Einstein

Albert Einstein (1879-1955) was een Duits-Amerikaans geleerde, een van de belangrijkste natuurkundigen aller tijden. Zijn werk heeft bijgedragen tot revolutionaire ontwikkelingen in de natuurkunde van de 20e eeuw: het ontstaan van de kwantummechanica en de relativiteitstheorie. Voor de verklaring van het foto-elektrisch effect met behulp van de quantenhypothese van Planck werd Einstein in 1921 de Nobelprijs voor natuurkunde toegekend. Als zijn belangrijkste bijdrage aan de natuurkunde wordt zijn ontwikkeling van de speciale relativiteitstheorie (1905) en van de algemene relativiteitstheorie (1914-1916) beschouwd. Hij vervulde diverse functies in Zwitserland en Duitsland, en werd in 1920 ook bijzonder hoogleraar in Leiden, officieel tot in 1946. In 1933 emigreerde Einstein naar de VS, waar hij tot zijn dood bleef wonen en werken. Door een brief aan president Roosevelt in 1939 heeft Einstein de stoot gegeven tot de constructie van de Amerikaanse atoombom, maar als overtuigd pacifist heeft hij na de Tweede Wereldoorlog fel stelling genomen tegen kernbewapening. Albert Einstein werd 14 maart 1879 in de kleine joodse gemeenschap van Ulm in Duitsland geboren. Een jaar later verhuisden zijn ouders naar München, waar Einsteins vader en diens broer een kleine elektrochemische fabriek dreven. Hier bezocht Albert het Humanistisch Gymnasium. In 1894 verhuisden de Einsteins naar Milaan en vervulde Einstein functies in het familiebedrijf. Einstein, die zich reeds vanaf zijn twaalfde jaar door het lezen van populair-wetenschappelijke boeken met de wis- en natuurkunde vertrouwd had gemaakt, deed vervolgens op aanraden van zijn vader toelatingsexamen voor het Polytechnisch Instituut te Zürich en zakte. Een jaar later (1896) werd hij wel toegelaten als student in de wis- en natuurkunde en leerde hij Mila kennen, later zijn vrouw. Aangetrokken tot natuurkundige experimenten bracht hij in deze studententijd de meeste tijd door in het natuurkundig laboratorium en gebruikte de overige tijd om standaardwerken te bestuderen zoals die van Kirchhoff, Helmholtz en Hertz. Ondanks uitstekende leraren als Hurwitz en Minkowski (1864-1909) verwaarloosde Einstein de wiskunde enigszins. College lopen deed hij in het algemeen niet; hij leende dictaten van zijn medestudenten. 'Dit gaf vrijheid in de keuze van de bezigheid tot enkele maanden voor het examen, een vrijheid die ik verregaand genoten heb en waarbij ik het ermee verbonden slechte geweten als het ruimschoots kleinste kwaad graag op de koop toe nam', schreef Einstein in zijn biografische aantekeningen. Na zijn studie te hebben voltooid, viel het Einstein, die inmiddels Zwitsers staatsburger was geworden, moeilijk een baan te vinden. In 1902 kreeg hij een benoeming op het patentbureau te Bern. Het werk op het patentbureau zou van invloed zijn geweest op Einsteins kijk op problemen. Zijn werk bestond voornamelijk uit het zoeken naar de basisideeën die aan patenten ten grondslag lagen. Reeds in 1901 was Einstein begonnen wetenschappelijke artikelen te publiceren; het werk op het patentbureau liet hem voldoende tijd om zijn wetenschappelijk onderzoek voort te zetten. Einstein zocht in die tijd onder andere naar een methode waarmee men het bestaan van atomen van een gegeven vaste omvang kon bewijzen. Zo verscheen, na een aantal artikelen over thermodynamische onderwerpen, in 1905 Einsteins bekende artikel over de Brownse beweging. Dit leidde niet alleen tot het signaleren van een specifiek door atomen veroorzaakt effect, maar bovendien tot een diffusierelatie voor in een vloeistof gesuspendeerde deeltjes. Dit artikel was, doordat het aan een bestaande opvatting een hechtere basis gaf, voor de fysica van groot nut. De drie overige artikelen die Einstein datzelfde jaar deed verschijnen, veroorzaakten echter een complete omwenteling in de natuurkunde, gaven de filosofie nieuwe inspiratiebronnen en vormden de aankondiging van het atoomtijdperk. Als eerste verscheen het artikel over de quantisatie van lichtgolven. Einstein gaf de nog prille quantentheorie van Max Planck (1858-1947) uitbreiding door zijn ontdekking van het foton of lichtdeeltje. Volgens Einstein bestond elektromagnetische straling, zoals bijvoorbeeld licht, zelf ook uit energiepakketjes. De kwantunmmechanica, die men uit de ideeën van Planck en Einstein heeft kunnen ontwikkelen, is voor het begrijpen van vele natuurkundige processen dikwijls