В конце тысячелетия Мир Физики Журнал провел опрос, где они спросили 100 ведущих физиков мира, которых они считали топ-10 величайшими учеными всех времен. Помимо того, что Альберт Эйнштейн - самый известный ученый, который когда-либо жил, он также известен как синоним гения и бесконечного творчества.
Будучи исследователем специальной и общей теории относительности, Эйнштейн произвел революцию в нашем понимании времени, пространства и вселенной. Это открытие, наряду с развитием квантовой механики, эффективно положило конец эре ньютоновской физики и дало начало современному веку. В то время как предыдущие два столетия характеризовались универсальной гравитацией и фиксированными системами отсчета, Эйнштейн помог вступить в эпоху неопределенности, черных дыр и «страшных действий на расстоянии».
Ранние годы:
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в городе Ульме, тогда входившем в состав королевства Вюртенберг (ныне федеральное германское государство Баден-Вюртемберг). Его родителями были Герман Эйнштейн (продавец и инженер) и Полин Кох, которые были ненаблюдаемыми ашкеназскими евреями - обширной общиной говорящих на идише евреев, которые жили в Германии и Центральной Европе.
В 1880 году, когда ему было всего шесть недель, семья Эйнштейна переехала в Мюнхен, где основали его отец и его дядя Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie (компания, которая производила электрооборудование на основе постоянного тока). В 1894 году компания его отца потерпела крах, и семья переехала в Италию, в то время как Эйнштейн остался в Мюнхене, чтобы завершить учебу.
Образование:
В 1884 году Альберт Эйнштейн учился в католической начальной школе, где он оставался до 1887 года. В то время он перешел в гимназию Луитпольд, где получил начальное и среднее школьное образование. Его отец надеялся, что Эйнштейн пойдет по его стопам и пойдет в электротехнику, но у Эйнштейна возникли трудности с методикой преподавания в школе, предпочитая самостоятельное обучение на зачтении.
Именно во время визита к его семье в Италию в 1894 году Эйнштейн написал короткое эссе под названием «Об исследовании состояния эфира в магнитном поле», которое станет его первой научной публикацией. В 1895 году Эйнштейн сдал вступительный экзамен в Швейцарский федеральный политехнический институт в Цюрихе, который в настоящее время известен как Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich).
Хотя он не смог выполнить все требования, он получил исключительные оценки по физике и математике. По совету директора Цюрихского политехнического института он посетил кантональную школу в Аргове в Арау, Швейцария, чтобы закончить среднюю школу. Это он сделал между 1895-96, оставаясь с семьей профессора.
В сентябре 1896 года он сдал швейцарский выпускной экзамен, в основном с хорошими оценками, включая высшие оценки по физике и математике. Хотя ему было всего 17 лет, он поступил на четырехлетнюю программу обучения математике и физике в Цюрихском политехникуме. Именно там он встретил свою первую и будущую жену Милеву Марич, гражданку Сербии и единственную женщину среди шести учеников в секции математики и физики.
Они поженились бы в 1904 году и имели бы двух сыновей, но развелись к 1919 году после того, как прожили отдельно в течение пяти лет. После этого Эйнштейн снова женился, на этот раз со своей двоюродной сестрой Эльзой Левенталь, с которой он оставался в браке до ее смерти в 1939 году. Именно в это время Эйнштейн продолжал делать свои величайшие научные достижения.
Научные достижения:
В 1900 году Эйнштейн был награжден дипломом Цюрихского политехнического института. После окончания университета он провел почти два года в поисках должности преподавателя и получил швейцарское гражданство. В конце концов, и с помощью отца своего друга и коллеги Марселя Гроссмана, Эйнстен получил работу в Федеральном ведомстве по интеллектуальной собственности в Берне. В 1903 году его должность стала постоянной.
Большая часть работы Эйнштейна в патентном ведомстве была связана с вопросами о передаче электрических сигналов и электромеханической синхронизации времени. Эти технические проблемы неоднократно обнаруживались в мыслительных экспериментах Эйнштейна, что в конечном итоге привело его к его радикальным выводам о природе света и фундаментальной связи между пространством и временем.
