Альберт Ейнштейн (Albert Einstein)

Альберт Ейнштейн (Albert Einstein)

1879-1955

Німецько-американський фізик-теоретик, лауреат Нобелівської премії з фізики (1921 г.); агностик

Альберт Ейнштейн - біографія

Альберт Ейнштейн - (1879-1955), фізик-теоретик, творець теорії відносності, автор основних праць із квантової теорії і статистичної фізики, один із засновників сучасної фізики, іноземний член-кореспондент РАН (1922) і іноземний почесний член АН СРСР (1926) .

Народився в Німеччині, з 1893 жив у Швейцарії, з 1914 в Німеччині, в 1933 емігрував до США. Створив приватну (1905) і загальну (1907-16) теорії відносності. Автор основоположних праць з квантової теорії світла: ввів поняття фотона (1905), встановив закони фотоефекту, основний закон фотохімії (закон Ейнштейна), передбачив (1917) вимушене випромінювання. Альберт Ейнштейн розвинув статистичну теорію броунівського руху, заклавши основи теорії флуктуацій, створив квантову статистику Бозе - Ейнштейна. З 1933 працював над проблемами космології і єдиної теорії поля. У 30-і роки він виступав проти фашизму, війни, в 40-е - проти застосування ядерної зброї. У 1940 підписав лист президенту США, про небезпеку створення ядерної зброї в Німеччині, яке стимулювало американські ядерні дослідження. Один з ініціаторів створення держави Ізраїль. Нобелівська премія (1921, за праці з теоретичної фізики, особливо за відкриття законів фотоефекту).

Дитинство і початкова освіта Ейнштейна

Альберт Ейнштейн народився 14 березня 1879 в старовинному німецькому місті Ульмі, в Німеччині але через рік сім'я перебралася до Мюнхена, де батько Альберта, Герман Ейнштейн, і дядько Якоб організували невелику компанію «Електротехнічна фабрика Я. Ейнштейна і К °». Спочатку справи компанії, що займалася удосконаленням приладів дугового освітлення, електровимірювальної апаратурою і генераторами постійного струму, йшли досить успішно. Але в 90-х роках 19 століття, в зв'язку з розширенням будівництва великих електроцентралей і ліній дальніх електропередач, виник цілий ряд потужних електротехнічних фірм. Сподіваючись врятувати компанію, брати Ейнштейни в 1894 перебралися до Мілана, проте через два роки, не витримавши конкуренції, компанія припинила своє існування.

Дядько Якоб приділяв багато часу маленькому племіннику. «Я пам'ятаю, наприклад, що теорема Піфагора була мені показана моїм дядьком ще до того, як в мої руки потрапила священна книжечка з геометрії», - так Ейнштейн в спогадах, що відносяться до 1945 році, говорив про підручник геометрії Евкліда. Часто дядько ставив хлопчикові математичні завдання, і той «відчував справжнє щастя, коли справлявся з ними».

Батьки віддали Альберта спочатку в католицьку початкову школу, а потім в мюнхенську класичну гімназію Луітпольда, відому як прогресивне і вельми ліберальне навчальний заклад, але яку він так і не закінчив, переїхавши слідом за сім'єю в Мілан. І в школі, і в гімназії Альберт Ейнштейн придбав не найкращу репутацію. Читання науково-популярних книг породило у юного Ейнштейна, за його власним висловом, «прямо-таки фантастичне вільнодумство». У своїх спогадах фізик-теоретик Макс Борн писав: «Уже в ранні роки Ейнштейн показав неприборкану волю до незалежності. Він ненавидів гру в солдати, тому що це означало насильство ». Пізніше А. Ейнштейн говорив, що людям, яким приносить задоволення марширувати під звуки маршу, головний мозок дістався дарма, вони цілком могли б задовольнятися одним спинним.

Перший рік в Швейцарії

У жовтні 1895 шістнадцятирічний Альберт Ейнштейн пішки вирушив з Мілана до Цюріха, щоб вступити в Федеральну вищу технічну школу - знаменитий Політехнікум, для надходження в який не було потрібно свідоцтва про закінчення середньої школи. Блискуче склавши вступні іспити з математики, фізики та хімії, він, однак, з тріском провалився з інших предметів. Ректор Політехнікуму, оцінивши неабиякі математичні здібності Ейнштейна, направив його для підготовки в кантональних школу в Аарау (в 20 милях на захід від Цюріха), яка в той час вважалася однією з кращих в Щвейцарии. Рік, проведений в цій школі, якою керував серйозний учений і прекрасний педагог А. Таухшмід, виявився і дуже корисним, і - за контрастом з казармовою обстановкою в Пруссії - приємним.

