История успеха альберта эйнштейна. Любовь эйнштейна была сложнее теории относительности

Альберт Эйнштейн - гениальный физик-теоретик, один из самых известных основателей современной теоретической физики, общественный деятель-гуманист, лауреат Нобелевской премии, почётный доктор двадцати университетов, почётный член многих Академий наук.

Биография

Детство

Эйнштейн родился в еврейской семье, которая была небогата. Его отец, Герман, работал на предприятии по набивке перин и матрасов. Мать, Паулина (в девичестве Кох) была дочерью кукурузного торговца. У Альберта была младшая сестра Мария. В родном городе будущий учёный не прожил и года - семья в 1880 году уехала жить в Мюнхен. Мать обучала маленького Альберта игре на скрипке, и он до конца дней своих не оставлял музыкальных занятий.

Образование

Учился Альберт Эйнштейн в местной католической школе, но ему была скучна система образования, и он совсем не блистал своими успехами. В 1895 году он поступает в школу Арау в Швейцарии и успешно её заканчивает. В Цюрихе в 1896 году Эйнштейн поступил в Высшее техническое училище. Закончив его в 1900 году, будущий учёный получил диплом преподавателя физики и математики.

Карьера

После окончания Политехникума Эйнштейн, испытывая нужду в деньгах, начал искать работу в Цюрихе, но не мог устроиться даже на должность обычного школьного учителя. Этот голодный в буквальном смысле слова период в жизни великого учёного сказался на его здоровье: голод стал причиной серьёзного заболевания печени. С трудоустройством Альберту помог его бывший однокурсник, Марсель Гроссман. По его рекомендациям, в 1902 году Альберт устроился экспертом III класса в бёрнское Федеральное Бюро патентования изобретений. Учёный вплоть до 1909 года оценивал заявки на изобретения.

В 1902 году Эйнштейн теряет отца.

С 1905 года фамилию Эйнштейна узнают все физики мира. Журнал «Анналы физики» опубликовал сразу три его статьи, которые ознаменовали собой начало научной революции. Они были посвящены теории относительности, квантовой теории, статистической физике.

В 1906 году Эйнштейн получил степень доктора наук. К этому времени он приобретает уже всемирную славу: физики всего мира пишут ему письма, приезжают к нему знакомиться. Эйнштейн знакомится с Планком, с которым их связывала долгая и крепкая дружба.

В 1909 году ему предложили работать в Цюрихском университете на должности экстраординарного профессора. Однако из-за маленькой зарплаты Эйнштейн вскоре соглашается на более выгодное предложение. Его пригласили возглавить кафедру физики в Немецком университете Праги.

Он участвует во всех научных конгрессах и конференциях по физике, читает лекции в самых разных университетах. Он был профессором в родном политехникуме Цюриха, возглавлял в Берлине новый физический исследовательский институт, был профессором Берлинского университета.

Во время Первой мировой войны учёный открыто высказывает свои пацифистские взгляды и продолжает научные открытия. После 1917 года обостряется заболевание печени, проявляется язва желудка и начинается желтуха. Даже не вставая с постели, Эйнштейн продолжал свои научные изыскания.

В 1920 году после тяжёлой болезни умирает мать Эйнштейна.

В 20-е годы учёный путешествует с лекциями по Европе и США, побывал в Индии и Японии.

За 1921 год Эйнштейн наконец становится Нобелевским лауреатом.

С приходом к власти Гитлера учёный, осуждавший любые войны, терроризм и насилие, был вынужден покинуть родную и любимую Германию. Нацисты объявили все его работы и открытия искажением истинной науки и даже обещали награду за его убийство.

Поселившись в США, Эйнштейн становится там уважаемым и почётным гражданином, встречается с Рузвельтом, занимает должность профессора в Институте перспективных исследований (штат Нью-Джерси).

Личная жизнь

Обучаясь в Политехникуме Цюриха, Эйнштейн познакомился там с сербской студенткой Милевой Марич, которая училась на факультете медицины. В 1903 году они поженились, и в браке родились трое детей. Однако в 1914 году семья распадается: Эйнштейн уезжает в Берлин, оставляя жену с детьми в Цюрихе. В 1919 году состоялся официальный развод.

В 1919 году, получив развод, Эйнштейн женился на Эльзе Лёвенталь (в девичестве Эйнштейн), своей двоюродной сестре по линии матери. Он удочеряет двух её детей. В 1936 году Эльза умерла от сердечной болезни.

Некоторые поговаривают о взаимном увлечении Эйнштейна Мэрилин Монро.

Смерть

Альберт Эйнштейн умер ночью 18 апреля 1955 года в Принстоне. Причиной смерти стал разрыв аневризмы аорты. По его личному завещанию, похороны состоялись без широкой огласки, на них присутствовало всего 12 близких и родных ему людей. Тело сожгли в крематории Юинг-Семетери, пепел развеяли по ветру.

Основные достижения Эйнштейна

• Эйнштейн является автором 300 научных теоретических работ по физике, 150 книг в области философии науки, истории и публицистики.
• Эйнштейн открыл такие важные для физики теории, как:
  • теория относительности;
  • теория рассеяния света;
  • квантовая теория теплоёмкости;
  • закон взаимосвязи массы и энергии;
  • теория индуцированного излучения;
  • квантовая теория фотоэффекта;
  • статистическая теория броуновского движения;
  • квантовая статистика.

Важные даты биографии Эйнштейна

• 1879 год - рождение
• 1880 год - переезд в Мюнхен
• 1893 год - уехал жить в Швейцарию
• 1895–1896 года - обучение в школе Арау
• 1896–1900 года - обучение в Политехникуме Цюриха
• 1902–1909 года - работа в Федеральном Бюро патентования изобретений
• 1902 год - смерть отца
• 1903 год - женитьба на Милеве Марич
• 1905 год - первые открытия
• 1906 год - степень доктора наук по физике
• 1909 год - профессор в Цюрихском университете
• 1911 год - возглавляет кафедру физики в пражском Немецком университете
• 1914 год - возвращение в Германию
• 1919 год - женитьба на Эльзе Лёвенталь
• 1920 год - смерть матери
• 1921 год - Нобелевская премия
• 1926 год - почётный член АН СССР
• 1933 год - уехал жить в США
• 1936 год - смерть жены Эльзы
• 1955 год - смерть

• Эйнштейн обожал выращивать розы.
• Среди самых близких друзей великого учёного был Чарли Чаплин.
• Ганс-Альберт, старший сын Эйнштейна, стал большим специалистом по гидравлике, профессором Калифорнийского университета.
• Эдуард, младший сын великого учёного, был болен тяжёлой формой шизофрении и умер в психиатрической лечебнице Цюриха.
• Одна двоюродная сестра Эйнштейна погибла в Освенциме, другая умерла в концлагере Терезиенштадт.
• Известная фотография, где Эйнштейн показывает язык, была сделана для назойливых журналистов, которые просили великого учёного всего лишь улыбнуться в камеру.
• Во время Второй мировой войны Эйнштейн был консультантом по техническим вопросам в Военно-морских силах США. Доподлинно известно, что русская разведка не раз подсылала к нему своих агентов за секретными сведениями.

Физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в Ульме (Германия). Его отец, Герман Эйнштейн, был владельцем фирмы, торговавшей электрооборудованием, мать, Паулина Эйнштейн, занималась домашним хозяйством. В 1880 году семейство Эйнштейнов перебралось в Мюнхен , где в 1885 году Альберт стал учеником католической начальной школы. В 1888 году он поступил в Луитпольдовскую гимназию (Luitpold Gymnasium).

В 1894 году родители Эйнштейна переехали в Италию, и Альберт, не получив аттестата зрелости, вскоре воссоединился с ними. Своё образование он продолжил уже в Швейцарии , где с 1895 года по 1896 год был учеником школы в Арау. В 1896 году Эйнштейн поступил в Высшее техническое училище (Политехникум) в Цюрихе, по окончании которого должен был стать учителем физики и математики. В 1901 году он получил диплом, а также гражданство Швейцарии (от гражданства Германии Эйнштейн отказался в 1896 году). Долгое время Эйнштейн не мог найти преподавательскую должность и в итоге получил место технического ассистента в швейцарском патентном ведомстве.