В 1900 году он опубликовал статью под названием «Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen(«Выводы из явления капиллярности»). Опираясь на теорию универсального тяготения Ньютона, он предложил в этой статье теорию о том, что взаимодействия между всеми молекулами являются универсальной функцией расстояния по аналогии с силой обратного квадрата силы тяжести. Позже это окажется ошибочным, но публикация статьи в престижномAnnalen der Physik (Журнал физики) привлек внимание академического мира.
30 апреля 1905 года Эйнштейн завершил свою диссертацию под присмотром профессора Альфреда Клайнера, профессора экспериментальной физики университета. Его диссертация, озаглавленная «Новое определение молекулярных размеров», получила докторскую степень в Цюрихском университете.
В том же году, в результате взрыва творческой интеллектуальной энергии - то, что известно как его «Annus mirabilis» (чудодейственный год) - Эйнштейн также опубликовал четыре новаторские работы по фотоэлектрическому эффекту, броуновскому движению, специальной теории относительности и эквивалентности массы и энергии, которые привлекли бы его внимание международного научного сообщества.
К 1908 году он был назначен лектором в университете Берна. В следующем году, прочитав лекцию по электродинамике и принципу относительности в Цюрихском университете, Альфред Кляйнер рекомендовал его на факультет для вновь созданной профессора теоретической физики. Эйнштейн был назначен доцентом в 1909 году.
В апреле 1911 года Эйнштейн стал полноправным профессором в Университете Карла Фердинанда в Праке, который в то время был частью Австро-Венгерской империи. За время пребывания в Праге он написал 11 научных работ, 5 из которых были посвящены радиационной математике и квантовой теории твердого тела.
В июле 1912 года он вернулся в Швейцарию и ETH Zürich, где преподавал аналитическую механику и термодинамику до 1914 года. Во время своего пребывания в ETH Zürich он также изучал механику сплошных сред, молекулярную теорию тепла и проблему гравитации. В 1914 году он вернулся в Германию и был назначен директором Физического института кайзера Вильгельма (1914–1932) и профессором Берлинского университета Гумбольдта.
Вскоре он стал членом Прусской академии наук, а с 1916 по 1918 год занимал пост президента Немецкого физического общества. В 1920 году он стал иностранным членом Королевской нидерландской Академии искусств и наук, а в 1921 году был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS).
Статус беженца:
В 1933 году Эйнштейн в третий раз посетил Соединенные Штаты. Но в отличие от предыдущих визитов - где он проводил серию лекций и экскурсии - в этом случае он знал, что не сможет вернуться в Германию из-за подъема нацизма под руководством Адольфа Гитлера. После окончания своего третьего двухмесячного посещения профессорами в американских университетах он и его жена Эльза отправились в Антверпен, Бельгия, в марте 1933 года.
По прибытии, когда они узнали, что на их дом напали нацисты, а их личный парусник был конфискован, Эйнштейн отказался от немецкого гражданства. Месяц спустя работы Эйнштейна были в числе тех, которые стали жертвами нацистских поджогов книг, и он был включен в список «врагов германского режима» с наградой в 5000 долларов.
В этот период Эйнштейн стал частью большой общины бывших патриотов Германии и евреев в Бельгии, многие из которых были учеными. Первые несколько месяцев он снимал дом в Де Хаане, Бельгия, где он жил и работал. Он также посвятил себя тому, чтобы помочь еврейским ученым избежать преследований и убийств со стороны нацистов.
В июле 1933 года он поехал в Англию по личному приглашению своего друга и командующего флотом Оливера Локера-Лэмпсона. Там он встретился с тогдашним членом парламента Уинстоном Черчиллем и бывшим премьер-министром Ллойд Джорджем и попросил их помочь вывести еврейских ученых из Германии. По словам одного историка, Черчилль направил физика Фридриха Линдемана в Германию, чтобы найти еврейских ученых и поместить их в британские университеты.
Позже Эйнштейн связался с лидерами других стран, в том числе с премьер-министром Турции Исметом Иненю, чтобы попросить помочь переселению еврейских граждан, спасающихся от нацистов. В сентябре 1933 г. он написал Иноню с просьбой разместить безработных немецко-еврейских ученых. В результате письма Эйнштейна число приглашенных евреев в Турцию составило более 1000 человек.
Хотя Локер-Ламспон призвал британский парламент предоставить гражданство Эйнштейну, его усилия не увенчались успехом, и Эйнштейн принял более раннее предложение Института перспективных исследований Принстона в Нью-Джерси стать ученым-резидентом. В октябре 1933 года Эйнштейн прибыл в США и занял эту должность.
