Алберт Айнщайн: биография и принос към науката

Алберт Айнщайн (1879 - 1955) е теоретик-физик с немски произход и един от най-важните учени от 20-ти век. Той развива теорията на относителността, която е една от най-важните основи за развитието на съвременната физика. През 1921 г. получава Нобелова награда за физика за откриването на закона за фотоелектричния ефект. Приносът на Айнщайн към науката, и по-специално към физиката, го направи един от най-признатите хора от своето време.

Най-популярната работа, направена от Айнщайн, е еквивалентността между енергия и маса: E = mc 2, едно от най-признатите уравнения в света. Той стигна до тази формула през 1905 г., когато е живял в Берн. По-късно, през 1917 г., Айнщайн изследва свойствата на светлината, в тези проучвания той намира основата на своя закон за фотоелектричния ефект. След това той прилага своята обща теория към модела на структурата на цялата вселена.

През 1896 г. той се отказва от германската си националност и няколко години по-късно кандидатства за швейцарците, които получава през 1901 г. Междувременно Айнщайн учи във Федералното политехническо училище, от което получава дипломата си през 1900 година.

От 1912 г. започва да практикува като професор по теоретична физика в Университета в Цюрих и остава на тази позиция в продължение на около две години. След това той е избран за Пруската академия на науките и се премества в Берлин.

Когато Адолф Хитлер пристигна в германското канцлерство, Алберт Айнщайн беше в Съединените американски щати; затова той реши да не се връща в страната си, тъй като антисемитизмът, изповядван от нацисткия режим, представлява опасност за неговата цялост.

През 1940 г. той получава американско гражданство. Малко по-късно, когато настъпва влизането на Съединените щати във въоръжения конфликт от Втората световна война, Айнщайн се свързва с президента Франклин Д. Рузвелт, за да го информира, че Германия може да разработва силно разрушителни оръжия.

Тази информация стана причина за започването на проекта от Манхатън. Айнщайн обаче никога не е мислил, че ядрената енергия трябва да се използва за война, дори заедно с Бертран Ръсел разработи манифеста, в който говори за опасностите от него.

След като се установява в Съединените американски щати и до последните си дни, Алберт Айнщайн работи в Института за напреднали изследвания в Принстън, Ню Джърси.

Той е един от най-известните учени в историята и името му е известно на повечето западно население и до днес.

биография

Първи години

Алберт Айнщайн е роден на 14 март 1879 г. в град Улм, град, принадлежащ на кралството на Вюртемберг на тогавашната германска империя. Той е от еврейски произход, баща му се нарича Херман Айнщайн, занимава се с търговия и инженерство. Майка му беше Полин Кох.

Година след раждането на Алберт Айнщайн, баща му имал възможност да създаде компания в Мюнхен, която отговаряше за производството на електронни устройства, работещи с постоянен ток.

Той имаше сестра на име Мария, която беше с две години по-млада от него. Родителите на Айнщайн не бяха религиозни практикуващи, така че тяхното възпитание у дома не оказало влияние върху ранната им религиозна преданост.

Малко по малко той се отдели от догматичните си убеждения, когато осъзна, че това, което чете в научните книги, е изрично противопоставено на това, което е научил от религиозните писания.

Когато научил геометрията, той бил очарован от науката. Интересът му се подхранваше от разговорите му с Макс Талмуд, който служи като някакъв учител за младия Алберт, тъй като той говореше с него за математика и философия.

Поради финансови проблеми, Херман, бащата на Алберт, трябваше да се премести в Италия с останалата част от семейството, защото намери работа там. Той обаче оставил момчето в Мюнхен, за да завърши образованието си.

младежта

Алберт Айнщайн се срещна със семейството си в Павия, много за изненада на родителите си. Получи разрешение, подписано от лекар и пътуваше да ги посрещне отново, защото не беше доволен от училището, нито от образователния му метод.

Противно на това, което си мислите, Айнщайн беше брилянтен в математиката и физиката от много млади, дори достигайки ниво, много по-високо от това на момчетата от неговата възраст.

През 1895 г. той решава да кандидатства за Федералното политехническо училище в Цюрих, но не може да влезе в него, но оценките му по физика и математика са толкова добри, че е препоръчано да завърши средно училище в Арау, Швейцария.

На следващата година той издържа изпита, с който получава сертификат за средно образование. След това Айнщайн решава да се запише в четиригодишна кариера във Федералното политехническо училище в Цюрих, където получава диплома за учител по математика и физика.

