אלברט איינשטיין: ביוגרפיה של הפיזיקאי שגילה תורת היחסות

ביוגרפיה אלברט איינשטיין - פיזיקאי גרמני, מחבר הנוסחה המפורסמת E = mc², אלברט איינשטיין נהנה ממוניטין בינלאומי. התיאוריות שלו על תורת היחסות המיוחדת והכללית הפכו את עולם הפיזיקה במהופך.

סיכום
  • ביוגרפיה קצרה
  • תורת היחסות המיוחדת
  • תורת היחסות הכללית
  • מחויב לשלום
  • מותו
  • מנת המשכל שלו
  • איינשטיין אוטיסט?
  • תאריכי המפתח שלה
  • הציטוטים שלו

ביוגרפיה קצרה של אלברט איינשטיין - אלברט איינשטיין נולד באולם, גרמניה ב- 14 במרץ 1879, וגדל במשפחה יהודית ללא להט דתי רב. מוזיקאי, אמו נתנה לו טעם למוזיקה, בעוד אביו ודודו העירו בו אהבה למתמטיקה. למרות סקרנות שאינה יודעת שובע בתחומים מסוימים, מוריו נותרים סקפטיים כלפיו. נכון, הוא הצטיין במתמטיקה, אך הצליח בצורה גרועה בכל המקצועות האחרים. בנוסף, הדיסלקציה שלו, שמגבילה אותו עד גיל עשר , לא מקלה על משימתו. איכשהו המשיך איינשטיין את לימודיו בגימנסיה (בית הספר התיכון הגרמני), שם החינוך הנוקשה והצבאי שניתן באותה תקופה לא עשה מעט כדי לחזק את אהבתו לבית הספר.

באותה תקופה הוריו נאלצו לעזוב את הארץ לאיטליה על ידי החזרת הון מצערת. אלברט איינשטיין הצטרף אליהם לשם במשך שנה, לפני שסיים את לימודיו. לאחר מכן הוא שואף להצטרף לפוליטכניקה של ציריך. למרות כישלון ראשון, בסופו של דבר הוא התקבל לשם בשנת 1896. עם זאת, תוצאותיו נותרו מאכזבות. בשנת 1900 הוא השיג את רישיונו. אך ללא המלצה של פרופסוריו, אינשטיין בקושי יכול היה לשאוף לתפקידים אקדמיים. לאחר תקופת אבטלה, הוא הגיש בקשה לקבלת אזרחות שוויצרית, ומשנת 1902 עבד כמומחה במשרד הפטנטים הפדרלי בברן. לוח הזמנים שלו מאפשר לו להתמקד בעבודת פיזיקה, נושא שהוא עדיין נלהב ממנו.

תורת היחסות המיוחדת של אלברט איינשטיין

לאחר נישואיו לפיזיקאי מילבה מאריק בשנת 1903, המשיך במחקר שקרוב לליבו. אלה מובילים לניסוח של ארבעה מאמרים מהותיים ומהפכניים, שפורסמו בשנת 1905 בכתב העת הגרמני Annalen der Physik . לאחר שסיפק הסברים תיאורטיים על האפקט הפוטואלקטרי (טבע האור) ואז על תנועה בראונית (תנועה מולקולרית), איינשטיין מתעכב על אחת הבעיות הפיזיקליות הגדולות של אותה תקופה. ואכן, בין התיאוריות הסותרות של מכניקה קלאסית של ניוטון ושל אלקטרומגנטיקה של מקסוול, המשמעת נמצאת במבוי סתום.

במאמר שכותרתו "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים", סוף סוף איינשטיין נותן את הפיתרון ליישוב שתי ההשערות. לשם כך, הפיזיקאי מתחיל משני עקרונות: מהירות האור קבועה בוואקום, יהיה מקורו אשר יהיה; חוקי היחסות הפיזיים חלים באותה צורה במסגרת התייחסות אינרציאלית (כלומר במדיום קבוע, ללא האצה או שינוי כיוון: שתי מסגרות התייחסות הן בתנועה אחידה ישר לאורך האחר). בשני התנאים הללו, הוא יכול להוכיח שמרחב וזמן הם יחסית לכל אחת מנקודות הייחוס האינרציאליות של המתבוננים. זו תורת היחסות המיוחדת .

הוא השלים את זה מעט מאוחר יותר עם מאמר אחרון בו הציג את הנוסחה שלו E = mc² (המאפשר לתרגם שקילות בין מסה לאנרגיה, "c" היא מהירות האור בוואקום). למערכת יחסים זו יהיו יישומים והשלכות רבות, הן תיאורטית והן מעשית, במיוחד בפיזיקה גרעינית. בתחילה עבודתו לא הייתה פה אחד, אך פתחה את הדרך להכרה מדעית. הוא גם קיבל הסמכה באוניברסיטת ברן בשנת 1909 ולאחר מכן תפקיד הוראה באוניברסיטת ציריך בשנת 1910.

תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין

כפי שהשם מרמז, לא ניתן להחיל תורת יחסות באופן כללי. כמו כן, משנת 1907 הקדיש איינשטיין חלק גדול ממחקריו להצעת הסברים שאינם חלים רק על מקרה של התייחסות אינרציאלית אלא בכל הנסיבות. עם זאת, עבודה כזו דורשת ידע מתקדם במיוחד במתמטיקה, שחסר לה. משנת 1912 לימד בפוליטכניקה של ציריך ופגש את אחד מחבריו לשעבר: מרסל גרוסמן. הודות לעזרתם המדעית של האחרון, איינשטיין יכול סוף סוף להתקדם במחקריו.

למרות טעות ששיתקה אותו במשך שלוש שנים, לבסוף הצליח לפתח תיאוריה קונקרטית. לאחר מכן הוא טוען שבתוך תופעת הגרביטציה, המסה משפיעה על התכונות הגיאומטריות של מרחב-זמן. במילים אחרות, המסה מעוותת יישוב של חלל. כל גוף המתקרב למסה זו מושפע אז מהדפורמציה שהוא גורם. איינשטיין מפרסם את תורת היחסות הכללית שלו בשנת 1916, אך לא שכנע מיד פיזיקאים, שביקרו אותו, בין היתר, על האופי הפילוסופי של עבודתו. רק בליקוי החמה של 1919 ועבודתו של האסטרונום הבריטי ארתור אדינגטון הפכו את מסקנותיו לאמינות יותר. התצפיות של אדינגטון אכן מראות כי קרני האור של הכוכבים מוסטות על ידי מסת השמש. האירוע מסמן אז את תחילת הקידוש המדעי של איינשטיין, שהפופולריות שלו תמשיך לגדול.

מחויבותו של אלברט איינשטיין לשלום

הפיזיקאי הוא גם אדם מחויב, שהוא מגן השלום. הוא תמך בעניינו לאורך כל מלחמת העולם הראשונה. כמו כן, לאחר שקיבל את פרס נובל לפיזיקה בשנת 1921 , הוא לא היסס לנצל את הפופולריות ההולכת וגוברת שלו כדי לטעון את רעיונותיו, במיוחד פציפיסטים וציונים. איינשטיין הופך לאחד היעדים המועדפים על התקשורת, אך גם על רדיפת הגזע. עם עלייתו של היטלר לשלטון בשנת 1933, הפיזיקאי עזב את מדינת מולדתו ונסע לפרינסטון, ארצות הברית. עד מהרה פורצת מלחמת העולם השנייה ואיינשטיין נבהל מכך שהנאצים יכולים לפתח נשק גרעיני. כמו כן, בשנת 1939, הוא חתם על מכתב לנשיא אמריקה רוזוולט כדי לשכנע אותו להפעיל פרויקט בנייה עבורפצצה אטומית . לדואר זה תפקיד חשוב בהקמת פרויקט מנהטן. לאחר שהתפנה מההרשעות הפציפיסטיות שלו מחשש לנאציזם, האשים איינשטיין את עצמו בהתערבותו במשך כל חייו. הוא חזר על עקבותיו גם בשנת 1945, וקרא לנשיא לנטוש נשק אטומי.

לאחר המלחמה הוא שואף להילחם למען פירוק נשק בינלאומי, ומצטרף לוועדת החירום של מדעני האטום. באמצעות עבודתו על האפקט הפוטואלקטרי ומסקנותיו על האור (הן גל והן חלקיק), איינשטיין גם עזר לשיגורתורת הקוונטים. עם זאת הוא מתנגד לעקרונות ההסתברות שלו וטוען כי " אלוהים לא משחק בקוביות ". איינשטיין התמודד עם הדור הצעיר של הפיזיקאים המיוצגים במיוחד על ידי פאולי, הייזנברג ובוהר, עד מותו ליישב את השקפתו הדטרמיניסטית על העולם עם המסקנות המודרניות של חבריו הצעירים.

מותו של אלברט איינשטיין

ב- 18 באפריל 1955, אלברט איינשטיין לקה במפרצת פרצה ומת בגיל 76 בפרינסטון (ארצות הברית). נחשב לנציג האחרון של הפיזיקה הקלאסית, והוא ללא ספק חולל מהפכה בדיסציפלינה. תוך שהוא מיישב בין מחויבות פוליטית ומחקר מדעי, הוא אפשר להוציא את הפיזיקה מהבלם בזכות תורת היחסות המיוחדת שלו, ואז לתת לה תנופה חדשה עם מסקנותיו על תורת היחסות הכללית. באמצעות מחקריו הוא סלל את הדרך לפיזיקה גרעינית ולפיזיקת חלקיקים אלמנטריים. בעל שם בינלאומי, אלברט איינשטיין משאיר אחריו דימוי מיתי של המדען.

מנת המשכל של אלברט איינשטיין

לאחר שאלברט איינשטיין מעולם לא עבר מבחן מנת משכל , מדענים יכולים רק להניח הנחות לגבי מנת המשכל של הפיזיקאי המפורסם. בדרך כלל הוא ממוקם בין 160 ל -180. לעומת זאת, מחקרים שנעשו על מוחו (שנגנב על ידי הבודק הרפואי לאחר מותו) מראים מספר תאים צפוף מהממוצע. באשר לאיש היה אוטיזם , השאלה משתפת את הביוגרפים השונים שלו. עבור חלק זה ברור מאליו. הקשיים האקדמיים שלו, עיכוב השפה שלו, האינטלקט שלו, הופכים אותו לאספרגר אוטיסט. בעיני אחרים, אלברט איינשטיין היה אדם נורמלי לחלוטין עם חוש הומור נהדר ומוקף בחברים.

אלברט איינשטיין: תאריכי מפתח

14 במרץ 1879: לידתו של אלברט איינשטיין
אלברט איינשטיין נולד באולם, במדינת וירטמברג שבגרמניה. אמה מוסיקאית, ואביה בעל מפעל אלקטרוכימי. הוא יגדל גם אצל דודו המהנדס, שעם אביו ייתן לו טעימה למתמטיקה.
1896: כניסה למכון הטכנולוגי הפדרלי לשוויץ בציריך
לאחר ניסיון לא מוצלח ראשון, התקבל איינשטיין בפוליטכניקה בציריך. מבלי לזרוח בלימודים, הוא סיים את לימודיו בשנת 1900 ופגש את אשתו לעתיד, מילבה מאריק.
יוני 1902: הוא מכהן בתפקיד מומחה במשרד הפטנטים בברן
1903: נישואין למילבה
איינשטיין מתחתן עם חברו לבית הספר לשעבר, מילבה מאריץ ', איתו נולדה פעם בת, ליזל. אך בני הזוג נטשו אותה מחשש שלידה מחוץ לנישואין עלולה לפגוע בקריירה המקצועית של איינשטיין. יחד, יהיו להם שני בנים, הנס אלברט (1904) ואדוארד (1910), לפני שנפרדו. איינשטיין התחתן בשנית ב -1919 עם בת דודתו אלזה.
מרץ 1905: איינשטיין מפרסם מאמר על האפקט הפוטואלקטרי
אלברט איינשטיין מפרסם את מאמרו המהפכני הראשון בכתב העת "Annalen der Physik" שכותרתו "על נקודת מבט היוריסטית הנוגעת לייצור ושינוי אור". כדי להבין את מהות האור, הוא הביט באפקט הפוטואלקטרי, תופעה שבאמצעותה חומרים מסוימים פולטים אלקטרונים תחת פעולת קרני האור. בהתבסס על עבודתו של מקס פלאנק הוא מסביר כי האור נוצר מ"קוואנטה "(שלימים נקרא" פוטונים "), מעין גרגירי אנרגיה אשר, בהתאם לתדירות הקרינה, גורמים לפליטה. של האלקטרונים האלה. הוא מסיק כי האור הוא גם רציף וגם לא רציף,מסקנה שתוביל אותו לדואליות של חלקיקי הגל של האור (היא מציגה בו זמנית את התכונות הפיזיקליות של הגל ושל החלקיק).
מאי 1905: איינשטיין מסביר את תנועת בראוניאן
במאמר שני שכותרתו "על תנועה בראונית", איינשטיין מסביר תופעה זו של תנועה מופרעת של חלקיקים השקועים בנוזל כתוצאה מהטבע האטומי של החומר.
יולי 1905: איינשטיין מפרסם את תורת היחסות המיוחדת שלו
הפיזיקאי יליד גרמניה, שהוקם בציריך מאז 1896, פרסם בכתב העת המדעי "Les Annales de physique" (Annalen der Physik) מאמר שנועד לחולל מהפכה בפיזיקה המודרנית: "אלקטרודינמיקה של גופים נעים". בגיל 26 איינשטיין שבר את מבוי הסתום בפיזיקה על ידי התאמה בין התיאוריות האלקטרומגנטיות של מקסוול לבין התיאוריות המכניות של ניוטון. הוא מציב שני תנאים מדויקים: מהירות האור קבועה בוואקום וחוקי הפיזיקה תקפים במדיום אינרציאלי (ללא האצה או שינוי כיוון). לאחר מכן הוא מדגים שמרחב וזמן תלויים בכל מדיום אינרציאלי. במילים אחרות, לשני אנשים המוצבים בתקשורת אינרציאלית שונה לא תהיה אותה תפיסה של זמן ומרחב.הוא יראה מעט מאוחר יותר כי לתורת היחסות המיוחדת יש בעיקרון היחס בין מסה לאנרגיה (E = mc²).
1916: איינשטיין מפרסם את תורת היחסות הכללית שלו
מאז 1907, איינשטיין ביקש ליישם את עקרונות היחסות על כל המקרים. לאחר שנים של מחקר פרסם את מסקנות עבודתו ובכך פיתח את תורת היחסות הכללית. הוא מסביר כי מסת הגוף, בתופעת הכבידה, מעוותת חלקית את זמן הזמן (של ארבעה ממדים: שלושה ממדים של מרחב ואחד של זמן). כמו כן, כל עצם המתקרב לגוף מוצק מושפע מהדפורמציה הנגרמת ממנו. לכן שדה הכבידה כבר אינו אחראי על יחסי גומלין בין גופים, כפי שקבע אייזק ניוטון. התיאוריה של איינשטיין תאושר בשנת 1919 על ידי תצפיותיו של ארתור אדינגטון הבריטי שנערכו בליקוי חמה. הוא יעמיק את מחקריו בגרביטציה ואלקטרומגנטיות עד 1950.
10 בדצמבר 1922: איינשטיין מקבל את פרס נובל לפיזיקה
איינשטיין קיבל את פרס נובל לפיזיקה, שהוענק לו בשנת 1921 על מחקריו על האפקט הפוטואלקטרי. עבודתו בנושא תורת היחסות עדיין לא הייתה פה אחד בקרב מדענים.
1924: עבודה על תיאוריית בוס-איינשטיין
ככל שתורת הקוונטים מתפתחת יותר ויותר, איינשטיין משתף פעולה עם Satyendranath Bose ההודי על פירוט הסטטיסטיקה של Bose-Einstein. זה חל על בוזונים (חלקיקי ספין שלמים) ותורם לקידום הפיזיקה הקוונטית, גם אם איינשטיין מתנגד לעקרונות ההסתברות של זה. למעשה, בוס עשה בעיקר את מחקרו על פוטונים. ואז איינשטיין החל אותם על אטומים.
1928: איינשטיין מונה לנשיא הליגה לזכויות אדם
17 באוקטובר 1933: איינשטיין מפלט בארצות הברית
הפיזיקאי הגרמני נאלץ לעזוב את גרמניה הנאצית לאחר שבביתו נשלל בתחילת השנה. מתוך אמונה יהודית הוא עסק במאבק נגד הנאציזם בשנת 1914. עם כניסתו של היטלר, איינשטיין החליט לברוח לארצות הברית וקיבל את התפקיד שהוצע לו ב המכון ללימודים מתקדמים בפרינסטון, ניו ג'רזי. הוא ייקח אזרחות אמריקאית בשנת 1940.
29 במרץ 1934: הנאצים מונעים ממנו את הלאום הגרמני
2 באוגוסט 1939: מכתב מאיינשטיין לרוזוולט
אלברט איינשטיין חתם בשיתוף עם הפיזיקאים ליאו זילארד, אדוארד טלר ויוגן ויגנר, מכתב לנשיא רוזוולט שהסביר את הסיכונים שגרמניה הנאצית תביא אם היא מחזיקה בנשק אטומי. בעקבות הדואר, רוזוולט ייצור את "פרויקט מנהטן" שיש בו כדי לממש באופן אובייקטיבי פצצת אטום, כבקשת הדואר. ב -6 וב -9 באוגוסט 1945, האמריקנים יטילו שתי פצצות אטום על הירושימה ונגסאקי.
1940: איינשטיין מאמץ סופית את הלאום האמריקאי
18 באפריל 1955: מותו של אלברט איינשטיין
בגיל 76 נפטר אלברט איינשטיין ממפרצת פרצה. לאחר שהרגיז את עולם הפיזיקה בתיאוריות שלו על תורת היחסות המיוחדת והכללית, איינשטיין יהפוך לדמות מיתית במדע.