145 rocznica urodzin Alberta Einsteina

Albert Einstein (urodzony 14 marca 1879 w Ulm, zmarły 18 kwietnia 1955 w Princeton) był teoretykiem fizyki, laureatem Nagrody Nobla, obywatelem Szwajcarii i Stanów Zjednoczonych o korzeniach niemiecko-żydowskich. Pełnił funkcję profesora na różnych uczelniach w Szwajcarii, Austro-Węgrzech, Niemczech i Stanach Zjednoczonych, m.in. na Uniwersytecie w Zurychu, Uniwersytecie Karola w Pradze, Politechnice Federalnej w Zurychu (ETHZ), Uniwersytecie Berlińskim oraz Instytucie Badań Zaawansowanych (IAS) w Princeton.

Albert Einstein zrewolucjonizował zarówno mechanikę, jak i teorię pola, głównie w klasycznej wersji, chociaż odegrał również kluczową rolę dla mechaniki kwantowej. Otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za rok 1921, jako uznanie za “wkład do fizyki teoretycznej, zwłaszcza opis prawa efektu fotoelektrycznego”.

Einstein to twórca szczególnej teorii względności, która poprawiła mechanikę Newtona i zastąpiła teorię eteru Lorentza w roli korekcyjnej. Jest również autorem równania równoważności masy i energii, czasem znanej jako słynne
E = mc2. To równanie zostało potwierdzone przez reakcje subatomowe, takie jak jądrowe, co doprowadziło do rewizji zasady zachowania masy, samego pojęcia materii i otworzyło erę jądrowej broni oraz energetyki. Einstein stworzył również ogólną teorię względności, która łączy newtonowskie prawo powszechnego ciążenia z nową mechaniką. Choć nie była to jedyna ani nawet pierwsza taka synteza, OTW okazała się poprawna, stając się nowym paradygmatem w opisie grawitacji. Einstein oparł na swojej teorii pierwsze modele kosmologiczne oraz pierwsze przewidywania grawitacyjnych fal czasoprzestrzeni. Wprowadził także opcjonalną stałą kosmologiczną, która później okazała się możliwym wyjaśnieniem ciemnej energii. Teoria Einsteina dzięki tym i innym wynikom doprowadziła do rozkwitu astrofizyki w XX wieku.

Naukowiec przewidział także istnienie fotonu, postulując dualizm korpuskularno-falowy światła. To było poprawne wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego, przewidujące też nowe zjawiska, takie jak efekt Comptona, które ostatecznie potwierdziło cząstki światła. Hipoteza Einsteina umożliwiła też innym fizykom stworzenie właściwej mechaniki kwantowej, przenosząc tę dualistyczną koncepcję na elektron przez de Broglie’a. Równocześnie Einstein był wiodącym krytykiem najczęstszej, kopenhaskiej interpretacji kwantów i współautorem paradoksu EPR. Wprowadzone w nim pojęcie splątania kwantowego umożliwiło nie tylko badanie kwantowych fundamentów i możliwości ewentualnej rewizji tej teorii; otworzyło też całą dziedzinę informatyki kwantowej. Odkrywca emisji wymuszonej, na której opierają się lasery. Opisał także statystykę Bosego-Einsteina i możliwość istnienia kondensatu Bosego-Einsteina – czasem nazywanego piątym stanem skupienia, łamiącego intuicyjne właściwości materii, takie jak nieprzenikliwość. Einstein przysłużył się także innym dziedzinom fizyki, takim jak klasyczna mechanika statystyczna – jego model ruchów Browna dostarczył koronnych dowodów teorii atomistycznej. Badania Einsteina nad materią skondensowaną obejmowały także teorię ciała stałego. Jego prace nad zunifikowaną teorią oddziaływań nie spełniły oczekiwań, jednak znalazły odzwierciedlenie w późniejszych, potencjalnie prawdziwych modelach pól i cząstek, takich jak teoria strun.

Dzięki tym osiągnięciom Einstein jest uważany za jednego z największych fizyków XX wieku lub nawet za największego z nich; szczyty rankingów dzieli z innymi ojcami fizyki kwantowej, takimi jak Paul Dirac, Werner Heisenberg czy Erwin Schrödinger. Jego ogólna teoria względności jest uważana za jeden z największych przełomów w fizyce XX wieku, obok wspomnianej teorii kwantów. Ponadto Einstein jest uznawany za jednego z największych fizyków w całej historii, obok Newtona, Maxwella czy Galileusza. W 1999 r. czasopismo naukowe “Physics World” przeprowadziło ankietę w gronie 100 wiodących fizyków, a Einstein został uznany za największego fizyka wszech czasów. W tym samym roku portal “PhysicsWeb” zorganizował sondaż, który przyznał Einsteinowi drugie miejsce. W 1999 r. Einstein był także uznany za człowieka stulecia według amerykańskiego tygodnika “Time”.

Ten wybitny fizyk miał także wkład do filozofii nauki, popularyzacji fizyki i jej historii, oraz zajmował się aktywizmem politycznym. Jego teorie miały również wpływ na rozwój matematyki XX wieku, zwłaszcza geometrii różniczkowej na rozmaitościach, topologii różniczkowej i teorii grup Liego. Kariera Einsteina trwała przeszło pół wieku; przez ten czas opublikował ponad 450 prac, w tym przeszło 300 naukowych.