Portrait of Albert Einstein ประมาณปี 1939
(ภาพ: © MPI / Getty Images)
Albert Einstein มักถูกอ้างถึงว่าเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ผู้มีอิทธิพลมากที่สุดของศตวรรษที่ 20 งานของเขายังคงช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษาทุกอย่างตั้งแต่คลื่นความโน้มถ่วงจนถึงวงโคจรของดาวพุธ
สมการของนักวิทยาศาสตร์ที่ช่วยอธิบายสัมพัทธภาพพิเศษ - E = mc ^ 2 - มีชื่อเสียงแม้ในบรรดาผู้ที่ไม่เข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานของมัน ไอน์สไตน์เป็นที่รู้จักกันในทฤษฎีทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป (คำอธิบายของแรงโน้มถ่วง) และผลโฟโตอิเล็กทริก (ซึ่งอธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนภายใต้สถานการณ์บางอย่าง); งานของเขาในช่วงหลังทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2464
ไอน์สไตน์พยายามอย่างไร้ผลที่จะรวมพลังทั้งหมดของเอกภพไว้ในทฤษฏีเดียวหรือทฤษฎีของทุกสิ่งซึ่งเขายังคงทำงานอยู่ในช่วงที่เขาเสียชีวิต
ปีแรก ๆ
Einstein เกิดเมื่อวันที่ 14 มีนาคม 1879 ในเมือง Ulm ประเทศเยอรมนีเมืองที่ปัจจุบันมีประชากรมากกว่า 120,000 คน มีโล่ประกาศเกียรติคุณขนาดเล็กที่บ้านของเขาเคยยืน (ถูกทำลายในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง) ครอบครัวย้ายไปมิวนิคหลังเกิดของเขาและต่อมาอิตาลีเมื่อพ่อของเขาประสบปัญหากับการดำเนินธุรกิจของเขาเอง พ่อของไอน์สไตน์เฮอร์มันน์ทำโรงงานไฟฟ้าเคมีและพอลลีนแม่ของเขาดูแลอัลเบิร์ตกับมาเรียน้องสาวของเขา
ไอน์สไตน์จะเขียนลงในบันทึกความทรงจำของเขาว่า "สิ่งมหัศจรรย์" สองอย่างนั้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อปีแรกของเขาตามที่ฮันส์ - โจเซฟKüpperนักวิชาการอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ Young Einstein พบความสงสัยครั้งแรกของเขา - เข็มทิศ - ตอนอายุ 5: เขารู้สึกงงว่า กองกำลังที่มองไม่เห็น สามารถเบี่ยงเบนเข็มได้ สิ่งนี้จะนำไปสู่ความหลงใหลตลอดชีวิตด้วยกองกำลังที่มองไม่เห็น ความสงสัยครั้งที่สองเกิดขึ้นเมื่ออายุ 12 ปีเมื่อเขาค้นพบหนังสือเรขาคณิตซึ่งเขานมัสการเรียกมันว่า "หนังสือเรขาคณิตศักดิ์สิทธิ์" ของเขา
ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่นิยม หนุ่มอัลเบิร์ตเป็นนักเรียนที่ดี. เขาเก่งในวิชาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ แต่เป็นลูกศิษย์คนอื่นในระดับปานกลางKüpperเขียนบนเว็บไซต์ของเขา อย่างไรก็ตามไอน์สไตน์ได้ขัดขืนทัศนคติของเผด็จการของครูบางคนและลาออกจากโรงเรียนตอนอายุ 16 หลังจากนั้นเขาสอบเข้าโรงเรียนสวิสโปลีเทคนิคแห่งชาติสวิสในซูริกและในขณะที่การแสดงของเขาในวิชาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์นั้นยอดเยี่ยม พื้นที่อื่นเป็น subpar และเขาไม่ผ่านการสอบ นักฟิสิกส์ที่ต้องการใช้หลักสูตรเพิ่มเติมเพื่อปิดช่องว่างในความรู้ของเขาและเป็นที่ยอมรับของสวิสโพลีเทคนิคในปี 1896 และในปี 1901 ได้รับประกาศนียบัตรของเขาที่จะสอนฟิสิกส์และคณิตศาสตร์
อย่างไรก็ตามไอน์สไตน์ไม่สามารถหาตำแหน่งการสอนได้และเริ่มทำงานในสำนักงานสิทธิบัตรของเบิร์นในปี 1901 ตามประวัติของโนเบลรางวัล ในขณะที่อยู่ระหว่างนั้นในการวิเคราะห์การยื่นขอสิทธิบัตรเขาได้พัฒนางานของเขาในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและด้านอื่น ๆ ของฟิสิกส์ซึ่งต่อมาทำให้เขามีชื่อเสียง
Einstein แต่งงานกับ Mileva Maric ความรักอันยาวนานของเขาจากซูริคในปี ค.ศ. 1903 ฮันส์อัลเบิร์ตและเอดูอาร์ดเกิดในปี 2447 และ 2453 (ชะตากรรมของเด็กที่เกิดกับพวกเขาในปี 2445 ก่อนแต่งงาน Lieserl .) Einstein หย่า Maric ในปี 1919 และหลังจากแต่งงานกับ Elsa Löwenthalไม่นาน Löwenthalเสียชีวิตในปี 2476
อาชีพที่โดดเด่น
อาชีพของ Einstein ส่งเขาไปหลายประเทศ เขาได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยซูริคในปี 2448 และต่อมาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ในซูริก (2452) ปราก (2454) และซูริกอีกครั้ง (2455) ถัดไปเขาย้ายไปเบอร์ลินเพื่อเป็นผู้อำนวยการสถาบันกายภาพ Kaiser Wilhelm และศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเบอร์ลิน (1914) นอกจากนี้เขายังเป็นพลเมืองเยอรมัน
การตรวจสอบที่สำคัญของการทำงานของ Einstein เข้ามาในปีพ. ศ. 2462 เมื่อเซอร์อาร์เธอร์เอ็ดดิงตันเลขานุการสมาคมดาราศาสตร์แห่งราชอาณาจักรนำคณะเดินทางไปแอฟริกาซึ่งวัดตำแหน่งของดวงดาวในช่วงสุริยุปราคาทั้งหมด กลุ่มพบว่าตำแหน่งของดวงดาวถูกเลื่อนเนื่องจากการโค้งของแสงรอบดวงอาทิตย์ (ในปี 2008 ผลิต BBC / HBO ละครเรื่องนี้ใน "Einstein และ Eddington.")
ไอน์สไตน์ยังคงอยู่ในเยอรมนีจนกระทั่งปี 1933 เมื่อเผด็จการอดอล์ฟฮิตเลอร์ขึ้นสู่อำนาจ นักฟิสิกส์จึงสละสัญชาติเยอรมันของเขาและย้ายไปที่สหรัฐอเมริกาเพื่อเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ปรินซ์ตัน เขากลายเป็นพลเมืองของสหรัฐอเมริกาในปี 2483 และเกษียณในปี 2488
Einstein ยังคงทำงานอยู่ในชุมชนฟิสิกส์ตลอดหลายปีต่อมา ในปี 1939 เขามีชื่อเสียง เขียนจดหมายถึงประธานแฟรงคลินดี. รูสเวลต์ เตือนว่ายูเรเนียมสามารถใช้เป็นระเบิดปรมาณูได้
ในช่วงชีวิตของ Einstein เขาได้มีส่วนร่วมในการอภิปรายส่วนตัวกับนักฟิสิกส์ Niels Bohr เกี่ยวกับ ความถูกต้องของทฤษฎีควอนตัม. ทฤษฎีของ Bohr ถือครองวันและ Einstein ภายหลังรวมทฤษฎีควอนตัมในการคำนวณของเขาเอง
สมองของไอน์สไตน์