В то время в большинстве американских университетов преподавателей или студентов-евреев было мало или вообще не было из-за квот, ограничивающих число евреев, которые могли бы поступить или обучать. Срок их действия истекает к 1940 году, но остается препятствием для американо-еврейских ученых для полноценного участия в академической жизни и получения университетского образования.
В 1935 году Эйнштейн подал заявку на получение постоянного гражданства в США, которое он получил в 1940 году. Он останется в США и сохранит свою принадлежность к Институту перспективных исследований до своей смерти в 1955 году. В течение этого периода Эйнштейн пытался разработать Единая теория поля и опровергнуть принятую интерпретацию квантовой физики, как безуспешно.
Манхэттенский проект:
Во время Второй мировой войны Эйнштейн сыграл важную роль в создании Манхэттенского проекта - разработке атомной бомбы. Этот проект начался после того, как к Эйнштейну обратилась группа ученых во главе с венгерским физиком Лео Силардом в 1939 году. Услышав их предупреждения о нацистской программе создания ядерного оружия, он написал в соавторстве письмо тогдашнему президенту Рузвельту, предупреждая его об крайней опасности такого оружия в нацистских руках.
Несмотря на то, что пацифист никогда не задумывался над идеей использования ядерной физики для разработки оружия, Эйнштейн был обеспокоен нацистами, обладающими таким оружием. Таким образом, он и Сцилард вместе с другими беженцами, такими как Эдвард Теллер и Юджин Вигнер, «считали своей обязанностью предупреждать американцев о том, что немецкие ученые могут выиграть гонку для создания атомной бомбы, и предупреждать, что Гитлер будет быть более чем готовым прибегнуть к такому оружию ».
По словам историков Сары Дж. Дил и Джеймса Клэя Мольца, письмо было «возможно, ключевым стимулом для США предпринять серьезные исследования по ядерному оружию накануне вступления США во Вторую мировую войну». В дополнение к письму Эйнштейн использовал свои связи с бельгийской королевской семьей и матерью бельгийской королевы, чтобы получить личный посланник в Овальном кабинете Белого дома, где он встретился с Рузвельтом, чтобы лично обсудить опасность.
В результате письма Эйнштейна и его встреч с Рузвельтом США инициировали Манхэттенский проект и мобилизовали все необходимые ресурсы для исследования, создания и испытания атомной бомбы. К 1945 году этот аспект гонки вооружений был выигран союзными державами, поскольку Германии никогда не удавалось создать собственное атомное оружие.
Будучи добросовестным пацифистом, Эйнштейн позже глубоко сожалеет о своей причастности к разработке ядерного оружия. Как он сказал своему другу Линусу Полингу в 1954 году (за год до его смерти): «Я совершил одну большую ошибку в своей жизни - когда подписал письмо президенту Рузвельту, в котором рекомендовалось создавать атомные бомбы; но было какое-то оправдание - опасность, что немцы сделают их ».
Теория относительности:
Хотя Эйнштейн сделал много значительных достижений за эти годы и широко известен своим вкладом в создание Манхэттенского проекта, его самая известная теория - это то, что представлено простым уравнением Е = mc² (где Е это энергия, м это масса, и с это скорость света). Эта теория перевернула бы столетия научного мышления и ортодоксии.
Но, конечно, Эйнштейн не развивал эту теорию в вакууме, и путь, который привел его к выводу, что время и пространство относительно наблюдателя, был длинным и извилистым. Возможная гипотеза Эйнштейна об относительности была в значительной степени попыткой примирить законы механики Ньютона с законами электромагнетизма (которые характеризуются уравнениями Максвелла и законом силы Лоренца).
В течение некоторого времени ученые боролись с несоответствиями между этими двумя областями, которые также были отражены в ньютоновской физике. Принимая во внимание, что Исаак Ньютон присоединился к идее абсолютного пространства и времени, он также придерживался принципа относительности Галилея, который гласит: «Любые два наблюдателя, движущиеся с постоянной скоростью и направлением относительно друг друга, получат одинаковые результаты для всех механических экспериментов».
