Fizicianul Albert Einstein s-a născut la 14 martie 1879, în localitatea Ulm din Germania, naturalizat american în 1940, profesor universitar la Berlin și la Princeton. A fost autorul teoriei relativității și unul dintre cei mai cunoscuți și apreciați oameni de știință ai omenirii, în 1921 fiindu-i decernat Premiul Nobel pentru Fizică.
Albert Einstein
Cele mai multe dintre contribuțiile sale în fizică sunt legate de teoria relativității restrânse (1905), care unește mecanica și electromagnetismul, și de teoria relativității generalizate (1915), care extinde principiul relativității mișcării neuniforme, elaborând o nouă teorie a gravitației. Alte contribuții includ cosmologia relativistă, teoria capilarității, probleme clasice ale mecanicii statistice cu aplicații în mecanica cuantică, explicarea mișcării browniene a moleculelor, probabilitatea tranziției atomice, teoria cuantelor pentru gazul monoatomic, proprietățile termice al luminii (al căror studiu a condus la elaborarea teoriei fotonice), teoria radiației (ce include emisia stimulată), teoria câmpurilor unitară și geometrizarea fizicii.
În 1884, la vârsta de cinci ani, micul Albert a primit de la tatăl său o busolă care l-a fascinat în mod deosebit, producându-i, cum avea mai târziu să declare, ”o impresie adâncă și de durata”, inspirându-i dorința de a cerceta misterele naturii, dorință care îl va urmări toată viața. La 6 ani, Einstein a luat lecții de vioară. Dorind să-l îndrume către electrotehnică, tatăl său îl înscrie, în anul 1888, la gimnaziul Luitpold din München.
Un prieten de familie, Max Talmud, student la medicină, îl inițiază pe micul Einstein, la vârsta de 10 ani, în domeniul cunoașterii, împrumutându-i cărțile sale științifice și filosofice și prezentându-i, printre altele, filosofia lui Immanuel Kant și Elementele lui Euclid. Aceasta ultimă lucrare îl impresionează în mod deosebit și ulterior o va denumi ”cartea sacră a geometriei”. De la Euclid, viitorul mare savant va înțelege raționamentul deductiv, ajungând ca la 12 ani să învețe singur întreaga geometrie euclidiană. La numai 10 ani, Albert începe să studieze singur matematica și științele naturii. La vârsta de 12 ani (1891), a învățat geometria euclidiană și la 15 ani, rămâne la München pentru a încheia anul școlar, în timp ce familia se muta la Pavia, în Italia, iar după primul trimestru, își urmează familia la Pavia, părăsind școala.
Vrea să urmeze învățământul superior, dar ratează examenul de admitere la Universitatea Politehnică elvețiană, în anul 1895, deși avea note excepționale la matematică și la fizică. Familia îl trimite la Aarau, în Elveția, pentru a-și completa studiile liceale și pentru a-și lua diploma necesară. Aici ia contact cu teoria electromagnetică a lui Maxwell. Einstein începe să aprofundeze teoriile sale.
La 17 ani, în 1896, după încheierea studiilor la Aarau, se înscrie la Universitatea Federală Politehnică (ETH) din Zürich. Absolvă ETH, devenind profesor de matematică și fizică în 1900. Anul de referință în cercetarea lui Einstein este 1905, când se dezvoltă Teoria Relativității. În acest an, Einstein își dă doctoratul la Universitatea din Zürich cu o teză asupra determinării dimensiunilor moleculare.
La 17 martie 1905, Einstein trimite spre publicare articolul „Un punct de vedere euristic privind producerea și transformarea luminii”, în care sugerează (din considerente termodinamice) că lumina poate fi considerată ca fiind compusă din cuante de energie independente. Articolul avea să apară la sfârșitul lunii mai. La 30 aprilie în același an, trimite al doilea articol, în care arăta cum se pot calcula Numărul lui Avogadro și dimensiunea moleculelor, studiind mișcarea lor într-o soluție. Acest articol a fost acceptat și ca teză de doctorat, apărând în Annalen der Physik în ianuarie 1906.
Luna următoare, la 11 mai, Einstein trimite spre publicare articolul despre mișcarea browniană — „Despre mișcarea particulelor mici suspendate în lichide staționare, conform cerințelor teoriei cinetico-moleculare a căldurii”, în 30 iunie publică articolul ”Asupra electrodinamicii corpurilor în mișcare”, iar la 27 septembrie, articolul „Depinde inerția unui corp de conținutul său energetic?”. În 19 decembrie 1905, scrie al doilea articol despre mișcarea browniană, care va fi publicat în ianuarie 1906.
A patra lucrare importantă publicată de Einstein în 1905, „Asupra electrodinamicii corpurilor în mișcare”, conținea ceea ce avea să fie cunoscută mai târziu ca Teoria relativității restrânse, una dintre cele mai celebre contribuții ale sale, în care demonstrează că teoretic nu este posibil să se decidă dacă două evenimente care se petrec în locuri diferite au loc în același moment sau nu. În primăvara anului 1905, Einstein a tras concluzia că esența problemei constă nu într-o teorie a materiei, ci într-o teorie a măsurării — constatarea că toate măsurătorile timpului și spațiului depind de cercetarea simultaneității a două evenimente diferite. Astfel a fost emisă teoria bazată pe două postulate: 1. Principiul relativității, care afirma că legile fizicii sunt aceleași în toate sistemele de referință inerțiale; 2. Principiul invariabilității vitezei luminii, care arată că viteza luminii în vid este o constantă universală.
Teoria relativității restrânse aduce o explicație celebrului experiment Michelson-Morley (1887), putând fi considerat chiar o generalizare a rezultatelor acestuia. Einstein a fost primul care a unit mecanica clasică cu electrodinamica lui Maxwell. Elaborând teoria relativității restrânse, Einstein a spart tiparele unor concepții emise cu peste două secole în urmă, de Isaac Newton în ”Philosophiae naturalis principia mathematica” (1686), prin aceasta oferind o descriere consistentă și corectă a evenimentelor fizice din diverse sisteme de referință inerțiale, fără a face presupuneri speciale cu privire la natura materiei sau a radiației, sau a felului cum ele interacționează.
Teoria relativității restrânse explică fenomenele ondulatorii, eliminând acțiunea instantanee de la distanță. Electrodinamica lui Faraday și Maxwell este compatibilă cu viteza finită de propagare a luminii. Prin generalizarea legilor mecanicii newtoniene și a unor legi ale fizicii, electrodinamica devine relativistă. Dar pentru a pune gravitația în concordanță cu relativitatea a fost nevoie de modificări mult mai profunde, ceea ce l-a condus pe Einstein la Teoria relativității generalizate. În această teorie, orice viteză de propagare, inclusiv a gravitației, este finită. Teoria relativității generalizate asociază timpului spațiul, legând coordonatele evenimentelor de timp, iar gravitația devine o proprietate a acestui reper spațiu-timp. Einstein nu desființează concepția newtoniană, ci o înlocuiește cu una mai extinsă, valabilă pentru viteze apropiate de cea a luminii.
Teoria relativității generalizate a revoluționat gândirea științifică prin negarea existenței unui timp absolut, stârnind un ecou uriaș în toată lumea, fiind discutată în contradictoriu în cele mai prestigioase centre științifice. Epoca ce a urmat a fost marcată de interesul pentru această teorie, considerată ca răsturnătoare a tuturor legilor mișcărilor și fenomenelor fizice admise ca fundamentale. Einstein a murit la 18 aprilie 1955, la Princeton, SUA.