Einstein เสียชีวิตจากโป่งพองของหลอดเลือดในวันที่ 18 เมษายน 1955 หลอดเลือดแตกใกล้หัวใจตามพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกัน (AMNH) เมื่อถูกถามว่าเขาต้องการผ่าตัดหรือไม่ไอน์สไตน์ปฏิเสธ “ ฉันต้องการไปเมื่อฉันต้องการไป” เขากล่าว “ มันไม่มีรสจืดที่จะยืดอายุการใช้งานที่ดุเดือดขึ้นฉันได้ทำส่วนแบ่งของฉันแล้วมันถึงเวลาแล้วที่ฉันจะต้องทำอย่างงดงาม”
ร่างของไอน์สไตน์ - ส่วนใหญ่แล้ว - ถูกเผา; เถ้าถ่านของเขากระจายอยู่ในที่ที่ไม่เปิดเผยตาม AMNH อย่างไรก็ตามแพทย์ที่โรงพยาบาลพรินซ์ตันโทมัสฮาร์วีย์ทำการชันสูตรศพดูเหมือนไม่ได้รับอนุญาตและลบสมองและลูกตาของไอน์สไตน์ออกมาจากการสำรวจของแมทบลิทซ์ผู้เขียนเกี่ยวกับสมองของไอน์สไตน์ในคอลัมน์ วันนี้ฉันค้นพบ.
ฮาร์วีย์หั่นเนื้อเยื่อสมองบางส่วนหลายร้อยชิ้นเพื่อวางบนสไลด์กล้องจุลทรรศน์และถ่ายภาพ 14 ส่วนของสมองจากหลายมุม เขาหยิบเนื้อเยื่อสมองสไลด์และรูปถ่ายติดตัวเมื่อเขาย้ายไปที่วิชิตารัฐแคนซัสซึ่งเขาเป็นหัวหน้างานด้านการแพทย์ในห้องปฏิบัติการทดสอบทางชีววิทยา [ห้องสะสมภาพ: สมองของไอน์สไตน์]
ในอีก 30 ปีข้างหน้าฮาร์วีย์ส่งสไลด์ไปให้นักวิจัยคนอื่น ๆ ที่ร้องขอพวกเขา แต่เก็บสมองส่วนที่เหลือไว้ในเหยือกแก้วสองขวดบางครั้งในกล่องไซเดอร์ใต้ตู้แช่เบียร์ เรื่องราวของสมองของไอน์สไตน์นั้นถูกลืมไปจนถึงปี 1985 เมื่อฮาร์วีย์และเพื่อนร่วมงานตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร ประสาทวิทยาทดลอง..
ฮาร์วีย์ล้มเหลวในการสอบความสามารถในปี 1988 และใบอนุญาตทางการแพทย์ของเขาถูกเพิกถอน Blitz เขียน ในที่สุดฮาร์วีย์บริจาคสมองให้กับโรงพยาบาลพรินซ์ตันซึ่งการเดินทางของสมองเริ่มขึ้น ฮาร์วีย์เสียชีวิตในปี 2550ชิ้นส่วนของสมองของ Einstein ตอนนี้อยู่ที่พิพิธภัณฑ์Mütterในฟิลาเดลเฟีย
สิ่งที่ศึกษาพบ
ผู้เขียนงานวิจัยของ Harvey ในปี 1985 รายงานว่าสมองของ Einstein มีเซลล์ glial จำนวนมาก (เซลล์ที่รองรับและป้องกันระบบประสาท) ต่อเซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท) มากกว่าสมองอื่น ๆ ที่ตรวจสอบ พวกเขาสรุปว่าอาจบ่งบอกว่าเซลล์ประสาทมีความต้องการการเผาผลาญที่สูงขึ้น - กล่าวอีกนัยหนึ่งเซลล์สมองของ Einstein ต้องการและใช้พลังงานมากขึ้นซึ่งอาจเป็นสาเหตุว่าทำไมเขาถึงมีความสามารถในการคิดขั้นสูงและทักษะด้านแนวคิด
อย่างไรก็ตามนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้ชี้ให้เห็นปัญหาเล็กน้อยเกี่ยวกับการศึกษาครั้งนี้ว่า ตามที่ Eric H. Chudlerนักประสาทวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ยกตัวอย่างเช่นสมองส่วนอื่นที่ใช้ในการศึกษานั้นมีอายุน้อยกว่าสมองของไอน์สไตน์ ประการที่สอง "กลุ่มทดลอง" มีเพียงหนึ่งวิชา - ไอน์สไตน์ จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อดูว่าคนเหล่านี้มีความแตกต่างทางกายวิภาคหรือไม่ และประการที่สามศึกษาสมองของไอน์สไตน์เพียงส่วนเล็ก ๆ
