Albert Einstein

Albert Einstein
Albert Einstein, 1921
Kapanganakan	14 Marso 1879(1879-03-14) Ulm, Kingdom of Württemberg, Imperyong German
Kamatayan	18 Abril 1955(1955-04-18) (edad 76) Princeton, New Jersey, USA
Mamamayan	Württemberg/Germany (1879–96) Switzerland (1901–55) Austria (1911–12) Germany (1914–33) Estados Unidos (1940–55)
Nagtapos	ETH Zurich University of Zurich
Kilala sa	General relativity Special relativity Photoelectric effect Brownian motion Mass-energy equivalence Einstein field equations Unified Field Theory Bose–Einstein statistics
Asawa	Mileva Marić, 6 January 1903, Elsa Löwenthal née Einstein, m. 1923
Parangal	Nobel Prize in Physics (1921) Copley Medal (1925) Max Planck Medal (1929) Person of the Century
Karera sa agham
Larangan	Pisika
Institusyon	Swiss Patent Office (Bern) University of Zurich Charles University in Prague ETH Zurich Prussian Academy of Sciences Kaiser Wilhelm Institute University of Leiden Institute for Advanced Study
Doctoral advisor	Alfred Kleiner
Academic advisors	Heinrich Friedrich Weber
Bantog na estudyante	Ernst G. Straus Nathan Rosen
Pirma

Si Albert Einstein (Marso 14, 1879–Abril 18, 1955) ay isang Alemang-Swiss-Amerikanong pisikong teoretikal na kinikilala bilang isa sa pinakamahalagang siyentipiko sa ika-dalawampung siglo at isa sa pinakamahusay na physicist na nabuhay sa kasaysayan ng agham. Ang pinakamahalagang papel na kanyang ginampanan ay ang pagbuo ng "special at general theory of relativity". Sa karagdagan, marami siyang naiambag sa teoryang quantum at mekanikang estatistikal. Siya ay naparangalan ng Premyong Nobel sa kanyang paliwanag sa epektong photoelectric noong 1905.

Si Einstein ay nakilala sa buong mundo matapos na mapatunayan ang prediksyon ng kanyang teoryang general relativity na ang light rays ng malalayong bituin ay malilihis ng gravity ng araw. Ito ay napatunayan noong Nobyembre 7, 1919 sa ekspedisyon na ginawa ng mga inglaterong siyentipiko upang pagmasdan ang Solar Eclipse na naganap nang taong iyon sa Aprika.

Dahil sa kanyang katalinuhan at orihinalidad, ang salitang "Einstein" ay naging sinonimo ng salitang "henyo".

Talambuhay

Albert Einstein, 48 taong gulang

Si Einstein ay ipinanganak noong Marso 14, 1879 sa lungsod ng Ulm sa Württemberg, Alemanya, mga 100 km silangan ng Stuttgart. Ang kanyang ama ay si Hermman Einstein, isang tagapagtinda at inhinyero at ang kanyang ina ay si Pauline Koch. Noong 1880, ang pamilya ay nagtungo sa Munich at itinatag ng kanyang tiyuhin at ama ang Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie, isang kumpanyang gumagawa ng mga elektronikong bagay gamit ang prinsipyo ng diretsong kuryente.

Ang mag-anak na Einstein, bagamat mga Hudyo ay hindi mga striktong Hudyo. Sa katunayan, siya'y ipinag-aral sa isang Katolikong paaralan. Bagamat mayroong mga problema sa pananalita, si Einstein ay naging matalinong estudyante. Habang siya ay lumalaki, siya ay kinakitaan ng mga kakayahang gumuhit ng mga modelo sa pisika, mag-imbento ng mga simpleng makina at kalaunan ay magtaglay ng mataas na abilidad sa matematika. Noong 1889, isang araw na dumalaw ang malapit na kaibigan ng mga Einstein na si Max Talmud, itinuro niya ang ilang bagay sa batang Einstein gaya ng aklat ni Immanuel Kant na Critique of Pure Reasons at ang Elements ni Euclid.

