петък, 26 май 2017 г.

Алберт Айнщайн

(1879-1955)

   Алберт Айнщайн е роден в Германия физик, създал теорията на относителността. Той е смятан за най-влиятелният физик на 20-ти век. Роден в Улм, Вюртемберг, Германия през 1879 година, Алберт Айнщайн е създал специалната и общата теории на относителността. През 1921 година той печели Нобеловата награда за физика за неговото обяснение на фотоелектричния ефект. Той умира на 18.04.1955 г. в Принстън, Ню Джърси.
   Роден на 14.03.1879 г. Алберт Айнщайн израства в светско еврейско семейство от средната класа. Баща му, Херман Айнщайн, е бил търговец и инженер, който със своя брат е основал електротехническа фабрика, произвеждаща електрическо оборудване в Мюнхен. Неговата майка, Паулине Кох, е движела домакинството вкъщи. Айнщайн е имал 1 сестра, Мая, родена 2 години след него.
   Айнщайн е завършил основно училище в гимназията Луитполд в Мюнхен, където се е откроявал от останалите ученици в обучението си. Той се е наслаждавал на класическата музика и е свирел на цигулка. Въпреки това той се е чувствал отчужден и се е борил с твърдото Пруско образование, което е получавал там. Той също така е изпитвал трудности с речта, като говоренето му е било с бавен ритъм и с чести паузи за замисляне какво да бъде следващото нещо, което да каже. В следващите години Айнщайн ще напише за две събития, които са имали маркиращ ефект върху детството му. Едното е било сблъсъкът с компаса на петгодишна възраст, когато той се е удивлявал на невидимите сили, които обръщат иглата. Другото е било на 12-годишна възраст, когато е открил книга за геометрията, която той е препрочитал отново и отново. 
   През 1889 г. семейството на Айнщай е поканило в дома си за четвъртъшните вечерни ястия един беден Полски студент по медицина на име Макс Талмуд. Талмуд се е превърнал в неформален учител за младия Айнщайн, представяйки му по-висши математика и философия. Една от книгите, които Талмуд е споделил с Алберт била детска книга за науката, в която авторът си е представил яздене на електричеството протичащо по телеграфна жица. Айнщайн е започнал да се чуди как би изглеждал светлинен лъч ако можеше да тича край него със същата скорост. Ако светлината беше вълна, тогава светлинният лъч би трябвало да изглежда стационарен, като замръзнала вълна. Въпреки това, в реалността светлинният лъч се движи. Този парадокс го е довел до написването на неговия първи "научен материал" на 16 годишна възраст, "Изследване на състоянието на Етера в магнитни полета". Въпросът за относителната скорост на стационарния наблюдател и на наблюдателя движещ се със скоростта на светлината е бил въпрос, който ще доминира неговото мислене през следващите 10 години.
   През 1894 г. компанията на Херман Айнщайн се проваля в спечелването на важен договор за електрифицирането на град Мюнхен и той е бил принуден да се премести с неговото семейство в Милано, Италия. Алберт останал в къща в покрайнините на Мюнхен за да довърши образованието си в гимназията Луитполд. Сам, нещастен и отблъснат от задаващата се перспектива за военна служба щом навърши необходимата възраст, Алберт се оттегля от училище с помощта на извинителна бележка от лекар и той си проправя път до Милано за да се присъедини към родителите си. Родителите му симпатизират на чувствата му, но са загрижени за огромните проблеми, с които той ще се сблъска с отпадането му от училището и липсата на умения, необходими за наемане на работа. 
   За щастие Айнщайн е бил в състояние да се обърне директно към Швейцарското Федерално Политехническо Училище в Цюрих, Швейцария. С липсваща гимназиална диплома, той се проваля на много от приемните изпити, но получава отлични оценки по математика и физика. Поради това той е приет в училището при условие, че първо завърши официалното си образование. Той отива в специално училище, водено от Жост Винтелер в град Арау, Швейцария и се дипломира през 1896 г. на 17 годишна възраст. Той е станал дългосрочен приятел със семейството на Винтелер, при което е бил на пансион и се е влюбил в дъщеря му Мари. По това време Айнщайн отхвърля неговото немско гражданство за да избегне военна служба и се записва в Цюрихското училище. 
