Альберт АйнштайнАйнштайн (Einstein) Альберт (1879—1955), світової слави фізик, д. чл. НТШ. // ( [ˈalbɐt ˈaɪ̯nʃtaɪ̯n], , також Альберт Ейнштейн; 14 березня 1879, Ульм, королівство Вюртемберг, Німецька імперія — 18 квітня 1955, Принстон, штат Нью-Джерсі, США) — американський, німецький та швейцарський фізик-теоретик єврейського походження, один із найвизначніших науковців XX століття, творець теорії відносності та один із творців квантової механіки. Його формулу еквівалентності маси й енергії , яка випливає зі спеціальної теорії відносності, вважають «найвідомішим рівнянням у світі». Лауреат Нобелівської премії з фізики (1921) за «заслуги в галузі теоретичної фізики, і зокрема за відкриття закону фотоелектричного ефекту».
Народившись у Німецькій імперії, Айнштайн у 1895 році переїхав до Швейцарії, а наступного року відмовився від свого німецького громадянства (як підданий Королівства Вюртемберг). 1897 року, 17-річним, він вступив на викладацьку програму математики й фізики у Цюрихську вищу технічну школу, яку закінчив 1900 року. Наступного року отримав громадянство Швейцарії, яке зберіг до кінця життя, а згодом влаштувався на постійну роботу до в Берні. 1905 року він захистив докторську дисертацію в Цюрихському університеті. 1914 року переїхав до Берліна, приєднавшись до Прусської академії наук та Берлінського університету, а в 1917 році очолив Інститут фізики кайзера Вільгельма. Того ж року він знову отримав німецьке громадянство, цього разу як підданий Прусського королівства. Коли 1933 року до влади в Німеччині прийшли нацисти, Айнштайн перебував за кордоном і, остерігаючись нацистських переслідувань євреїв, не став повертатись в Німеччину й оселився в США. 1933 року він відмовився від німецького паспорта, а 1940 року отримав громадянство США. Напередодні Другої світової війни він підписав лист до президента Франкліна Рузвельта, в якому попереджав про можливу ядерну програму Німеччини й рекомендував США розпочати аналогічні дослідження.
У 1905 році, який іноді називають його «роком чудес», він опублікував . У них він виклав теорію фотоефекту, пояснив Броунівський рух, сформулював спеціальну теорію відносності та довів, що за її припущень маса й енергія еквівалентні. 1915 року він запропонував загальну теорію відносності, яка поширювала його систему механіки на випадок прискорених рухів і гравітації. Наступного року він опублікував космологічну роботу, в якій виклав наслідки загальної теорії відносності для моделювання структури та еволюції Всесвіту в цілому. 1917 року Айнштайн опублікував статтю, в якій ввів поняття спонтанного випромінювання й індукованого випромінювання, — останнє стало основою роботи лазерів і мазерів. Ця праця також містила багато ідей, які стали основою для подальшого розвитку фізики, зокрема квантової електродинаміки та квантової оптики.
У середині своєї кар'єри Айнштайн зробив значний внесок у статистичну механіку та квантову теорію. Особливо важливими були його праці з квантової фізики випромінювання, де він описував світло як потік частинок, згодом названих фотонами. Разом із фізиком Шатьєндраатом Бозе він заклав підґрунтя для статистики Бозе — Айнштайна. Протягом останніх років своєї наукової діяльності Айнштайн працював над двома напрямами, які зрештою виявилися безуспішними. По-перше, він виступав проти ймовірнісної природи квантової теорії, вважаючи, що «Бог не грає в кості». По-друге, він намагався створити єдину теорію поля, узагальнивши свою геометричну теорію гравітації на випадок електромагнетизму. У результаті він поступово віддалився від основного напряму розвитку сучасної фізики.
За свої наукові відкриття Айнштайн набув всесвітньої слави, особливо після того, як Еддінгтон у 1919 році під час сонячного затемнення експериментального виміряв передбачене Айнштайном гравітаційне лінзування. Разом із іншими видатними науковцями, брав участь у роботі при Лізі Націй. Сприяв еміграції науковців з нацистської Німеччини. Підписаний ним лист Айнштайна — Сіларда сприяв початку досліджень ядерної зброї в США та започаткуванню Мангеттенського проєкту. Образ Айнштайна послужив натхненням для численних образів науковців у різноманітних мистецьких творах. Журнал «Тайм» обрав Айнштайна людиною XX століття.
