Skip to main content
Вся фізика

Ейнштейн Альберт

Ейнштейн Альберт (14.03.1879-18.04.1955) — видатний фізик-теоретик, один із творців сучасної фізики. Народився в Ульмі (нині ФРН). У чотирнадцять років переїхав до Швейцарії, де закінчив Цюрихський політехнікум (1900). У 1902-08 працював експертом у патентному бюро в Берні, у 1909 — 13 — професор Цюрихського політехнікуму (у 1911 — професор Німецького університету в Празі), у 1914—33 — професор Берлінського університету і директор Інституту фізики. Після встановлення влади фашистів зазнав переслідувань і був змушений покинути Німеччину. У 1933 переїхав до США, де до кінця життя працював у Прінстонському інституті перспективних досліджень. Творець спеціальної і загальної теорій відносності, які докорінно змінили уявлення про простір, час і матерію. За словами В. І. Леніна, є одним із «великих перетворювачів природознавства».
 
У 1905 у статті «До електродинаміки тіл, що рухаються» розробив основи спеціальної теорії відносності, виклавши нові закони руху, які узагальнювали ньютонівські й переходили в них у випадку малих швидкостей тіл, коли v << c. В основу своєї теорії поклав два постулати: спеціальний принцип відносності, який є узагальненням механічного принципу відносності Галілея на будь-які фізичні явища (у будь-яких інерціальних системах усі фізичні процеси — механічні, електричні, теплові, оптичні та ін. — відбуваються однаково), і принцип сталості швидкості світла у вакуумі (швидкість світла у вакуумі не залежить від руху джерела світла або спостерігача і однакова в усіх напрямках, тобто однакова в усіх інерціальних системах і дорівнює 3 * 1010 см/с). Обидва постулати і теорія, побудована на їх основі, призвели до ламання багатьох усталених класичних понять (абсолютний простір, абсолютний час), змусили переглянути низку основних положень класичної фізики Ньютона, встановили новий погляд на світ, нові просторово-часові уявлення (відносність довжини, часу, одночасності подій).
 
Однак ця теорія не відкинула зовсім закономірностей, встановлених класичною механікою, а уточнила їх у випадку руху зі швидкостями, порівнянними зі швидкістю світла у вакуумі. Виходячи зі своєї теорії, того ж 1905 відкрив закон взаємозв'язку маси та енергії. Показав, що маса є мірою енергії, укладеної в тілах. Це співвідношення Ейнштейна (E = mc2) лежить в основі розрахунку енергетичного балансу ядерних реакцій. в основі всієї ядерної фізики. Усі положення і висновки спеціальної теорії відносності яскраво підтвердилися в численних дослідах, вона стала потужним інструментом у фізичних дослідженнях, зокрема у фізиці мікросвіту. Значна роль Ейнштейна і у створенні квантової теорії. Якщо М. Планк (1900) квантував лише енергію матеріального осцилятора, то Ейнштейн увів у 1905 уявлення про дискретну, квантову структуру самого світлового випромінювання, розглядаючи останнє як потік квантів світла, або фотонів (фотонна теорія світла).
 
Таким чином, Ейнштейну належить теоретичне відкриття фотона, експериментально виявленого в 1922 А. Комптоном. Виходячи з квантової теорії світла, пояснив такі явища, як фотоефект (закон Ейнштейна для фотоефекту), правило Стокса для флуоресценції, фотоіонізацію та ін., які не могла пояснити електромагнітна теорія світла (Нобелівська премія, 1921). У 1907 поширив ідеї квантової теорії на фізичні процеси, безпосередньо не пов'язані зі світлом. Зокрема, розглянувши теплові коливання атомів у твердому тілі й використавши ідеї квантової теорії, пояснив зменшення теплоємності твердих тіл при зниженні температури, розробивши першу квантову теорію теплоємності твердих тіл (1907). У 1909 вперше розглянув корпускулярно-хвильовий дуалізм для випромінювання, а також флуктуації енергії рівноважного випромінювання, отримавши формулу для флуктуації енергії. У 1912 встановив основний закон фотохімії: кожен поглинений фотон викликає одну елементарну фотореакцію (закон Ейнштейна).
 
Передбачив у 1916 явище індукованого випромінювання, увів імовірності спонтанного і вимушеного випромінювань (коефіцієнти Ейнштейна). У статистичній фізиці розвинув у 1905 молекулярно-статистичну теорію броунівського руху, у 1924—25 створив квантову статистику частинок із цілим спіном (статистика Бозе — Ейнштейна). У 1915 передбачив і спільно з В. де Гаазом експериментально виявив ефект зміни механічного моменту при намагнічуванні тіла (ефект Ейнштейна — де Гааза).
 
У 1915 завершив створення загальної теорії відносності, або сучасної релятивістської теорії тяжіння, яка встановила зв'язок між простором-часом і матерією. До її створення Ейнштейна привів аналіз відомого факту, що відношення інертної маси тіла до гравітаційної однакове для всіх тіл (принцип еквівалентності). Цей принцип разом із принципом відносності ліг в основу загальної теорії відносності, яка пояснила сутність тяжіння, що полягає у зміні геометричних властивостей, викривленні чотиривимірного простору — часу навколо тіл, які утворюють поле (будь-яка маса впливає на метрику навколишнього простору). Вивів рівняння, що описує поле тяжіння — рівняння Ейнштейна (у 1915 загальноковаріантні рівняння гравітаційного поля отримав також Д. Гільберт). Для перевірки своєї теорії запропонував три ефекти: викривлення світлового променя в полі тяжіння Сонця, зміщення перигелію Меркурія і гравітаційне червоне зміщення. Ці ефекти, як показали подальші експерименти, справді існують і кількісно правильно передбачалися загальною теорією відносності.
 
У 1916 постулював гравітаційні хвилі і в 1918 вивів формулу для потужності гравітаційного випромінювання. Загальна теорія відносності зумовила бурхливий розвиток космології як науки. Виходячи із цієї теорії, Ейнштейн у 1917 запропонував нову модель Всесвіту, згідно з якою Всесвіт являє собою замкнений тривимірний простір (тривимірну сферу) скінченного об'єму і незмінний у часі. Однак ця модель не відповідає дійсності, оскільки Всесвіт нестаціонарний, він розширюється. Вперше це теоретично показав О. О. Фрідман, а в 1929 було підтверджено спостереженнями (явище розбігання галактик).
 
Починаючи з 1933, роботи Ейнштейна були присвячені питанням космології та єдиної теорії поля. Однак спроби побудувати таку теорію закінчилися невдачею. У роботах Ейнштейна порушено низку гносеологічних проблем, але його філософські погляди не завжди послідовні. Член багатьох академій наук і наукових товариств, зокрема іноземний член АН СРСР (1926).