Si Einstein ay pumasok sa Luitpold Gymnasium kung saan siya ay nagkamit ng edukasyon. Sinimulan niyang mag-aral ng matematika sa edad na labindalawa; noong 1891, tinuruan niya ang kanyang sarili ng Euclidian plane geometry mula sa isang munting aklat pampaaralan at sinimulan din niyang mag-aral ng Calculus. Habang nasa Gymnasium, siya ay nakipag alitan sa mga awtoridad at pinuna ang kanilang patakaran dahil siya ay naniniwalang ang ang pagkatuto at malikhaing pag iisip ay nawawala sa striktong pamamaraan ng pagsasaulo na pinatutupad ng paaralan.

Noong 1894, pagkatapos na bumagsak ang negosyong elektrokemikal ng kanyang amang si Herman, ang pamilya Einstein ay lumipat sa Pavia mula sa Munich. Ang Pavia, ay isang lungsod sa Italya malapit sa Milan. Ang unang akdang siyentipiko ni Einstein ay ang "The Investigation of the State of Aether in Magnetic Fields". Si Albert ay nanatili sa Munich upang tapusin ang kanyang edukasyon ngunit isang termino lamang ang kanyang natapos. Siya'y umalis ng Gymnasium noong tagsibol ng 1895 upang samahan ang kanyang pamilya sa Pavia. Siya'y tumigil ng isang taon at kalahati bago ang huling pagsusulit ng hindi sinasabi sa kanyang mga magulang. Kanyang hinikayat ang paaralan na siya'y payagang umalis na may sulat medikal mula sa isang doktor ngunit ito'y nangangahulugan na wala siyang makukuhang sertipikong pang sekundarya. Noong taong iyon, sa edad na 16, kanyang ginawa ang isang eksperimento na kilala sa tawag na "Salamin ni Albert Einstein". Matapos tumingin sa isang salamin, kanyang siniyasat kung anong mangyayari sa kanyang larawan kung siya'y gumagagalaw sa bilis ng liwanag(speed of light); ang kanyang konklusyon na ang bilis ng liwanag ay independiyente sa nagmamasid, ay siyang kalaunang naging isa sa postulate ng special relativity.

Bagaman siya ay nakapasa sa bahaging matematika at agham ng pagsusulit upang makapasok sa sa Federal Polytechnic Institute ng Zurich, na ngayon ay tinatawag na ETH Zurich, ang kanyang pagbagsak sa sining liberal na bahagi ay naging hadlang; siya'y ipinadala ng kanyang pamilya sa Aarau, Switzerland upang tapusin ang kanyang edukasyong pang sekondarya at naging maliwanag na siya'y hindi magiging isang inhenyerong elektrikal na gaya ng kagustuhan ng kanyang ama. Doon, siya'y nag-aral ng hindi karaniwang itinuturong teoryang electromagnetik ni Maxwell. Kanyang nakamit ang diploma noong Setyembre 1896. Sa panahong ito, siya'y tumuloy sa pamilya ni Propesor Jost Winteler at nahumaling kay Marie, ang kanilang anak na babae at ang kanyang unang kasintahan. Ang kapatid ni Einstein na babae na si Maja, isa sa pinakamalapit niyang kompidante, ay kalaunang ikinasal sa kanilang anak na si Paul at ang kanyang kaibigan na si Michele Besso ay ikinasal naman sa kanilang isa pang anak na babae na si Anna. Si Einstein ay kalaunang pumasok sa Federal Polytechnic Institute noong Oktubre at lumipat sa Zurich, habang si Marie ay lumipat sa Olsberg Switzerland para sa trabahong pagtuturo. Noon ding taong iyon, kanyang tinalikdan ang kanyang pagkamamamayang Württemberg.

Sa tagsibol ng 1896, isang Serbian na nangngangalang Mileva Maric ay nagsimulang pumasok bilang estudyanteng medikal sa Unibersidad ng Zurich, ngunit pagkatapos ng isang termino ay lumipat sa Federal Polytechnic Institute. Siya ang natatanging babae nang taong iyon na magkakamit ng parehas na diploma na kinukuha ni Einstein. Ang relasyon ni Maric kay Einstein ay nabuo sa isang pag-iibigan sa mga sumunod na taon.

Noong 1900, Si Einstein ay nabigyan ng diploma sa pagtuturo ng Federal Polytechnic Institute. Nilimbag ni Einstein ang kanyang unang akda tungkol sa pwersang capillary ng panginuming straw na pinamagatang "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen", na kung isasalin ay "Consequences of the observations of capillarity phenomena" (na matatagpuan sa "Annalen der Physik" volume 4, pahina 513). Dito, kanyang sinubukang pagsamahin ang lahat ng batas ng pisika, ang pagtatangkang patuloy na gagawin sa kanyang buong buhay. Sa pamamagitan ng kanyang kaibigan na si Michele Besso, isang inhinyero, si Einstein ay pinakilala sa mga akda ni Ernst Mach, at sa kalaunan ay itinuring ni Einstein si Mach na "isa sa pinakamagaling na sounding board sa Europa" para sa mga ideyang pampisikal. Nang mga panahong ito, tinalakay ni Einstein ang kanyang mga interes pang agham sa malalapit na kaibigan, kasama na sina Besso at Maric. Tinawag ng grupo ang kanilang sarili na "Olympia Academy". Si Einstein at Maric ay may isang anak na babae sa labas ng matrimonya, si Lieserl Einstein, na ipinanganak noong January 1902. Ang kanyang kapalaran ay hindi alam. Ang iba'y naniniwala na siya'y namatay noong sanggol pa lamang, samantalang ang iba nama'y naniniwala na siya ay pinaampon.

Mga Akda at ang kanyang doctorate

Si Einstein ay hindi makahanap ng trabaho sa pagtuturo pagkatapos ng makamit ang kanyang diploma. Ang ama ng kanyang kamag-aral ay tumulong sa kanyang makahanap ng trabaho bilang isang katulong na tagasuring teknikal sa isang Tanggapang Swiss Patent noong 1902. Doon, si Einstein ay sumuri ng kahalagahan ng mga aplikasyong patent na isinumite ng mga imbentor at ito'y nangangailangan ng kaalaman sa pisika para maunawaan. Ang kanyang trabaho ay suriin ang mga kasangkapang electromagnetika.

Pinakasalan ni Einstein si Mileva Maric noong Enero 6, 1903. Ang pagpapakasal ni Einstein kay Maric na isang matematiko ay pagsasamang personal at intelektwal.

Noong 1903, ang posisyon ni Einstein sa Tanggapang Swiss Patent ay ginawang permanente. Kanyang nakamit ang kanyang doctorate sa Unibersidad ng Zurich matapos isumite ang kanyang tesis na "A new determination of molecular dimensions" ("Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen") noong 1905.

Akdang Annus Mirabilis

Noong 1905, si Einstein ay sumulat ng apat na artikulo na naging bahagi sa pundasyon ng modernong pisika. Karamihan sa mga pisiko ay umaayon na tatlo sa mga akdang iyon (on Brownian motion, the photoelectric effect, and special relativity)ang nararapat magkamit ng gantimpalang Nobel. Isa lang sa mga akdang iyon ang binanggit ng komiteng Nobel sa Parangal.

Isinumite ni Einstein ang mga akdang ito sa "Annalen der Physik". Ito'y karaniwang tinatawag na "Annus Mirabilis Papers" (mula sa Annus mirabilis, Latin ng 'year of wonders'). Ang International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) ay ipinagdiwang at inalala ang ika 100 taon ng pagkakalimbag ng mga akda ni Einstein noon 1905 bilang "Taong Pandaigdig ng Phsyics 2005".

Ang unang akda na pinamagatang "On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light", ("Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt") ang direktang tinukoy sa Premyong Nobel. Sa papel na ito, pinalawig ni Einstein ang hypotesis ni Planck ng mga munting bahagi(discrete) ng elementong enerhiya sa kanyang sariling hypotesis na ang enerhiyang electromagnetika ay sinisipsip o inilalabas ng bagay sa kwanta ng hv (kung saan ang h ay Planck's constant at ang v ay frequency ng liwanag), na nagbibigay ng bagong batas na

Emax = hν − P

upang ipaliwanag ang epektong photoelectric, gayundin ang mga katangiang photoluminescence at photoionization. Ginamit ni Einstein ang batas na ito upang isalarawan ang epektong Volta(1906), ang produksyon ng pang sekundaryang cathode rays at ang high frequency limit ng Bremsstrahlung (1911). Ang pinakamahalagang kontribusyon ni Einstein ay ang kanyang asersyong ang kwantisasyon ng enerhiya ay panloob na katangian ng liwanag imbis na ng interaksyon sa pagitan ng materya at liwanag na gaya ng paniniwala ni Planck. Isa pa sa karaniwanang nakakaligtaang resulta ng papel na ito ay ang kanyang mahusay na pagtatantiya ng bilang Avogadro. Bagaman hindi iminungkahi ni Einstein na ang liwanag ay isang partikulo sa akdang ito; ang konseptong "poton" (photon) ay hindi imininungkahi hanggang 1909.

Ang kanyang ikalawang artikulo noon 1905, na tinatawag na "On the Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid", ("Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen") ay sumasakop sa kanyang pag-aaral sa galaw Brownian. Itoy ay nagbigay ng ebidensiyang empirikal sa eksistensiya ng mga atomo. Bago ang papel na ito, ang mga atomo ay pinaniniwalaang makabuluhang konsepto ngunit pinagtatalunan ng mga chemist at physicist kung ang atomo ay mga tunay na bagay. Ang pagtalakay estatistikal ni Einstein sa kalikasan nito ay nagbigay sa mga eksperimentalista ng paraan ng pagbilang ng atomo sa pamamagitan ng ordinaryong mikroskopyo. Si Wilhelm Ostwald, isa sa mga pinuno ng eskwelang anti-atomo, ay kalaunang napaniwala sa eksistensiya ng atomo dahil sa kumpletong paliwanag ni Einstein sa galaw Brownian. Ipinaliwanag din ni Louis Bachelier ang Galaw Brownian noong 1900.

Ang ikatlong papel ni Einstein, ang "On the Electrodynamics of Moving Bodies" ("Zur Elektrodynamik bewegter Körper") ay inilimbag noong Hunyo 1905. Ang akdang ito ay nagpakilala sa teoryang special relativity, ang teorya ng oras, distansiya, mass at enerhiya na umaayon sa elektromagnetismo ngunit hindi kasama ang pwersa ng gravity. Habang binubuo ang papel na ito, sumulat si Einstein kay Mileva tungkol sa "ating akda sa galaw relatibo" at ito'y nagdulot para sa iba na magtanong kung si Mileva ay may papel na ginampanan sa pagbuo nito. Ilang historyan ang naniniwala na si Einstein at si Mileva ay may kaalaman na ang kilalang Pranses na si Henri Poincaré ay naglimbag ng ekwasyon ng relativity, mga ilang linggo bago isinumite ni Einstein ang kanyang papel. Marami ang naniniwala na ito'y independiyente. Gayundin, pinagtatalunan kung alam ni Einstein ang akda ni Lorentz noong 1904 na naglalaman ng karamihan sa teorya na tinukoy ni Poincaré.

Ang ikaapat na papel, "Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy Content?", ("Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?") na inilimbag noong 1905, ipinakita ni Einstein na mula sa axiom ng relativity, na posible mahinuha ang ekwasyon na nagpapakitang ang enerhiya at matter ay magkatumbas. Ang katumbas na enerhiya ng isang halaga ng mass ay ang mass na pinadami ng bilis ng liwanag(c) dalawang ulit sa kanyang sarili: E = mc².

Bagaman si Poincare ang unang naglimbag ng "ekwasyong enerhiya" , ito ay iba ng kaunti sa anyo: m = E / c²

Kalagitnaang mga Taon

Noong 1906, si Einstein ay naiangat sa ikalawang klaseng teknikal na tagasuri. Noong 1908, si Einstein ay nabigyan ng lisensiya sa Bern, Switzerland bilang Privatdozent(walang sahod na guro sa isang unibersidad). Sa mga panahong it, inilarawan ni Einstein kung bakit bughaw ang kalangitan sa kanyang papel na "on the phenomenon of critical opalescense" kung saan ipinapakita ang pagsasamang epekto ng paghahasik ng liwanag sa pamamagitan ng indibidwal na molecules sa atmosphero. Noong 1911, si Einstein ay naging unang katulong na propesor sa Unibersidad ng Zurich at kalaunan ay naging ganap na propesor sa seksyon ng lenggwaheng Aleman ng Charles University ng Prague. Habang nasa Prague, si Einstein ay naglathala ng isang papel na tumatawag sa mga astronomo na subukin ang dalawang prediksyon ng kanyang teorya ng relativity: ang pagkababaluktot ng liwanag sa gravitational field na masusukat sa isang solar eclipse; at ang redshift ng mga linyang solar spectral relatibo sa mga linyang spectral na nalilikha ng ibabaw ng Mundo. Isang astronomo na nagngangalang Erwin Freundlich ang nagsimulang makipagtulungan kay Einstein at umalerto sa ibang mga astronomo sa buong mundo tungkol sa pagsubok astronimikal ng teorya ni Einstein. Noong 1912, si Einstein ay bumalik sa Zurich upang maging ganap na propesor sa ETH Zurich. Noong panahong iyon, siya'y malapit na nakipagtulungan sa matematikong si Marcel Grossmann na nagpapakilala sa kanya sa Riemann geometry. Noong 1912, sinimulang tawagin ni Einstein ang oras bilang ikaapat na dimensyon( bagaman naunang nagawa ito ni H.G. Wells sa akdang The Time Machine noong 1805).

Noong 1914, bago magsimula ang Unang Digmaang Pandaigdig, si Einstein ay nanirahan sa Berlin, Alemanya bilang propesor ng isang lokal na unibersidad at naging isang kasapi ng Akademya ng Pang-Agham ng Prussia. Kanyang kinuha ang pagkamamamayan ng Prussia. Mula 1914 hanggang 1933, siya'y naglingkod bilang direktor ng Kaiser Wilhelm Institute para sa Physics sa Berlin. Kanya ring hinawakan ang posisyong ng di-pangkaraniwang propesor sa Unibersidad ng Leiden mula 1920 hanggang 1946 kung saan palagi siyang nagbibigay ng pangtuturo.

Noong 1917, inilathala ni Einstein ang "On the Quantum Mechanics of Radiation" ("Zur Quantentheorie der Strahlung," Physkalische Zeitschrift 18, 121–128). Ang artikulong ito ay nagpakilala ng konseptong stimulated emmission, ang prinsipyong pisikal na nagpapahintulot sa amplikasyon ng liwanag sa laser. Kanya ring inilimbag ang akda nang taong iyon na gumagamit ng teoryang pangkalahatang relatibidad(general relativity) upang imodelo ang kilos ng buong sansinukob na siyang naglatag ng entablado sa modernong kosmolohiya. Sa akdang ito, nilikha niya ang kanyang tinatawag na "pinakamatinding pagkakamali": ang cosmological constant.

Noong Mayo 14, 1904, ang unang anak ni Albert at Mileva, si Hans Albert Einstein ay ipinanganak. Ang kanilang ikalawang anak na lalaki, si Eduard Einstein ay ipinanganak noong Hulyo 28, 1910. Si Hans Albert ay naging propesor ng inhinyerong hydraulic sa Unibersidad ng California sa Berkeley. Hindi siya malapit sa kanyang ama, bagaman pareho silang may interes sa musika at paglalayag. Si Eduard, ang nakababatang kapatid ay nagnais na maging isang tagasiyasat Freudian ngunit ipinasok sa isang institusyong mental sanhi ng sakit na schizophrenia at doon namatay. Si Einstein ay nakipaghiwalay kay Mileva noong Pebrero 14, 1919 at nagpakasal sa kanyang pinsang si Elsa Löwenthal noong Hunyo 2, 1919(ipinanganak na Einstein: Löwenthal ang apelyido ng kanyang unang asawang si Max). Siya ay tatlong taong gulang na mas matanda kay Albert at kanya siyang inalagaan matapos dumanas si Albert ng nerbyosong panlulupaypay kasama ng matinding sakit sa tiyan. Wala silang naging anak.

Pangkalahatang relatibidad

Noong Nobyembre 1915, sinimulan ni Einstein ang sunod sunod na pagtuturo sa Akdemyang Pang-Agham ng Prussia kung saan kanyang isinalarawan ang bagong teorya ng gravity, na kilala bilang pangkalahatang relatibidad. Ang huling pagtuturo ay nagwakas sa isang pagpapakilala ng ekwasyon na pumalit sa batas gravity ni Newton, ang Field Equation. Ang teoryang ito na tumuturing na ang lahat ng nagmamasid ay pantay pantay, hindi lamang sa mga gumagalaw na pantay ang bilis. Sa pangkalahatang relatibidad, ang gravity ay hindi isang pwersa(na gaya ng sa batas gravity ni Newton) kundi ito ay sanhi ng pagkakabaluktot ng space-time.

Naglimbag si Einstein ng mga akda tungkol sa pangkalahatang relatibidad na hindi makukuha sa labas ng Aleman sanhi ng digmaan. Ang balitang tungkol sa bagong teorya ni Einstein ay umabot sa mga astronomong Ingles at Amerikano sa pamamagitan ng pisikong Dutch na sina Hendrik Antoon Lorentz at Paul Ehrenfest at ang kanilang kasamang si Willem de Sitter, Direktor ng Obserbatoryong Leiden. Siya'y naakit sa bagong teorya ito at naging pangunahing tagapagtaguyod at tagapagpakilala nito. Karamihan sa mga astronomo ay hindi nagustuhan ang heometrisasyon ni Einstein ng gravity at naniniwalang ang mga prediksyon ng pagbaluktot ng liwanag at gravitational redshift ay hindi tama. Noong 1917, ang mga astronomo sa Obserbatoryong Bundok Wilson sa Timog California ay naglimbag ng resulta ng pagsisisyasat na spektropiko ng solar spektrum na nagpapakita na walang gravitational redshift sa Araw. Noong 1918, ang mga astronomo sa Obserbatoryong Lick sa Hilagang California ay nakakuha ng larawan ng solar eclipse na namasdan sa Estados Unidos. Pagkatapos ng digmaan, kanilang ipinahayag ang kanilang pagsisiyasat na nagsasabing ang prediksyong pagkabaluktot ng liwanag ng pangkalahatang relatibidad ay mali; ngunit ang pagsisiyasat na ito ay hindi nailimbag sanhi ng mga pagkakamali.

Nang magkaroon ng solar eclipse noong 1919, si Arthur Eddington ay namuno ng pagsukat ng pagkabaluktot ng liwanag ng bituwin habang dumadaan papalapit sa Araw na nagreresulta sa posisyon nito na malayo sa Araw. Ang epektong ito ay tinatawag na gravitational lensing at katumbas sa dalawang ulit na prediksyong Newton. Ang obserbasyon ay ginawa sa Sobral, Ceara, Brazil gayundin sa isla ng Principe sa Kanlurang pampang ng Aprika. Ipinahayag ni Eddington na ang resultang ito ay kumumpirma sa prediksyon ni Einstein at ang diyaryong The Times na nag-ulat ng kumpirmasyong ito noong Nobyembre 7 nang taong iyon ang siyang nagpalago ng kasikatan ni Einstein.