Біографія
Дитинство, юність, освіта
Альберт Айнштайн народився в Ульмі, у Королівстві Вюртемберг у складі Німецької імперії, 14 березня 1879 року. Його батьки, світські євреї-ашкеназі, — , комерсант і інженер, та . 1880 року родина переїхала до мюнхенського району Людвігсфорштадт-Ізарфорштадт, де батько Альберта разом із дядьком Якобом заснували компанію «Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie», що виробляла електрообладнання на основі постійного струму. Айнштайн часто згадував один із ключових моментів свого дитинства, коли під час хвороби батько приніс йому компас. Через це він зацікавився електромагнетизмом і зрозумів, що «за речами має стояти щось глибоко приховане».
З п'яти років Альберт навчався у католицькій початковій школі Святого Петра в Мюнхені. Коли йому виповнилося вісім років, його перевели до Луїтпольд-Гімназії, де він здобував базову середню та повну середню освіту.
У 1894 році компанія Германа і Якоба подала заявку на тендер з встановлення електричного освітлення в Мюнхені, однак безуспішно — їм бракувало капіталу для модернізації технології з постійного на ефективніший змінний струм. Через це вони були змушені продати фабрику й шукати нові можливості. Родина переїхала до Італії, спершу до Мілана, а згодом — до Павії, оселившись у Палаццо Корнаццані. Айнштайн, якому тоді було 15, залишився в Мюнхені для завершення навчання. Батько хотів, щоб він став електротехніком, але Альберт виявився неспокійним учнем — методи навчання та сувора дисципліна гімназії були йому неприйнятні. Пізніше він писав, що навчання за принципом запам'ятовування без розуміння шкодить творчому мисленню. Наприкінці грудня 1894 року лист від лікаря переконав адміністрацію гімназії дозволити Айнштайну покинути навчальний заклад, і він приєднався до родини в Павії. Підлітком в Італії він написав есе «Про дослідження стану ефіру у магнітному полі»Stachel, et al (2008). Vol. 1 (1987), doc. 5..
З раннього віку Айнштайн мав успіхи в фізиці й математиці, випереджаючи своїх однолітків. У 12 років він почав самостійно вивчати алгебру, аналіз та евклідову геометрію й настільки швидко просунувся, що ще до 13-річчя вивів власне доведення теореми Піфагора. Домашній наставник, Макс Тальмуд, згадував, що невдовзі після того, як він дав дванадцятирічному Айнштайну підручник з геометрії, хлопець «опрацював його від початку до кінця. Після цього він цілком присвятив себе вищій математиці … Незабаром політ його математичного генія став настільки стрімким, що я вже не міг за ним устежити». Айнштайн пізніше згадував, що опанував інтегральне та диференціальне числення у 14 років. Його захоплення математикою було настільки сильним, що ще в 12 він був переконаний: природа — це «математична структура».
У 13 років його зацікавлення поширилися на музику й філософію. Тальмуд познайомив його з «Критикою чистого розуму» Канта, який став його улюбленим філософом. За словами Тальмуда, навіть у 13 років Айнштайн цілком розумів сприймав праці Канта, незрозумілі для пересічного читача, як цілком зрозумілі.
У 1895 році, у 16 років, Айнштайн склав вступний іспит до федеральної політехнічної школи в Цюриху. Він не набрав достатньої кількості балів у загальній частині, але виявив видатні знання з фізики та математики. За порадою ректора закладу він завершив середню освіту в кантональній школі в Аарау, яку закінчив у 1896 році. Під час проживання в Аарау він закохався в Марі Вінтелер, доньку родини, у якій мешкав (його сестра Мая пізніше одружилася з сином Вінтелерів, Паулем).