Сред съучениците си срещна млада жена на име Милева Марич, която беше единствената жена в стаята. Това момиче по-късно стана приятелка на Айнщайн.

През това време те прекарваха много време заедно, обсъждайки физиката, така че се появиха слухове дали ранната работа на Айнщайн е била сътрудничество с Марич, но тази теория никога не е била подкрепена с доказателства.

брак

С писма, открити след смъртта на Айнщайн, се е научил, че той и Марич са имали дъщеря през 1902 г. Въпреки това, не е известно какво се е случило с момичето. Той е роден, докато майката е в дома на родителите си в Нови Сад.

През януари 1903 г. Марич и Айнщайн са женени и синът им Ханс Алберт Айнщайн е роден през следващата година в Берн, Швейцария. Шест години по-късно те имат Едуард, който е роден в Цюрих. През 1914 г. се преместват в Берлин.

Двойката се разделила, когато Марич научил, че Айнщайн е влюбен в втория си братовчед, Елза. Официалният развод е получен на 14 февруари 1919 г., но те са били отделени за известно време.

Най-малкият й син беше диагностициран с шизофрения на около 20-годишна възраст и беше под грижите на Марич и в крайна сметка в специални центрове за грижи. Когато майка му починала, момчето трябвало да остане в убежище.

Същата година, когато се развежда, тя се омъжва отново за Елза Льовентал, но те са били заедно от 1912 г. Алберт Айнщайн и Елза са братовчеди на баща и майка.

Патентно ведомство

Една година след дипломирането си през 1901 г. Алберт Айнщайн получава швейцарско гражданство, но медицинските проблеми не му позволяват да окаже военна служба на нацията.

Беше се опитал да заеме позиция на учител, но не успял в нито едно от местата, където кандидатствал. Вместо това той отиде да работи във Федералната служба за интелектуална собственост, в която са издадени патенти в град Берн.

Неговата работа беше да проучи исканията на изобретателите. По това време Айнщайн става експерт в механиката на тези артефакти. Особено се отнася до предаването на електрически сигнали и електро-механичната синхронизация.

През 1902 г. баща на Алберт, Херман Айнщайн, починал. Това е удар върху живота на учения, който винаги съжалява, че баща му е починал, докато той все още не е постигнал успех в професията си.

По това време една малка група започва да обсъжда заедно с други интелектуални предмети на науката и философията. В същото време той продължи да работи по лични разследвания, чиито въпроси бяха подхранвани от това, което той видял да се прилага в работата му.

Научни начала

През 1900 г. първото му произведение е публикувано в специализирано списание, известно като Annalen der Physik, че работата е за феномена на капилярността. По-късно той разбра, че това, което е предложил, е погрешно и каза, че е безполезно.

Години по-късно Алберт Айнщайн завършва тезата си, която озаглавява „Ново определяне на молекулярното измерение“ . По този начин той получава докторска степен в Университета в Цюрих през 1905 г., негов съветник е Алфред Клайнер.

Това е началото на чудотворната година за теоретичния физик, тъй като той публикува други изследвания, които отварят вратите към най-важните научни среди. По това време Айнщайн е на 26 години.

Сред приносите, направени от Айнщайн през 1905 г., са неговите творби върху фотоелектричния ефект, специалната относителност и еквивалентността между енергия и маса.

Въпреки че други се занимават с въпроса за специалната относителност, новината на работата на Айнщайн е да я признае за универсален закон на природата. Предложената от Айнщайн теория беше потвърдена от един от най-великите учени по онова време, Макс Планк.

Оттогава кариерата на Алберт Айнщайн в науките имаше важен импулс.

Раса в Европа

След като набира популярност, Айнщайн започва да получава покани за работа в няколко европейски образователни институции. През 1908 г. Алберт Айнщайн започва работа в университета в Берн, където остава една година.

След това постъпва в Университета в Цюрих, като доцент по теоретична физика през 1909 г. От 1911 г. заминава за Прага, след това част от Австро-Унгарската империя. След това приема австрийското гражданство, за да може да работи като университетски професор.

Тази епоха е плодотворна за работата на Айнщайн, който е написал повече от дузина изследвания по различни теми. На следващата година той се завръща в Цюрих, където прекарва две години в Алма матер, Федералното политехническо училище в Цюрих.

През 1913 г. Алберт Айнщайн започва да бъде част от Пруската академия на науките. Освен това той заема длъжността директор на Института по физика „Кайзер Вилхелм”, който все още е в етап на планиране и успява да се материализира през 1917 година.

