда релятивистских моделей мира. И хотя статическая модель Эйнштейна оказалась в дальнейшем несостоятельной, основная ее идея – замкнутости – сохранила силу. Одним из первых, кто творчески продолжил космологические идеи Эйнштейна, был советский математик А.Фридман. Исходя из эйнштейновских уравнений, он в 1922 пришел к динамической модели – к гипотезе замкнутого мирового пространства, радиус кривизны которого возрастает во времени (идея расширяющейся Вселенной).
В 1916–1917 вышли работы Эйнштейна, посвященные квантовой теории излучения. В них он рассмотрел вероятности переходов между стационарными состояниями атома (теория Н.Бора) и выдвинул идею индуцированного излучения. Эта концепция стала теоретической основой современной лазерной техники.
Середина 1920-х годов ознаменовалась в физике созданием квантовой механики. Несмотря на то что идеи Эйнштейна во многом способствовали ее становлению, вскоре обнаружились значительные расхождения между ним и ведущими представителями квантовой механики. Эйнштейн не мог примириться с тем, что закономерности микромира носят лишь вероятностный характер (известен его упрек, адресованный Борну, в том, что тот верит «в Бога, играющего в кости»). Эйнштейн не считал статистическую квантовую механику принципиально новым учением, а рассматривал ее как временное средство, к которому приходится прибегать, пока не удается получить полное описание реальности. На Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 разгорелись жаркие, полные драматизма дискуссии между Эйнштейном и Бором по поводу интерпретации квантовой механики. Эйнштейн не смог убедить ни Бора, ни более молодых физиков – Гейзенберга и Паули. С тех пор он следил за работами «копенгагенской школы» с чувством глубокого недоверия. Статистические методы квантовой механики казались ему «невыносимыми» с теоретико-познавательной и неудовлетворительными с эстетической точки зрения. Начиная со второй половины 1920-х годов Эйнштейн уделял много времени и сил разработке единой теории поля. Такая теория должна была объединить электромагнитное и гравитационное поля на общей математической основе. Однако те несколько работ, которые он опубликовал по этому вопросу, не удовлетворили его самого.
Между тем политическая ситуация в Германии становилась все более напряженной. К началу 1920 относятся первые организованные выходки против ученого. В феврале реакционно настроенные студенты вынудили Эйнштейна прервать лекцию в Берлинском университете и покинуть аудиторию. Вскоре началась планомерная кампания против создателя теории относительности. Ею руководила группа антисемитов, которая выступала под вывеской «Рабочее объединение немецких естествоиспытателей для сохранения чистой науки»; одним из ее основателей был гейдельбергский физик Ф.Ленард. В августе 1920 «Рабочее объединение» организовало в зале Берлинской филармонии демонстрацию против теории относительности. Вскоре в одной из газет появился призыв к убийству ученого, а спустя несколько дней в немецкой прессе были напечатаны сообщения, что Эйнштейн, оскорбленный травлей, намеревается покинуть Германию. Ученому была предложена кафедра в Лейдене, но он отказался, решив, что отъезд был бы предательством по отношению к тем немецким коллегам, которые его самоотверженно защищали, прежде всего к Лауэ, Нернсту и Рубенсу. Однако Эйнштейн выразил готовность принять звание экстраординарного почетного профессора в нидерландском Королевском университете, и голландская «выездная» профессура оставалась за ним вплоть до 1933.
Антисемитская травля в Берлине оказала существенное влияние на отношение Эйнштейна к сионизму. «Пока я жил в Швейцарии, я никогда не сознавал своего еврейства, и в этой стране не было ничего, что влияло бы на мои еврейские чувства и оживляло бы их. Но все изменилось, как только я переехал в Берлин. Там я увидел бедствия многих молодых евреев. Я видел, как их антисемитское окружение делало невозможным для них добиться систематического образования... Тогда я понял, что лишь совместное дело, которое будет дорого всем евреям в мире, может привести к возрождению народа». Таким делом ученый полагал создание независимого еврейского государства. Вначале он счел необходимым поддержать усилия по созданию Еврейского университета в Иерусалиме, что побудило его предпринять совместную поездку по США с главой сионистского движения, химиком Х.Вейцманом. Поездка должна была содействовать пропаганде сионистской идеи и сбору средств для университета. В США Эйнштейн прочел ряд научных докладов, в том числе в Принстонском университете.
В марте 1922 Эйнштейн отправился с лекциями в Париж, а осенью снова предпринял большую зарубежную поездку – в Китай и Японию. На обратном пути он впервые посетил Палестину. В Иерусалимском университете Эйнштейн рассказывал о своих исследованиях по теории относительности, беседовал с первыми еврейскими переселенцами. После 1925 Эйнштейн не предпринимал дальних путешествий и жил в Берлине, совершая лишь поездки в Лейден для чтения лекций, а летом в Швейцарию, на побережье Северного или Балтийского моря. Весной 1929 по случаю пятидесятилетия ученого магистрат Берлина подарил ему участок лесистой местности на берегу Темплинского озера. В просторном, удобном доме Эйнштейн проводил много времени. Отсюда он уплывал на парусном ялике, часами курсируя по озерам.
Начиная с 1930 Эйнштейн проводил зимние месяцы в Калифорнии. В Пасаденском технологическом институте ученый читал лекции, в которых рассказывал о результатах своих исследований. В начале 1933 Эйнштейн находился в Пасадене, и после прихода Гитлера к власти никогда более не ступал на немецкую землю. В марте 1933 он заявил о своем выходе из Прусской Академии наук и отказался от прусского гражданства.
С октября 1933 Эйнштейн приступил к работе в Принстонском университете, а вскоре получил американское гражданство, одновременно оставаясь гражданином Швейцарии. Ученый продолжал свои работы по теории относительности; большое внимание уделял попыткам создания единой теории поля.
Находясь в США, ученый старался любыми доступными ему средствами оказывать моральную и материальную поддержку немецким антифашистам. Его очень беспокоило развитие политической ситуации в Германии. Эйнштейн опасался, что после открытия деления ядра Ганом и Штрассманом у Гитлера появится атомное оружие. Тревожась за судьбу мира, Эйнштейн направил президенту США Ф.Рузвельту свое знаменитое письмо, которое побудило последнего приступить к работам по созданию атомного оружия. После окончания Второй мировой войны Эйнштейн включился в борьбу за всеобщее разоружение. На торжественном заседании сессии ООН в Нью-Йорке в 1947 он заявил об ответственности ученых за судьбы мира, а в 1948 выступил с обращением, в котором призывал к запрещению оружия массового поражения. Мирное сосуществование, запрещение ядерного оружия, борьба против пропаганды войны – эти вопросы занимали Эйнштейна в последние годы его жизни не меньше, чем физика.
Умер Эйнштейн в Принстоне (США) 18 апреля 1955. Его прах был развеян друзьями в месте, которое должно навсегда остаться неизвестным.