Навчання в політехнікумі

Випускні іспити в Аарау Альберт Ейнштейн здав цілком успішно (крім іспиту з французької мови), що дало йому право на зарахування до політехнікуму в Цюріху. Кафедру фізики там очолював професор В. Г. Вебер, прекрасний лектор і талановитий експериментатор, який займався в основному питаннями електротехніки. Спочатку він дуже добре прийняв Ейнштейна, але в подальшому відносини між ними ускладнилися настільки, що після закінчення навчання Ейнштейн деякий час не міг влаштуватися на роботу. В якійсь мірі це пояснювалося чисто науковими причинами. Відрізняючись консерватизмом поглядів на електромагнітні явища, Вебер не приймав теорії Максвелла, уявлень про поле і дотримувався концепції дальнодействия. Його студенти дізнавалися минуле фізики, але не її сьогодення і, тим більше, майбутнє. Ейнштейн ж вивчав праці Максвелла, був переконаний в існуванні всепроникного ефіру і розмірковував про те, як на нього діють різні поля (зокрема, магнітне) і як можна експериментально виявити рух щодо ефіру. Він тоді не знав про досліди американського вченого-фізика Альберта Майкельсона і незалежно від нього запропонував свою інтерференційну методику.

Але досліди, придумані Альбертом Ейнштейном, з пристрастю працював у фізичному практикумі, не мали шансів здійснитися. Викладачі недолюблювали норовливого студента. «Ви розумний хлопець, Ейнштейн, дуже розумний хлопець, але у вас є великий недолік - ви не терпите зауважень», - сказав йому якось Вебер, і цим визначалося багато.

Бюро патентів. Перші кроки А. Ейнштейна до визнання

Після закінчення політехнікуму в 1900 році, молодий дипломований викладач фізики (Ейнштейну йшов тодi двадцять другий рік) жив в основному у батьків в Мілані і два роки не міг знайти постійної роботи. Тільки в 1902 він отримав нарешті, за рекомендацією друзів, місце експерта в федеральному Бюро патентів в Берні. Незадовго до цього Альберт змінив громадянство і став Швейцарська підданим. Через кілька місяців після влаштування на роботу він одружився на своїй колишній цюрихській однокурсниці Мілеві Марич, родом з Сербії, яка була на чотири роки старший за нього. У Бюро патентів, яке Ейнштейн називав «світським монастирем», він пропрацював сім з гаком років, вважаючи ці роки найщасливішими в житті. Посада «патентного служки» постійно займала його розум різними науковими і технічними питаннями, але залишала достатньо часу для самостійної творчої роботи. Її результати до середини «щасливих бернськіх років» склали зміст наукових статей, які змінили обличчя сучасної фізики, принесли Ейнштейну світову славу.

броунівський рух

Перша з цих статей - «Про рух завислих у спокійній рідини частинок, що витікає з молекулярно-кінетичної теорії», що вийшла в 1905 році, - була присвячена теорії броунівського руху. Це явище (безперервне безладне зигзагообразное рух частинок квіткового пилку в рідини), відкрите в 1827 англійським ботаніком Робертом Броуном, вже отримало тоді статистичне пояснення, але теорія Ейнштейна (який не знав попередніх робіт по броунівському русі) мала закінчену форму і відкривала можливості кількісних експериментальних досліджень . У 1908 експерименти французького фізика Жана Батіста Перрена повністю підтвердили теорію Ейнштейна, що зіграло важливу роль для остаточного становлення молекулярно-кінетичних уявлень.

Кванти і фотоефект

У тому ж 1905 році вийшла й інша робота Ейнштейна - «Про одну евристичну точку зору на виникнення і перетворення світу». За п'ять років до цього німецький фізик Макс Планк показав, що спектральний склад випромінювання, що випускається гарячими тілами, знаходить пояснення, якщо прийняти, що процес випромінювання дискретний, тобто світло випускається не безупинно, а дискретними порціями певної енергії. Ейнштейн висунув припущення, що і поглинання світла відбувається тими ж порціями і що взагалі «однорідний світло складається з зерен енергії (світлових квантів), ... мчать в порожньому просторі зі швидкістю світла». Ця революційна ідея дозволила Ейнштейну пояснити закони фотоефекту, зокрема, факт існування «червоної межі», тобто тієї мінімальної частоти, нижче якої вибивання світлом електронів з речовини взагалі не відбувається.