การศึกษาอื่นที่ตีพิมพ์ในปี 1996 ในวารสาร ตัวอักษรประสาทวิทยาพบว่าสมองของไอน์สไตน์มีน้ำหนักเพียง 1,230 กรัมซึ่งน้อยกว่าสมองเฉลี่ยเพศชาย (ประมาณ 1,400 กรัม) นอกจากนี้สมองของนักวิทยาศาสตร์นั้นบางกว่าสมองควบคุมห้าตัว แต่ความหนาแน่นของเซลล์ประสาทสูงกว่า
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2012 ในวารสาร Brain เปิดเผยว่าสมองของ Einstein มี พับพิเศษในเรื่องสีเทาเว็บไซต์แห่งการคิดอย่างมีสติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมองส่วนหน้าบริเวณที่เชื่อมโยงกับความคิดและการวางแผนที่เป็นนามธรรม
มรดกทางวิทยาศาสตร์ของ Einstein
มรดกของ Einstein ในวิชาฟิสิกส์มีความสำคัญ นี่คือหลักการทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญบางข้อที่เขาเป็นผู้บุกเบิก:
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ: Einstein แสดงให้เห็นว่ากฎทางกายภาพนั้นเหมือนกันสำหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคนตราบใดที่พวกเขาไม่ได้อยู่ภายใต้ความเร่ง อย่างไรก็ตาม ความเร็วของแสง ในสุญญากาศจะเหมือนเดิมเสมอไม่ว่าผู้สังเกตการณ์จะเดินทางด้วยความเร็วเท่าไร งานนี้นำไปสู่ความตระหนักของเขาว่าพื้นที่และเวลาเชื่อมโยงกับสิ่งที่เราเรียกว่าเวลา - อวกาศ ดังนั้นผู้สังเกตการณ์คนหนึ่งอาจเห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเวลาอื่นโดยผู้สังเกตการณ์คนอื่น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป: นี่เป็นการปฏิรูปกฎแรงโน้มถ่วง ใน 1600s นิวตัน กำหนดกฎการเคลื่อนที่สามข้อในหมู่พวกเขาสรุปว่าแรงโน้มถ่วงทำงานระหว่างสองวัตถุอย่างไร แรงระหว่างวัตถุทั้งสองนั้นขึ้นอยู่กับว่าวัตถุแต่ละชิ้นมีขนาดใหญ่เพียงใดและวัตถุนั้นห่างกันมากแค่ไหน ไอน์สไตน์ระบุว่าเมื่อคิดถึงอวกาศ - เวลาวัตถุขนาดใหญ่ทำให้เกิดการบิดเบือนในอวกาศ - เวลา (เช่นวางลูกบอลหนักบนแทรมโพลีน) แรงโน้มถ่วงกระทำเมื่อวัตถุอื่นตกอยู่ใน "บ่อน้ำ" ที่สร้างขึ้นโดยความเพี้ยนในอวกาศ - เวลาเช่นหินอ่อนกลิ้งไปสู่ลูกบอลขนาดใหญ่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปผ่านการทดสอบครั้งใหญ่เมื่อปี 2562 ในการทดลอง เกี่ยวข้องกับหลุมดำมวลยวดยิ่ง ที่ศูนย์กลางของทางช้างเผือก
โฟโตอิเล็กทริก: งานของ Einstein ในปี 1905 เสนอว่าแสงควรถูกมองว่าเป็นลำอนุภาค (โฟตอน) แทนที่จะเป็นเพียงคลื่นเดียวตามที่คิดกันโดยทั่วไปในเวลานั้น งานของเขาช่วยถอดรหัสนักวิทยาศาสตร์ผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ไม่สามารถอธิบายได้
