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Albert Einstein wurde am 14. März 1879 in Ulm geboren und starb am 18. April 1955 in Princeton, NJ. Seine Jugend verbringt er in München , wo seine Familie ein Elektrounternehmen besitzt. In seinen frühen Jahren gibt es keine äußeren Zeichen des Genies, das Einstein schon damals besaß. Er beginnt erst im Alter von drei Jahren zu sprechen und kann mit neun Jahren noch nicht fließend sprechen. Doch trotz alledem entwickelt er eine geniale Neugierde für die Natur und komplexe mathematische Konzepte. Im Alter von zwölf Jahren, zum Beispiel, lehrte er sich selbst Euklidische Geometrie (Euklidische Geometrie ist ein mathematisches System zurückzuführen auf die alexandrinischen griechischen Mathematiker Euklid, die er in seinem Lehrbuch über Geometrie: die Elemente). Einstein hasst die stumpfen und einfallslosen Methoden der Münchner Schulen, die wir nur zu gut aus Filmen und Geschichten kennen. Als weiteres Scheitern des Unternehmens, das die Familie nach Mailand führt, nutzt der damals 15-jährige Albert die Gelegenheit, die Schule zu verlassen und ein Jahr bei seinen Eltern zu verbringen.
Doch als sich die Frage stellt, was Albert werden soll, entscheidet er sich für das Gymnasium in Aarau (Schweiz ) und das Abitur in Zürich. Auch hier mag er die Methoden der Lehrer überhaupt nicht. Oft überspringt er Kur
se und nutzt die Zeit, um privat Physik zu studieren oder spielt
seine geliebte Geige, auf der er im Alter von 6 Jahren zu spielen beginnt. Er besteht alle Prüfungen und schloss sein Studium an der Fachhochschule im Jahr 1900 mit den Notizbüchern eines Klassenkameraden ab. Seine damaligen Professoren dachten, dass er nie für eine Stelle an der Universität in Frage käme. Seit zwei Jahren arbeitet Einstein als Tutor und Vertretungslehrer in der Schweiz .
Im Jahre 1902 erhielt er eine Stelle beim Schweizerischen Patentamt in Bern (Die Stadt Bern oder Bern ist de facto die Hauptstadt der Schweiz , von den Schweizern als deren (z.B.) bezeichnet). Aber was ihn so besonders macht und woher sein Genie kommt. Er selbst schreibt in seiner Autobiographie, dass es wahrscheinlich seine Mutter war, die ihn inspirierte und Einsteins Einfluss so unterschiedlich von allen anderen Wissenschaftlern machte. Seine Mutter Pauline wurde 1858 in Cannstadt geboren und starb 1920 in Berlin . Sie und ihr Mann Hermann (geboren 1847 in Buchau, gestorben 1902 in Mailand ) erziehen ein Kind, das für die Welt so wichtig sein sollte, wie wir später sehen werden. Albert hat das beste Verhältnis zu seiner Schwester Maja (*1881, gestorben 1949), deren Tod ihn weit mehr schockiert als der seiner beiden Frauen. Am 6. Januar 1903 heiratet Einstein seinen langjährigen Klassenkameraden vom Polytechnikum, Mileva Maric (Mileva Marić, manchmal auch Mileva Marić-Einstein oder Mileva Marić-Ajnštajn genannt, war ein serbischer Physiker). Zusammen haben sie zwei Söhne Hans-Albert (Hans Albert Einstein war ein schweizerisch-amerikanischer Ingenieur und Erzieher, und das zweite Kind und erster Sohn von Albert Einstein und Mileva Marić) und Eduard, von denen letzterer eine schwere Geisteskrankheit hatte. Diese Ehe dauert nicht lange und so kommt es, dass Einstein einige Jahre später seine Cousine Elsa Koch heiratet. Im Jahre 1905 promovierte er an der Universität Zürich (die Universität Zürich ist mit über 26’000 Studierenden die grösste Universität der Schweiz ) für seine Theorie der molekularen Dimensionen.