Ідея квантів була застосована Альбертом Ейнштейном і до пояснення інших явищ, наприклад, флуоресценції, фотоіонізації, загадкових варіацій питомої теплоємності твердих тіл, які не могла описати класична теорія.

Роботи Ейнштейна, присвячені квантової теорії світла, були удостоєні в 1921 Нобелівської премії.

Приватна (спеціальна) теорія відносності

Найбільшу популярність А. Ейнштейну все ж принесла теорія відносності, викладена ним вперше в 1905, в статті «До електродинаміки рухомих тіл». Вже в юності Ейнштейн намагався зрозуміти, що побачив би спостерігач, якби кинувся зі швидкістю світла навздогін за пучком. Тепер Ейнштейн рішуче відкинув концепцію ефіру, що дозволило розглядати принцип рівноправності всіх інерційних систем відліку як універсальний, а не тільки обмежений рамками механіки.

Ейнштейн висунув дивовижний і на перший погляд парадоксальний постулат, що швидкість світла для всіх спостерігачів, як би вони не рухалися, однакова. Цей постулат (при виконанні деяких додаткових умов) призводить до отриманих раніше Хендріком Лоренцом формулами для перетворень координат і часу при переході з однієї системи відліку в іншу, що рухається щодо першої. Але Лоренц розглядав ці перетворення як допоміжні, або фіктивні, які не мають безпосереднього відношення до реального простору і часу. Ейнштейн зрозумів реальність цих перетворень, зокрема, реальність відносностіодночасності.

Таким чином, принцип відносності, встановлений для механіки ще італійським вченим і фізиком Галілеєм, був поширений на електродинаміку і інші області фізики. Це призвело, зокрема, до встановлення важливого універсального співвідношення між масою М, енергією Е і імпульсом Р: E ² = М ² c ⁴ + P ² з ² (де с - швидкість світла), яке можна назвати однією з теоретичних передумов використання внутрішньоядерній енергії.

Професорська діяльність. Запрошення до Берліна. Загальна теорія відносності

У 1905 Альберту Ейнштейну було 26 років, але його ім'я вже набуло широку популярність. У 1909 році він обраний професором Цюріхського університету, а через два роки - Німецького університету в Празі.

У 1912 Ейнштейн повернувся до Цюріха, де зайняв кафедру в політехнікумі, але вже в 1914 прийняв запрошення переїхати на роботу до Берліна як професор Берлінського університету і одночасно директора Інституту фізики. Німецьке підданство Ейнштейна було відновлено. До цього часу вже повним ходом йшла робота над загальною теорією відносності. В результаті спільних зусиль Ейнштейна та його колишнього студентського товариша М. Гроссмана в 1912 з'явилася стаття «Начерк узагальненої теорії відносності», а остаточне формулювання теорії датується 1915 роком. Ця теорія, на думку багатьох вчених, з'явилася найзначнішим і найкрасивішим теоретичним побудовою за всю історію фізики. Спираючись на всім відомий факт, що «важка» і «інертна» маси рівні, вдалося знайти принципово новий підхід до вирішення проблеми, поставленої ще англійським фізиком Ісааком Ньютоном: який механізм передачі гравітаційної взаємодії між тілами і що є переносником цієї взаємодії.

Відповідь, запропонований Ейнштейном, був приголомшливо несподіваним: в ролі такого посередника виступала сама «геометрія» простору - часу. Будь-яке масивне тіло, по Ейнштейну, викликає навколо себе «викривлення» простору, тобто робить його геометричні властивості іншими, ніж в геометрії Евкліда, і будь-яке інше тіло, що рухається в такому «викривленому» просторі, відчуває вплив першого тіла.

Загальна теорія відносності призвела до передбачення ефектів, які незабаром отримали експериментальне підтвердження. Вона дозволила також сформулювати принципово нові моделі, що відносяться до всього Всесвіту, в тому числі і моделі нестаціонарної (розширюється) Всесвіту.

еміграція

Альберт Ейнштейн не без вагань прийняв пропозицію переїхати в Берлін. Але можливість спілкування з найбільшими німецькими вченими, в числі яких був і Планк, приваблювала його.

