Albert Einstein (1879-1955)
 
 

EINSTEIN, Albert (Ulm, 1879. 3. I4. - Princeton, New Jersey, 1955. 4. 18.) német fizikus. Az 1921-es fizikai Nobel-díjat 1922-ben kapta " matematikai-fizikai kutatásaiért, különös tekintettel a fotoelektromos-effektus törvényének felfedezésére".

Elemi iskoláit Münchenben végezte, és ott kezdte el gimnáziumi tanulmányait is. A zárkózott gyermek nehezen viselte el a korabeli iskolák katonás fegyelmét, és 1894-ben szülei engedélye nélkül otthagyta a gimnáziumot. Néhány hónap elteltével Zürichbe utazott, hogy beiratkozzon a műszaki főiskolára. Mivel érettségi bizonyítványa nem volt, különleges felvételi vizsgát kellett tennie. Einstein a vizsgán megbukott, és a főiskola rektorának tanácsára az aaraui katonaiskolában mégiscsak végigjárta az utolsó gimnáziumi osztályt. 1896-ban kezdte meg tanulmányait a zürichi műszaki főiskolán. Az előadásokat meglehetősen rendszertelenül látogatta, még a relativitáselmélet megalkotásában később jelentős szerepet játszó H. Minkowski matematika professzor órái sem ébresztették fel érdeklődését. Inkább a laboratóriumokban tevékenykedett, és szabad idejében L. Boltzmann, H. Helmholtz, H. Hertz, G. Kirchhoff, H. A. LORENTZ, J. C. Maxwell és E. Mach munkáival ismerkedett. 1900-ban fizikatanári oklevelet nyert. Bár záróvizsgáinak eredményei jók voltak, sikertelenül pályázta meg a főiskolán megüresedett asszisztensi állásokat. Így házitanítóskodásból kellett fenntartania magát 1902-ig, amikor is a berni Szövetségi Szabadalmi Hivatal ügyvivője lett. 1905-ben befejezte fizikusi tanulmányait, és a molekuladimenziók meghatározásának új módszere c. értekezése alapján a zürichi egyetemen filozófiai doktori címet szerzett. Ugyanebben az évben az Annalen der Physik oldalain négy dolgozata jelent meg. E négy tanulmány a későbbiekben elhatároló módon befolyásolta a modern fizika fejlődését, és egyben kijelölte azokat a munkaterületeket, melyekhez Eistein élete végéig hű maradt. De a relativitáselmélet alapgondolatait ismertető két dolgozata, a Brown-mozgás értelmezésévei foglalkozó és a fotonhipotézist először bemutató írások jelentőségét a kortárs fizikusok csak lassan ismerték fel. Három évvel később, 1908-ban Einstein a berni egyetemtől megkapta az elméleti fizika magántanári képesítést.
Einstein a szabadalmi hivatalbeli állását 1909-ben adta fel, amikor a zürichi egyetem professzorává nevezték ki. Mindössze három szemeszteren át tanított Zürichben. 1910-ben elfogadta a prágai német nyelvű egyetem meghívását, és ott az elméleti tanszék vezetője lett. 1912 nyarán a zürichi műszaki főiskolán is elméleti fizika tanszék létesült, és Einstein ismét visszatért Zürichbe. Az újabb zürichi professzorkodásnak azonban hamarosan vége szakadt. M. PLANCK és  W. H. NERNST javaslatára 1913-ban Einsteint a berlini Kaiser Wilhelm Institut igazgatójává és a porosz tudományos akadémia tagjává választották, valamint megkapta a berlini egyetem egyik katedráját is. A Berlinben töltött tizenkilenc esztendő első harmadában Einstein viszonylagos nyugalomban dolgozott. Ebben az időben fejezte be az általános relativitáselmélet felépítését. Az elmélet első kísérleti igazolását az Angol Királyi Csillagászati Társaság által szervezett expedíció mérései nyújtották. Az expedíció az 1919-es napfogyatkozás során az egyenlítő vidékén észlelte a fény pályájának erős gravitációs térben való elhajlását. Az első világháborút követő évek Németországának egyre erősödő nacionalista és antiszemita légkörében a világszerte ismert nevű Einstein helyzete egyre nehezebbé vált. Az antimilitarista tudóst, mind tudományos, mind emberi becsületében megtámadták, olyannyira, hogy nem csak közéleti és tudományos tevékenysége vált lehetetlenné, hanem — szégyenletes módon — még személyes biztonsága is veszélybe került. És Einstein az ellene irányított fanatikus gyűlölet elkeseredett reakciójaként tekintélye teljes súlyával támogatni kezdte a korábban általa is elutasított cionizmust. A hitleri diktatúra létrejöttekor, 1933-ban Einstein a pasadenai műszaki egyetem vendégprofesszora volt. A hatalomátvétel hírére visszatért Európába, hogy kivándorlását előkészítse. Egy ideig a belga királyi család vendége volt, és néhány előadást tartott Angliában is, majd 1933-ban — miután tiltakozásképpen lemondott a porosz tudományos akadémia tagságáról és németországi állásairól — az USA-ba emigrált. Még ugyanabban az évben a princetoni Institute for Advanced Study professzorává nevezték ki. Einstein munkakedve a kedvező feltételek hatására megújult. Ugyanakkor komoly és felelősségteljes részt vállalt a közéleti tennivalókból. Ő volt az, aki a kor egyik legtekintélyesebb tudósaként levélben hívta fel az USA akkori elnökének, F. D. Rooseveltnek figyelmét az atomenergia katonai célokra való felhasználásának lehetőségeire, megmutatva, hogy milyen következményekkel járhat, ha a kezdeményezés Németország kezébe csúszik. Einstein 1945-ben vonult nyugalomba tanári állásából, de kutatásait, még az akkoriban kialakuló, bizonyos értelmű tudományos elszigetelődésében is, változatlan lendülettel folytatta. Halála előtt hat évvel hozta nyilvánosságra általános térelméletét.
Einstein Nobel-díjjal méltányolt munkája a fényelektromos hatás 1905-ben közzétett magyarázata. A hatás első jelét H. Hertz figyelte meg 1887-ben: a szikraközre eső ibolyántúli fény megkönnyíti a szikra átütését. Egy évvel később W. Hallwachs megállapította, hogy a jelenséget elektromos töltéshordozók hozzák létre. 1899-ben Ph. LENARD kimutatta, hogy a szóban forgó töltéshordozók elektronok, és a következő három esztendőben feltárta a fotoelektromos effektus valamennyi kísérletileg hozzáférhető törvényszerűségét. Eredményei szerint a megvilágító fény hatására a negatív töltésű fémlemezek felületéről elektronok lépnek ki. A szabaddá váló elektronok mozgási energiája egyenesen arányos a fény rezgésszámával, de független a hatást kiváltó fény erősségétől - jóllehet ilyenkor a sugárzás révén több energia jut a fémbe; a fényintenzitás csak az időegység alatt szabaddá váló elektronok számát határozza meg. Einstein a sugárzó energia kvantáltságának Planck-féle hipotézisét összevetette Ph. LENARD mérési eredményeivel, és arra a következtetésre jutott, hogy az elektronok kilépése nem a fényenergia valamiféle gyűjtési folyamatának befejeztével következik be, hanem a fénysugár energiája önálló korpuszkuláknak tekinthető fénykvantumokban jut a fémlapra, és az elektronok valamelyike, egy fénykvantum - Einstein elnevezése szerint egy foton - energiáját felvéve, kiszabadul a fémből. A foton energiájának egy része a fémre jellemző nagyságú kilépési munkára fordítódik, a fennmaradó rész pedig az elektronok mozgási energiájává alakul. Lévén a foton energiája — M. PLANCK képlete szerint — egyenesen arányos a fény rezgésszámával, az elektron energiája is arányosan növekszik a frekvencia emelkedésekor és érthetővé vált, hogy bizonyos küszöbfrekvenciánál kisebb rezgésszámú fény miért nem váltja ki a fotoelektromos hatást: ekkor ugyanis a foton kis energiája nem fedezheti a kilépési munkát. A fotonhipotézis szerint a foton térbelileg lokalizált képződménynek tekintendő. A Planck-féle eredmény interpretációja ezt nem követeli meg: a sugárzási tér energiája lehet kvantumos, de az energia diszkrét megváltozása a tér energiájának a tér összes pontján egy időben létrejövő változás útján is történhet. Az Einstein-féle elképzelés a fénykvantumot mint egy részecskét — vagy legalábbis, mint véges kiterjedésű hullámvonulatot — szemlélteti. Einstein a fotonelmélet alapján  M. PLANCK sugárzási képletét is levezette; kevésbé szabatosan, de nagyon szemléletesen, a sugárzó energiát fotongáznak tekintve. Az elmélet legnagyobb sikerét a fényelektromos hatás magyarázatával aratta; bár a kortársak hitetlen kétkedéssel fogadták, hogy a probléma megoldása ilyen elképesztően egyszerű lenne. A kvantumelmélet csak évtizedekkel később tudta reprodukálni Einstein eredményeit, mindenesetre a jelenség összes részletének kirajzolásával.
Einstein elmélete alapján R. A. MILLIKAN 1916-ban rezgésszámok és elektronenergiák megfigyeléséből megbízható pontossággal meghatározta a Planck-állandó értékét. Még világosabban mutatkozott meg a fotonok létezése a röntgensugarak 1923-ban felfedezett Compton-szórásában, ahol a fénykvantumoknak nemcsak energiája, hanem impulzusa is szerepet játszik.