Альберт Эйнштейн (14.03.1879-18.04.1955) - выдающийся физик-теоретик,
один из создателей современной физики. Родился в Ульме. Четырнадцати лет
переехал в Швейцарию, где окончил Цюрихский политехникум. В 1902-08 годах
работал
экспертом в патентном бюро в Берне, в 1909-13 годах - профессор Цюрихского
политехникума, в 1914-33 годах - профессор Берлинского университета и директор
Института физики. После установления власти фашистов подвергся преследованиям
и был вынужден покинуть Германию. В 1933 году переехал в США, где до конца жизни
работал в Принстонском институте перспективных исследований.
Создатель специальной и общей теорий относительности, коренным образом
изменивших представления о пространстве, времени и материи. В 1905 году в статье
"К электродинамике движущихся тел" разработал основы специальной теории
относительности, изложив новые законы движения, которые обобщали ньютоновские
и переходили в них в случае малых скоростей тел. В основу своей теории положил
два постулата: специальный принцип относительности, являющийся обобщением
механического принципа относительности Галилея на любые физические явления (в
любых инерциальных системах все физические процессы - механические,
электрические, тепловые, оптические и др. - протекают одинаково), и принцип
постоянства скорости света в вакууме (скорость света в вакууме не зависит от
движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех направлениях, то
есть одинакова во всех инерциальных системах и равна 30000000000 см/с). Оба
постулата и теория, построенная на их основе, привели к ломке многих
установившихся классических понятий (абсолютное пространство, абсолютное
время), заставили пересмотреть ряд основных положений классической физики
Ньютона,
установили новый взгляд на мир, новые пространственно-временные
представления (относительность длины, времени, одновременности событий).
Однако эта теория не отбросила совсем закономерностей, установленных
классической механикой, а уточнила их в случае движения со скоростями,
соизмеримыми со скоростью света в вакууме.
Исходя из своей теории, Эйнштейн в том же 1905 году открыл закон взаимосвязи
массы и энергии. Показал, что масса является мерой энергии, заключенной в
телах. Это соотношение Эйнштейна лежит в основе расчета энергетического
баланса ядерных реакций, в основе всей ядерной физики. Все положения и выводы
специальной теории относительности ярко подтвердились в многочисленных опытах,
она стала мощным инструментом в физических исследованиях, в частности в физике
микромира.
Значительна роль Эйнштейна и в создании квантовой теории. Если
М. Планк
квантовал лишь энергию материального осциллятора, то Эйнштейн ввел в 1905 году
представление о дискретной, квантовой структуре самого светового излучения,
рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория
света). Таким образом, Эйнштейну принадлежит теоретическое открытие фотона,
экспериментально обнаруженного в 1922 году
А. Комптоном. Исходя из квантовой
теории света, объяснил такие явления, как фотоэффект (закон Эйнштейна для
фотоэффекта), правило Стокса для флюоресценции, фотоионизацию и др., которые
не могла объяснить электромагнитная теория света. За эти исследования в 1921
году ученому была присуждена Нобелевская премия по физике. В 1907 году
распространил
идеи квантовой теории на физические процессы, непосредственно не связанные со
светом. В частности, рассмотрев тепловые колебания атомов в твердом теле и
использовав идеи квантовой теории, объяснил уменьшение теплоемкости твердых
тел при понижении температуры, разработав первую квантовую теорию теплоемкости
твердых тел. В 1909 году впервые рассмотрел корпускулярно-волновой дуализм для
излучения, а также флуктуации энергии равновесного излучения, получив формулу
для флуктуаций энергии. В 1912 году установил основной закон фотохимии: каждый
поглощенный фотон вызывает одну элементарную фотореакцию (закон Эйнштейна).
Предсказал в 1916 году явление индуцированного излучения, ввел вероятности
спонтанного и вынужденного излучений (коэффициенты Эйнштейна).
В статистической физике развил в 1905 году молекулярно-статистическую теорию
броуновского движения, в 1924-25 годах создал квантовую статистику частиц с
целым спином (статистика Бозе-Эйнштейна).
В 1915 году предсказал и совместно с В. де Гаазом экспериментально обнаружил
эффект изменения механического момента при намагничивании тела (эффект
Эйнштейна-де Гааза).
В 1915 году завершил создание общей теории относительности, или современной
релятивистской теории тяготения, установившей связь между
пространством-временем и материей. К ее созданию Эйнштейна
привел анализ известного факта,
что отношение инертной массы тела к гравитационной одинаково для всех тел
(принцип эквивалентности). Этот принцип вместе с принципом относительности
лег в основу общей теории относительности, объяснившей сущность тяготения,
состоящую в изменении геометрических свойств, искривлении четырехмерного
пространства-времени вокруг тел, которые образуют поле (любая масса влияет
на метрику окружающего пространства). Вывел уравнение, описывающее поле
тяготения - уравнение Эйнштейна (в 1915 году общековариантные уравнения
гравитационного поля получил также Д. Гильберт). Для проверки своей теории
предложил три эффекта: искривление светового луча в поле тяготения Солнца,
смещение перигелия Меркурия и гравитационное красное смещение. Эти эффекты,
как показали последующие эксперименты, действительно действуют и количественно
правильно предсказывались общей теорией относительности. В 1916 году
постулировал гравитационные волны и в 1918 году вывел формулу для мощности
гравитационного излучения.
Общая теория относительности обусловила бурное развитие космологии как науки.
Исходя из этой теории, Эйнштейн в 1917 году предложил новую модель Вселенной,
согласно которой Вселенная представляет замкнутое трехмерное пространство
(трехмерную сферу) конечного объема и неизменна во времени. Однако эта модель
не соответствует действительности, поскольку Вселенная нестационарна, она
расширяется. Впервые это теоретически показал А. А. Фридман, а в 1929 году
было подтверждено наблюдениями (явление разбегания галактик).
Начиная с 1933 года, работы Эйнштейна были посвящены вопросам космологии и
единой теории поля. Однако попытки построить такую теорию окончились неудачей.
В работах Эйнштейна поднят ряд гносеологических проблем, но его философские
взгляды не всегда последовательны.
Член многих академий наук и научных обществ, в частности иностранный член АН
СССР (1926).
Использованная литература.
1. Ю.А. Храмов. "Физики". Биографический справочник., 1983.