Політична і моральна атмосфера в Німеччині робилася все тяжче, антисемітизм піднімав голову, і коли владу захопили фашисти, Ейнштейн в 1933 назавжди покинув Німеччину. Згодом в знак протесту проти фашизму він відмовився від німецького підданства і вийшов зі складу Прусської і Баварської Академій наук.

В берлінський період, крім загальної теорії відносності, Ейнштейном була розроблена статистика частинок цілого спина, введено поняття вимушеного випромінювання, що грає важливу роль в лазерній фізиці, передбачене (спільно з де Гаазом) явище виникнення обертального імпульсу тел при їх намагнічуванні і ін. Однак, будучи одним з творців квантової теорії, Ейнштейн не прийняв ймовірнісної інтерпретації квантової механіки, вважаючи, що фундаментальна фізична теорія не може бути статистичної за своїм характером. Він нерідко повторював, що «Бог не грає в кості» із Всесвітом.

Переїхавши в США, Альберт Ейнштейн посів посаду професора фізики в новому інституті фундаментальних досліджень в Прінстоні (штат Нью-Джерсі). Він продовжував займатися питаннями космології, а також посилено шукав шляхи побудови єдиної теорії поля, яка б об'єднала гравітацію, електромагнетизм (а можливо, і інше). І хоча реалізувати цю програму йому не вдалося, це не похитнуло репутації Ейнштейна як одного з найбільших дослідників природи всіх часів.

У Прінстоні Ейнштейн став місцевою визначною пам'яткою. Його знали як фізика зі світовим ім'ям, але для всіх він був скромним, привітним і кілька ексцентричним людиною, з яким можна було зіткнутися прямо на вулиці. У години дозвілля він любив музикувати. Почавши вчитися грі на скрипці в шість років, Ейнштейн продовжував грати все життя, іноді в ансамблі з іншими фізиками. Йому подобався парусний спорт, який, як він вважав, незвичайно сприяє роздумам над фізичними проблемами.

Серед численних почестей, наданих Ейнштейну, була пропозиція стати президентом Ізраїлю, подальше в 1952, яке він не прийняв.

Будучи послідовним прихильником сіонізму, Альберт Ейнштейн доклав чимало зусиль до створення Єврейського університету в Єрусалимі в 1925 році.

В умах багатьох людей ім'я Ейнштейна пов'язано з атомної проблемою. Дійсно, розуміючи, якою трагедією для людства могло б виявитися створення у фашистській Німеччині атомної бомби, він в 1939 направив президенту США лист, яке послужило поштовхом для робіт в цьому напрямку в Америці. Але вже в кінці війни його відчайдушні спроби утримати політиків і генералів від злочинних і божевільних дій виявилися марними. Це було найбільшою трагедією його життя.

Альберт Ейнштейн помер 18 квітня 1955 року в Прінстоні, США, від аневризми аорти. (В. Н. Григор'єв, Енциклопедія Кирило і Мефодій)