В 1905 году были опубликованы сразу три важнейшие научные работы Альберта Эйнштейна, посвященные специальной теории относительности, квантовой теории и броуновскому движению. В статье "Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии" Эйнштейн впервые ввел в физику формулу соотношения между массой и энергией, а в 1906 году записал ее в виде формулы Е=mc2. Она лежит в основе релятивистского принципа сохранения энергии, всей ядерной энергетики.

В начале 1906 года Эйнштейн получил степень доктора философии Цюрихского университета. При этом до 1909 года он оставался служащим патентного бюро, пока не был назначен экстраординарным профессором теоретической физики в университете Цюриха. В 1911 году Эйнштейн стал профессором Немецкого университета в Праге, а в 1914 году его назначили директором Института физики кайзера Вильгельма и профессором Берлинского университета. Также он стал членом академии наук Пруссии.

В 1916 году Эйнштейн предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники. Теория Эйнштейна о вынужденном, упорядоченном (когерентном) излучении привела к открытию лазеров.

В 1917 году Эйнштейн завершил создание общей теории относительности, концепции, обосновывающей распространение принципа относительности на системы, двигающиеся с ускорением и криволинейно друг относительно друга. Теория Эйнштейна впервые в науке обосновывала связь между геометрией пространства-времени и распределением массы во Вселенной. Новая теория основывалась на теории тяготения Ньютона.

Хотя и специальная, и общая теории относительности были слишком революционны, чтобы снискать немедленное признание, они вскоре получили ряд подтверждений. Одним из первых было объяснение прецессии орбиты Меркурия, которую не удавалось полностью понять в рамках ньютоновской механики. Во время полного солнечного затмения в 1919 году астрономам удалось наблюдать звезду, скрытую за кромкой Солнца. Это свидетельствовало о том, что лучи света искривляются под действием гравитационного поля Солнца. Всемирная слава пришла к Эйнштейну, когда сообщения о наблюдении солнечного затмения 1919 года облетели весь мир. В 1920 году Эйнштейн стал приглашенным профессором Лейденского университета, а в 1922 году удостоился Нобелевской премии по физике за открытие законов фотоэффекта и труды по теоретической физике. В 1924-1925 годах Эйнштейн внес большой вклад в разработку квантовой статистики Бозе, которая ныне именуется статистикой Бозе-Эйнштейна.

В 1920-1930-х годах в Германии набирал силу антисемитизм, теория относительности подвергалась научно необоснованным нападкам. В обстановке клеветы и угроз научное творчество было невозможно, и Эйнштейн покинул Германию.

В 1932 году Эйнштейн читал лекции в Калифорнийском технологическом институте, а с апреля 1933 года получил профессуру в Принстонском институте высших исследований (США), где проработал до конца жизни.

Последние 20 лет своей жизни Эйнштейн разрабатывал "единую теорию поля", пытаясь свести воедино теории гравитационного и электромагнитного полей. Хотя Эйнштейн не решил проблему единства физики, главным образом из-за неразработанности в то время концепций элементарных частиц, субатомных структур и реакций, сама методология формирования "единой теории поля" отчетливо проявила свою значимость в создании современной концепций унификации физики.

Большое внимание Эйнштейн уделял проблемам этики, гуманизма и пацифизма. Он развил концепцию этики ученого, его ответственности перед человечеством за судьбы своего открытия. Этико-гуманистические идеалы Эйнштейна реализовались в его общественной деятельности. В 1914 году Эйнштейн выступил против немецких "патриотов" и в ходе первой мировой войны подписал антивоенный манифест немецких профессоров-пацифистов. В 1919 году Эйнштейн подписал пацифистский манифест Ромена Роллана и с целью предотвращения войн выдвинул идею создания мирового правительства.

Когда во время Второй мировой войны Эйнштейн получил информацию о немецком урановом проекте, он, несмотря на свои пацифистские убеждения, вместе с Лео Силардом направил президенту США Франклину Рузвельту письмо с описанием возможных последствий создания нацистами атомной бомбы. Письмо оказало существенное воздействие на решение правительства США форсировать разработку атомного оружия.

После краха нацистской Германии Эйнштейн вместе с другими учеными обратился с призывом к президенту США не применять атомную бомбу в войне с Японией.

Это обращение не предотвратило трагедии Хиросимы, и Эйнштейн активизировал свою пацифистскую деятельность, стал духовным лидером кампаний борьбы за мир, разоружение, за запрет атомного оружия, за прекращение "холодной" войны.

Незадолго до смерти он поставил свою подпись под воззванием британского философа Бертрана Рассела, обращенным к правительствам всех стран, предупреждающим их об опасности применения водородной бомбы и призывающим к запрету ядерного оружия. Эйнштейн выступал за свободный обмен идеями и ответственное использование науки на благо человечества.

Помимо Нобелевской премии, он был удостоен многих других наград, в том числе медали Копли Лондонского королевского общества (1925), золотой медали Королевского астрономического общества Великобритании и медали Франклина Франклиновского института (1935). Эйнштейн был почетным доктором многих университетов и членом ведущих академий наук мира.

Среди многочисленных почестей, оказанных Эйнштейну, было предложение стать президентом Израиля, последовавшее в 1952 году. Ученый от этого предложения отказался.

В 1999 году журнал Time назвал Эйнштейна человеком столетия.

Первой женой Эйнштейна была Милева Марич, его соученица по Федеральному технологическому институту в Цюрихе. Они поженились в 1903 году, несмотря на жестокое противодействие его родителей. От этого брака у Эйнштейна было два сына: Ганс-Альберт (1904-1973) и Эдуард (1910-1965). В 1919 году супруги развелись. В том же году Эйнштейн вступил в брак со своей двоюродной сестрой Эльзой, вдовой с двумя детьми. Эльза Эйнштейн скончалась в 1936 году.

В часы досуга Эйнштейн любил музицировать. Он начал учиться игре на скрипке, когда ему исполнилось шесть лет, и продолжал играть всю жизнь, иногда в ансамбле с другими физиками, например с Максом Планком, который был великолепным пианистом. Также Эйнштейн увлекался парусным спортом.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Биография и эпизоды жизни Альберта Эйнштейна. Когда родился и умер Альберт Эйнштейн, памятные места и даты важных событий его жизни. Цитаты физика-теоретика, фото и видео.

Годы жизни Альберта Эйнштейна:

родился 14 марта 1879, умер 18 апреля 1955

Эпитафия

«Ты - бог парадоксальнейших теорий!
Чудесное хочу найти и я…
Пусть будет смерть - поверим априори! -
Началом высшей формы бытия».
Из стихотворения Вадима Розова памяти Эйнштейна

Биография

Альберт Эйнштейн - один из самых известных ученых-физиков последних столетий. В своей биографии Эйнштейн совершил ряд великих открытий и совершил революцию в научном мышлении. Его научный путь не был простым, как и не была простой личная жизнь Альберта Эйнштейна, но после себя он оставил огромное наследие, которое до сих пор дает пищу для размышлений современным ученым.

Он родился в простой, небогатой еврейской семье. В детстве Эйнштейн не любил школу, поэтому предпочитал учиться дома, что породило некоторые пробелы в его образовании (например, он писал с ошибками), а также множество мифов о том, что Эйнштейн был глупым учеником. Так, когда Эйнштейн поступал в Политехникум в Цюрихе, он получил блестящие оценки по математике, но провалил экзамены по ботанике и французскому, поэтому ему пришлось еще какое-то время учиться в школе, чтобы снова поступать. Учеба в Политехникуме давалась ему легко, там же он познакомился со своей будущей женой Милевой, которой некоторые биографы приписывали заслуги Эйнштейна. Их первый ребенок родился еще до брака, что дальше случилось с девочкой - неизвестно. Возможно, она умерла в младенчестве или была отдана на воспитание. Впрочем, Эйнштейна нельзя было назвать человеком, приспособленным для брака. Всю свою жизнь он целиком отдавал себя науке.

После окончания университета Эйнштейн устроился в патентное бюро в Берне, написав за время работы множество научных публикаций - причем в свободное время, так как с рабочими обязанностями он справлялся очень быстро. В 1905 году Эйнштейн впервые изложил на бумаге мысли по поводу своей будущей теории относительности, говорящей, что законы физики должны иметь одинаковую форму в любой системе отсчета.

