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.
1905年が明けた時 26歳になろうとしていたアインシュタインは 学者として失敗した人生に直面していました 当時の物理学者の多くは 一介の事務員が 科学に貢献しようなどという考えを あざ笑ったことでしょう しかしアインシュタインは この年に 1本でも 2本でも 3本でもなく 4本もの画期的な論文を 異なるテーマで書き 人類の宇宙に対する理解を 大きく変えることになりました
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.
アインシュタインが数学で落第した というのは俗説にすぎず 15歳の時には既に独学で 微積をマスターしていました ミュンヘンのギムナジウムでも 数学と物理の教育を専攻した — スイス連邦工科大学でも 成績は優秀でした しかし授業をよくサボって 実験室にいたことや 教授にあまり敬意を 払わなかったことで 進路が狂うことになります 実験助手の仕事すら得られず 友人の父親の口利きで スイス特許庁での職に 就くことになりました
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.
週6日 特許事務官として 働きながらも 物理学を研究する時間を見つけ 親しい友人たちと 最近の研究について議論し 論文の発表もしていました そんな中 1905年3月に 衝撃的な仮説を提出したのは 大きな驚きと言えるでしょう 何十年にも渡り 光は波だと示されていたにもかかわらず アインシュタインは 光が粒子であり得ることを提示し 光電効果のような 不思議な現象が 彼の仮説でうまく説明できることを 示しました 彼のアイデアは 嘲笑されることになりましたが それは単に彼が世の中より 20年先んじていたからに過ぎません 粒子と波動の二重性は 量子力学革命の礎となったのです
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.
2ヶ月後の5月に アインシュタインは 2本目の論文を提出します 今回は「原子は実際に存在するのか」という 数百年来の疑問に挑戦するものでした それまでにも目に見えない 原子の考えに基づく理論はありましたが 原子は物理的な実体のない 有用なフィクションにすぎないと見なす人が 高名な科学者にも 少なくなかったのです アインシュタインは 巧妙な議論を展開し ブラウン運動と呼ばれる — 小さな粒子が液体中を ランダムに動く現象が 無数の見えない 原子の衝突により 正確に予測できることを 示しました アインシュタインのモデルは その後すぐ実験的に証明され 原子懐疑論者も 降参することになりました
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.
3番目の論文ができたのは 6月でした アインシュタインは 物理学の2つの 基本原理の間の 非一貫性に ずっと頭を悩ませていました 相対性は ガリレオまで遡る 確立された原理で 絶対運動は定義できないものと されていました 一方これも良く確立されていた 電磁気理論では 絶対運動は存在する とされていました この矛盾を 解決できずにいることで アインシュタインは彼の言うところの 精神的緊張状態に陥りました しかし5月のある日 親友のミケーレ・ベッソと一緒に この難問を考察した後 雲間から光が差しました 時間と空間は 観測者により 相対的なものであるが 基準座標系に関わらず 光の速度は一定であるとすると 矛盾を解決できることに 気付いたのです 特殊相対性理論として 知られることになる この理論の定式化には 数週間しか かかりませんでした この理論はそれまでの現実の理解を 打ち崩しただけでなく 粒子加速器からGPSまで 様々な技術への 道を開くことになりました
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.
もう十分と思うかもしれませんが 9月には 4番目の論文が 特殊相対性理論の 論文への付け足しとして書かれました 自分の理論について 考えていたアインシュタインは 物質とエネルギーというのは 実体あるものと ないものという 違いに関わらず 実は等価であることが導けると 気付いたのです 両者の関係は 単純な方程式で表すことができ それが歴史上最も重要 かつ有名な方程式 E = mc^2 です
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.
その後も15年近く アインシュタインは さほど世に知られずにいました 彼が有名になったのは 後に発表した一般相対性理論が 1919年の日食の際に観測された 星の光の湾曲で実証され メディアに大きく 取り上げられたためでした しかしたとえ彼が その後特許庁に戻って 何を成し遂げることも なかったとしても この奇跡の年の 4篇の論文によって アインシュタインは予期せぬ驚くべき天才の例として 記憶され続けたことでしょう