Про віру

Один розумний професор одного разу в університеті задав студенту цікаве питання.
Професор: Бог добрий?
Студент: Так.
Професор: А Диявол хороший?
Студент: Ні.
Професор: Вірно. Скажи мені, синку, чи існує на Землі зло?
Студент: Так.
Професор: Зло всюди, чи не так? І Бог створив все, вірно?
Студент: Так.
Професор: Так хто створив зло?
Студент: ...
Професор: На планеті є потворність, нахабство, хвороби, невігластво?
Все це є, вірно?
Студент: Так, сер.
Професор: Так хто їх створив?
Студент: ...
Професор: Наука стверджує, що у людини є 5 почуттів, щоб досліджувати світ навколо. Скажи мені, синку, ти коли-небудь бачив Бога?
Студент: Ні, сер.
Професор: Скажи нам, ти чув Бога?
Студент: Ні, сер.
Професор: Ти коли-небудь відчував Бога? Пробував його на смак? Нюхав його?
Студент: Боюся, що ні, сер.
Професор: І ти до сих пір в нього віриш?
Студент: Так.
Професор: Виходячи з отриманих висновків, наука може стверджувати, що Бога немає. Ти можеш щось протиставити цьому?
Студент: Ні, професор. У мене є тільки віра.
Професор: Саме так. Віра - це головна проблема науки.
Студент: Професор, холод існує?
Професор: Що за питання? Звичайно, існує. Тобі ніколи не було холодно?
(Студенти засміялися над питанням молодої людини)
Студент: Насправді, сер, холоду не існує. Відповідно до законів фізики, те, що ми вважаємо холодом насправді є відсутністю тепла. Людина або предмет можна вивчити на предмет того, чи має він або передає енергію. Абсолютний нуль (-273 градуси за Цельсієм) є повною відсутністю тепла. Вся матерія стає інертною і нездатною реагувати при цій температурі. Холоди не існує. Ми створили це слово для опису того, що ми відчуваємо при відсутності тепла.
(В аудиторії повисла тиша)
Студент: Професор, темрява існує?
Професор: Звичайно, існує. Що таке ніч, якщо не темрява:
Студент: Ви знову неправі, сер. Темряви також не існує. Темрява в дійсності є відсутність світла. Ми можемо вивчити світло, але не темряву. Ми можемо використовувати призму Ньютона, щоб розкласти біле світло на безліч кольорів і вивчити різні довжини хвиль кожного кольору. Ви не можете виміряти темряву. Простий промінь світла може увірватися в світ темряви і освітити його. Як ви можете дізнатися наскільки темним є який-небудь простір? Ви вимірюєте, яка кількість світла представлено. Чи не так? Темрява це поняття, яке людина використовує, щоб описати, що відбувається при відсутності світла. А тепер скажіть, сер, смерть існує?
Професор: Звичайно. Є життя, і є смерть - зворотний бік.
Студент: Ви знову неправі, професор. Смерть - це не зворотна сторона життя, це її відсутність. У вашій науковій теорії з'явилася серйозна тріщина.
Професор: До чого ви ведете, юначе?
Студент: Професор, ви вчите студентів тому, що всі ми походимо від мавп. Ви спостерігали еволюцію на власні очі?
Професор похитав головою з усмішкою, розуміючи, до чого йде розмова.
Студент: Ніхто не бачив цього процесу, а значить ви в більшій мірі священик, а не вчений.
(Аудиторія вибухнула від сміху)
Студент: А тепер скажіть, є хтось в цьому класі, хто бачив мозок професора? Чув його, нюхав його, доторкався до нього?
(Студенти продовжували сміятися)
Студент: Мабуть, ніхто. Тоді, спираючись на наукові факти, можна зробити висновок, що у професора немає мозку. При всій повазі до вас, професор, як ми можемо довіряти сказаному вами на лекціях?
(В аудиторії повисла тиша)
Професор: Думаю, вам просто варто мені повірити.
Студент: Саме так! Між Богом і людиною є одна зв'язок - це ВІРА!
Професор сів.
Цього студента звали Альберт Ейнштейн.

Чому Ейнштейн показав язик?

Переважна більшість жителів планети сприймають Альберта Ейнштейна як «божевільного вченого». Такий образ склався в головах мільйонів людей виключно завдяки неординарній зовнішності великого вченого, а не його розумовому стану.

Видатний фізик, всього себе віддав науці, часто з'являвся перед публікою в звичайному розтягнутому светрі, з розпатланим волоссям, і поглядом, зверненим всередину себе - розум вченого постійно був зайнятий вирішенням складних завдань. Також широко відомі були забудькуватість і непрактичність цього милого розумної людини, що робить відкриття не заради особистої вигоди, а заради всього людства.

Лише одного разу за всю його тривале життя Альберт Ейнштейн підняв завісу таємниці над своєю особистістю, викликавши ще більший інтерес до своєї персони. Це сталося в день святкування його сімдесят другої річниці, 14 березня 1952 року.

Фотограф Сейсс попросив зробити Ейнштейна задумане обличчя, відповідне іміджу дослідника, на що вчений висунув язика, показавши себе не тільки серйозним винахідником, а й звичайним життєрадісною людиною. Так і вийшла ця фотографія, знімок, розвіяти образ сивого, трохи розпатланого геніального вченого.

Сам же геніальний фізик визнав цю фотографію небувало вдалою - на той час йому набрид незаслужений стереотипний образ «злого генія».

Фотографія, яка за короткий час обійшла весь світ, була обрізана - там ще була присутня сімейна пара Ейделот. Згодом Альберт Ейнштейн розсилав її друзям в якості новорічної вітальної листівки. Другу Альберта, журналісту Х.Сміту, дісталася унікальна фотографія - на ній був підпис, зроблений рукою генія фізики, «жартівлива гримаса всьому людству».

Всього було надруковано дев'ять оригінальних знімків, і один з них в 2009 році був проданий 74 000 доларів.