Много лет подряд Эйнштейн преподавал в европейских университетах и работал над своими научными идеями. Регулярные занятия в университетах он перестал проводить в 1914 году, а год спустя опубликовал окончательный вариант теории относительности. Но, вопреки распространенному заблуждению, Эйнштейн получил Нобелевскую премию не за нее, а за «фотоэлектрический эффект». Эйнштейн прожил в Германии с 1914 до 1933 года, но с подъемом в стране фашизма был вынужден иммигрировать в Америку, где оставался вплоть до своей смерти - работал в Институте перспективных исследований, занимался поисками теории о едином уравнении, из которого можно было бы извлечь явления гравитации и электромагнетизма, но эти изыскания оказались безуспешными. Последние годы жизни он провел с супругой Эльзой Лёвенталь, своей двоюродной сестрой, и детьми от первого брака жены, которых он усыновил.

Смерть Эйнштейна наступила ночью 18 апреля 1955 года в Принстоне. Причиной смерти Эйнштейна стала аневризма аорты. Перед смертью Эйнштейн запретил какие-либо пышные прощания с его телом и просил не разглашать время и место его погребения. Поэтому похороны Альберта Эйнштейна прошли без какой-либо огласки, на них присутствовали только его близкие друзья. Могилы Эйнштейна не существует, так как его тело было сожжено в крематории, а пепел развеян.

Линия жизни

14 марта 1879 г. Дата рождения Альберта Эйнштейна.
1880 г. Переезд в Мюнхен.
1893 г. Переезд в Швейцарию.
1895 г. Учеба в школе в Арау.
1896 г. Поступление в Цюрихский Политехникум (ныне Швейцарская высшая техническая школа Цюриха).
1902 г. Поступление на работу в Федеральное Бюро патентования изобретений в Берне, смерть отца.
6 января 1903 г. Женитьба на Милеве Марич, рождение дочери Лизерль, судьба которой неизвестна.
1904 г. Рождение сына Эйнштейна, Ганса Альберта.
1905 г. Первые открытия.
1906 г. Получение степени доктора наук по физике.
1909 г. Получение должности профессора Цюрихского университета.
1910 г. Рождение сына Эдуарда Эйнштейна.
1911 г. Возглавление Эйнштейном кафедры физики в пражском Немецком университете (ныне Карлов университет).
1914 г. Возвращение в Германию.
февраль 1919 г. Развод с Милевой Марич.
июнь 1919 г. Женитьба на Эльзе Лёвенталь.
1921 г. Получение Нобелевской премии.
1933 г. Переезд в США.
20 декабря 1936 г. Дата смерти жены Эйнштейна, Эльзы Лёвенталь.
18 апреля 1955 г. Дата смерти Эйнштейна.
19 апреля 1955 г. Похороны Эйнштейна.

Памятные места

1. Памятник Эйнштейну в Ульме на месте дома, в котором он родился.
2. Дом-музей Альберта Эйнштейна в Берне, в доме, где ученый жил в 1903-1905 гг. и где появилась на свет его теория относительности.
3. Дом Эйнштейна в 1909-1911 гг. в Цюрихе.
4. Дом Эйнштейна в 1912-1914 гг. в Цюрихе.
5. Дом Эйнштейна в 1918-1933 гг. в Берлине.
6. Дом Эйнштейна в 1933-1955 гг. в Принстоне.
7. Швейцарская высшая техническая школа Цюриха (бывший Цюрихский Политехникум), где учился Эйнштейн.
8. Цюрихский университет, где Эйнштейн преподавал в 1909-1911 гг.
9. Карлов университет (бывший Немецкий университет), где преподавал Эйнштейн.
10. Мемориальная доска Эйнштейну в Праге, на доме, в котором он бывал во время преподавания в пражском Немецком университете.
11. Институт перспективных исследований в Принстоне, где Эйнштейн работал после иммиграции в США.
12. Памятник Альберту Эйнштейну в Вашингтоне, США.
13. Крематорий кладбища Юинг-Семетери, в котором было сожжено тело Эйнштейна.

Эпизоды жизни

Как-то на одном светском приеме Эйнштейн познакомился с голливудской актрисой Мэрилин Монро. Кокетничая, она сказала: «Если бы мы завели ребенка, он унаследовал бы мою красоту и ваш ум. Это было бы чудесно». На что ученый иронично заметил: «А если он получится красивым, как я, и умным, как вы?» Тем не менее ученого и актрису еще долго связывала взаимная симпатия и уважение, что даже породило немало слухов об их любовной связи.

Эйнштейн был поклонником Чаплина, обожал его фильмы. Однажды он написал своему кумиру письмо со словами: «Ваш фильм „Золотая лихорадка“ понятен всем в мире, и я уверен, что вы станете великим человеком! Эйнштейн». На что великий актер и режиссер ответил: «Я вами восхищаюсь ещё больше. Вашу теорию относительности не понимает никто в мире, но вы всё-таки стали великим человеком! Чаплин». Чаплин и Эйнштейн стали близкими друзьями, ученый часто принимал актера у себя дома.

Однажды Эйнштейн сказал: «Если два процента молодых людей в стране откажутся от военной службы, то правительство не сможет им противостоять, а в тюрьмах просто-напросто не хватит мест». Это породило целое антивоенное движение среди молодых американцев, которые носили на груди значки с надписью «2 %».

Умирая, Эйнштейн произнес несколько слов на немецком, но американская медсестра не смогла их понять и запомнить. Несмотря на то, что Эйнштейн прожил много лет в Америке, он утверждал, что плохо говорит на английском, и немецкий оставался для него родным языком.

Завет

«Забота о человеке и его судьбе должна быть основной целью в науке. Никогда не забывайте об этом среди ваших чертежей и уравнений».

«Ценна только та жизнь, которая прожита для людей».

Документальный фильм об Альберте Эйнштейне

Соболезнования

«Человечество всегда будет в долгу перед Эйнштейном за устранение ограничений нашего мировоззрения, которые были связаны с примитивными представлениями об абсолютном пространстве и времени».
Нильс Бор, датский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии

«Если бы не существовало Эйнштейна, физика XX века была бы иной. Этого нельзя сказать ни об одном другом учёном… Он занял в общественной жизни такое положение, какое вряд ли займёт в будущем другой учёный. Никто, собственно, не знает, почему, но он вошёл в общественное сознание всего мира, став живым символом науки и властителем дум двадцатого века. Эйнштейн был самым благородным человеком, какого мы когда-либо встречали».
Чарльз Перси Сноу, английский писатель, физик

«В нём всегда была какая-то волшебная чистота, одновременно и детская, и безгранично упрямая».
Роберт Оппенгеймер, американский физик-теоретик

> > Альберт Эйнштейн

Биография Альберта Эйнштейна (1879-1955 гг.)

Краткая биография:

Имя : Альберт Эйнштейн

Образование : Высшая техническая школа Цюриха

Место рождения : Ульм, Королевство Вюртемберг, Германская империя

Место смерти : Принстон, Нью-Джерси, США

Альберт Эйнштейн – физик теоретик и основатель современной теоретической физики: биография с фото, специальная и общая теория относительности, проект Манхэттен.

Альберт Эйнштейн является, пожалуй, одним из самых известных ученных в области физики ХХ века. В течении своей краткой биографии , он совершил революцию в научном мышлении и признан как величайший физик-теоретик, который когда-либо жил. Биография Эйнштейна началась 14 марта 1879 г. в еврейской семье среднего класса, в городе Ульме, Германия. Он как большинство детей, не любил школу, и предпочитал учиться на дому. Он не закончил, среднюю школу. Его семья переехала в Милан в 1894 году, и на этот раз он решил официально отказаться от своего немецкого гражданства и стать гражданином Швейцарии. В 1985 году он попытался вступить в швейцарский федеральный институт Технологии (Цюрихский Политехникум), но он провалил вступительные экзамены. На этот раз он решил завершить свое среднее образование в близлежащем городе Аарау. В 1896 году он вернулся в Цюрихский Политехникум, который благополучно окончил (1900 г.), и стал учителем средней школы математики и физики.

Позже, Альберт Эйнштейн получил работу в патентном бюро в Берне, где он работал с 1902 по 1909 г. За это время он написал удивительное число публикаций по теоретической физике. Он написал это в свое свободное время просто так для себя, не прибегая к помощи научной литературы или коллег. В первой из трех статей, Эйнштейн рассмотрел феномен, посредством которого электромагнитные энергии, излучающих объектов в дискретных величинах. Эйнштейн использовал квантовую гипотезу, планкой для описания электромагнитного излучения света. Эйнштейн в 1905г. на бумаге изложил то, что сегодня называется теорией относительности. Эта новая теория заявляла о том, что законы физики должны иметь одинаковую форму в любой системе отсчета. Теория также говорила о том, что скорость света остается постоянной в любых системах отсчета. Позже, в 1905 году Эйнштейн показал опыт, доказывающий то, что масса и энергия эквивалентны. Эйнштейн был не первым, кто представил теорию относительности. Его целью было объединить важные части классической механики и электродинамики.