С 1905 года, когда Эйнштейн опубликовал свою оригинальную статью «Об электродинамике движущихся тел«По общему мнению ученых, свет, движущийся через движущуюся среду, будет уноситься этой средой. Это, в свою очередь, означало, что измеренная скорость света будет простой суммой его скорости. через средний плюс скорость из эта среда.
Эта теория также утверждала, что пространство заполнено «светоносным эфиром», гипотетической средой, которая, как считается, необходима для распространения света по всей вселенной. В соответствии с этим этот эфир будет либо перемещаться, либо переноситься внутри движущейся материи. Однако этот консенсус привел к многочисленным теоретическим проблемам, которые ко времени Эйнштейна так и остались нерешенными.
С одной стороны, ученые не смогли найти абсолютное состояние движения, которое указывало, что принцип относительности движения (то есть, что только относительный движение наблюдается, и не существует абсолютного стандарта отдыха). Во-вторых, существовала также проблема, связанная с «звездным аберрацией», явлением, когда видимое движение небесных тел вокруг их местоположений зависело от скорости наблюдателя.
Кроме того, испытания, проведенные на скорости света в воде (эксперимент Физо), показали, что свет, проходящий через движущуюся среду, будет увлекаться средой, но не так сильно, как ожидалось. Это поддержало другие эксперименты - такие как частичная гипотеза сопротивления эфира и эксперименты сэра Джорджа Стоукса - которые предполагали, что эфир либо частично, либо полностью унесен материей.
Теория специальной теории относительности Эйнштейна была новаторской в том смысле, что он утверждал, что скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета, и представил идею о том, что серьезные изменения происходят, когда вещи приближаются к скорости света. К ним относятся пространственно-временные рамки движущегося тела, которое замедляется и сжимается в направлении движения при измерении в кадре наблюдателя.
Известная как теория особой относительности Эйнштейна, его наблюдения увязали уравнения Максвелла для электричества и магнетизма с законами механики, упростили математические вычисления, покончив с посторонними объяснениями, используемыми другими учеными, и сделали существование эфира совершенно излишним. Он также соответствовал непосредственно наблюдаемой скорости света и учитывал наблюдаемые аберрации.
Естественно, теория Эйнштейна встретила неоднозначную реакцию со стороны научного сообщества и будет оставаться противоречивой в течение многих лет. С его одним уравнением, Е = mc², Эйнштейн значительно упростил вычисления, необходимые для понимания того, как распространяется свет. По сути, он также предположил, что пространство и время (а также материя и энергия) были просто разными выражениями одного и того же.
Между 1907 и 1911 годами, еще работая в патентном ведомстве, Эйнштейн начал размышлять над тем, как можно применить особую относительность к гравитационным полям - что станет известно как Теория общей теории относительности. Это началось со статьи под названием «О принципе относительности и сделанных из него выводах«Опубликовано в 1907 году, в котором он рассмотрел, как правило специальной теории относительности может также применяться к ускорению.
Короче говоря, он утверждал, что свободное падение действительно инерционное движение; и для наблюдателя должны применяться правила специальной теории относительности. Этот аргумент также известен как принцип эквивалентности, который утверждает, что гравитационная масса идентична инерционной массе. В той же статье Эйнштейн также предсказал явление гравитационного замедления времени - когда два наблюдателя, расположенные на разных расстояниях от гравитирующей массы, ощущают разницу во времени между двумя событиями.
В 1911 году Эйнштейн опубликовалО влиянии гравитации на распространение света«, Которая расширилась на 1907 статье. В этой статье он предсказал, что коробка с часами, которые ускорялись вверх, будет испытывать время быстрее, чем коробка, которая неподвижно сидит в неизменном гравитационном поле. Он приходит к выводу, что скорости часов зависят от их положения в гравитационном поле, и что разница в скорости пропорциональна гравитационному потенциалу в первом приближении.
В той же статье он предсказал, что отклонение света будет зависеть от массы тела. Это оказалось особенно влиятельным, потому что он впервые предложил проверяемое предложение. В 1919 году немецкий астроном Эрвин Финлей-Фрейндлих призвал ученых всего мира проверить эту теорию, измерив отклонение света во время солнечного затмения в мае 1929 года.
