[1905] [1905 - O ANO DE MILAGRES] [1905 - O ANO DE MILAGRES DE EINSTEIN]
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.
No início de 1905, perto de completar 26 anos, Albert Einstein foi dado como um acadêmico sem futuro. A maioria dos físicos daquela época debochava da ideia de que esse obscuro servidor público pudesse fazer qualquer contribuição para a ciência. Ainda assim, durante esse ano, Einstein publicaria não um, não dois, não três, mas quatro trabalhos extraordinários, cada um sobre um tópico diferente, destinados a transformar radicalmente nosso entendimento sobre o 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.
O mito de que Einstein tivesse sido reprovado em matemática é só um mito. Ele já dominava cálculo, sozinho, quando tinha 15 anos. E havia se saído bem tanto no ensino médio em Munique, como na Politécnica Suíça, onde estudou nos cursos de licenciatura em Matemática e Física. Mas perder aulas para passar mais tempo no laboratório e não dar atenção devida a seus professores bagunçou seu plano de carreira. Recusado até mesmo para uma vaga de assistente de laboratório, teve que se conformar com um emprego no Instituto Suíço de Patentes, o qual conseguiu com a ajuda de um amigo de seu pai.
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.
Trabalhando a semana toda no setor de patentes, Einstein ainda conseguia achar tempo para a Física, discutindo os últimos trabalhos com amigos próximos e publicando alguns deles, sem grande importância. Foi uma grande surpresa quando, em março de 1905, ele publicou um trabalho com uma hipótese chocante. Apesar de décadas de evidências de que a luz seria uma onda, Einstein propôs que ela pudesse, na verdade, ser uma partícula, mostrando que fenômenos misteriosos, como o efeito fotoelétrico, poderiam ser explicados por essa hipótese. A ideia foi ridicularizada por muitos anos, mas Einstein estava 20 anos à frente do seu tempo. A dualidade onda-partícula se tornaria a base para a revolução quântica.
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.
Dois meses depois, em maio, Einstein publicou um segundo trabalho. Desta vez, abordando a centenária questão sobre a existência dos átomos. Apesar de algumas teorias serem baseadas na ideia de átomos invisíveis, vários cientistas proeminentes ainda os viam como ficção útil, em vez de objetos reais da Física. Mas Einstein usou um argumento inteligente, mostrando que o comportamento de pequenas partículas que se movem ao acaso em um meio líquido, conhecido como movimento browniano, poderia ser previsto de forma precisa pela colisão de milhões de átomos invisíveis. Experimentos logo confirmaram o modelo de Einstein e os céticos atômicos jogaram a toalha.
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.
O terceiro trabalho foi publicado em junho. Por muito tempo, Einstein teve problemas com a inconsistência entre dois princípios fundamentais da Física. O princípio da relatividade, já estabelecido desde a época de Galileu, dizia que o movimento absoluto não podia ser definido. Ao passo que a teoria eletromagnética, também já bastante aceita, afirmava que o movimento absoluto realmente existia. A discrepância e o fato de não conseguir resolver essa questão deixou Einstein em um estado que ele mesmo descreveu como tensão psíquica. Mas um dia em maio, após refletir sobre a questão com seu amigo Michele Besso, as nuvens se dissiparam. Einstein percebeu que a contradição poderia ser resolvida se a velocidade da luz permanecesse constante, independentemente do referencial adotado, embora o tempo e o espaço fossem relativos ao observador. Einstein levou apenas algumas semanas para analisar os detalhes e formular o que veio a ser conhecido como relatividade especial. A teoria não só acabou com o entendimento existente sobre realidade mas também abriu o caminho para tecnologias, desde aceleradores de partículas, até o sistema de posicionamento global. Talvez só isso já teria siso suficiente,
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.
mas em setembro, um quarto trabalho foi publicado, como uma espécie de complemento ao trabalho da relatividade especial. Einstein pensou um pouco mais sobre sua teoria e percebeu que ela também significava que massa e energia, uma aparentemente sólida e a outra supostamente etérea, eram, na verdade, equivalentes. E sua relação podia ser expressada na que viria a ser a mais famosa e significativa equação da história: 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 só se tornaria um ícone mundialmente famoso dali a 15 anos. Somente depois que sua teoria da relatividade geral foi confirmada em 1919, através da medição do desvio da luz de uma estrela durante um eclipse solar, que a imprensa faria dele uma celebridade. Mesmo que ele tivesse desaparecido no instituto de patentes e não tivesse realizado nada depois de 1905, aqueles quatro trabalhos do seu ano de milagres permaneceriam como prova do valor de um inesperado e surpreendente gênio.