В 1905 году Эйнштейн представил документы и получил докторскую степень в университете Цюриха. В 1908 году он стал преподавателем в университете Берна. В следующем году он получил очередное назначение в качестве адъюнкт-профессора физики в университете Цюриха. К 1909 Эйнштейн был признан одним из ведущих мировых научных мыслителей. Позже он провел профессуры в немецком университете в Праге и в Цюрихский Политехникум. К 1911 году Эйнштейн был в состоянии сделать предварительные прогнозы о том, как луч света от далекой звезды, проходя вблизи Солнца, казалось бы, должен быть слегка согнут, в направлении Солнца. Вокруг 1912 году Эйнштейн начал новый этап своих гравитационных исследований, с помощью своего друга математика Марсель Гроссманн. Эйнштейн назвал свою новую работу общей теорией относительности. После ряда неудачных попыток он, наконец, опубликован окончательный вариант общей теории относительности в 1915 году.

Эйнштейн вернулся в Германию в 1914 году, но не подал заявку на получение немецкого гражданства. В том году его выдвинули на самый престижный пост профессора кайзера Вильгельма Gesellschaft в Берлине. С этого времени и впредь он никогда не проводил регулярные занятия в университете. Эйнштейн получил Нобелевскую Премию в 1921 году за свои работы 1905 года по "фотоэлектрическому эффекту". Он оставался в Берлине вплоть до 1933 года. Позже в том же году, с началом подъема фашизма в Германии, Эйнштейн переехал в Соединенные Штаты. В 1939 году он направил письмо на имя президента Франклина Рузвельта, в котором убеждал, Соединенные Штаты приступить к разработке атомной бомбы прежде, чем это сделает Германия. Это письмо, и многие последующие письма, способствовали тому, что Рузвельт принял решение финансировать то, что стало Проектом "Манхэттен". Остаток жизни Эйнштейн потратил на проведение исследовательской позиции в институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. Последние годы своей краткой биографии Альберт Эйнштейн провел в поисках единой теории, согласно которой явления гравитации и электромагнетизма, которые можно извлечь из одного уравнения. Поиск оказался напрасным. Он умер в 1955 году, так и не найдя неуловимой теории. Хотя его последние мысли были забыты на протяжении десятилетий, физики продолжают искать ту же цель, что и мечты Эйнштейна - великого первопроходца в области физической теории.

Биография

Альберт Эйнштейн (нем. Albert Einstein, МФА [ˈalbɐt ˈaɪ̯nʃtaɪ̯n] (i); 14 марта 1879, Ульм, Вюртемберг, Германия - 18 апреля 1955, Принстон, Нью-Джерси, США) - физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года, общественный деятель-гуманист. Жил в Германии (1879-1893, 1914-1933), Швейцарии (1893-1914) и США (1933-1955). Почётный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почётный член АН СССР (1926).

(1905).
В её рамках - закон взаимосвязи массы и энергии: E=mc^2.
Общая теория относительности (1907-1916).
Квантовая теория фотоэффекта.
Квантовая теория теплоёмкости.
Квантовая статистика Бозе - Эйнштейна.
Статистическая теория броуновского движения, заложившая основы теории флуктуаций.
Теория индуцированного излучения.
Теория рассеяния света на термодинамических флуктуациях в среде.

Он также предсказал «квантовую телепортацию», предсказал и измерил гиромагнитный эффект Эйнштейна - де Хааза. С 1933 года работал над проблемами космологии и единой теории поля. Активно выступал против войны, против применения ядерного оружия, за гуманизм, уважение прав человека, взаимопонимание между народами.

Эйнштейну принадлежит решающая роль в популяризации и введении в научный оборот новых физических концепций и теорий. В первую очередь это относится к пересмотру понимания физической сущности пространства и времени и к построению новой теории гравитации взамен ньютоновской. Эйнштейн также, вместе с Планком, заложил основы квантовой теории. Эти концепции, многократно подтверждённые экспериментами, образуют фундамент современной физики.

Ранние годы

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в южно-германском городе Ульме, в небогатой еврейской семье.

Отец, Герман Эйнштейн (1847-1902), был в это время совладельцем небольшого предприятия по производству перьевой набивки для матрацев и перин. Мать, Паулина Эйнштейн (урождённая Кох, 1858-1920), происходила из семьи состоятельного торговца кукурузой Юлиуса Дерцбахера (в 1842 году он сменил фамилию на Кох) и Йетты Бернхаймер. Летом 1880 года семья переселилась в Мюнхен, где Герман Эйнштейн вместе с братом Якобом основал небольшую фирму по торговле электрическим оборудованием. В Мюнхене родилась младшая сестра Альберта Мария (Майя, 1881-1951).

Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в местной католической школе. По его собственным воспоминаниям, он в детстве пережил состояние глубокой религиозности, которое оборвалось в 12 лет. Через чтение научно-популярных книг он пришёл к убеждению, что многое из того, что изложено в Библии, не может быть правдой, а государство намеренно занимается обманом молодого поколения. Всё это сделало его вольнодумцем и навсегда породило скептическое отношение к авторитетам. Из детских впечатлений Эйнштейн позже вспоминал как наиболее сильные: компас, «Начала» Евклида и (около 1889 года) «Критику чистого разума» Иммануила Канта. Кроме того, по инициативе матери он с шести лет начал заниматься игрой на скрипке. Увлечение музыкой сохранялось у Эйнштейна на протяжении всей жизни. Уже находясь в США в Принстоне, в 1934 году Альберт Эйнштейн дал благотворительный концерт, где исполнял на скрипке произведения Моцарта в пользу эмигрировавших из нацистской Германии учёных и деятелей культуры.

В гимназии (ныне Гимназия имени Альберта Эйнштейна в Мюнхене) он не был в числе первых учеников (исключение составляли математика и латынь). Укоренившаяся система механического заучивания материала учащимися (которая, как он позже говорил, наносит вред самому духу учёбы и творческому мышлению), а также авторитарное отношение учителей к ученикам вызывало у Альберта Эйнштейна неприятие, поэтому он часто вступал в споры со своими преподавателями.

В 1894 году Эйнштейны переехали из Мюнхена в итальянский город Павию, близ Милана, куда братья Герман и Якоб перевели свою фирму. Сам Альберт оставался с родственниками в Мюнхене ещё некоторое время, чтобы окончить все шесть классов гимназии. Так и не получив аттестата зрелости, в 1895 году он присоединился к своей семье в Павии.

Осенью 1895 года Альберт Эйнштейн прибыл в Швейцарию, чтобы сдать вступительные экзамены в Высшее техническое училище (Политехникум) в Цюрихе и по окончании обучения стать преподавателем физики. Блестяще проявив себя на экзамене по математике, он в то же время провалил экзамены по ботанике и французскому языку, что не позволило ему поступить в Цюрихский Политехникум. Однако директор училища посоветовал молодому человеку поступить в выпускной класс школы в Арау (Швейцария), чтобы получить аттестат и повторить поступление.

В кантональной школе Арау Альберт Эйнштейн посвящал своё свободное время изучению электромагнитной теории Максвелла. В сентябре 1896 года он успешно сдал все выпускные экзамены в школе, за исключением экзамена по французскому языку, и получил аттестат, а в октябре 1896 года был принят в Политехникум на педагогический факультет. Здесь он подружился с однокурсником, математиком Марселем Гроссманом (1878-1936), а также познакомился с сербской студенткой факультета медицины Милевой Марич (на 4 года старше его), впоследствии ставшей его женой. В этом же году Эйнштейн отказался от германского гражданства. Чтобы получить швейцарское гражданство, требовалось уплатить 1000 швейцарских франков, однако бедственное материальное положение семьи позволило ему сделать это только спустя 5 лет. Предприятие отца в этом году окончательно разорилось, родители Эйнштейна переехали в Милан, где Герман Эйнштейн, уже без брата, открыл фирму по торговле электрооборудованием.