Er veröffentlicht auch seine drei bekanntesten Theorien, die die Physik des 20. Jahrhunderts zu dem gemacht haben, was sie heute ist. Auf diese und andere werde ich später zurückkommen. Einsteins Leben wird plötzlich besser und er ist die begehrteste Persönlichkeit der Welt. Im Jahr 1922 erhielt er den Nobelpreis für Physik (der Nobelpreis für Physik ist eine jährliche Auszeichnung der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften für diejenigen, die die herausragendsten Beiträge für die Menschheit auf dem Gebiet der Physik verliehen haben), unter anderem für den photoelektrischen Effekt. Da Einstein Jude ist und die Entwicklung des Zionismus fördert und stark unterstützt, muss er in den 30 Jahren nach Amerika auswandern und wird Professor für Physik an der University of Princeton, NJ. Während der 1.Während des Zweiten Weltkrieges half er durch seine Entdeckungen auf dem Gebiet der Kernphysik (Kernphysik ist das Gebiet der Physik, das Atomkerne und ihre Bestandteile und Wechselwirkungen untersucht) indirekt mit mehreren anderen Wissenschaftlern, die erste Atombombe zu entwickeln (Eine Atomwaffe ist ein Sprengkörper, der seine zerstörerische Kraft aus Kernreaktionen bezieht, entweder Spaltung oder eine Kombination aus Spaltung und Fusion) und rettete nach Angaben der US-Regierung Tausende von Marinesoldaten, die (ohne die japanische Kapitulation vor Hiroshima und Nagasaki (die Vereinigten Staaten ließen am 6. bzw. 9. August 1945 in der Endphase des Zweiten Weltkriegs Atomwaffen auf die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki fallen) an der Südküste Japans gestorben wären. Obwohl Einstein nichts mit der Bombardierung zu tun hat und nichts über ihn weiß, quält ihn die Tatsache, dass er zur Erfindung dieser schrecklichen Waffe beigetragen hat, für den Rest seines Lebens. Nach dem Zweiten Weltkrieg (Zweiter Weltkrieg , auch bekannt als Zweiter Weltkrieg , war ein weltweiter Krieg, der von 1939 bis 1945 dauerte, obwohl die damit verbundenen Konflikte früher begannen) wird ihm die Chance geboten, Präsident von Isräl zu werden. Er weigert sich jedoch mit Dank und verpflichtet sich für den Rest seines Lebens, Frieden zu schaffen und die Abrüstung voranzutreiben. Er schreibt seine Autobiographie, die meist von seiner Kindheit und Jugend erzählt. Er wurde zum Symbol des Zionismus (Zionismus ist die nationale Bewegung des jüdischen Volkes, die die Wiederherstellung einer jüdischen Heimat in dem als historisches Land Israel definierten Gebiet unterstützt) und zum Denker des Jahrhunderts, in dem er seine Philosophie über “Gott und die Welt” in mehreren Büchern ausführlich darlegte.