От 1914 г. той се присъединява към факултета на Университета в Берлин, град, който от тогава става негов резидент. Две години по-късно Айнщайн става президент на Германското общество по физика.

През 1921 г. Алберт Айнщайн получава Нобелова награда по физика. Признанието бе получено за откриването на закона за фотоелектричния ефект. От там той получава членство в различни научни дружества в цяла Европа.

Първи пътувания

Алберт Айнщайн стъпва на американска земя за първи път през 1921 г. През същата година участва в дейности, организирани от университетите на Колумбия и Принстън. Освен това той посети Белия дом заедно с представители на Националната академия на науките.

Като САЩ, Айнщайн беше много доволен. Мислеше за хората си, които бяха добри хора, с които да се справят, които бяха изправени пред живот с ентусиазъм и които не завиждаха. Изглежда, че това впечатление се различава от това, което той е мислил преди срещата с американците.

След престоя си в Америка Айнщайн се върнал на Стария континент и спрял във Великобритания, където бил приет от Ричард Халдейн. Там той се срещна с други мъже на науката и се появи пред King's College в Лондон.

Година по-късно, през 1922 г., Айнщайн продължи шестмесечна обиколка на Азия и Палестина. В Япония той изнася лекции и се среща с императорите в императорския дворец, пред очите на хиляди хора, които се събират, за да станат свидетели на срещата.

През 1923 г. той е в Испания и там получава диплома, в която крал Алфонсо XIII го определя за член на Испанската академия на науките.

Яростта, предизвикана от посещенията на Айнщайн в света, беше впечатляваща. Освен това той е приет почти като официална дипломатическа визита, а не като учен, лекуван е с отличие и е признат за неговия научен принос, както и за подкрепата си за мирните каузи.

САЩ

В началото на 30-те години Алберт Айнщайн вече е станал суперзвезда на науката. Той беше признат и от онези, които имаха някаква връзка с материала, и от тези, които не го имаха.

През декември 1930 г. той отново посети Съединените американски щати, за да работи в Калифорнийския технологичен институт. След като пристигна на американска земя, той получи покани да присъства на социални събития и интервюта в цялата страна.

Той се срещна с редакторите на New York Times и отиде в Метрополитен опера в Голямата ябълка. След това той получава ключовете от града от кмета Джими Уокър и се среща с личности от науката на града.

После пристигна в първоначалната си дестинация, Калифорния. Там той се сприятелява със съответните фигури в науките, като Робърт Миликан. Той се срещнал и с известни художници като Чарлз Чаплин, с които се разбирал много добре.

изгнание

През 1933 г., докато нацисткият режим укрепва в Германия, Алберт Айнщайн посещава Съединените американски щати. Ученият не смяташе, че е удобно да се върне в Германия.

Евреите бяха преследвани от правителството на Адолф Хитлер. Много колеги от Айнщайн, които изповядваха юдаизъм или идват от еврейски семейства, бяха отстранени от длъжностите им като студенти.

Текстовете, написани от Айнщайн, бяха включени в изгарянията на книгите, организирани от нацистката партия. Освен това в германското политическо списание беше публикувана снимка на Алберт Айнщайн с послание, в което се казва: „Той все още не е обесен“, както и награда за главата му.

През 1933 г. Айнщайн е бил в Белгия за известно време. От там той заминава за Англия, където се среща с Уинстън Чърчил, Остин Чембърлейн и Лойд Джордж. Той поиска германските еврейски учени да бъдат спасени от нацизма и да се намират в Англия.

Чърчил отговори положително и приветства предложението на Айнщайн. По-късно политикът заяви, че благодарение на това технологичното качество на съюзниците се е увеличило и това на Германия е в упадък.

Айнщайн също е направил същото и с други държавни глави, като премиер на Турция, благодарение на тези усилия са спасени около 1000 живота на евреите.

В края на 1933 г. Алберт Айнщайн приема предложението на Института за напреднали в Принстън и остава свързано с тази институция повече от две десетилетия до смъртта си.

Проектът Манхатън

През 1939 г. Leó Szilárd иска да предупреди правителството на Съединените щати за възможността германските учени да работят за създаването на ядрена бомба. Въпреки това първоначално не му беше обърнато внимание, затова реши да отиде в Айнщайн.

Двамата учени решиха да напишат писмо до президента на нацията, Франклин Д. Рузвелт, за опасността за човечеството, която може да бъде представена от факта, че само Хитлер е имал тази технология.

Мнозина смятат, че благодарение на участието на Айнщайн в процеса на информиране за ядрените оръжия, Съединените щати започнаха да приемат това разследване сериозно и проектът Манхатън започна през 1942 година.

Въпреки че Айнщайн съжаляваше, че е препоръчал създаването на ядрени оръжия, той се утеши от факта, че те не са дошли в ръцете на нацистите, докато останалата част на света е била незащитена.

Последни години

През 1940 г. Алберт Айнщайн получава американското си гражданство. Неговото виждане за ползите от американското общество по въпроси като меритокрацията винаги го придружаваше. Той обаче се опитал да се бори срещу расизма, който смяташе за едно от най-големите злини на страната.

Той е бил част от Националната асоциация за развитие на цветните хора, в която бяха насърчавани правата на афро-американците. Също така Университетът на Линкълн в Пенсилвания му присъди почетно звание.

През последните си години Айнщайн е малко изолиран, главно защото посвещава по-голямата част от времето си на две разследвания, които след това не се броят с популярност и които не може да завърши.

Първият е да се опита да докаже, че квантовата теория на Бор е неправилна, чрез различни тестове. Докато вторият се опитва да открие единна теория на полето.

смърт

Алберт Айнщайн умира на 17 април 1955 г. на 76-годишна възраст в Принстън, Ню Джърси. Ученият страда от вътрешен излив, причинен от аневризма в коремната аорта. Айнщайн е бил третиран преди това, за да предотврати това.

Във втория случай физикът отказал да влезе отново в операционната зала, твърдял, че приносът му към света вече е направен и че е дошло времето му, тъй като не е искал да поддържа изкуствен живот.

Той прекара последните си моменти, опитвайки се да завърши речта си, която трябваше да изнесе по повод седмата годишнина на Държавата Израел. Той обаче умря, преди да успее да завърши последната задача.

Мозъкът на Алберт Айнщайн бе премахнат и запазен, без разрешение от роднините на учения, с надеждата, че в бъдеще може да се изследва, за да се открие какво е направило това брилянтно. Неговите смъртни останки са кремирани и семейството ги подрежда на място, което не е било разкрито.

Сред изследванията, направени за мозъка на Айнщайн, се посочва, че глиалните клетки, от които невроните са снабдени с храна, са с най-високо качество в лявото полукълбо.

Установено е също, че долният париетален дял в случая на Айнщайн е с 15% по-широк от средния. Тази област е свързана с математически разсъждения.

Научен принос

Работата на Алберт Айнщайн е не само плодотворна, но и неоценима за физиката. Смята се, че той е много напреднал по отношение на своите съвременници, така че няколко от неговите приноси не са били взети под внимание незабавно.

Други работни места му гарантират място в световната история, както и слава и престиж през живота си. Айнщайн спечели Нобелова награда за физика през 1921 г. за откриването на закона за фотоелектричния ефект.

Също така уравнението на еквивалентността между енергия и маса (E = mc2) е преодоляло между произведенията на този учен, първоначално от Германия, но чийто принос е глобален.

Неговият принос довежда до създаването на съвременния космологичен модел. Благодарение на техния принос, теоретизираха за явления, които са потвърдени от науката, като например разширяването на Вселената, съществуването на черни дупки или кривината на пространството в присъствието на маса.

Той публикува голямо количество материали, включително книги и научни статии. Освен това Айнщайн създаде стотици текстове за други теми, които не са пряко свързани с неговата работа.

Фотоелектричният ефект

През 1905 г. Алберт Айнщайн извърши работа, в която предложи математически модел, който обяснява излъчването на електрони от някои материали, когато светлината им се влошава. За да направи това твърдение, той постулира съществуването на "кванти" на светлината, които в момента се наричат ​​фотони.

В статията си "Евристична гледна точка за производството и трансформацията на светлината" той обяснява, че квантите или частиците от светлинната енергия генерират отделяне на електроните от атомите на материала.

В допълнение, неговата теория показа, че това отделяне не зависи от интензитета на светлината, а от честотата на вълната на падащата светлина. Той също така показа, че има минимална честота, зависеща от материала, под който вече не се появява откъсване.

Робърт Андрюс Миликан, експериментално демонстрирал този постулат на Айнщайн през 1915 г. Благодарение на това, корпускулярната теория на светлината придоби значение и може да се каже, че е предизвикала раждането на квантовата механика.