Прогноз Эйнштейна был подтвержден сэром Артуром Эддингтоном, чьи наблюдения были объявлены вскоре после этого. 7 ноября 1919 года Времена опубликовал результаты под заголовком: «Революция в науке - новая теория вселенной - ньютоновские идеи свергнуты». Общая теория относительности с тех пор превратилась в важный инструмент современной астрофизики. Это обеспечивает основу для современного понимания черных дыр, областей пространства, где гравитационное притяжение настолько сильно, что даже свет не может вырваться.
Современная Квантовая Теория:
Эйнштейн также помог продвинуть теорию квантовой механики. На протяжении 1910-х годов эта наука расширялась, охватывая множество различных систем. Эйнштейн внес свой вклад в эти разработки, выдвинув теорию квантов на свет, и использовал ее для объяснения различных термодинамических эффектов, которые противоречили классической механике.
В его статье 1905 года «Об одной эвристической точке зрения на производство и трансформацию света«Он постулировал, что сам свет состоит из локализованных частиц (то есть квантов). Эта теория была бы отвергнута его современниками - включая Нилса Бора и Макса Планка - но была бы доказана к 1919 году с помощью экспериментов, которые измеряли фотоэлектрический эффект.
Он подробно остановился на этом в своей статье 1908 года:Развитие наших взглядов на состав и сущность излучения«Где он показал, что энергетические кванты Макса Планка должны иметь четко определенные импульсы и действовать в некоторых отношениях как независимые точечные частицы. фотон Понятие и вдохновило понятие дуальности волны-частицы (то есть свет ведет себя как частица и волна) в квантовой механике.
В своей статье 1907 года «Планковская теория излучения и теория удельной теплоемкости«Эйнштейн предложил модель вещества, в которой каждый атом в решетчатой структуре является независимым гармоническим осциллятором, существующим в одинаково разнесенных квантованных состояниях. Он предложил эту теорию, потому что это была особенно четкая демонстрация того, что квантовая механика может решить проблему удельной теплоемкости в классической механике.
В 1917 году Эйнштейн опубликовал статью под названием «О квантовой теории излучения», Который предложил возможность стимулированного излучения, физический процесс, который делает возможным микроволновое усиление и лазер. Эта статья оказала огромное влияние на последующее развитие квантовой механики, потому что это была первая статья, показавшая, что статистика атомных переходов имеет простые законы.
Эта работа будет вдохновлять статью Эрвина Шредингера 1926 года:Квантование как проблема собственных значений«. В этой статье он опубликовал свое теперь знаменитое уравнение Шредингера, где описывает, как квантовое состояние квантовой системы изменяется со временем. Эта статья была повсеместно отмечена как одно из самых важных достижений двадцатого века и создала революцию в большинстве областей квантовой механики, а также во всей физике и химии.
Интересно, что со временем Эйнштейн был бы недоволен теорией квантовой механики, которую он помог создать, чувствуя, что она вдохновляет чувство хаоса и случайности в науках. В ответ он сделал свою знаменитую цитату: «Бог не играет в кости» и вернулся к изучению квантовых явлений.
Это привело его к предложению парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена (парадокса ЭПР), названного в честь Эйнштейна и его соратников - Бориса Подолиского и Натана Розена. В своей статье 1935 года под названием «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?», Они утверждали, что продемонстрировали, что квантовая запутанность нарушает местное реалистическое представление о причинности - Эйнштейн называет это «жутким действием на расстоянии».
При этом они утверждали, что волновая функция квантовой механики не дает полного описания физической реальности, важный парадокс, который будет иметь важные последствия для интерпретации квантовой механики. Хотя парадокс ЭПР будет признан неверным после смерти Эйнштейна, он помог создать область, которую он помог создать, но позже попытается опровергнуть до конца своих дней.
Космологическая постоянная и черная дыра:
В 1917 году Эйнштейн применил Общую теорию относительности для моделирования структуры вселенной в целом. Хотя он предпочел идею вечной и неизменной вселенной, это не соответствовало его теориям относительности, которые предсказывали, что вселенная находилась в состоянии расширения или сжатия.
Чтобы решить эту проблему, Эйнштейн представил новую концепцию в теории, известную как космологическая константа (представленная лямбда-выражением). Цель этого состояла в том, чтобы исправить эффекты гравитации и позволить всей системе оставаться вечной, статичной сферой. Однако в 1929 году Эдвин Хаббл подтвердил, что вселенная расширяется. После посещения обсерватории Маунт-Вильсон с Хабблом Эйнштейн формально отбросил космологическую постоянную.