Die erste seiner drei bekannten Theorien handelt von Browns Bewegung. Darin macht Einstein aussagekräftige Vorhersagen über die Bewegung kleinster Partikel in Gasen oder Flüssigkeiten, die später durch Experimente bestätigt werden. Seine zweite Theorie, die sich auf den photoelektrischen Effekt bezieht (Der photoelektrische Effekt oder die Photoionisation ist die Emission von Elektronen oder anderen freien Trägern, wenn Licht auf ein Material scheint), enthält revolutionäre Thesen, die sich auf die Natur des Lichts beziehen. Einstein schlägt darin nicht nur vor, dass Licht unter besonderen Umständen als Vereinigung von Teilchen bezeichnet werden kann, er geht auch davon aus, dass die von jedem Lichtteilchen getragene Energie (das Photon (ein Photon ist ein Elementarteilchen, das Quantum des elektromagnetischen Feldes einschließlich elektromagnetischer Strahlung wie Licht, und der Kraftträger für die elektromagnetische Kraft)) proportional zur Frequenz der Strahlung ist. Die Gleichung dazu, die auch als Plancksche Gleichung bezeichnet wird, ist E=h*v, wobei E die Energie der Strahlung ist, h eine universelle Konstante (auch Plancksche Konstante genannt) nach dem deutschen Physiker Max Planck, 6,6*10-34, und v die Frequenz der Strahlung. Neuerdings werden mit 1.05 * 10^-27 sein und dafür: w=2pi/T statt v = 1/T
Dieser Vorschlag, dass die Energie, die einen Lichtstrahl enthält, in einzelnen Einheiten, auch Quanten genannt, auftritt, widerspricht einer 100-jährigen Tradition, dass die Energie des Lichts aus kontinuierlichen Prozessen besteht und eine Art Offenbarung ist. Zu diesem Zeitpunkt versteht jedoch kaum jemand Einsteins und Plancks Theorien. Tatsächlich ist der amerikanische Physiker Robert Andrews Millikan (Robert Andrews Millikan war ein amerikanischer Experimentalphysiker, der 1923 mit dem Nobelpreis für Physik für die Messung der elementaren elektronischen Ladung und für seine Arbeiten zum photoelektrischen Effekt ausgezeichnet wurde) sehr überrascht und voller Angst, als er diese Theorien einige Jahre später durch Experimente bestätigt. Einstein, dessen Hauptziel es ist, elektromagnetische Strahlung zu verstehen (in der Physik bezieht sich elektromagnetische Strahlung auf die Wellen des elektromagnetischen Feldes, die sich durch den Raum ausbreiten und elektromagnetische Strahlungsenergie transportieren), treibt später die Entwicklung einer Theorie voran, die zu einer Fusion von Wellen- und Partikelmodell für Licht wird. Wieder einmal sind die Physiker nicht sehr begeistert von Einsteins Ideen, wenn sie sie überhaupt verstehen können. Einsteins dritte Theorie (1905), die er wie die beiden vorangegangenen in Form eines kleinen Buches mit dem Titel “Über die Elektrodynamik bewegter Körper (Die Annus mirabilis-Papiere sind die Arbeiten von Albert Einstein , die 1905 in der Zeitschrift Annalen der Physik veröffentlicht wurden)” veröffentlichte, enthält das, was später als spezielle Relativitätstheorie bekannt wurde. Seit Sir Isaac Newton (Sir Isaac Newton war ein englischer Mathematiker, Astronom und Physiker, der als einer der einflussreichsten Wissenschaftler aller Zeiten und eine Schlüsselfigur in der wissenschaftlichen Revolution anerkannt ist), haben Chemiker und Physiker versucht, die Natur der Materie und Strahlung und die Beziehung zwischen ihnen in der Natur zu verstehen. Die grundlegenden mechanischen Gesetze sind bekannt als die mechanische Weltanschauung, während die elektromagnetischen Gesetze ebenfalls grundlegend sind und als die elektromagnetische Weltanschauung bekannt werden. Allerdings kann auch nicht erklären, die gegenseitige Wirkung von Strahlung (wie ein Lichtstrahl (In der Optik ist ein Strahl ein idealisiertes Modell des Lichts, die durch die Wahl einer Linie, die senkrecht zu den Wellenfronten des tatsächlichen Lichts, und die