Стиль и методика преподавания в Политехникуме существенно отличались от закостеневшей и авторитарной германской школы, поэтому дальнейшее обучение давалось юноше легче. У него были первоклассные преподаватели, в том числе замечательный геометр Герман Минковский (его лекции Эйнштейн часто пропускал, о чём потом искренне сожалел) и аналитик Адольф Гурвиц.

Начало научной деятельности

В 1900 году Эйнштейн окончил Политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики. Экзамены он сдал успешно, но не блестяще. Многие профессора высоко оценивали способности студента Эйнштейна, но никто не захотел помочь ему продолжить научную карьеру. Сам Эйнштейн позже вспоминал:

Я был третируем моими профессорами, которые не любили меня из-за моей независимости и закрыли мне путь в науку.

Хотя в следующем, 1901 году, Эйнштейн получил гражданство Швейцарии, но вплоть до весны 1902 года не мог найти постоянное место работы - даже школьным учителем. Вследствие отсутствия заработка он буквально голодал, не принимая пищу несколько дней подряд. Это стало причиной болезни печени, от которой учёный страдал до конца жизни.

Несмотря на лишения, преследовавшие его в 1900-1902 годах, Эйнштейн находил время для дальнейшего изучения физики. В 1901 году берлинские «Анналы физики» опубликовали его первую статью «Следствия теории капиллярности» (Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen), посвящённую анализу сил притяжения между атомами жидкостей на основании теории капиллярности.

Преодолеть трудности помог бывший однокурсник Марсель Гроссман, рекомендовавший Эйнштейна на должность эксперта III класса в Федеральное Бюро патентования изобретений (Берн) с окладом 3500 франков в год (в годы студенчества он жил на 100 франков в месяц).

Эйнштейн работал в Бюро патентов с июля 1902 года по октябрь 1909 года, занимаясь преимущественно экспертной оценкой заявок на изобретения. В 1903 году он стал постоянным работником Бюро. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.

В октябре 1902 года Эйнштейн получил известие из Италии о болезни отца; Герман Эйнштейн умер спустя несколько дней после приезда сына.

6 января 1903 года Эйнштейн женился на двадцатисемилетней Милеве Марич. У них родились трое детей.

С 1904 года Эйнштейн сотрудничал с ведущим физическим журналом Германии «Анналы физики», предоставляя для его реферативного приложения аннотации новых статей по термодинамике. Вероятно, приобретённый этим авторитет в редакции содействовал его собственным публикациям 1905 года.

1905 - «Год чудес»

1905 год вошёл в историю физики как «Год чудес» (лат. Annus Mirabilis). В этом году «Анналы физики» опубликовал три выдающиеся статьи Эйнштейна, положившие начало новой научной революции:

«К электродинамике движущихся тел» (нем. Zur Elektrodynamik bewegter Körper). С этой статьи начинается теория относительности. «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» (нем. Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichts betreffenden heuristischen Gesichtspunkt). Одна из работ, заложивших фундамент квантовой теории. «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты» (нем. Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen) - работа, посвящённая броуновскому движению и существенно продвинувшая статистическую физику. Эйнштейну часто задавали вопрос: как ему удалось создать теорию относительности? Полушутя, полувсерьёз он отвечал:

Почему именно я создал теорию относительности? Когда я задаю себе такой вопрос, мне кажется, что причина в следующем. Нормальный взрослый человек вообще не задумывается над проблемой пространства и времени. По его мнению, он уже думал об этой проблеме в детстве. Я же развивался интеллектуально так медленно, что пространство и время занимали мои мысли, когда я стал уже взрослым. Естественно, я мог глубже проникать в проблему, чем ребёнок с нормальными наклонностями.

Специальная теория относительности

В течение всего XIX века материальным носителем электромагнитных явлений считалась гипотетическая среда - эфир. Однако к началу XX века выяснилось, что свойства этой среды трудно согласовать с классической физикой. С одной стороны, аберрация света наталкивала на мысль, что эфир абсолютно неподвижен, с другой - опыт Физо свидетельствовал в пользу гипотезы, что эфир частично увлекается движущейся материей. Опыты Майкельсона (1881), однако, показали, что никакого «эфирного ветра» не существует.

В 1892 году Лоренц и (независимо от него) Джордж Френсис Фицджеральд предположили, что эфир неподвижен, а длина любого тела сокращается в направлении его движения. Оставался, однако, открытым вопрос, почему длина сокращается в точности в такой пропорции, чтобы компенсировать «эфирный ветер» и не дать обнаружить существование эфира. Одновременно изучался вопрос, при каких преобразованиях координат уравнения Максвелла инвариантны. Правильные формулы впервые выписали Лармор (1900) и Пуанкаре (1905), последний доказал их групповые свойства и предложил назвать преобразованиями Лоренца.

Пуанкаре также дал обобщённую формулировку принципа относительности, охватывающего и электродинамику. Тем не менее он продолжал признавать эфир, хотя придерживался мнения, что его никогда не удастся обнаружить. В докладе на физическом конгрессе (1900) Пуанкаре впервые высказывает мысль, что одновременность событий не абсолютна, а представляет собой условное соглашение («конвенцию»). Было высказано также предположение о предельности скорости света. Таким образом, в начале XX века существовали две несовместимые кинематики: классическая, с преобразованиями Галилея, и электромагнитная, с преобразованиями Лоренца.

Эйнштейн, размышляя на эти темы в значительной степени независимо, предположил, что первая есть приближённый случай второй для малых скоростей, а то, что считалось свойствами эфира, есть на деле проявление объективных свойств пространства и времени. Эйнштейн пришёл к выводу, что нелепо привлекать понятие эфира только для того, чтобы доказать невозможность его наблюдения, и что корень проблемы лежит не в динамике, а глубже - в кинематике. В упомянутой выше основополагающей статье «К электродинамике движущихся тел» он предложил два постулата: всеобщий принцип относительности и постоянство скорости света; из них без труда выводятся лоренцево сокращение, формулы преобразования Лоренца, относительность одновременности, ненужность эфира, новая формула сложения скоростей, возрастание инерции со скоростью и т. д. В другой его статье, которая вышла в конце года, появилась и формула E=mc^2, определяющая связь массы и энергии.

Часть учёных сразу приняли эту теорию, которая позднее получила название «специальная теория относительности» (СТО); Планк (1906) и сам Эйнштейн (1907) построили релятивистскую динамику и термодинамику. Бывший учитель Эйнштейна, Минковский, в 1907 году представил математическую модель кинематики теории относительности в виде геометрии четырёхмерного неевклидова мира и разработал теорию инвариантов этого мира (первые результаты в этом направлении опубликовал Пуанкаре в 1905 году).

Однако немало учёных сочли «новую физику» чересчур революционной. Она отменяла эфир, абсолютное пространство и абсолютное время, ревизовала механику Ньютона, которая 200 лет служила опорой физики и неизменно подтверждалась наблюдениями. Время в теории относительности течёт по-разному в разных системах отсчёта, инерция и длина зависят от скорости, движение быстрее света невозможно, возникает «парадокс близнецов» - все эти необычные следствия были неприемлемы для консервативной части научного сообщества. Дело осложнялось также тем, что СТО не предсказывала поначалу никаких новых наблюдаемых эффектов, а опыты Вальтера Кауфманна (1905-1909) многие истолковывали как опровержение краеугольного камня СТО - принципа относительности (этот аспект окончательно прояснился в пользу СТО только в 1914-1916 годах). Некоторые физики уже после 1905 года пытались разработать альтернативные теории (например, Ритц в 1908 году), однако позже выяснилось неустранимое расхождение этих теорий с экспериментом.

Многие видные физики остались верными классической механике и концепции эфира, среди них Лоренц, Дж. Дж. Томсон, Ленард, Лодж, Нернст, Вин. При этом некоторые из них (например, сам Лоренц) не отвергали результатов специальной теории относительности, однако интерпретировали их в духе теории Лоренца, предпочитая смотреть на пространственно-временную концепцию Эйнштейна-Минковского как на чисто математический приём.

Решающим аргументом в пользу истинности СТО стали опыты по проверке Общей теории относительности (см. ниже). Со временем постепенно накапливались и опытные подтверждения самой СТО. На ней основаны квантовая теория поля, теория ускорителей, она учитывается при проектировании и работе спутниковых систем навигации (здесь оказались нужны даже поправки общей теории относительности) и т. д.