Тем не менее, эта концепция была пересмотрена в конце 2013 года, когда ранее неизвестная рукопись Эйнштейна (под названием «О космологической проблеме") был открыт. В этой рукописи Эйнштейн предложил пересмотреть модель, в которой константа была ответственна за создание новой материи по мере расширения вселенной - таким образом гарантируя, что средняя плотность вселенной никогда не менялась.
Это согласуется с ныне устаревшей моделью космологии "Стационарное состояние" (предложенной позднее в 1949 году) и с современным современным пониманием темной энергии. По сути, то, что Эйнштейн описал во многих своих биографиях как свою «самую большую ошибку», в конечном итоге будет переоценено и рассмотрено как часть более широкой загадки вселенной - существования невидимой массы и энергии, которая поддерживает космологический баланс.
В 1915 году, через несколько месяцев после того, как Эйнштейн опубликовал свою Теорию общей теории относительности, немецкий физик и астроном Карл Шварцшильд нашел решение уравнений поля Эйнштейна, которое описывает гравитационное поле точечной и сферической массы. Это решение, которое теперь называется радиусом Шварцшильда, описывает точку, в которой масса сферы настолько сжата, что скорость вылета с поверхности будет равна скорости света.
Со временем другие физики пришли к тем же выводам самостоятельно. В 1924 году английский астрофизик Артур Эддингтон прокомментировал, как теория Эйнштейна позволяет нам исключать чрезмерно большие плотности для видимых звезд, утверждая, что они «произведут настолько большую кривизну метрики пространства-времени, что пространство закроется вокруг звезды, оставляя нас снаружи (то есть нигде). »
В 1931 году индийско-американский астрофизик Субрахманян Чандрасекхар с помощью специальной теории относительности рассчитал, что не вращающееся тело вырожденного электронов вещества выше определенной предельной массы разрушится само по себе. В 1939 году Роберт Оппенгеймер и другие согласились с анализом Чандрасекара, заявив, что нейтронные звезды, превышающие установленный предел, разрушатся в черные дыры, и пришли к выводу, что ни один закон физики не сможет вмешаться и остановить хотя бы некоторые звезды, которые коллапсируют в черные дыры.
Оппенгеймер и его соавторы интерпретировали особенность на границе радиуса Шварцшильда как указание, что это была граница пузыря, в котором время остановилось. Для внешнего наблюдателя они увидели бы, что поверхность звезды застыла во времени в момент коллапса, но у падающего наблюдателя был бы совершенно другой опыт.
Другие достижения:
В дополнение к революционному пониманию времени, пространства, движения и гравитации своими теориями специальной и общей теории относительности Эйнштейн также внес множество других вкладов в области физики. На самом деле Эйнштейн опубликовал сотни книг и статей за свою жизнь, а также более 300 научных и 150 ненаучных.
5 декабря 2014 года университеты и архивы по всему миру начали официально выпускать собранные документы Эйнштейна, которые включали более 30 000 уникальных документов. Например, две статьи, опубликованные в 1902 и 1903 годах:Кинетическая теория теплового равновесия и второго закона термодинамики" а также "Теория основ термодинамики»- речь шла о термодинамике и броуновском движении.
По определению, броуновское движение утверждает, что, когда небольшое количество частиц колеблется без предпочтительного направления, они в конечном итоге распространяются, чтобы заполнить всю среду. Рассматривая это со статистической точки зрения, Эйнштейн полагал, что кинетическая энергия колеблющихся частиц в среде может передаваться более крупным частицам, что, в свою очередь, может наблюдаться под микроскопом, что доказывает существование атомов различных размеров.
Эти документы послужили основой для статьи 1905 года о броуновском движении, которая показала, что она может быть истолкована как твердое доказательство существования молекул. Этот анализ будет позже подтвержден французским физиком Жаном-Батистом Перреном, и Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике в 1926 году. Его работа основала физическую теорию броуновского движения и положила конец скептицизму в отношении существования атомов и молекул как фактических физических лиц. ,
После исследования общей теории относительности Эйнштейн предпринял серию попыток обобщить свою геометрическую теорию гравитации, чтобы включить электромагнетизм как еще один аспект единой сущности. В 1950 году он описал свою «единую теорию поля» в статье под названием «Об обобщенной теории гравитации«, Которая описывает его попытку объединить все фундаментальные силы вселенной в одну структуру.
