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.
La finele lui 1905, tânărul de aproape 26 de ani, Albert Einstein, eşuase academic. Majoritatea fizicienilor timpului râdeau la ideea că acest mărunt funcţionar va avea o asemenea contribuţie în ştiinţă. Totuşi, anul următor, Einstein va publica nu una, nu două, nu trei, ci patru lucrări extraordinare, fiecare cu alt subiect, care urmau să ne schimbe radical înţelegerea asupra Universului. Mitul că Einstein fusese corijent la Matematică e doar un mit.
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.
Se perfecţionase singur în teoria probabilităţilor, până la 15 ani şi avusese note mari atât la liceul din Munchen, cât şi la Politehnica din Elveţia, unde se pregătise pentru profesorat în Matematică şi Fizică. Chiulind de la ore ca să petreacă timp în laborator şi neglijând să dea respectul cuvenit profesorilor săi, l-a deraiat de pe această traiectorie de carieră. Ratând şi postul de asistent de laborator, a trebuit să se mulţumească cu o slujbă la biroul elveţian de patente obţinută prin intermediul unui prieten al tatălui său.
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.
Lucrând şase zile pe săptămână ca funcţionar la patente, Eistein reuşea să-şi facă timp de Fizică, discutând ce lucra cu câţiva prieteni apropiaţi, şi publicând lucrări minore. A fost o mare surpriză când, în martie 1905, a prezentat o lucrare cu o ipoteză şocantă. În ciuda dovezilor de zeci de ani că lumina e o undă, Einstein a propus că putea fi, de fapt, o particulă, dovedind că misteriosul efect fotoelectric, putea fi explicat cu ipoteza sa. Ideea a fost nesocotită în anii următori, dar Einstein era pur şi simplu 20 de ani înaintea vremii sale. Dualitatea corpuscul-undă avea să devină piatra de temelie a evoluţiei cuanticii.
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.
Două luni mai târziu, în mai, Einstein a prezentat o a doua lucrare, abordând de data asta problema seculară a existenţei sau nonexistenţei atomilor. Deşi anumite teorii se bazau pe ideea invizibilităţii atomilor, cercetători proeminenţi încă credeau că sunt mai mult o ficţiune utilă, decât obiecte propriu-zise. Dar Einstein a folosit un argument ingenios, arătând că comportamentul particulelor mişcându-se haotic într-un lichid, cunoscut ca mişcare browniană, putea fi prezis exact prin coliziunea a milioane de atomi invizibili. Curând, experimentele au confirmat modelul lui Einstein, iar scepticii s-au dat bătuţi.
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.
A treia lucrare a apărut în iunie. De mult timp Einstein era deranjat de inconsistenţa a două principii fundamentale din fizică. Bine stabilitul principiu al relativităţii de pe vremea lui Galileo Galilei, afirma că mişcarea absolută nu se poate defini. Totuşi, teoria electro-magnetismului, bine-cunoscută şi ea, afirma că există mişcare absolută. Discrepanţa şi incapacitatea lui de a o rezolva, l-au adus pe Einstein într-o stare de tensiune psihică. Dar într-o zi de mai, după ce a-ntors-o pe toate părţile cu prietenul său Michele Besso, norii s-au risipit. Einstein şi-a dat seama că contradicţia se putea rezolva dacă viteza luminii rămânea constantă, indiferent de sistemul de referinţă, în timp ce atât spaţiul cât şi timpul depindeau de observator. I-au trebuit câteva săptămâni să definitiveze detaliile şi să formuleze ce urma să devină teoria specială a relativităţii. Teoria nu doar a scuturat din temelii ce se ştia despre realitae dar a pavat calea pentru tehnologii de la acceleratoare de particule, la sisteme de poziţionare globale. Unii ar crede că asta ar fi deajuns,
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.
dar în septembrie, a apărut a patra lucrare, ca o notă la teoria specială a relativităţii. Eistein se mai gândise un pic la ea şi şi-a dat seam că implica masa şi energia, prima aparent solidă şi cealaltă presupus eterică, erau echivalente. Relaţia dintre ele se putea exprima prin ce urma să devină faimoasa ecuaţie cu consecinţe istorice: E = mc^2. Einstein n-a devenit faimos încă 15 ani.
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.
În 1919, când ultima teorie generală a relativităţii a fost confirmată determinându-se devierea luminii stelelor în timpul unei eclipse solare, abia atunci presa l-a făcut celebru. Chiar dacă ar fi dispărut în spatele biroului de patente şi n-ar mai făcut nimic după 1905, acele patru lucrări din acel an miraculos pentru el ar fi rămas standardul de aur al unui geniu uimitor neaşteptat.