Квантовая теория

Для разрешения проблемы, вошедшей в историю под названием «Ультрафиолетовой катастрофы», и соответствующего согласования теории с экспериментом Макс Планк предположил (1900), что излучение света веществом происходит дискретно (неделимыми порциями), и энергия излучаемой порции зависит от частоты света. Некоторое время эту гипотезу даже сам её автор рассматривал как условный математический приём, однако Эйнштейн во второй из вышеупомянутых статей предложил далеко идущее её обобщение и с успехом применил для объяснения свойств фотоэффекта. Эйнштейн выдвинул тезис, что не только излучение, но и распространение и поглощение света дискретны; позднее эти порции (кванты) получили название фотонов. Этот тезис позволил ему объяснить две загадки фотоэффекта: почему фототок возникал не при всякой частоте света, а только начиная с определённого порога, зависящего только от вида металла, а энергия и скорость вылетающих электронов зависели не от интенсивности света, а только от его частоты. Теория фотоэффекта Эйнштейна с высокой точностью соответствовала опытным данным, что позднее подтвердили эксперименты Милликена (1916).

Первоначально эти взгляды встретили непонимание большинства физиков, даже Планка Эйнштейну пришлось убеждать в реальности квантов. Постепенно, однако, накопились опытные данные, убедившие скептиков в дискретности электромагнитной энергии. Последнюю точку в споре поставил эффект Комптона (1923).

В 1907 году Эйнштейн опубликовал квантовую теорию теплоёмкости (старая теория при низких температурах сильно расходилась с экспериментом). Позже (1912) Дебай, Борн и Карман уточнили теорию теплоёмкости Эйнштейна, и было достигнуто отличное согласие с опытом.

Броуновское движение

В 1827 году Роберт Броун наблюдал под микроскопом и впоследствии описал хаотическое движение цветочной пыльцы, плававшей в воде. Эйнштейн, на основе молекулярной теории, разработал статистико-математическую модель подобного движения. На основании его модели диффузии можно было, помимо прочего, с хорошей точностью оценить размер молекул и их количество в единице объёма. Одновременно к аналогичным выводам пришёл Смолуховский, чья статья была опубликована на несколько месяцев позже, чем Эйнштейна. Свои работы по статистической механике, под названием «Новое определение размеров молекул», Эйнштейн представил в Политехникум в качестве диссертации и в том же 1905 году получил звание доктора философии (эквивалент кандидата естественных наук) по физике. В следующем году Эйнштейн развил свою теорию в новой статье «К теории броуновского движения», и в дальнейшем неоднократно возвращался к этой теме.

Вскоре (1908) измерения Перрена полностью подтвердили адекватность модели Эйнштейна, что стало первым экспериментальным доказательством молекулярно-кинетической теории, подвергавшейся в те годы активным атакам со стороны позитивистов.

Макс Борн писал (1949): «Я думаю, что эти исследования Эйнштейна больше, чем все другие работы, убеждают физиков в реальности атомов и молекул, в справедливости теории теплоты и фундаментальной роли вероятности в законах природы». Работы Эйнштейна по статистической физике цитируются даже чаще, чем его работы по теории относительности. Выведенная им формула для коэффициента диффузии и его связи с дисперсией координат оказалась применимой в самом общем классе задач: марковские процессы диффузии, электродинамика и т. п.

Позднее, в статье «К квантовой теории излучения» (1917) Эйнштейн, исходя из статистических соображений, впервые предположил существование нового вида излучения, происходящего под воздействием внешнего электромагнитного поля («индуцированное излучение»). В начале 1950-х годов был предложен способ усиления света и радиоволн, основанный на использовании индуцированного излучения, а в последующие годы оно легло в основу теории лазеров.

Берн - Цюрих - Прага - Цюрих - Берлин (1905-1914)

Работы 1905 года принесли Эйнштейну, хотя и не сразу, всемирную славу. 30 апреля 1905 он направил в университет Цюриха текст своей докторской диссертации на тему «Новое определение размеров молекул». Рецензентами были профессора Кляйнер и Буркхард. 15 января 1906 года он получил степень доктора наук по физике. Он переписывается и встречается с самыми знаменитыми физиками мира, а Планк в Берлине включает теорию относительности в свой учебный курс. В письмах его называют «г-н профессор», однако ещё четыре года (до октября 1909 года) Эйнштейн продолжает службу в Бюро патентов; в 1906 году его повысили в должности (он стал экспертом II класса) и прибавили оклад. В октябре 1908 года Эйнштейна пригласили читать факультатив в Бернский университет, однако без всякой оплаты. В 1909 году он побывал на съезде натуралистов в Зальцбурге, где собралась элита немецкой физики, и впервые встретился с Планком; за 3 года переписки они быстро стали близкими друзьями и сохранили эту дружбу до конца жизни.

После съезда Эйнштейн наконец получил оплачиваемую должность экстраординарного профессора в Цюрихском университете (декабрь 1909 года), где преподавал геометрию его старый друг Марсель Гроссман. Оплата была небольшой, особенно для семьи с двумя детьми, и в 1911 году Эйнштейн без колебаний принял приглашение возглавить кафедру физики в пражском Немецком университете. В этот период Эйнштейн продолжает публикацию серии статей по термодинамике, теории относительности и квантовой теории. В Праге он активизирует исследования по теории тяготения, поставив целью создать релятивистскую теорию гравитации и осуществить давнюю мечту физиков - исключить из этой области ньютоновское дальнодействие.

В 1911 году Эйнштейн участвовал в Первом Сольвеевском конгрессе (Брюссель), посвящённом квантовой физике. Там произошла его единственная встреча с Пуанкаре, который продолжал отвергать теорию относительности, хотя лично к Эйнштейну относился с большим уважением.

Спустя год Эйнштейн вернулся в Цюрих, где стал профессором родного Политехникума и читал там лекции по физике. В 1913 году он посетил Конгресс естествоиспытателей в Вене, навестил там 75-летнего Эрнста Маха; когда-то критика Махом ньютоновской механики произвела на Эйнштейна огромное впечатление и идейно подготовила к новациям теории относительности.

В конце 1913 года, по рекомендации Планка и Нернста, Эйнштейн получил приглашение возглавить создаваемый в Берлине физический исследовательский институт; он зачислен также профессором Берлинского университета. Помимо близости к другу Планку эта должность имела то преимущество, что не обязывала отвлекаться на преподавание. Он принял приглашение, и в предвоенный 1914 год убеждённый пацифист Эйнштейн прибыл в Берлин. Милева с детьми осталась в Цюрихе, их семья распалась. В феврале 1919 года они официально развелись.

Гражданство Швейцарии, нейтральной страны, помогало Эйнштейну выдерживать милитаристское давление после начала войны. Он не подписывал никаких «патриотических» воззваний, напротив - в соавторстве с физиологом Георгом Фридрихом Николаи составил антивоенное «Воззвание к европейцам» в противовес шовинистическому манифесту 93-х, а в письме Ромену Роллану писал:

Поблагодарят ли будущие поколения нашу Европу, в которой три столетия самой напряжённой культурной работы привели лишь к тому, что религиозное безумие сменилось безумием националистическим? Даже учёные разных стран ведут себя так, словно у них ампутировали мозги.

Общая теория относительности (1915)

Ещё Декарт объявил, что все процессы во Вселенной объясняются локальным взаимодействием одного вида материи с другим, и с точки зрения науки этот тезис близкодействия был естественным. Однако ньютоновская теория всемирного тяготения резко противоречила тезису близкодействия - в ней сила притяжения передавалась непонятно как через совершенно пустое пространство, причём бесконечно быстро. По существу ньютоновская модель была чисто математической, без какого-либо физического содержания. На протяжении двух веков делались попытки исправить положение и избавиться от мистического дальнодействия, наполнить теорию тяготения реальным физическим содержанием - тем более что после Максвелла гравитация осталась единственным в физике пристанищем дальнодействия. Особенно неудовлетворительной стала ситуация после утверждения специальной теории относительности, так как теория Ньютона была несовместима с преобразованиями Лоренца. Однако до Эйнштейна исправить положение никому не удалось.

