ZIUA EINSTEIN: Dupa 130 de ani

Mediocru, dar sublim

Paradoxal, pe Einstein l-a ajutat foarte mult faptul ca multa vreme nu a fost asociat cu vreo institutie de invatamant universitar cu renume si ca statutul sau nu a depins niciodata de vreo acreditare oficiala. Dimpotriva, desi vorbea limba obscura a matematicilor si fizicienilor, Einstein a fost savantul care a castigat simpatia multimilor, a oamenilor obisnuiti, prin imensa sa candoare: parea venit de pe alta planeta, plutind desupra aspectelor obisnuite ale vietii, intr-un mod care li s-a parut fascinant oamenilor obisnuiti – un visator, un savant cu capul in nori. Cine a fost el, de fapt?

• De ce uneori zăpada pare albastră?
• O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”

Albert Einstein s-a nascut pe 14 martie 1879 la Ulm, un oras modest din Germania, intr-o familie de evrei. Tatal sau, Hermann Einstein, era electrician si cocheta si cu statutul de inventator. Mama sa, Pauline Koch, era o fire mai degraba artistica, cu inclinatii muzicale, interpretand foarte bine la pian sonatele lui Beethoven. Fratele mamei sale, Caesar Koch, inginer de profesie, care locuia impreuna cu familia lui Albert, a avut o influenta foarte mare asupra copilului, mai ales in ceea ce priveste stiintele exacte, revelandu-i latura pasionanta a matematicii. Atunci cand micul Albert avea 6 ani, parintii i-au luat un profesor de vioara, dar muzica l-a lasat aproape indiferent pana in ziua cand a descoperit sonatele lui Mozart. Din acel moment, cantatul la vioara a devenit una dintre cele mai fierbinti pasiuni ale viitorului savant. Copilul Albert Einstein era foarte timid si singuratic si ii placea sa se joace singur in parc si in padure.

Cea mai veche fotografie pastrata a lui Einstein. Pana la varsta de 9 ani, parintii lui Albert au crezut ca micutul este retardat.

Elev la scoala primara a parohiei din care facea parte familia lui, Einstein isi intrecea cu mult colegii de clasa la matematici, dar avea rezultate foarte proaste la celelalte materii. Albert a inceput sa vorbeasca la varsta de 3 ani, dar nu a putut sa se exprime coerent si fluent pana la cea de 9, avand nenumarate dificultati lingvistice; din aceasta cauza, parintii lui crezand ca ar putea fi retardat. Acest lucru, precum si faptul ca era un scolar meditativ si retras, il facea sa para in ochii profesorilor sai un elev mediocru, un copil putin inzestrat intelectual. La 10 ani, Einstein a intrat la gimnaziul Luitpold din Munchen, care i-a lasat un gust amar, desi mai tarziu institutia avea sa-i poarte numele. La varsta de 12 ani, Albert reusea sa invete la perfectie geometria euclidiana, dar avea in continuare numeroase dificultati la alte materii. Colegiul a fost, de asemenea, o experienta dureroasa. La sfarsitul secolului al XIX-lea, sistemul de invatamant era foarte rigid, elevii primind o educatie care semana cu disciplina militara. Profesorii lui Einstein erau nemultumiti de el si ii reprosau des ca nu o sa se aleaga ceva de el vreodata. In anul 1890, Einstein cunoaste o faza religioasa foarte intensa, care dureaza aproape un an. In urmatorii cinci, aprofundeaza studiul matematicilor superioare, in special calculul diferential si integral. Dar aceasta perioada ia sfarsit, pentru ca mica intreprindere de dezvoltare a inventiilor electrice pe care o deschisese tatal sau cunostea esec dupa esec. Parintii l-au sfatuit sa lase deoparte ,,prostiile filosofice” si sa se intoarca la ,,viata reala” pentru a-si castiga existenta. Dar tanarul nu se vedea practicand meseria tatalui sau si nici acceptand o cariera calduta de functionar intr-un birou. Cea mai arzatoare dorinta a sa era sa descopere misterioasele legi ale lumii fizice.