ทฤษฎีสนามปึกแผ่น: ไอน์สไตน์ใช้เวลาหลายปีต่อมาในการพยายามผสานสาขาวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วงเข้าด้วยกัน เขาไม่ประสบความสำเร็จ แต่อาจมีเวลาก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์คนอื่นยังคงแก้ปัญหานี้อยู่
มรดกของ Einstein สำหรับดาราศาสตร์
มีการประยุกต์ใช้งานของไอน์สไตน์มากมาย แต่นี่เป็นแอปพลิเคชั่นที่โดดเด่นที่สุดทางดาราศาสตร์:
คลื่นความโน้มถ่วง: ในปี 2559 Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ตรวจพบระลอกคลื่นอวกาศในอวกาศ - รู้จักกันในชื่อ คลื่นความโน้มถ่วง - เกิดขึ้นหลังจากหลุมดำชนกันกับโลกประมาณ 1.4 พันล้านปีแสง LIGO ได้ทำการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเบื้องต้นในปี 2558 หนึ่งศตวรรษหลังจาก Einstein ทำนายว่าคลื่นเหล่านี้มีอยู่จริง คลื่นเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein
วงโคจรของดาวพุธ: ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่โคจรรอบวัตถุที่มีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับขนาดของมัน - ดวงอาทิตย์ วงโคจรของมันไม่สามารถเข้าใจได้จนกระทั่งทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปแสดงให้เห็นว่าความโค้งของเวลาอวกาศส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของดาวพุธและเปลี่ยนวงโคจรของมัน มีโอกาสเล็กน้อยที่ในช่วงหลายพันล้านปีที่ผ่านมาดาวพุธอาจถูกขับออกจากระบบสุริยะของเราเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ (มีโอกาสน้อยกว่าที่มันจะชนกับโลก)
เลนส์ความโน้มถ่วง: นี่เป็นปรากฏการณ์ที่วัตถุขนาดใหญ่ (เช่นกระจุกกาแลคซีหรือหลุมดำ) โค้งงอแสงรอบ ๆ มัน นักดาราศาสตร์มองดูบริเวณนั้นผ่านกล้องโทรทรรศน์สามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ด้านหลังวัตถุขนาดใหญ่ได้โดยตรงเนื่องจากแสงถูกงอ ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงของเรื่องนี้คือ Einstein's Cross ซึ่งเป็นควาซาร์ใน กลุ่มดาวเพกาซัส: กาแลคซีประมาณ 400 ล้านปีแสงห่างจากแสงควาซาร์จนโค้งรอบกาแลคซีถึงสี่เท่า
หลุมดำ: ในเดือนเมษายน 2019 กล้องโทรทรรศน์ Event Horizon แสดงตัวครั้งแรก ภาพของหลุมดำ. ภาพถ่ายยืนยันอีกหลายแง่มุมของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปรวมถึงไม่เพียง แต่หลุมดำเท่านั้นที่มีอยู่ แต่ยังมีกรอบเหตุการณ์วงกลม - จุดที่ไม่มีสิ่งใดสามารถหนีได้แม้แต่แสง
แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม:
- ค้นหาคำตอบ คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Albert Einstein บนเว็บไซต์รางวัลโนเบล
- พลิกดูเวอร์ชันดิจิทัลของ ต้นฉบับที่ตีพิมพ์และไม่ได้เผยแพร่ของ Einstein ที่ Einstein Archives ออนไลน์
- เรียนรู้เกี่ยวกับ อนุสรณ์สถานไอน์สไตน์ ณ อาคารสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.
