As 1905 dawned, the soon-to-be 26-year-old Albert Einstein faced life as a failed academic. Most physicists of the time would have scoffed at the idea that this minor civil servant could have much to contribute to science. Yet within the following year, Einstein would publish not one, not two, not three, but four extraordinary papers, each on a different topic, that were destined to radically transform our understanding of the universe.
A comienzos del 1905, el joven a punto de cumplir 26 años, Albert Einstein, se enfrentaba a la vida como académico fracasado. La mayoría de los físicos de la época se habían burlado de la idea de que este pequeño funcionario pudiera aportar mucho a la ciencia. Sin embargo, en el año siguiente, Einstein publicaría no uno, no dos, no tres, sino cuatro trabajos extraordinarios, cada uno en un tema diferente, destinados a transformar radicalmente nuestra comprensión del universo.
The myth that Einstein had failed math is just that. He had mastered calculus on his own by the age of 15 and done well at both his Munich secondary school and at the Swiss Polytechnic, where he studied for a math and physics teaching diploma. But skipping classes to spend more time in the lab and neglecting to show proper deference to his professors had derailed his intended career path. Passed over even for a lab assistant position, he had to settle for a job at the Swiss patent office, obtained with the help of a friend's father.
El mito de que Einstein había fracasado en matemáticas es sólo un mito. Él dominó el cálculo por su cuenta ya a los 15 años y obtuvo buenos resultados tanto en su escuela secundaria de Múnich como en la politécnica de Suiza, donde estudió para lograr el diploma para enseñar matemáticas y física. Pero saltarse las clases para pasar más tiempo en el laboratorio y no mostrar la debida deferencia a sus profesores descarriló su carrera prevista. No le consideraron ni siquiera para un puesto de asistente de laboratorio, tuvo que conformarse con un trabajo en la oficina de patentes suiza, obtenido con la ayuda del padre de un amigo.
Working six days a week as a patent clerk, Einstein still managed to make some time for physics, discussing the latest work with a few close friends, and publishing a couple of minor papers. It came as a major surprise when in March 1905 he submitted a paper with a shocking hypothesis. Despite decades of evidence that light was a wave, Einstein proposed that it could, in fact, be a particle, showing that mysterious phenomena, such as the photoelectric effect, could be explained by his hypothesis. The idea was derided for years to come, but Einstein was simply twenty years ahead of his time. Wave-particle duality was slated to become a cornerstone of the quantum revolution.
Aún trabajando seis días a la semana como un empleado de patentes, Einstein se las arregló para sacar algo de tiempo para la física, discutir el último trabajo con amigos cercanos, y publicar un par de trabajos menores. Fue una gran sorpresa cuando en marzo de 1905, se presentó un documento con una hipótesis sorprendente. A pesar de décadas de evidencia de que la luz era una onda, Einstein propuso que podría tratarse de una partícula, mostrando que fenómenos misteriosos, tales como el efecto fotoeléctrico, podrían explicarse mediante su hipótesis. La idea fue ridiculizada en los siguientes años, pero Einstein estaba simplemente 20 años por delante de su tiempo. La dualidad onda-partícula fue candidata a convertirse
Two months later in May, Einstein submitted a second paper, this time tackling the centuries old question of whether atoms actually exist. Though certain theories were built on the idea of invisible atoms, some prominent scientists still believed them to be a useful fiction, rather than actual physical objects. But Einstein used an ingenious argument, showing that the behavior of small particles randomly moving around in a liquid, known as Brownian motion, could be precisely predicted by the collisions of millions of invisible atoms. Experiments soon confirmed Einstein's model, and atomic skeptics threw in the towel.
en la piedra angular de la revolución cuántica. Dos meses después, en mayo, Einstein presentó un segundo documento, esta vez abordando la centenaria pregunta de si realmente existen los átomos. Aunque ciertas teorías se construyeron bajo la idea de los átomos invisibles, algunos científicos prominentes todavía creían que eran una ficción útil, más que objetos físicos reales. Pero Einstein utilizó un argumento ingenioso, demostrando que el comportamiento de las partículas pequeñas que se mueven al azar alrededor en un líquido, conocido como movimiento browniano, se podría predecir con precisión debido a las colisiones de millones de átomos invisibles. Los experimentos pronto confirmaron el modelo de Einstein, y los escépticos atómicos tiraron la toalla.