Einstein, un tanar retras si singuratic, pasionat de vioara, matematici si fizica

Einstein a incercat sa intre la ETH, Institutul Federal de Tehnologie din Elvetia, dar a picat examenul de admitere, care presupunea nu doar promovarea unor probe matematice, ci si a unora de biologie si stiinte umaniste. Totusi, directorul Politehnicii, impresionat de cunostintele fizico-matematice ale lui Eistein, l-a indemnat sa obtina diploma de absolvire a studiilor dintr-o scoala elvetiana: scoala cantonala din oraselul Aarau. Dupa realizarea acestui pas, Einstein a reusit sa intre, fara examen, la ETH, episod urmat de stabilirea sa in Zurich. Printre colegii sai de studentie se aflau Marcel Grossmann, cu care Einstein va lega o prietenie durabila, si Mileva Maric, o studenta de origine sarba care va deveni prima sotie a lui Einstein.

Mileva Maric si Albert Einstein

Criza fizicienilor

In 1899, Albert Einstein solicita in mod oficial cetatenia elvetiana. Un an mai tarziu, obtine diploma ETH si incearca, fara succes, sa obtina si un post de asistent in cadrul universitatii. Incercand in zadar sa se incadreze profesional conform calificarii sale, Einstein va trebui sa se multumeasca cu un post obscur de agent intr-un birou de brevetare a inventiilor, in Berna. Aici, munca sa presupunea efectuarea unei prime examinari a inventiilor care se prezentau biroului. Stabilit la Berna, Einstein se casatoreste in 1903 cu Mileva Maric, prietena sa din studentie, in ciuda impotrivirii familiei lui. Au impreuna doi fii, Hans Albert si Eduard, si o fiica, Lieserl, a carei soarta este si astazi necunoscuta. In 1905, la varsta de 26 de ani, Einstein si-a publicat pentru prima data rezultatul cercetarilor sale de pana atunci. A fost un eveniment care li s-a parut fizicienilor universitari de neinteles: un obscur functionar la un birou de brevete, la numai 26 de ani, facea dovada unei minti geniale.

Einstein la Berna

La inceputul secolului XX, domeniul fizicii traversa o criza profunda. Cele doua mari teorii care promiteau explicarea fenomenelor fizice pareau incompatibile. Mecanica, stiinta miscarii, are drept fundament principiul relativitatii, enuntat de Galileo Galilei: nimic nu este absolut imobil, totul depinde de punctul de referinta. Dar teoria electromagnetismului elaborata de Maxwell in anii 1850, confirmata de rezultate experimentale, descrie lumina ca pe o unda propagandu-se in eter. Or, eterul nu si-a putut afla nicio descriere fizica, singura ceritudine fiind aceea ca este de o imobilitate absoluta, ceea ce vine in contradictie cu pricipiul relativitatii. O alta contradictie devenise un adevarat cosmar pentru fizicieni: materia este alcatuita din atomi, deci este discontinua. Dar un filament incalzit emite lumina, care, dupa Maxwell, era un fenomen continuu. Cum ar putea ceva discontinuu sa produca un fenomen continuu? Nici unul dintre fizicienii acelei vremi nu putuse afla raspunsul acestei dileme, iar stiinta fizicii, la data la care Einstein si-a publicat descoperirile, era intr-un impas ce parea fara iesire.

Se inalta steaua relativista

Einstein a publicat in prestigioasa Annalen der Physik doua articole care s-au dovedit a fi revolutionare. Primul, aparut in 1905, descria transformarea energiei unui corp incalzit in energie luminoasa. Aceasta trasformare nu era posibila decat considerand lumina ca fiind formata din particule, pe care Einstein le-a numit cuante de lumina (fotoni). Lumina, afirma Einstein, nu este nici continua, nici discontinua, ci se afla in ambele ipostaze in acelasi timp. Fara sa stie inca exact cum este posibil ca lumina sa aiba in acelasi timp doua proprietati opuse, Einstein intuise un adevar fundamental al fizicii, pe care cercetarile ulterioare il vor confirma. Al doilea articol isi propune sa rezolve problema eterului. Teoria lui Einstein excludea existenta eterului. Singura data exacta care permite descrierea vitezei luminii este viteza sa c, constanta oricare ar fi viteza observatorului. In septembrie 1905, Einstein adauga o completare a acestui articol si elaboreaza celebra formula E=mc². Einstein incepe sa se gandeasca la teoria relativitatii generale pentru a explica fenomenul caderii corpurilor. Dar savantul a realizat ca pentru a ajunge la un rezultat stiintific in aceasta privinta avea nevoie de cunostinte mai aprofundate in matematicile moderne. In 1912, devine profesor la Scoala Politehnica din Zurich, unde regaseste un vechi camarad din studentie, Marcel Grossmann.

