Đang tải bài viết từ Wikipedia…
Sảnh các Nhà khoa học
Albert Einstein
Thuyết tương đối; hiệu ứng quang điện; E = mc²
- 1879 – 1955
- Sảnh các Nhà khoa học · 5/10
Sảnh các Nhà khoa học
Thuyết tương đối; hiệu ứng quang điện; E = mc²
Đang tải bài viết từ Wikipedia…
Albert Einstein (14 tháng 3 năm 1879 – 18 tháng 4 năm 1955) là một nhà vật lý lý thuyết người Đức, được công nhận là một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất mọi thời đại. Ông là người đã phát triển thuyết tương đối tổng quát, một trong hai trụ cột của vật lý hiện đại (trụ cột còn lại là cơ học lượng tử). Mặc dù được biết đến nhiều nhất qua phương trình về sự tương đương khối lượng-năng lượng được xem là "phương trình nổi tiếng nhất thế giới", ông lại được trao Giải Nobel Vật lý năm 1921 "cho những cống hiến của ông đối với vật lý lý thuyết, và đặc biệt cho sự khám phá ra định luật của hiệu ứng quang điện". Công trình về hiệu ứng quang điện của ông mang tính bước ngoặt khai sinh ra lý thuyết lượng tử.
Khi bắt đầu sự nghiệp của mình, Einstein đã nhận ra cơ học Newton không còn có thể thống nhất các định luật của cơ học cổ điển với các định luật của trường điện từ. Từ đó ông phát triển thuyết tương đối đặc biệt, với các bài báo đăng trong năm 1905. Tuy nhiên, ông nhận thấy nguyên lý tương đối có thể mở rộng cho cả trường hấp dẫn, và điều này dẫn đến sự ra đời của lý thuyết về hấp dẫn trong năm 1916 - năm ông xuất bản một bài báo về thuyết tương đối tổng quát. Ông tiếp tục nghiên cứu các bài toán của cơ học thống kê và lý thuyết lượng tử, trong đó đưa ra những giải thích về lý thuyết hạt và sự chuyển động của các phân tử. Ông cũng nghiên cứu các tính chất nhiệt học của ánh sáng và đặt cơ sở cho lý thuyết lượng tử ánh sáng. Năm 1917, Einstein sử dụng thuyết tương đối tổng quát để miêu tả mô hình cấu trúc của toàn thể vũ trụ. Cùng với Satyendra Nath Bose, năm 1924-1925 ông tiên đoán một trạng thái vật chất mới đó là ngưng tụ Bose-Einstein của những hệ lượng tử ở trạng thái gần độ không tuyệt đối. Tuy cũng là cha đẻ của thuyết lượng tử, nhưng ông lại tỏ ra khắt khe với lý thuyết này. Điều này thể hiện qua những tranh luận của ông với Niels Bohr và nghịch lý EPR về lý thuyết lượng tử.
Khi ông đang thăm Hoa Kỳ thì Adolf Hitler lên nắm quyền vào năm 1933, do vậy ông đã không trở lại nước Đức, nơi ông đang là giáo sư ở Viện Hàn lâm Khoa học Berlin. Ông định cư tại Hoa Kỳ và chính thức trở thành công dân Mỹ vào năm 1940. Vào lúc sắp diễn ra Chiến tranh thế giới lần hai, ông đã ký vào một lá thư cảnh báo Tổng thống Franklin D. Roosevelt rằng Đức Quốc Xã có thể đang nghiên cứu phát triển "một loại bom mới cực kỳ nguy hiểm" và khuyến cáo nước Mỹ nên có những nghiên cứu tương tự. Điều đó dẫn đến sự ra đời của Dự án Manhattan sau này. Einstein ủng hộ việc bảo vệ các lực lượng Đồng Minh, nhưng nhìn chung, ông chống lại việc sử dụng phát kiến mới về phân hạch hạt nhân làm vũ khí. Sau này, cùng với nhà triết học người Anh Bertrand Russell, ông đã ký Tuyên ngôn Russell–Einstein, nêu bật sự nguy hiểm của vũ khí hạt nhân. Einstein làm việc tại Viện Nghiên cứu Cao cấp ở Princeton, New Jersey cho đến khi ông qua đời vào năm 1955.
Einstein đã công bố hơn 300 bài báo khoa học và hơn 150 bài viết khác về những chủ đề khác nhau, ông cũng nhận được nhiều bằng tiến sĩ danh dự trong khoa học, y học và triết học từ nhiều cơ sở giáo dục đại học ở châu Âu và Bắc Mỹ. Ông được tạp chí Time bầu chọn là người có ảnh hưởng nhất thế kỷ 20.
Albert Einstein chào đời tại thành phố Ulm thuộc Vương quốc Württemberg của Đế quốc Đức vào ngày 14 tháng 3 năm 1879. Cha mẹ của cậu là những người Do Thái Ashkenazi theo lối sống thế tục; cha cậu là Hermann Einstein, một nhân viên bán hàng kiêm kĩ sư, còn mẹ cậu là Pauline Koch. Năm 1880, gia đình chuyển đến khu Ludwigsvorstadt-Isarvorstadt thuộc thành phố München; tại đây, cha của Einstein cùng người chú Jakob đã thành lập Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie — một công ty chuyên sản xuất thiết bị điện sử dụng điện một chiều.
Khi còn nhỏ, cha mẹ Einstein lo ngại rằng cậu mắc chứng khuyết tật học tập bởi cậu học nói rất chậm. Lúc năm tuổi, khi phải nằm trên giường vì bị ốm, bố cậu đã cho cậu một chiếc la bàn. Điều này đã khơi dậy niềm đam mê suốt đời của cậu với điện từ học Cậu nhận ra rằng "phải có cái gì đó ẩn rất sâu đằng sau mọi việc".