in Richtung des Energieflusses) ) und Materie auf einander. Da ich an dieser Stelle nicht allzu weit in die Quantenphysik eintauchen möchte (Quantenmechanik, einschließlich der Quantenfeldtheorie, ist ein Zweig der Physik, der die grundlegende Theorie der Natur in kleinen Maßstäben und niedrigen Energien von Atomen und subatomaren Teilchen ist), werde ich versuchen, eine der beiden Relativitätstheorien (die spezielle, die mir wichtiger erscheint) so einfach wie möglich zu beschreiben. Physikalische Ereignisse werden immer in Verbindung mit einem so genannten Referenzsystem beobachtet, einer Art Basis, die mit realen Skalen, wie z.B. einer Uhr, ausgestattet ist. Mathematisch werden diese Prozesse mit den Koordinaten x, y und z und als vierte Dimension (in der Physik ist Raumzeit jedes mathematische Modell, das Raum und Zeit zu einem einzigen verwobenen Kontinuum verbindet) t, Zeit, ausgedrückt. Bewegt sich ein kraftfreier Körper in einem solchen System, ist die Bewegung gerade und gleichmäßig, d.h. die Geschwindigkeit bleibt konstant, wird dieses System als Inertialsystem bezeichnet (In der klassischen Physik und der speziellen Relativitätstheorie ist ein Inertialsystem ein Bezugssystem, das Zeit und Raum homogen, isotrop und zeitunabhängig beschreibt). Es gibt ein Trägheitssystem für jeden kräftefreien Körper, in dem er sich nicht bewegt, also scheint er in Ruhe zu sein. Aber wenn man sich nun verschiedene dieser so genannten Ruhesysteme mit jeweils unendlich vielen Beobachtern vorstellt, scheint es fast unmöglich, eine mathematische Beschreibung zu finden, die für jeden Beobachter gültig ist. Hier kommt Einstein ins Spiel und präsentiert mehrere Thesen, die wie folgt lauten. Einstein war der Meinung, dass alle Trägheitssysteme gleich sind und dass sich das Licht in einer geraden Linie ausbreitet und die Lichtgeschwindigkeit, die bei 300.000 km/s liegt, in allen Systemen im Vakuum gleich ist. Basierend auf diesen und anderen Annahmen und Thesen wird dann die spezielle Relativitätstheorie (in der Physik ist die spezielle Relativitätstheorie die allgemein anerkannte und experimentell gut bestätigte physikalische Theorie über das Verhältnis von Raum und Zeit) etabliert. Hier sind einige der elementaren Bestandteile dieser Theorie. Wird eines von zwei Ereignissen innerhalb eines Inertialsystems, die räumlich getrennt, aber gleichzeitig sind, auf ein anderes verschoben, dann sind sie nicht mehr gleichzeitig. Diese kausal zusammenhängenden Ereignisse, die zu Zeiten t1 und t2 stattfinden und an den durch die Ortsvektoren r1 und r2 gekennzeichneten Stellen stattfinden, liegen innerhalb eines oder des Lichtkegels (In der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Lichtkegel der Weg, den ein Lichtblitz, der von einem einzelnen Ereignis ausgeht und in alle Richtungen wandert, durch die Raumzeit nehmen würde) und können dem Raum-Zeit-Zustand folgen:c2 (t2-t1)2 -(r2-r1)2 oder = 0 höchstens bei Lichtgeschwindigkeit (Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, allgemein bezeichnet, ist eine in vielen Bereichen der Physik wichtige universelle physikalische Konstante). Da die folgenden Gleichungen über Zeitdllation und Längenkontraktion (Längenkontraktion ist das Phänomen der Längenabnahme eines Objekts, gemessen von einem Beobachter, der mit einer Geschwindigkeit ungleich Null relativ zum Objekt fährt) viel komplizierter sind (besonders in der Anwendung), möchte ich sie überhaupt nicht schneiden, um Verwechslungen zu vermeiden. Ein Teil dieser Theorie ist jedoch wohl jedem bekannt. Dieses Prinzip, ausgedrückt durch die Gleichung E=m*c2, bedeutet, dass jede Energie E einer Masse m entspricht. Albert Einstein (Albert Einstein war ein in Deutschland geborener theoretischer Physiker), der wohl genialste Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts.