Albert Einstein

rođen je 14. ožujka 1879. u Ulmu, gradu na jugu Njemačke.

Sve do svoje treće godine Albert nije progovorio, ali je pokazivao nevjerojatnu radoznalost i briljantnu moć shvaćanja kompliciranih matematičkih koncepata.

Roditelji su ga poticali u samopouzdanju i dopustili mu da već u dječačkoj dobi sam donosi odluke o svom obrazovanju, karijeri, vjeri i državljanstvu. Ovakva intelektualna samostalnost pokazala se kasnije osnovom za njegova znanstvena postignuća.

Imao je pet godina kad je dobio prvi kompas. Snažno ga je impresionirala magnetska igla kojom je upravljala neka nevidljiva sila. Ovo iskustvo u njemu je probudilo čuđenje koje se nije gasilo do kraja života.

Podvrgavanje disciplini, nemaštovi školski duh i postojeće metode učenja u školskom sustavu bile su za njega naprihvatljive, pa je često izostajao s predavanja koristeći to vrijeme za učenje fizike, matematike i filozofije na svoj način (npr. u dobi od 12 godina sam je naučio geometriju).

Školovanje je započeo u Münchenu, prvo u Katoličkoj školi, a zatim u Lutipold gimnaziji. Godine 1894., nezadovoljan sustavom učenja, u dobi od 15 godina napušta školu i pridružuje se roditeljima u Italiji.

Sljedeće godine nije se uspio upisati na Švicarski institut za tehnologiju, pa je srednju školu završio u švicarskom gradu Aarau u dobi of 17 godina. Iste godine upisuje se na Tehnološki institut u Zürichu (ETH). Godine 1900. diplomirao je i tako postao profesor matematike i fizike, praktički učeći iz bilješki svoga kolege Marcela Grossmana.

Godine 1902. konačno se zaposlio u Švicarskom patentnom zavodu u Bernu kao ispitivač patenata. U tom razdoblju otkrio je niz osnovnih zakona prirode (brzinu svjetlosti kao maksimalnu brzinu, dilataciju vremena i novu interpretaciju dilatacije dužina, te ekvivalentnost mase i energije, korpuskularnu prirodu svjetlosti i princip ekvivalencije te osnovu opće teorije relativnosti).

U ožujku 1905. godine Einstein je poslao u tada vodeći njemački časopis iz fizike Annalen der Physik članak pod naslovom Razmatrajući heuristički pogled prema emisiji i transformaciji svjetlosti. U tom radu iznio je novo razumijevanje strukture svjetlosti. Zaključuje da svjetlost ima dvojnu prirodu: ovisno o tipu eksperimenta, svjetlost će se ponašati kao čestica ili kao val. Diskretne, neovisne čestice energije od kojih se svjetlost sastoji kasnije su nazvane fotonima.

Einstein je uspješno objasnio fotoelektrični efekt pomoću koncepta fotona, što mu je donijelo i Nobelovu nagradu 1921. za doprinos teorijskoj fizici. Njegova interpretacija fotoelektričnog efekta omogućila je eksperimentalno određivanje vrijednosti Planckove konstante (h), dotada nepoznatog iznosa.

U travnju iste godine dovršio je svoj doktorski rad Novo određivanje molekularnih dimenzija, u kojem je pokazao kako se može odrediti Avogadrov broj i veličina iona u otopini mjereći osmotski tlak i difuzijske koeficijente.

U svibnju je poslao časopisu Annalen der Physik svoj drugi članak po naslovom O gibanju čestica uronjenih u mirujuću tekućinu kako to nalaže molekularna kinetička teorija otopine. Ovdje je predložio objašnjenje nasumičnog kretanja mikroskopskih čestica (tzv. Brownovo gibanje, koje je zabilježio britanski botaničar Robert Brown) pomoću poznate kinetičke teorije koja objašnjava toplinu kao efekt neprestanog kretanja atoma. Ako se sićušne, ali pod mikroskopom vidljive, čestice nalaze u tekućini, nasumični sudari s nevidljivim atomima (molekulama) uzrokuju da mikročestice plešu nasumičan skokovit ples. To je bio velik doprinos u stvaranju predodžbe o atomima i molekulama kao osnovnim djelićima svega što nas okružuje.

U lipnju 1905. godine Einstein objavljuje članak kojim udara temelje onome što je danas poznato kao specijalna teorija relativnosti. Još od vremena Galileia i Newtona, fizičari su znali da laboratorijska mjerenja mehaničkih procesa ne mogu pokazati razliku između aparatura koje miruju i aparatura koje se pravocrtno gibaju konstantnom brzinom. Ovo se zove princip relativnosti. No prema elektromagnetskoj teoriji koju su razvili Maxwell i Lorentz, svjetlost ne bi trebala zadovoljavati taj princip. Njihova teorija je predviđala da bi mjerenja brzine svjetlosti trebala pokazati efekt gibanja. No to nije bilo moguće eksperimentalno dokazati: brzina svjetlosti nije varirala. Einstein je bio pun uvjerenja da se princip relativnosti mora odnositi na sve fenomene, bili oni mehanički ili ne. Pronašao je način da dokaže da je ovaj princip kompatibilan s elektromagnetskom teorijom uvođenjem novog koncepta. Einstionva specijalna teorija relativnosti sinteza je duboke analize osnovnih koncepcija o prostoru i vremenu.

Jedna od osnovnih postavki ove teorije jest ta da je brzina svjetlosti konstantna i da ne ovisi o brzini kretanja izvora svjetlosti.  Einstein je pokazao da u svemiru ipak postoji ograničenje brzine: najveća moguća brzina upravo je brzina svjetlosti i iznosi 300 000 kilometara u sekundi.

Ova teorija donijela je i drugo nevjerojatno otkriće: vrijeme je relativno. Sekunda nije uvijek sekunda, svugdje u svemiru, protjecanje vremena ovisi o tome gdje se nalazite i kojom brzinom se krećete te vjeruje da brzina kojom protječe vrijeme ovisi o tome koliko se brzo kreće sat koji to vrijeme mjeri. Što je veća brzina nekog objekta, to sporije vrijeme prolazi na njemu.

Einstein je iznio jednu od posljedica svoje teorije relativnosti u članku Ovisi li inercija tijela o njegovu energetskom sastavu?  Ako neko tijelo emitira određen iznos energije, tada se masa toga tijela mora smanjiti za proporcionalni iznos. Materija je sva tjelesna supstanca u svijetu, neovisna o veličini i agregatnom stanju, dok energiju čine sve one nematerijalne, netjelesne pojave kao što su svjetlost, toplina, magnetizam. Stoljećima se smatralo da se materija i energija ne mogu stvoriti ni uništiti, već mogu samo mijenjati oblik. Einstein je pokazao da se materija može uništiti i pretvoriti u energiju, i obratno. Masa i energija su dakle ekvivalentne. Ovaj odnos prikazao je čuvenom formulom E=mc2