У січні 1896 року, за згодою батька, Айнштайн відмовився від громадянства Вюртемберзького королівства, щоб уникнути військового обов'язку. Його атестат про закінчення школи (Матура) відзначав високі оцінки з історії, фізики, алгебри, геометрії та описової геометріїStachel, et al (2008). Vol. 1 (1987), docs. 21–27.. У 17 років він вступив на чотирирічну програму з математики та фізики у федеральній політехнічній школі. Тим часом Марі Вінтелер отримала посаду вчительки в Ольсберзі, Швейцарія.
Серед п'яти студентів першого курсу того ж напряму, що й Айнштайн, була лише одна жінка — 20-річна сербка Мілева Марич. Упродовж кількох років вони багато спілкувалися, обговорюючи фізику, яку не викладали на лекціях. У листах до Марич Айнштайн писав, що досліджувати науку з нею цікавіше, ніж вивчати підручники самотужки. Зрештою, вони стали не лише друзями, а й коханцями.
Серед істориків фізики тривають дискусії щодо внеску Мілеви Марич у так звані статті annus mirabilis Айнштайна. Деякі свідчення вказують на її вплив на його ідеї, але багато дослідників сумніваються, що він був значним.
Шлюби, стосунки та діти
Листування між Айнштайном і Марич, виявлене й опубліковане у 1987 році, показало, що на початку 1902 року, коли Марич відвідувала батьків у Новому Саді, вона народила доньку Лізерль. Коли Марич повернулася до Швейцарії, дитини з нею не було, а її подальша доля залишається невідомою. У листі Айнштайна від вересня 1903 року йдеться про те, що дитину або віддали на усиновлення, або вона ще немовлям померла від скарлатини.
Айнштайн і Марич одружилися в січні 1903 року. У травні 1904 року в Берні в них народився син Ганс Альберт. Другий син, Едуард, народився в Цюриху в липні 1910 року. У листах до Марі Вінтелер, написаних за кілька місяців до народження Едуарда, Айнштайн описував своє кохання до дружини як «помилкове» та сумував за «втраченим життям», яке, як йому здавалося, він міг би мати, одружившись із Вінтелер: «Я думаю про тебе з ніжною любов'ю кожної вільної хвилини й почуваюся таким нещасним, як тільки здатен почуватися чоловік».
У 1912 році Айнштайн почав стосунки з Ельзою Левенталь, яка була йому двоюрідною сестрою по матері та троюрідною по батькові. Дізнавшись про зраду незабаром після переїзду до Берліна у квітні 1914 року, Марич повернулася до Цюриха, забравши із собою Ганса Альберта та Едуарда. 14 лютого 1919 року Айнштайном і Марич оформили розлучення на підставі п'ятирічного роздільного проживання. У межах угоди про розлучення Айнштайн обіцяв, що в разі отримання Нобелівської премії передасть грошову винагороду Марич; премію він отримав через два роки.
У 1919 році Айнштайн одружився з Левенталь. 1923 року він почав стосунки з секретаркою Бетті Нойман, племінницею його друга Ганса Мюзама. Попри це, Левенталь залишилася з ним і разом з чоловіком емігрувала до США в 1933 році. 1935 року в неї діагностували проблеми із серцем і нирками. Вона померла в грудні 1936 року.
У 2006 році Єврейський університет у Єрусалимі оприлюднив збірку листів Айнштайна, що свідчать про його романтичні зв'язки з іншими жінками. Серед них були Маргарете Лебах (одружена австрійка), Естелла Каценелленбоген (багата власниця квіткового бізнесу), Тоні Мендель (заможна єврейська вдова) та Етель Міхановскі (берлінська світська левиця), з якими він проводив час і приймав від них подарунки, перебуваючи у шлюбі з Левенталь. Після смерті дружини Айнштайн мав короткочасний роман із Маргаритою Коньонковою, яку деякі вважають російською шпигункою; її чоловік, російський скульптор Сергій Коньонков, створив бронзовий бюст Айнштайна для Інституту перспективних досліджень у Принстоні.
Після епізоду гострого психічного розладу, коли йому було близько двадцяти років, синові Айнштайна Едуарду діагностували шизофренію. Він провів решту життя або під опікою матері, або в психіатричних установах. Після її смерті його остаточно помістили до Університетської психіатричної лікарні в Цюриху.
Клерк у патентному бюро й перші наукові праці (1902—1908)