Einstein si manuscrisul articolului despre teoria relativitatii

Cu ajutorul acestuia, care avea cunostintele necesare in matematici, incepe sa lucreze la elaborarea teoriei sale. La sfarsitul anului 1915, teoria relativitatii este definita, si odata cu ea se naste o noua interpretare a caderii corpurilor. Forta de atractie a lui Newton este inlocuita in teoria relativitatii cu o deformare a spatiului in jurul corpurilor. Mai mult, Einstein enunta faptul ca timpul si spatiul nu pot exista in absenta materiei. Observatiile efectuate de un astronom britanic, sir Arthur Eddington, in timpul unei eclipse, vor confirma matematic rezultatele teoriei lui Einstein. Foarte mediatizata la acea data, teoria relativitatii a devenit un simbol al pacii si al reconcilierii: un englez a confirmat teoria unui german. Popularitatea pe care a castigat-o Einstein i-a permis sa-si exprime deschis idealurile politice si sa-si promoveze idealurile pacifiste. Einstein apara cauza poporului evreu si militeaza in favoarea construirii unei Universitati in Palestina. Un turneu in Statele Unite ale Americii, in 1921, ii ofera fondurile necesare.

Ascensiunea rapida a lui Hitler la putere face din Germania o tara potrivnica marelui savant. Evreu, pacifist si deschis contactelor internationale, Einstein nu mai putea ramane in tara sa natala fara sa-si puna familia si pe sine in pericol. Savantul devenise deja celebru si aceasta perioada a fost inceputul gloriei sale si inceputul unei cariere stralucite de om de stiinta. Viata personala, insa, si relatia cu Mileva Maric devenisera din ce in ce mai dificile.

Razboiul intim

Legatura dintre Milena si Einstein a inceput sa se deterioreze. Einstein s-a plans o data ca gelozia patologica a Milenei era tipica pentru “o femeie de o uratenie atat de iesita din comun”. Mileva s-a indepartat de Einstein, absorbit cu totul de munca sa si a carui faima crestea tot mai mult. Atunci cand Einstein a acceptat, in 1914, oferta de a conduce Institutul de Fizica Kaiser Wilhelm, aflat in Berlin, Mileva l-a urmat in Germania, nefiind insa foarte incantata de aceasta stramutare. Atmosfera din Berlin i s-a parut sotiei savantului insuportabila si in acelasi an s-a intors la Zurich impreuna cu cei doi fii ai sai. Cum nici Einstein nu mai tinea la aceasta casnicie, cei doi au divortat in 1919. Din 1917 savantul se imbolnaveste si aceasta stare dureaza trei ani, timp in care este ingrijit cu devotament de verisoara sa, Elsa Lowenthal. Cei doi se indragostesc unul de altul, iar in 1919 se casatoresc si devin ulterior parintii a doua fiice, Elsa si Margot.

Einstein si cea de-a doua sotie, Elsa Lowenthal

Einstein a primit premiul Nobel pentru fizica in 1921 pentru studiul sau din 1905 asupra efectului fotoelectric. Nu a fost insa prezent in decembrie 1922 la gala de decernare a premiilor, aflandu-se intr-o calatorie in Japonia. Dupa ce realizase, in 1924, ultima sa descoperire stiintifica importanta, a vizitat in mai multe randuri America de Sud. Einstein dusese pana atunci o viata foarte agitata, facand in 1928 o depresie nervoasa pricinuita de surmenarea intelectuala. In ciuda divergentelor, savantul nu s-a indepartat total de prima sa sotie si a avut grija de ea. I-a dat o suma mare din banii castigati din Premiul Nobel si a continuat sa-si viziteze fii. Cel mai mare, Hans Albert, va deveni distins profesor de hidraulica la Univesitatea din California, Berkeley. Mezinul Eduard, inzestrat pentru literatura si muzica, va muri intr-un spital psihiatric din Elvetia. Pana spre sfarsitul vietii, Milva si-a castigat existenta dand lectii particulare de fizica si matematica.

