Ейнштейн Альберт
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Ейнштейн Альберт

Ейнштейн (Einstein) Альберт (14.3.1879, Ульм, Німеччина, — 18.4.1955, Прінстон, США), фізик, творець відносності теорії і один з творців квантової теорії і статистичної фізики. З 14 років разом з сім'єю жив в Швейцарії. Після закінчення Цюріхського політехнікуму (1900) працював вчителем спочатку у Вінтертуре, потім в Шафхаузене. У 1902 отримав місце експерта в федеральному патентному бюро в Берне, де працював до 1909. У ці роки Е. були створені спеціальна теорія відносності, виконані дослідження по статистичній фізиці, броунівському руху, теорії випромінювання і ін. Роботи Е. здобули популярність, і в 1909 він був вибраний професором Цюріхського університету, потім Німецького університету в Празі (1911—12). У 1912 повернувся до Цюріха, де зайняв кафедру в Цюріхському політехнікумі. У 1913 був вибраний членом Прусською і Баварською АН(Академія наук) і в 1914 переїхав до Берліна, де був директором фізичного інституту і проф. Берлінського університету. У берлінський період Е. завершив створення загальної теорії відносності, розвинув далі квантову теорію випромінювання. За відкриття законів фотоефекту і роботи в області теоретичної фізики Е. була присуджена Нобелівська премія (1921). У 1933 він був вимушений покинути Німеччину, згодом на знак протесту проти фашизму відмовився від німецького підданства вийшов із складу академії і переїхав в Прінстон (США), де став членом Інституту вищих досліджень. У цей період Е. намагався розробити єдину теорію поля і займався питаннями космології.

загрузка...

  Роботи по теорії відносності. Головне наукове досягнення Е. — теорія відносності, яка по суті є загальною теорією простору, часу і тяжіння. Що панували до Е. уявлення про простір і час були сформульовані І. Ньютоном в кінці 17 ст і не вступали в явне протиріччя з фактами, поки розвиток фізики не привів до появи електродинаміки і взагалі до вивчення рухів з швидкостями, близькими до швидкості світла. Рівняння електродинаміки ( Максвелла рівняння ) виявилися несумісними з рівняннями класичної механіки Ньютона. Протиріччя особливо загострилися після здійснення Майкельсона досвіду, результати якого не могли бути пояснені в рамках класичної фізики.

  Спеціальна, або приватна, теорія відносності, предметом якої є опис фізичних явищ (і у тому числі поширення світла) в інерціальних системах відліку, була опублікована Е. у 1905 в майже завершеному вигляді. Одне з її основних положень — повна равноправность всіх інерціальних систем відліку — робить беззмістовними поняття абсолютного простору і абсолютного часу ньютонівської фізики. Фізичний сенс зберігають лише ті виводи, які не залежать від швидкості руху інерціальної системи відліку. На основі цих представлень Е. вивів нові закони рухи, що зводяться в разі малих швидкостей до законів Ньютона, а також дав теорію оптичних явищ в рухомих тілах. Звертаючись до гіпотези ефіру, він приходить до висновку, що опис електромагнітного поля не вимагає взагалі якого-небудь середовища і що теорія виявляється несуперечливою, якщо окрім принципу відносності ввести і постулат про незалежність швидкості світла від системи відліку. Глибокий аналіз поняття одночасності і процесів виміру інтервалів часу і довжини (частково проведений також А. Пумнкаре ) показав фізичну необхідність сформульованого постулату. У тому ж (1905) році Е. опублікував статтю, де показав, що маса тіла m пропорційна його енергії Е , і наступного року вивів знамените співвідношення Е = mc 2 ( з — швидкість світла у вакуумі). Велике значення для завершення побудови спеціальної теорії відносності мала робота Р. Мінковського про чотиривимірному пространстве—времені. Спеціальна теорія відносності стала необхідним знаряддям фізичних досліджень (наприклад, в ядерній фізиці і фізиці елементарних часток), її виводи отримали повне експериментальне підтвердження.

  Спеціальна теорія відносності залишала осторонь явище тяжіння. Питання про природу гравітації, а також про рівняння гравітаційного поля і закони його поширення не був в ній навіть поставлений. Е. звернув увагу на фундаментальне значення пропорційності гравітаційною і інертною мас (принцип еквівалентності). Намагаючись погоджувати цей принцип з інваріантністю чотиривимірного інтервалу, Е. прийшов до ідеї залежності геометрії простору — часу від матерії і після довгих пошуків вивів в 1915—16 рівняння гравітаційного поля (рівняння Ейнштейна, див.(дивися) Тяжіння ). Ця робота заклала основи загальної теорії відносності.

  Е. зробив спробу застосувати своє рівняння до вивчення глобальних властивостей Всесвітом. У роботі 1917 він показав, що з принципу її однорідності можна отримати зв'язок між щільністю матерії і радіусом кривизни простору — часу. Обмежуючись, проте, статичною моделлю Всесвіту, він був вимушений ввести в рівняння негативний тиск (космологічну постійну), щоб зрівноважити сили тяжіння. Вірний підхід до проблеми був знайдений А. А. Фрідманом, який прийшов до ідеї Всесвіту, що розширюється. Ці роботи поклали початок релятивістської космології.