   Айнщайн ще си припомня, че годините прекарани в Цюрих са едни от най-щастливите в живота му. Той среща много студенти, които ще се превърнат в лоялни приятели, като математикът Марсел Гросман и Мишел Бесо, с когото той се е наслаждавал на дългите разговори за пространството и времето. Той също среща своята бъдеща съпруга, Милева Марич, колега студент по физика от Сърбия. 
   След дипломирането в Политехническия институт, Айнщайн се сблъсква със серия от житейски кризи през следващите няколко години. Понеже той е обичал да се самообучава, често е бягал от часовете и така си е спечелил неприязънта на някои от професорите. Един по-специално, Хайнрих Вебер, написал писмо с препоръки на молбата на Айнщайн, което е довело до отхвърлянето от всички академични позиции, за които той е кандидатствал след дипломирането. Междувременно отношенията на Айнщайн с Марич се задълбочили, но родителите му категорично се противопоставили на връзката, цитирайки нейния Сръбски произход и Източна православна християнска религия. Айнщайн се възпротивил на родителите си и продължил да се вижда с Марич. През Януари 1902 г. двойката се сдобила с дъщеря, Лийзерл, която или е умряла от болест или е била дадена за осиновяване - фактите не са известни.
   В този момент Алберт Айнщайн вероятно е достигнал най-ниската точка в своя живот. Той не е можел да се ожени за Марич и да поддържа семейство без работа, а бизнесът на баща му е банкрутирал. Отчаян и безработен, Айнщайн е приемал нископлатени работи, обучавайки деца, но той не е бил в състояние да се задържи на никоя от тях. Повратната точка е дошла по-късно през 1902 г., когато бащата на неговия приятел Марсел Гросман го препоръчва за позицията на чиновник в Швейцарското патентно бюро в Берн. По това време бащата на Айнщайн се разболява сериозно и точно преди да умре му дава благословията си да се ожени. С малък, но постоянен приход, Айнщайн се жени за Марич на 06.01.1903 г. През Май 1904 г. те имат своя първи син, Ханс Алберт. Техният втори син, Едуард се ражда през 1910 г.
   В патентното бюро Алберт Айнщайн оценява патентното приложение на електромагнитни устройства. Той бързо се специализира в работата, което му оставя време да размишлява върху трансмисията на електрически сигнали и електромеханичната синхронизация, интерес, който е бил култивиран няколко години. Докато в политехническото училище е изучавал електромагнитните теории на шотландския физик Джеймс Максуел, които са описвали природата на светлината, той е открил фактът, непознат дори за самия Максуел, че скоростта на светлината остава постоянна. Все пак това нарушавало законите за движението на Исак Нютон, тъй като в неговата теория е нямало абсолютни скорости. Това прозрение довело Айнщайн до формулирането на принципа на относителността. 
   През 1905 г. - често наричана "годината на чудото" на Айнщайн - той предава труда си за своя докторат и публикува 4 статии в "Annalen der Physik", един от най-добре познатите физични журнали. Четирите статии - фотоелектричният ефект, Брауновото движение, специалната относителност и еквивалентността на материята и енергията - ще променят курса на модерната физика и ще привлекат вниманието на академичния свят към него. В своята статия за материята и енергията, Айнщайн извежда добре познатото уравнение E=m.c^2, предполагащо, че малки частици материя могат да бъдат превърнати в огромно количество енергия, предвещавайки изобретяването на ядрената енергия. Имало е твърдения, че Айнщайн и неговата жена, Марич, са си сътрудничели в написването на трудовете от 1905 г., но историците изучавали въпроса не са открили доказателства тя да е имала някакъв съществен принос. Всъщност в статиите, Айнщайн споменава единствено неговите разговори с Мишел Бесо, допринесли за създаването на теорията на относителността. 
   Първоначално трудовете на Айнщайн от 1905 г. са били игнорирани от физичната общност. Това започнало да се променя, когато той получил вниманието на Макс Планк, може би най-влиятелният физик от своето поколение и създател на квантовата теория. С похвалните коментари на Планк и с неговите експерименти потвърждаващи теориите му, Айнщайн е бил поканен да изнася лекции на международни срещи и той бързо се е издигнал в академичния свят. Той е получил серия от оферти за позиции във все по-престижни институции, включително университета на Цюрих, университета на Прага, Швейцарския федерален технологичен институт и накрая университета на Берлин, където той е служил като директор на института по физика Кайзер Вилхелм от 1913 до 1933 г.