Einstein impreuna cu Niels Henrik David Bohr, (1885-1962), fizicianul danez care a avut contributii fundamentale la intelegerea structurii atomului si la mecanica cuantica, pentru care a primiti Premiul Nobel in Fizica, in 1922

Cea de-a doua sotie a lui Einstein, spre deosebire de Mileva, ii acorda savantului mai mult spatiu personal si mai multa libertate de miscare. Pe masura ce faima lui Einstein crestea, femeile au inceput sa fie atrase de el si sa-i roiasca in jur. Flirturile acestea iritau intr-o oarecare masura pe Elsa, dar ea nu i le reprosa sotului ei, convinsa ca un asemenea geniu merita sa i se tolereze micile infidelitati. Cu toate acestea, in alte privinte, Einstein avea un simt moral profund. A riscat sa-si atraga furia lui Hitler atunci cand a semnat, impreuna cu alti 3 savanti germani, o petitie prin care cerea incetarea razboiului. Si totusi, in mod paradoxal, a contribuit semnificativ la contruirea girocompasului pentru submarinele germane.

Einstein si Paul Langevin (1872-1946), mare promotor al Teoriei Relativitatii in Franta, fizicianul care a descoperit dinamica si ecuatia care-i poarta numele

Hitler, bomba atomica si conflictele

Cand Hitler a venit la conducerea Germaniei, in 1933, Einstein nu s-a mai intors la Berlin, ci s-a alaturat oamenilor de stiinta de la Institutul de Studiu Avansat Princeton, din SUA. Intrebat cat dorea sa i se plateasca pe an, Einstein, modest, a sugerat un salariu de 3.000 dolari pe an. Sotia sa Else, mult mai pragamatica, l-a determinat sa-si ridice pretentiile la 16.000 dolari pe an. Einstein, insa, stia sa obtina bani atunci cand dorea. In 1944 a transcris de mana articolul care l-a facut celebru in 1905 si a scos manuscrisul la licitatie. Dupa o competitie destul de stransa, o universitate americana a reusit sa castige manuscrisul, pe care l-a platit cu 6.000.000 dolari.

Savantul va dobandi cetatenia americana in 1940. Isi continua acolo activitatea politica si il convinge pe presedintele american Theodore Roosvelt sa dezvolte programul bombei atomice inainte ca Germania sa reuseasca sa faca acest lucru. Mai tarziu, Einstein va regreta foarte tare acest pas, si din 1945 pana la moartea sa, in 18 aprilie 1955, va sustine actiunile Comitetului de Urgenta al Savantilor Atomisti, al carui scop este acela de a limita amestecul statului in cercetarea stiintifica.

Einstein in momentul in care primeste cetatenia americana, la New York

Einstein a fost foarte respectat, dar la sfarsitul vietii a intrat in conflict cu tanara generatie de fizicieni: Heisenberg, Pauli si mai ales Bohr. De fapt, Einstein a creat bazele teoriei cuantice, pe care el insusi avea sa o respinga mai tarziu. Teoria cuantica interzice orice reprezentare reala a obiectelor fizice elementare precum electronii, protonii, etc. care nu pot fi descrisi decat in termeni de probabilitate. Dar Einstein nu adera la aceasta ipoteza probabilistica a realitatii: “Dumnezeu nu joaca zaruri”, a spus Einstein, refuzand sa creada ca rezultatul unui experiment nu este unic. Credea ca mecanica cuantica este, daca nu inexacta, cel putin incompleta. Acest lucru face din Einstein unul dintre ultimii clasici ai stiintei fizicii.

CITESTE SI Ultimul mare geniu si viitorul fizicii, celalalt articol din mini-seria ZIUA EINSTEIN dedicata de DESCOPERA.RO celebrarii a 130 de la nasterea ultimului mare geniu al umanitatii, Albert Einstein, in care afli fascinanta istorie a fizicii, in ce fel a revolutionat exact Einstein aceasta stiinta si care este cea mai mare provocare pe care fizicienii trebuie sa o rezolve in secolul XXI.

SPUNE-TI PAREREA! Crezi ca Einstein merita statutul de ultimul mare geniu al omenirii? Despre ce oameni de stiinta ai mai dori sa citesti pe DESCOPERA.RO? Cum apreciezi acest articol?