Хотя его продолжали хвалить за его работу, Эйнштейн становился все более изолированным в своих исследованиях, и его усилия в конечном итоге оказались безуспешными. Тем не менее, мечта Эйнштейна об объединении других законов физики с гравитацией продолжается и по сей день, информируя об усилиях по разработке Теории всего (ТЭ) - в частности, теории струн, где геометрические поля возникают в единой квантово-механической обстановке.
Его работа с Подольским и Розеном, в надежде опровергнуть концепцию квантовых запутанностей, также побудила Эйнштейна и его коллег предложить модель червоточины. Используя теорию Шварцшильда о черных дырах и пытаясь смоделировать элементарные частицы с зарядом в качестве решения уравнений гравитационного поля, он описал мост между двумя участками пространства.
Если бы один конец червоточины был заряжен положительно, другой конец был бы заряжен отрицательно. Эти свойства привели Эйнштейна к мысли, что пары частиц и античастиц могут быть запутаны без нарушения законов относительности. В последние годы эта концепция получила довольно много работы, и ученые успешно создали магнитную червоточину в лаборатории.
А в 1926 году Эйнштейн и его бывший ученик Лев Силард изобрели холодильник Эйнштейна, устройство, которое не имело движущихся частей и полагалось только на поглощение тепла для охлаждения его содержимого. В ноябре 1930 года они были награждены патентом на свою конструкцию. Однако их усилия вскоре были подорваны эпохой депрессии, изобретением фреона и шведской компанией Electrolux, которая приобрела их патенты.
Попытки возродить технологию начались в 90-х и 2000-х годах, когда студенческие команды из Технологического института Джорджии и Оксфордского университета пытались создать собственную версию холодильника Эйнштейна. Благодаря проверенной связи Фреона с истощением озонового слоя и желанию уменьшить наше воздействие на окружающую среду за счет использования меньшего количества электроэнергии, проект считается экологически чистой альтернативой и полезным устройством для развивающихся стран.
Смерть и наследие:
17 апреля 1955 года у Альберта Эйнштейна появилось внутреннее кровотечение, вызванное разрывом аневризмы брюшной аорты, которую он пытался сделать семь лет назад. Он взял проект речи, которую готовил для телешоу, посвященного седьмой годовщине Государства Израиль, с ним в больницу, но он не прожил достаточно долго, чтобы завершить его.
Эйнштейн отказался от операции, сказав: «Я хочу пойти, когда захочу. Безвкусно продлить жизнь искусственно. Я сделал свою долю, пора идти. Я сделаю это элегантно. Он умер в больнице Принстона рано утром следующего года в возрасте 76 лет, продолжая работать до самого конца.
Во время вскрытия патолог из Принстонской больницы (Томас Штольц Харви) удалил мозг Эйнштейна для сохранения, хотя и без разрешения его семьи. По словам Харви, он сделал это в надежде, что будущие поколения нейробиологов смогут обнаружить причину гениальности Эйнштейна. Останки Эйнштейна были кремированы, а его прах разбросан в неизвестном месте.
За свою жизнь достижений Эйнштейн получил бесчисленные награды, как при жизни, так и посмертно. In 1921, he was awarded the Nobel Prize in Physics for his explanation of the photoelectric effect, as his theory of relativity was still considered somewhat controversial. In 1925, the Royal Society awarded him the Copley Medal, the oldest Royal Society medal still awarded.
In 1929, Max Planck presented Einstein with the Max Planck medal of the German Physical Society in Berlin, for extraordinary achievements in theoretical physics. In 1934 Einstein gave the Josiah Willard Gibbs lecture, an prestigious annual event where the American Mathematical Society awards a prize for achievements in the field of mathematics. In 1936, Einstein was awarded the Franklin Institute‘s Franklin Medal for his extensive work on relativity and the photoelectric effect.
In 1949, in honor of Einstein’s 70th birthday, the the Lewis and Rosa Strauss Memorial Fund established the Albert Einstein Award. Also known as the Albert Einstein Medal (because it is accompanied with a gold medal) this award was established to recognize high achievement in theoretical physics and the natural sciences.