Тази работа е основната причина, поради която Алберт Айнщайн печели Нобелова награда по физика през 1921 г., в допълнение към другите му вноски, които по това време не са били толкова важни, колкото фотоелектрическия ефект.

Теория на специалната относителност

Благодарение на експеримента на Майкелсън и Морли беше показано, че светлината може да се разпространява във вакуум. Едно от последствията от това е, че като не зависи от движението, скоростта на светлината е постоянна за всички наблюдатели.

Алберт Айнщайн формулира теория, с която предлага, че определени закони на класическата физика могат да варират според референтната рамка. Това означава, че например няма абсолютно едновременна връзка между събитията.

Той също така теоретично потвърди резултатите от експеримента на Майкелсън и Морли. По същия начин той въвежда идеята за деформация на времето и пространството, които дотогава са били считани за нещо неизменно.

Беше критикувано, че Айнщайн не цитира други автори в работата си, като например Пуанкаре или Хендрик Лоренц. Въпреки това подходът към проблема, който използва Айнщайн, се различава от това, което беше повдигнато по-горе.

Освен това обяснението, което Айнщайн е успял да постигне, се характеризира с това, че се основава на фундаментални принципи на физическите закони, които го правят извън описанието на даден факт.

Уравнение на еквивалентността между масата и енергията

Използвайки последствията от теорията на специалната относителност, Айнщайн се отнася през 1905 г. до количеството маса на тялото с "енергия в покой", която не е механична енергия, използвана традиционно.

Уравнението, получено от тази работа, E = mc2, е едно от най-признатите в момента и някои смятат, че може да е най-известната в историята. Е представлява енергията на тялото, а m означава масата и c скоростта на светлината.

Тази работа показва например, че количеството енергия, излъчвано от радиоактивен материал, е равно на разликата в масата между оригиналния материал, емитираните частици и получения материал, умножен по скоростта на светлината на квадрат.

Това беше една от основите за развитието на ядрената енергетика, която започна да се експлоатира в Съединените американски щати с проекта Манхатън, който започна през 1942 г. по време на Втората световна война.

Айнщайн е подписал писмо, заедно с Leó Szilárd, в което той предупреждава тогавашния президент на Съединените американски щати за възможността ядрените оръжия да се разработват от германците.

Теория на общата теория на относителността

През 1915 г. Алберт Айнщайн разкрива своята теория, в която има независимост от референтната рамка. Тоест, той е бил общ, тъй като може да се приложи към статични наблюдатели, при равномерно движение или при ускорено движение.

Като следствие от общата теория на относителността, времето и пространството са тясно свързани и не могат да бъдат разделени. Какво поражда концепцията за пространство-време. Състои се от три пространствени измерения, които са: дълги, високи и широки, заедно с времето.

С теорията на общата теория на относителността представи алтернатива на това, което Исак Нютон повдигна в закона на гравитацията. Защото тя показа, че гравитацията е следствие от деформацията на пространството-време поради наличието на маса.

Вселената в движение

Благодарение на този подход беше предсказано, че вселената не е статична, както се смяташе по-рано, а че трябва да бъде динамична, така че е била в свиване или разширяване. По времето, когато той представи теорията, нямаше доказателства за това явление.

С това движение се предполагаше, че Вселената има първоначално състояние, т.е. начало. Самият Айнщайн не вярваше, че Вселената е динамична; Едуин Хъбъл обаче публикува през 1929 г. емпирични доказателства за този факт.

Съвременните изчисления показват, че възрастта на Вселената е близо 14, 5 милиарда години.

Гравитационни вълни

През 1916 г. Айнщайн предсказал, въз основа на своята теория на общата относителност, съществуването на гравитационни вълни. Те се произвеждат от движението на големи маси при високи скорости в космическото време. Тези вълни се разпространяват в космическото време и носят гравитационна енергия.

Съществуването на гравитационни вълни е потвърдено 100 години по-късно, през 2016 г., от Обсерваторията на гравитационната вълнова лазерна интерферометрия (LIGO), която е открила гравитационни вълни от сливането на две черни дупки.

Унифицирана теория на полето

В по-късните си години Айнщайн се посвещава на изследването на това, което той нарича унифицирана теория на полето. С което той се стреми да свърже електромагнитните полета с гравитационните полета.

Въпреки това, усилията им да изяснят идеята за единното поле са неуспешни. Досега научните изследвания продължават в тази област с теорията на струните и теорията М.

Теми, които представляват интерес

Фрази на Алберт Айнщайн.