The third paper came in June. For a long time, Einstein had been troubled by an inconsistency between two fundamental principles of physics. The well established principle of relativity, going all the way back to Galileo, stated that absolute motion could not be defined. Yet electromagnetic theory, also well established, asserted that absolute motion did exist. The discrepancy, and his inability to resolve it, left Einstein in what he described as a state of psychic tension. But one day in May, after he had mulled over the puzzle with his friend Michele Besso, the clouds parted. Einstein realized that the contradiction could be resolved if it was the speed of light that remained constant, regardless of reference frame, while both time and space were relative to the observer. It took Einstein only a few weeks to work out the details and formulate what came to be known as special relativity. The theory not only shattered our previous understanding of reality but would also pave the way for technologies, ranging from particle accelerators, to the global positioning system.
El tercer documento llegó en junio. Durante mucho tiempo, Einstein había tenido problemas por una inconsistencia entre dos principios fundamentales de la física. El principio bien establecido de la relatividad, que inició su andadura con Galileo, afirmaba que el movimiento absoluto no podía definirse. Sin embargo, la teoría electromagnética, también bien establecida, afirmó que existía el movimiento absoluto. La discrepancia y la incapacidad para resolverlo, dejó a Einstein en lo que describió como un estado de tensión psíquica. Pero un día de mayo, tras haber reflexionado sobre el rompecabezas con su amigo Michele Besso, empezó a ver la luz. Einstein se dio cuenta de que la contradicción se podría resolver si la velocidad de la luz es lo que se mantiene constante, independientemente del marco de referencia, mientras que el tiempo y el espacio son relativos al observador. A Einstein le tomo solo unas semanas trabajar en los detalles y formular lo que llegó conocerse como la relatividad especial. La teoría no sólo destrozó nuestro entendimiento previo de la realidad, sino también allanaría el camino para que las tecnologías, que van desde los aceleradores de partículas, hasta el sistema de posicionamiento global.
One might think that this was enough, but in September, a fourth paper arrived as a "by the way" follow-up to the special relativity paper. Einstein had thought a little bit more about his theory, and realized it also implied that mass and energy, one apparently solid and the other supposedly ethereal, were actually equivalent. And their relationship could be expressed in what was to become the most famous and consequential equation in history: E=mc^2.
Uno podría pensar que esto era suficiente, pero en septiembre llegó el cuarto artículo como seguimiento al artículo de la relatividad especial. Einstein había reflexionado algo más acerca de su teoría, y se dio cuenta que también implicaba que la masa y la energía, una aparentemente sólida y la otra supuestamente etérea, eran en realidad equivalentes. Y su relación podría expresarse en lo que se convertiría en la más famosa y consecuente ecuación de la historia: E=mc².
Einstein would not become a world famous icon for nearly another fifteen years. It was only after his later general theory of relativity was confirmed in 1919 by measuring the bending of starlight during a solar eclipse that the press would turn him into a celebrity. But even if he had disappeared back into the patent office and accomplished nothing else after 1905, those four papers of his miracle year would have remained the gold standard of startling unexpected genius.
Einstein no se convertiría en un icono conocido mundialmente hasta después de casi otros 15 años. Fue solo tras confirmar su teoría general de la relatividad en 1919 midiendo la curvatura de la luz de las estrellas durante un eclipse solar que la prensa lo convertiría en una celebridad. Pero incluso si hubiera desaparecido de nuevo en la oficina de patentes y no hubiera logrado nada más tras 1905, esos cuatro documentos de su año milagroso habría seguido siendo el estándar de oro del genio sorprendente inesperado.