Since his death, Einstein has been honored by having countless schools, buildings, and memorials named after him. The Luitpold Gymnasium, where he received his early education, was renamed the Albert Einstein Gymnasium in his honor. In August of 1955, four months after Einstein’s death, the 99th chemical element on the Periodic Table was named “einsteinium”.
Also in 1955, the Albert Einstein College of Medicine, a research-intensive not-for-profit, private, and nonsectarian medical school was founded in the Morris Park neighborhood of the Bronx in New York City. Between 1965 and 1978, the US Postal Service issued a series of commemorative stamps known as the Prominent American Series. Einstein was honored with a 8¢ stamp in 1966, the second year of the series.
Similar stamps were issued by the state of Israel in 1956 (a year after his death) and the Soviet Union in 1973. In 1973, an inner main belt asteroid was discovered, which was named 2001 Einstein in his honor. In 1977, the Albert Einstein Society was founded in Bern, Switzerland. Since 1979, they began issuing the Albert Einstein Medal, an annual award presented to people who have “rendered outstanding services” in connection with Einstein.
In 1979, the National Academy of Sciences commissioned the Albert Einstein Memorial on Constitution Avenue in central Washington, D.C. The bronze statue depicts Einstein seated with manuscript papers in hand. In 1990, his name was added to the Walhalla temple for “laudable and distinguished Germans”, which is located in Donaustauf in Bavaria.
In Potsdam, Germany, the Albert Einstein Science Park was constructed on Telegrafenberg hill. The best known building in the park is the Einstein Tower, an astrophysical observatory that was built to perform checks of Einstein’s theory of General Relativity, which has a bust of Einstein at the entrance.
In 1999 Time magazine named him the Person of the Century, ahead of Mahatma Gandhi and Franklin Roosevelt, among others. In the words of a biographer, “to the scientifically literate and the public at large, Einstein is synonymous with genius”. Also in 1999, an opinion poll of 100 leading physicists ranked Einstein the “greatest physicist ever”.
Also in 1999, a Gallup poll conducted recorded him as being the fourth most admired person of the 20th century in the U.S. – Mother Teresa, Martin Luther King, Jr. and John F. Kennedy ranked first through third.
The International Union of Pure and Applied Physics named 2005 the “World Year of Physics” in commemoration of the 100th anniversary of the publication of the “annus mirabilis” papers. In 2008, Einstein was inducted into the New Jersey Hall of Fame. And every year, the Chicago-based Albert Einstein Peace Prize Foundation issues the Albert Einstein Peace Prize, an award that comes with a bursary of $50,000.
Einstein has also been the subject of or inspiration for many novels, films, plays, and works of music. He is a favorite model for fictional representations of the mad scientist and the absent-minded professor, with depictions of these archetypes closely mirroring (and exaggerating) his expressive face and distinctive hairstyle.
Einstein’s contributions to the sciences are immeasurable. When he began his career, scientists were still struggling to reconcile how Newtonian mechanics applied to an ever-widening universe. But thanks to his theories, we would come to understand that there are no absolute frames of reference, and everything depends on the speed and position of the observer.
His work with the behavior of light would also help speed the revolution being made in quantum physics, where scientists began to understand the behavior of matter at the subatomic level. In so doing, Einstein helped to create the two pillars of modern science – Relativity, for dealing with objects on the macro scale; and quantum mechanics, which deals with things on the tiniest of scales.
But Einstein’s legacy goes far beyond what he advanced in his lifetime. In attempting to reconcile his personal beliefs in a universe that made sense with his scientific findings, he introduced a concept that would later become part of our current cosmological models (Dark Matter). These and other ideas would go on to be reconsidered after his death, thus proving that he was not only the greatest mind of his time, but perhaps one of the greatest minds that ever lived.
We have written many articles about Albert Einstein for Space Magazine. Here’s an article about the speed of light, and one about Why Einstein Will Never Be Wrong, and Einstein’s Theory of Relativity. And here’s are some famous Albert Einstein quotes.
Astronomy Cast also has several episodes about Einstein’s greatest theories, like Episode 235: Einstein, Episode 9: Einstein’s Theory of Special Relativity, Episode 280: Cosmological Constant, Episode 287: E=mc², and Episode 31: tring Theory, Time Travel, White Holes, Warp Speed, Multiple Dimensions, and Before the Big Bang
For more information, check out Albert Einstein’s biographical page at Biography.com and NobelPrize.org.