  В 1916 Е. передбачив існування гравітаційних хвиль, вирішивши завдання про поширення гравітаційного обурення. Тим самим було завершено побудову основ загальної теорії відносності.

  Загальна теорія відносності пояснила (1915) аномальну поведінку орбіти планети Меркурій, яке залишалося незрозумілим в рамках ньютонівської механіки, передбачила відхилення променя світла в поле тяжіння Сонця (виявлено в 1919—22) і зсув спектральних ліній атомів, що знаходяться в полі тяжіння (виявлено в 1925). Експериментальне підтвердження існування цих явищ стало блискучим підтвердженням загальної теорії відносності.

  Розвиток загальної теорії відносності в працях Е. і його співробітників пов'язано із спробою побудови єдиної теорії поля, в якій електромагнітне поле має бути органічно сполучене з метрикою простору, — часі, як і полі тяжіння. Ці спроби не привели до успіху, проте інтерес до вказаної проблеми зріс у зв'язку з побудовою релятивістською квантовій теорії поля .

  Роботи по квантовій теорії. Е. належить важлива роль в розробці основ квантової теорії. Він ввів уявлення про дискретну структуру поля випромінювання і на цій основі вивів закони фотоефекту, а також пояснив люмінесцентні і фотохімічні закономірності. Ідеї Е. про квантову структуру світла (опублікована в 1905) знаходилися в протиріччі, що здається, з хвилевою природою світла, яке знайшло дозвіл лише після створення квантової механіки .

  Успішно розвиваючи квантову теорію, Е. у 1916 приходить до розділення процесів випромінювання на мимовільних (спонтанні) і вимушених (індуковані) і вводить Ейнштейна коефіцієнти А і В , що визначають вірогідність вказаних процесів. Наслідком міркувань Е. виявилося статистичне виведення Планка закону випромінювання з умови рівноваги між випромінювачами і випромінюванням. Ця робота Е. лежить в основі сучасною квантової електроніки .

  Застосовуючи такий же статистичний розгляд вже не до випромінюванню світла, а до коливань кристалічної решітки, Е. створює теорію теплоємності твердих тіл (1907, 1911). У 1909 він виводить формулу для флуктуації енергії в полі випромінювання. Ця робота з'явилася підтвердженням його квантовою теорія випромінювання і зіграла важливу роль в становленні теорії флуктуацій.

  Перша робота Е. в області статистичної фізики з'явилася в 1902. У ній Е., не знаючи про праці Дж. В. Гіббса, розвиває свій варіант статистичної фізики, визначаючи вірогідність стану як середнє за часом. Такий погляд на вихідні положення статистичної фізики приводить Е. до розробки теорії броунівського руху (опубл. у 1905), яка лягла в основу теорії флуктуацій.

  В 1924, познайомившись із статтею Ш. Бозе за статистикою світлових квантів і оцінивши її значення, Е. опублікував статтю Бозе зі своїми примітками, в яких вказав на безпосереднє узагальнення теорії Бозе на ідеальний газ.(газета) Услід за цим з'явилася робота Е. по квантовій теорії ідеального газу; так виникла Бозе — Ейнштейна статистика .

  Розробляючи теорію рухливості молекул (1905) і досліджуючи реальність струмів Ампера, що породжують магнітні моменти, Е. прийшов до передбачення і експериментального виявлення спільно з нідерландським фізиком Ст де Хаазом ефекту зміни механічного моменту тіла при його намагніченні ( Ейнштейна —де Хааза ефект ).

  Наукові праці Е. зіграли велику роль в розвитку сучасної фізики. Спеціальна теорія відносності і квантова теорія випромінювання з'явилися основою квантової електродинаміки, квантової теорії поля, атомної і ядерної фізики, фізики елементарних часток, квантової електроніки, релятивістської космології і ін. розділів фізики і астрофізики.

  Ідеї Е. мають величезне методологічне значення. Вони змінили панували у фізиці з часів Ньютона механістичні погляди на простір і час і привели до нової, матеріалістичної картини світу, заснованої на глибокій, органічні зв'язки цих понять з матерією і її рухом, одним з проявів цього зв'язку виявилося тяжіння. Ідеї Е. стали основною складовою частиною сучасної теорії динамічного, такого, що безперервно розширюється Всесвіту, що дозволяє пояснити незвичайно широкий круг спостережуваних явищ.

  Відкриття Е. були визнані вченими всього світу і створили йому міжнародний авторитет. Е. дуже хвилювали суспільно-політичне події 20—40-х рр., він рішуче виступав проти фашизму війни, вживання ядерної зброї. Він взяв участь в антивоєнній боротьбі на початку 30-х рр. У 1940 Е. підписав лист до президента США, в якому вказав на небезпеку появи ядерної зброї у фашистській Німеччині, що стимулювало організацію ядерних досліджень в США.

  Е. був членом багатьох наукових суспільств і академій світу, у тому числі почесним членом АН(Академія наук) СРСР (1926).

  Соч.: Собр. наукових праць, т. 1—4 М., 1965—67 (літ.).

  Літ.: Ейнштейн і сучасна фізика. Сб. пам'яті А. Ейнштейна, М., 1956; Зеліг До., Альберт Ейнштейн, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1964; Ковалів Би. Р., Ейнштейн. 3 видавництва, М., 1967.

  Я. А. Смородінський.

А. Ейнштейн.