belangrijker dan de relativiteitstheorie. De overige twee in 1905 verschenen artikelen maakten echter de grootste indruk. Hierin behandelde Einstein de basisideeën van de speciale relativiteitstheorie. Op grond van een aantal simpele, maar voor een mens moeilijk te accepteren uitgangspunten slaagde Einstein erin te voorspellen dat een stilstaande waarnemer afwijkingen waarneemt in een ten opzichte van hem eenparig bewegend systeem en dat deze afwijkingen des te groter zijn naarmate het systeem zich sneller ten opzichte van hem beweegt. De afwijkingen zijn pas merkbaar wanneer de snelheid van het systeem vergelijkbaar is met die van de lichtsnelheid, zodat het niet verwonderlijk is dat men er doorgaans niets van merkt. Deze theorie trok, door haar moeilijk aanvaardbare consequenties als de ontkenning van het bestaan van een in die tijd noodzakelijk geacht etherfluïdum en de voorspelling dat in een voorbij vliegend systeem de tijd achterloopt, overal grote aandacht. Einstein werd in 1909 tot hoogleraar benoemd aan de universiteit van Zürich. Een jaar later werd hij hoogleraar aan de Duitse un

iversiteit van Praag en in 1912 werd hij benoemd tot professor in de theoretische fysica aan het Polytechnisch Instituut te Zürich. Als hoogleraar was Einstein echter niet zo'n groot succes. Nooit had hij zijn colleges goed voorbereid en wanneer hij een college opnieuw moest geven, was hij de aantekeningen van de vorige keer meestal al kwijt. Eind 1913 slaagde Walter Nernst (1864-1941) erin hem naar Berlijn te halen, waar hij lid werd van de Koninklijke Pruisische Academie van Wetenschappen en van het juist opgerichte Kaiser Wilhelm Institut, waar men hem een onderzoekshoogleraarschap aanbood. Hierdoor hoefde hij dus geen college te geven en kon zich geheel aan zijn werk wijden. Reeds in 1908 kwam Einstein tot het besef dat de speciale relativiteitstheorie te beperkt is ten opzichte van de dagelijkse realiteit waarbij niet alleen eenparige snelheden optreden, maar ook willekeurige versnellingen. Dit bracht hem tot de ontwikkeling van de algemene relativiteitstheorie (1908-1915, publicatie 1916). Deze theorie bracht weer nieuwe sensationele voorspellingen met zich mee. Zo zou een lichtstraal door een massa worden aangetrokken, hetgeen ertoe zou leiden dat bijvoorbeeld een van een ster afkomstige en vlak langs de reusachtige massa van de zon scherende lichtstraal enigszins zou worden afgebogen en de positie van de ster voor een waarnemer op aarde verschoven zou lijken. In mei 1919 stelden twee Britse zonsverduisteringsexpedities vast dat deze verschuiving bij een aantal sterren rond de verduisterde zon inderdaad voorkomt en een waarde heeft die overeenkomt met de theoretisch afgeleide waarde. Hun rapport aan de Britse Koninklijke Academie van Wetenschappen bracht Einstein de wereldroem die hij verdiende. Ook bracht het de sterrenkundigen ertoe volgens de nieuwe theorie te werk te gaan. In 1921 werd hem de Nobelprijs toegekend voor zijn bijdrage aan de ontwikkeling van de theoretische fysica. De volgende jaren, die van het opkomend nationaal-socialisme, voelde Einstein, jood, pacifist en met een politieke opvatting links van het midden, zich steeds minder in Duitsland thuis. Reeds in het begin van de jaren dertig had hij de gewoonte de winters in Amerika door te brengen en toen in januari 1933 Hitler aan de macht kwam, besloot hij er te blijven. Hij aanvaardde een aanstelling aan het Institute for Advanced Study in Princeton en werd in 1940 Amerikaans staatsburger. Tot aan zijn dood, 18 april 1955, heeft hij Amerika niet meer verlaten. Albert Einstein, een van de meest begaafde natuurkundigen die de mensheid ooit heeft voortgebracht, heeft zich behalve met natuurkunde en wijsbegeerte in zijn leven met de meest uiteenlopende zaken, de mensheid betreffende, beziggehouden. Naast honderden wetenschappelijke publikaties schreef hij over wetenschap en dictatuur, militant pacifisme, de Amerikaanse negers, het bestaan van een joodse levensvisie, de opvoeding, religie en wetenschap, Gandhi's staatsmanschap en over de Arabieren en Palestina. Zijn inzichten die hij - naar hij ooit zei - slechts door hard werken uitbouwde tot theorieën, werden niet altijd met succes bekroond. Zijn pogingen om in een geünificeerde veldentheorie de gehele fysica van massa's en ladingen met behulp van een enkel veld te kunnen beschrijven, gaven geen bevredigende resultaten.