Основная идея Эйнштейна была проста: материальным носителем тяготения является само пространство (точнее, пространство-время). Тот факт, что гравитацию можно рассматривать как проявление свойств геометрии четырёхмерного неевклидова пространства, без привлечения дополнительных понятий, есть следствие того, что все тела в поле тяготения получают одинаковое ускорение («принцип эквивалентности» Эйнштейна). Четырёхмерное пространство-время при таком подходе оказывается не «плоской и безразличной сценой» для материальных процессов, у него имеются физические атрибуты, и в первую очередь - метрика и кривизна, которые влияют на эти процессы и сами зависят от них. Если специальная теория относительности - это теория неискривлённого пространства, то общая теория относительности, по замыслу Эйнштейна, должна была рассмотреть более общий случай, пространство-время с переменной метрикой (псевдориманово многообразие). Причиной искривления пространства-времени является присутствие материи, и чем больше её энергия, тем искривление сильнее. Ньютоновская же теория тяготения представляет собой приближение новой теории, которое получается, если учитывать только «искривление времени», то есть изменение временно́й компоненты метрики (пространство в этом приближении евклидово). Распространение возмущений гравитации, то есть изменений метрики при движении тяготеющих масс, происходит с конечной скоростью. Дальнодействие с этого момента исчезает из физики.

Математическое оформление этих идей было достаточно трудоёмким и заняло несколько лет (1907-1915). Эйнштейну пришлось овладеть тензорным анализом и создать его четырёхмерное псевдориманово обобщение; в этом ему помогли консультации и совместная работа сначала с Марселем Гроссманом, ставшим соавтором первых статей Эйнштейна по тензорной теории гравитации, а затем и с «королём математиков» тех лет, Давидом Гильбертом. В 1915 году уравнения поля общей теории относительности Эйнштейна (ОТО), обобщающие ньютоновские, были опубликованы почти одновременно в статьях Эйнштейна и Гильберта.

Новая теория тяготения предсказала два ранее неизвестных физических эффекта, вполне подтверждённые наблюдениями, а также точно и полностью объяснила вековое смещение перигелия Меркурия, долгое время приводившее в недоумение астрономов. После этого теория относительности стала практически общепризнанным фундаментом современной физики. Кроме астрофизики, ОТО нашла практическое применение, как уже упоминалось выше, в системах глобального позиционирования (Global Positioning Systems, GPS), где расчёты координат производятся с очень существенными релятивистскими поправками.

Берлин (1915-1921)

В 1915 году в разговоре с нидерландским физиком Вандером де Хаазом Эйнштейн предложил схему и расчёт опыта, который после успешной реализации получил название «эффект Эйнштейна - де Хааза». Результат опыта воодушевил Нильса Бора, двумя годами ранее создавшего планетарную модель атома, поскольку подтвердил, что внутри атомов существуют круговые электронные токи, причём электроны на своих орбитах не излучают. Именно эти положения Бор и положил в основу своей модели. Кроме того, обнаружилось, что суммарный магнитный момент получается вдвое больше ожидаемого; причина этого разъяснилась, когда был открыт спин - собственный момент импульса электрона.

По окончании войны Эйнштейн продолжал работу в прежних областях физики, а также занимался новыми областями - релятивистской космологией и «Единой теорией поля», которая, по его замыслу, должна была объединить гравитацию, электромагнетизм и (желательно) теорию микромира. Первая статья по космологии, «Космологические соображения к общей теории относительности», появилась в 1917 году. После этого Эйнштейн пережил загадочное «нашествие болезней» - кроме серьёзных проблем с печенью, обнаружилась язва желудка, затем желтуха и общая слабость. Несколько месяцев он не вставал с постели, но продолжал активно работать. Только в 1920 году болезни отступили.

В июне 1919 года Эйнштейн женился на своей двоюродной сестре со стороны матери Эльзе Лёвенталь (урождённой Эйнштейн) и удочерил двух её детей. В конце года к ним переехала его тяжелобольная мать Паулина; она скончалась в феврале 1920 года. Судя по письмам, Эйнштейн тяжело переживал её смерть.

Осенью 1919 года английская экспедиция Артура Эддингтона в момент затмения зафиксировала предсказанное Эйнштейном отклонение света в поле тяготения Солнца. При этом измеренное значение соответствовало не ньютоновскому, а эйнштейновскому закону тяготения. Сенсационную новость перепечатали газеты всей Европы, хотя суть новой теории чаще всего излагалась в беззастенчиво искажённом виде. Слава Эйнштейна достигла небывалых высот.

В мае 1920 года Эйнштейн, вместе с другими членами Берлинской академии наук, был приведён к присяге как государственный служащий и по закону стал считаться гражданином Германии. Однако швейцарское гражданство он сохранил до конца жизни. В 1920-е годы, получая отовсюду приглашения, он много путешествовал по Европе (по швейцарскому паспорту), читал лекции для учёных, студентов и для любознательной публики. Посетил и США, где в честь именитого гостя была принята специальная приветственная резолюция Конгресса (1921). В конце 1922 года посетил Индию, где имел продолжительное общение с Тагором, и Китай. Зиму Эйнштейн встретил в Японии, где его застала новость о присуждении ему Нобелевской премии.

Нобелевская премия (1922)

Эйнштейна неоднократно номинировали на Нобелевскую премию по физике. Первая такая номинация (за теорию относительности) состоялась, по инициативе Вильгельма Оствальда, уже в 1910 году, однако Нобелевский комитет счёл экспериментальные доказательства теории относительности недостаточными. Далее выдвижение кандидатуры Эйнштейна повторялась ежегодно, кроме 1911 и 1915 годов. Среди рекомендателей в разные годы были такие крупнейшие физики, как Лоренц, Планк, Бор, Вин, Хвольсон, де Хааз, Лауэ, Зееман, Камерлинг-Оннес, Адамар, Эддингтон, Зоммерфельд и Аррениус.

Однако члены Нобелевского комитета долгое время не решались присудить премию автору столь революционных теорий. В конце концов был найден дипломатичный выход: премия за 1921 год была присуждена Эйнштейну (в ноябре 1922 года) за теорию фотоэффекта, то есть за наиболее бесспорную и хорошо проверенную в эксперименте работу; впрочем, текст решения содержал нейтральное добавление: «… и за другие работы в области теоретической физики».

Как я уже сообщил Вам телеграммой, Королевская академия наук на своём вчерашнем заседании приняла решение присудить Вам премию по физике за прошедший год, отмечая тем самым Ваши работы по теоретической физике, в частности открытие закона фотоэлектрического эффекта, не учитывая при этом Ваши работы по теории относительности и теории гравитации, которые будут оценены после их подтверждения в будущем.

Поскольку Эйнштейн был в отъезде, премию от его имени принял 10 декабря 1922 года Рудольф Надольный, посол Германии в Швеции. Предварительно он запросил подтверждения, является ли Эйнштейн гражданином Германии или Швейцарии; Прусская академия наук официально заверила, что Эйнштейн - германский подданный, хотя его швейцарское гражданство также признаётся действительным. Знаки отличия, сопровождающие премию, Эйнштейн по возвращении в Берлин получил лично у шведского посла.

Естественно, традиционную Нобелевскую речь (в июле 1923 года) Эйнштейн посвятил теории относительности.

Берлин (1922-1933)

В 1923 году, завершая своё путешествие, Эйнштейн выступил в Иерусалиме, где намечалось вскоре (1925 год) открыть Еврейский университет.

В 1924 году молодой индийский физик Шатьендранат Бозе в кратком письме обратился к Эйнштейну с просьбой помочь в публикации статьи, в которой выдвигал предположение, положенное в основу современной квантовой статистики. Бозе предложил рассматривать свет в качестве газа из фотонов. Эйнштейн пришёл к выводу, что эту же статистику можно использовать для атомов и молекул в целом. В 1925 году Эйнштейн опубликовал статью Бозе в немецком переводе, а затем собственную статью, в которой излагал обобщённую модель Бозе, применимую к системам тождественных частиц с целым спином, называемых бозонами. На основании данной квантовой статистики, известной ныне как статистика Бозе - Эйнштейна, оба физика ещё в середине 1920-х годов теоретически обосновали существование пятого агрегатного состояния вещества - конденсата Бозе - Эйнштейна.

Суть «конденсата» Бозе - Эйнштейна состоит в переходе большого числа частиц идеального бозе-газа в состояние с нулевым импульсом при температурах, приближающихся к абсолютному нулю, когда длина волны де Бройля теплового движения частиц и среднее расстояние между этими частицами сводятся к одному порядку. Начиная с 1995 года, когда первый подобный конденсат был получен в университете Колорадо, учёные практически доказали возможность существования конденсатов Бозе - Эйнштейна из водорода, лития, натрия, рубидия и гелия.