   С разпространението на славата на Айнщайн, бракът му се разпаднал. Неговите постоянни пътувания и интензивно изучаване на работата му, както и аргументите за техните деца и оскъдните семейни финанси, довели Айнщайн до заключението, че с неговия брак е свършено. Айнщайн започнал афера с братовчедка си, Елза Льовентал, за която по-късно се оженил. Той се развел с Милева през 1919 г. и като споразумение се съгласил да й даде парите, които би получил, ако някога спечели Нобелова награда. 
   През Ноември 1915 г. Айнщайн завършил общата теория на относителността, която той смятал за своя шедьовър. Той е бил убеден, че общата относителност е коректна, поради нейната математическа красота и защото тя точно предвидила перихелия на отбитата на Меркурий около Слънцето, който се оказал къс в теорията на Нютон. Общата теория на относителността също така предвидила точно измеримото отразяване на светлината около Слънцето, когато планета или друга звезда преминават близко до него. Това предвиждане е било потвърдено от наблюденията на британския астроном сър Артър Едингтън по време на слънчево затъмнение през 1919 г. През 1921 г. Алберт Айнщайн получава Нобеловата награда за физика. Понеже относителността все още е била смятана за противоречива, Айнщайн получава наградата за неговото обяснение на фотоелектричния ефект. 
   През 20-те години на ХХ век Айнщайн създава новата наука космология. Неговите уравнения предвиждат, че вселената е динамична, винаги разширяваща или свиваща се. Това противоречи на предишното виждане, че вселената е статична, виждане, на което Айнщайн по-рано е държал и което е било водещ фактор в неговото разработване на общата теория на относителността. Но неговите по-късни изчисления в общата теория индикирали, че вселената може да се разширява или свива. През 1929 г. астрономът Едуин Хъбъл открил, че вселената наистина се разширява, потвърждавайки така работата на Айнщайн. През 1930 г. по време на визита в обсерваторията Маунт Уилсън близо до Лос Анджелис, Айнщайн се срещнал с Хъбъл и декларирал, че космологичната константа, неговата първоначална теория за статичните размер и форма на вселената, е била неговата "най-голяма грешка".
   Докато Айнщайн е обикалял много по света, говорейки за своите теории през 20-те години на ХХ век, нацистите са набирали сила под лидерството на Адолф Хитлер. Теориите за относителността на Айнщайн са се превърнали в удобна цел за нацистката пропаганда. През 1931 г. нацистите накарали други физици да отрекат Айнщайн и неговите теории като "еврейска физика". По това време Айнщайн научил, че новото Германско правителство, сега под пълния контрол на нацистката партия, е прокарало закон, изключващ евреите от това да заемат официални позиции, включително това да преподават в университетите. Айнщайн също е научил, че неговото име е в списък с цели за покушения и нацистката организация е публикувала списание със снимката на Айнщайн и надпис "Все още необесен" на корицата.
   През декември 1932 г. Айнщайн решава да напусне Германия завинаги. Той заел позиция в новоформирания институт за напреднало изучаване в Принстън, Ню Джърси, който скоро се превърнал в меса за физици от целия свят. Тук той ще прекара остатъка от кариерата си, опитвайки се да създаде обща теория на полето - всеобхватна теория, която ще обедини силите във вселената, а оттам и законите на физиката, в една рамка - и ще обори приетата интерпретация на квантовата физика. Други европейски учени също напуснали редица страни, заплашени от нацистко превземане и дошли в САЩ.  Някои от тези учени са били запознати с нацистките планове за създаване на атомно оръжие. За известно време техните предупреждения към Вашингтон са били пренебрегвани.
   През лятото на 1939 г. Айнащайн заедно с друг учен, Лео Сзилард, били увещани да напишат писмо до президента Франклин Рузвелт за да му сигнализират за възможността за нацистка бомба. Президентът Рузвелт не е могъл да рискува с възможността Германия първа да създаде атомна бомба. Писмото се смята за ключовия фактор, който мотивира САЩ да изследва начините за създаване на ядрени оръжия. Рузвелт поканил Айнщайн да се срещне с него и скоро след това Съединените Щати инициирали проекта Манхатън. 
   Скоро след като започва кариерата си в Ню Джърси, Айнщайн изразява благодарност за "меритокрацията" на Съединените Щати и за правото на хората да мислят това, което им харесва - нещо, на което той не е могъл да се радва като младеж в Европа. През 1935 г. Айнщайн си осигурява постоянно жителство в САЩ и става американски гражданин през 1940 г. С преместването на проекта Манхатън от чертожната дъска към тестването и разработката в Лос Аламос, Ню Мексико, много от неговите колеги са били помолени да се включат в разработването на първата атомна бомба, но Айнщайн не е бил един от тях. Според няколко изследователи, които са изследвали архивите на ФБР през годините, причината е била, че американското правителство не е имало доверие в дълготрайната свързаност на Айнщайн с мирни и социални организации. Директорът на ФБР Дж. Едгар Хувър отива толкова далеч, че препоръчва Айнщайн да се държи извън Америка от закона за изключване на чужденците, но той е бил отхвърлен от Държавния Департамент на САЩ. Вместо това, по време на войната, Айнщайн помага на американските ВМС да оценят проекти за бъдещи оръжейни системи и допринася за военните усилия чрез продажбата на търг на безценни лични ръкописи. Един пример е ръчно написано копие на неговия труд за специалната относителност от 1905 г., който е бил продаден за 6,5 млн. долара и сега се намира в библиотеката на Конгреса. 
   На 06.08.1945 г., докато е бил на почивка, Айнщайн чул новината, че атомна бомба е била пусната над Хирошима, Япония. Той скоро бива замесен в международните усилия за поставяне на атомната бомба под контрол и през 1946 г. заедно с физика Лео Сзилард той създава Спешния комитет на атомните учени. През 1947 г. в една статия, която пише за The Atlantic Monthly, Айнщайн твърди, че Съединените Щати не трябва да се опитва да монополизира атомната бомба, а вместо това следва да снабди Организацията на Обединените Нации с ядрени оръжия с единствената цел да служат като възспиращо средство. По това време Айнщайн също става член на Националната Асоциация за Просперитет на Цветнокожите. Той кореспондира с активиста за граждански права Уеб Дю Бойс и активно пропагандира за правата на афроамериканците. 
   След войната Айнщайн продължава да работи по много ключови аспекти от общата теория на относителността, като червеевите дупки, възможността за пътуване във времето, съществуването на черни дупки и създаването на вселената. Въпреки това нараства изолацията му от останалите учени от физичната общност. С огромните разкрития на тайните на атомите и молекулите, подтиквани от разработването на атомната бомба, мнозинството от учените е работело върху квантовата теория, не върху относителността. Друга причина за отделянето на Айнщайн от неговите колеги е неговото обсебване в търсенето на обща теория на полето. През 30-те години на ХХ век, той влиза в серия от исторически частни дебати с Нийлс Бор, авторът на атомния модел на Бор. В серии от "мисловни експерименти" Айнщайн се опитва да открие логически несъответствия в квантовата теория, но не успява. Все пак в по-късните години той спира да опонира на квантовата теория и се опитва да я включи заедно със светлината и гравитацията в по-голямата обща теория на полето, която той разработва.  
   В последното десетилетие от живота си, Айнщайн се оттегля от публичния живот, пътувайки рядко и отдавайки се на дълги разходки около Принстън с близки съмишленици, с които влиза в дълбоки диалози за политика, религия, физика и неговата обща теория на полето.
   На 17.04.1955 г., докато работи върху реч, която е подготвял за честването на 17-годишнината на Израел, Айнщайн е получил коремен аортен аневризъм с вътрешно кървене. Той е бил откаран за лечение в Университетския медицински център в Принстън, но е отказал операция, вярвайки че си е изживял живота и е бил доволен да приеме съдбата си. "Искам да си отида, когато аз искам", заявил той тогава. "Продължаването на живота изкуствено е проява на безвкусица. Аз свърших моята част, време е да си ходя. Ще го направя елегантно." Айнщайн починал в медицинския център рано на следващата сутрин - 18.04.1955 г. - на 76 годишна възраст.
   По време на аутопсията, Томас Щолц Харви премахнал мозъка на Айнщайн, очевидно без разрешението на неговото семейство, за съхранение и бъдещо изследване от невролозите. Останките му са били кремирани и неговата прах е била разпръсната на запазено в тайна място. След десетилетия изучаване, мозъкът на Айнщайн сега се намира в Университетския медицински център на Принстън.
   

Няма коментари:

Публикуване на коментар