Как личность огромного и всеобщего авторитета, Эйнштейна постоянно привлекали в эти годы к разного рода политическим акциям, где он выступал за социальную справедливость, за интернационализм и сотрудничество между странами (см. ниже). В 1923 году Эйнштейн участвовал в организации общества культурных связей «Друзья новой России». Неоднократно призывал к разоружению и объединению Европы, к отмене обязательной воинской службы.

В 1928 году Эйнштейн проводил в последний путь Лоренца, с которым очень подружился в его последние годы. Именно Лоренц выдвинул кандидатуру Эйнштейна на Нобелевскую премию в 1920 году и поддержал её в следующем году.

В 1929 году мир шумно отметил 50-летие Эйнштейна. Юбиляр не принял участия в торжествах и скрылся на своей вилле близ Потсдама, где с увлечением выращивал розы. Здесь он принимал друзей - деятелей науки, Тагора, Эммануила Ласкера, Чарли Чаплина и других.

В 1931 году Эйнштейн снова побывал в США. В Пасадене его очень тепло встретил Майкельсон, которому оставалось жить четыре месяца. Вернувшись летом в Берлин, Эйнштейн в выступлении перед Физическим обществом почтил память замечательного экспериментатора, заложившего первый камень фундамента теории относительности.

Помимо теоретических исследований, Эйнштейну принадлежат и несколько изобретений, в том числе:

измеритель очень малых напряжений (совместно с Конрадом Габихтом);
устройство, автоматически определяющее время экспозиции при фотосъёмке;
оригинальный слуховой аппарат;
бесшумный холодильник (совместно с Силардом);
гирокомпас.

Примерно до 1926 года Эйнштейн работал в очень многих областях физики, от космологических моделей до исследования причин речных извилин. Далее он, за редким исключением, сосредотачивает усилия на квантовых проблемах и Единой теории поля.

Утверждение эйнштейновских идей (квантовой теории и особенно теории относительности) в СССР было непростым. Часть учёных, особенно научная молодёжь, восприняли новые идеи с интересом и пониманием, уже в 1920-е годы появились первые отечественные работы и учебные пособия на эти темы. Однако были физики и философы, которые решительно воспротивились концепциям «новой физики»; среди них особенно активен был А. К. Тимирязев (сын известного биолога К. А. Тимирязева), критиковавший Эйнштейна ещё до революции. После его статей в журналах «Красная новь» (1921, № 2) и «Под знаменем марксизма» (1922, № 4) последовало критическое замечание Ленина:

Если Тимирязев в первом номере журнала должен был оговорить, что за теорию Эйнштейна, который сам, по словам Тимирязева, никакого активного похода против основ материализма не ведёт, ухватилась уже громадная масса представителей буржуазной интеллигенции всех стран, то это относится не к одному Эйнштейну, а к целому ряду, если не к большинству великих преобразователей естествознания, начиная с конца XIX века.

В том же 1922 году Эйнштейн был избран иностранным членом-корреспондентом РАН. Тем не менее за 1925-1926 годы Тимирязев опубликовал не менее 10 анти-релятивистских статей.

Не принял теорию относительности и К. Э. Циолковский, который отверг релятивистскую космологию и ограничение на скорость движения, подрывавшее планы Циолковского по заселению космоса: «Второй вывод его: скорость не может превышать скорости света… это те же шесть дней, якобы употреблённые на создание мира.» Тем не менее к концу жизни, видимо, Циолковский смягчил свою позицию, потому что на рубеже 1920-1930-х годов он в ряде трудов и интервью упоминает релятивистскую формулу Эйнштейна E=mc^2 без критических возражений. Однако с невозможностью двигаться быстрее света Циолковский так никогда и не смирился.

Хотя в 1930-е годы критика теории относительности среди советских физиков прекратилась, идеологическая борьба ряда философов с теорией относительности как «буржуазным мракобесием» продолжалась и особенно усилилась после смещения Николая Бухарина, влияние которого ранее смягчало идеологический нажим на науку. Следующая фаза кампании началась в 1950 году; вероятно, она была связана с аналогичными по духу тогдашними кампаниями против генетики (лысенковщина) и кибернетики. Незадолго до того (1948) издательство «Гостехиздат» выпустило перевод книги «Эволюция физики» Эйнштейна и Инфельда, снабжённый обширным предисловием под названием: «Об идеологических пороках в книге А. Эйнштейна и Л. Инфельда „Эволюция физики“». Спустя 2 года в журнале «Советская книга» была помещена разгромная критика как самой книги (за «идеалистический уклон»), так и издательства, её выпустившего (за идеологическую ошибку).

Эта статья открыла целую лавину публикаций, которые формально были направлены против философии Эйнштейна, однако заодно обвиняли в идеологических ошибках ряд крупных советских физиков - Я. И. Френкеля, С. М. Рытова, Л. И. Мандельштама и других. Вскоре в журнале «Вопросы философии» появилась статья доцента кафедры философии Ростовского государственного университета М. М. Карпова «О философских взглядах Эйнштейна» (1951), где учёный обвинялся в субъективном идеализме, неверии в бесконечность Вселенной и других уступках религии. В 1952 году была опубликована статья видного советского философа А. А. Максимова, которая клеймила уже не только философию, но и лично Эйнштейна, «которому буржуазная пресса создала рекламу за его многочисленные нападки на материализм, за пропаганду воззрений, подрывающих научное мировоззрение, выхолащивающих идейно науку». Другой видный философ, И. В. Кузнецов, в ходе кампании 1952 года заявил: «Интересы физической науки настоятельно требуют глубокой критики и решительного разоблачения всей системы теоретических взглядов Эйнштейна». Однако критическая важность «атомного проекта» в те годы, авторитет и решительная позиция академического руководства предотвратили разгром советской физики, аналогичный тому, который устроили генетикам. После смерти Сталина анти-эйнштейновская кампания была быстро свёрнута, хотя немалое количество «ниспровергателей Эйнштейна» встречается и в наши дни.

Другие мифы

В 1962 году была впервые опубликована логическая головоломка, известная как «Загадка Эйнштейна». Такое название ей дали, вероятно, в рекламных целях, потому что нет никаких свидетельств того, что Эйнштейн имеет какое-либо отношение к этой загадке. Ни в одной биографии Эйнштейна она также не упоминается.
В известной биографии Эйнштейна утверждается, что в 1915 году Эйнштейн якобы участвовал в проектировании новой модели военного самолета. Это занятие трудно согласовать с его пацифистскими убеждениями. Исследование показало, однако, что Эйнштейн просто обсуждал с мелкой авиафирмой одну идею в области аэродинамики - крыло типа «кошачья спина» (горб на верхней части профиля). Идея оказалась неудачной и, как позже выразился Эйнштейн, легкомысленной; впрочем, развитой теории полёта тогда ещё не существовало.
Эйнштейна часто упоминают в числе вегетарианцев. Хотя он в течение многих лет поддерживал это движение, строгой вегетарианской диете он начал следовать только в 1954 году, примерно за год до своей смерти.
Существует ничем не подтверждённая легенда, что перед смертью Эйнштейн сжёг свои последние научные работы, содержащие открытие, потенциально опасное для человечества. Часто эту тему связывают с «Филадельфийским экспериментом». Легенда нередко упоминается в различных СМИ, на её основе снят фильм «Последнее уравнение» (англ. The Last Equation).

Семья

Генеалогическое древо семьи Эйнштейн
Герман Эйнштейн
Паулина Эйнштейн (Кох)
Майя Эйнштейн
Милева Марич
Эльза Эйнштейн
Ганс Альберт Эйнштейн
Эдуард Эйнштейн
Лизерл Эйнштейн
Бернард Сизер Эйнштейн
Карл Эйнштейн

Научная деятельность

Список научных публикаций Альберта Эйнштейна
История теории относительности
История квантовой механики
Общая теория относительности
Парадокс Эйнштейна - Подольского - Розена
Принцип эквивалентности
Соглашение Эйнштейна
Соотношение Эйнштейна (молекулярно-кинетическая теория)
Специальная теория относительности
Статистика Бозе - Эйнштейна
Теория теплоёмкости Эйнштейна
Уравнения Эйнштейна
Эквивалентность массы и энергии