Albert học trường tiểu học Công giáo lúc 5 tuổi trong vòng 3 năm. Sau đó, lên 8 tuổi, Einstein được chuyển đến trường Luitpold, nơi cậu học tiểu học nâng cao và trung học trong vòng 7 năm trước khi rời nước Đức.
Vào năm 1894, công ty của Hermann và Jakob đã tham gia đấu thầu một hợp đồng lắp đặt hệ thống chiếu sáng điện tại München, nhưng không thành công—họ thiếu nguồn vốn để chuyển đổi công nghệ từ điện một chiều sang điện xoay chiều hiệu quả hơn.[20] Thất bại trong lần đấu thầu này đã buộc họ phải bán nhà máy tại München và tìm kiếm những cơ hội mới ở nơi khác. Gia đình Einstein chuyển đến Ý, ban đầu đến Milan, vài tháng sau đó là Pavia, nơi họ định cư tại Palazzo Cornazzani. Einstein, khi đó 15 tuổi, ở lại München để tiếp tục học tập. Cha Einstein dự định muốn cậu theo học kĩ thuật điện, nhưng là một học trò ngỗ nghịch, cậu cảm thấy chế độ kỷ luật cũng như phương pháp giảng dạy tại trường Gymnasium hoàn toàn không phù hợp với mình. Sau này Einstein viết rằng chính sách học thuộc lòng một cách cứng nhắc của ngôi trường này gây tổn hại đến sự sáng tạo. Đến cuối tháng 12 năm 1894, cậu được ban lãnh đạo trường Luitpold cho nghỉ học sau khi nhận được một lá thư từ một bác sĩ và cậu đoàn tụ với gia đình tại Pavia. Trong thời gian ở Ý, Einstein đã viết một tiểu luận khoa học ngắn với nhan đề, "Khảo cứu trạng thái Ether trong từ trường".
Einstein bộc lộ tài năng xuất sắc về vật lý và toán học từ khi còn nhỏ, và sớm đạt trình độ toán học thường chỉ thấy ở một đứa trẻ lớn hơn vài tuổi. Năm 12 tuổi, cậu bắt đầu tự học đại số, vi tích phân và hình học Euclid; cậu tiến bộ nhanh đến mức có thể tìm ra một cách chứng minh độc đáo cho định lý Pythagoras trước khi bước sang tuổi thứ 13. Một gia sư của gia đình, Max Talmud, nói rằng chỉ một thời gian ngắn sau khi đưa Einstein, lúc đó mới mười hai tuổi, một cuốn sách giáo khoa hình học, cậu bé "đã học hết toàn bộ cuốn sách. Cậu ta còn dành thời gian học toán cao cấp... Chẳng mấy chốc, tài năng toán học nơi cậu ta đã bay cao đến mức mà tôi không còn theo được nữa." Einstein đã ghi lại rằng ông "thành thạo các phép tính vi phân và tích phân" khi mới 14 tuổi. Tình yêu của cậu dành cho đại số và hình học lớn đến nỗi ở tuổi 12, cậu tin rằng thiên nhiên có thể được hiểu như một "cấu trúc toán học".
Năm 13 tuổi, khi sở thích của cậu bắt đầu mở rộng sang âm nhạc và triết học, Talmud đã chỉ cho Einstein cuốn sách Phê phán lý tính thuần túy của Immanuel Kant. Theo lời của Talmud, Kant trở thành triết gia yêu thích của Einstein: "Khi đó, cậu ta mới chỉ là một đứa trẻ 13 tuổi, thế nhưng những tác phẩm của Kant, vốn khó hiểu đối với những người bình thường, dường như lại rất rõ ràng với cậu ta."
Năm 1895, ở tuổi 16, Einstein tham gia thi tuyển vào Viện Công nghệ liên bang Thụy Sĩ (sau này là Eidgenössische Technische Hochschule, ETH) ở Zurich . Mặc dù đạt điểm cao ở môn Vật lý và Toán học, nhưng ông không trúng tuyển do không đạt điểm chuẩn ở một số môn. Theo lời khuyên của hiệu trưởng trường ETH Zürich, ông hoàn thành chương trình trung học tại Trường bang Argovia ở Aarau, Thụy Sĩ, tốt nghiệp năm 1896. Trong khi ở trọ với gia đình giáo sư Jost Winteler, ông đã yêu Marie, người con gái của gia đình. (Em gái Maja Einstein sau này lấy người con trai Paul của Wintelet.)
Vào tháng 1 năm 1896, với sự đồng ý của cha, Einstein đã từ bỏ quyền công dân của vương quốc Württemberg để tránh nghĩa vụ quân sự. Tháng 9 năm 1896, cậu tốt nghiệp bậc học phổ thông của Thụy Sĩ. Chứng chỉ Matura (chứng nhận tốt nghiệp hoàn thành bậc trung học phổ thông), ghi nhận rằng cậu đã đạt thành tích xuất sắc trong hầu hết các môn học thuộc chương trình giảng dạy; cậu đạt điểm số tối đa là 6 cho các môn Lịch sử, Vật lý, Đại số, Hình học và Hình học họa hình. Năm 17 tuổi, cậu theo học chương trình cấp bằng sư phạm toán học và vật lý kéo dài bốn năm tại Trường Bách khoa Liên bang. Tại đây, cậu kết thân với bạn học Marcel Grossmann, người giúp cậu hoàn thành việc học bất chấp thói quen học tập khá tùy hứng của Einstein, và sau này còn hỗ trợ ông xây dựng nền tảng toán học vững chắc cho những khám phá vật lý mang tính cách mạng của mình. Marie Winteler, lớn hơn cậu một tuổi, chuyển đến làm giáo viên ở Olsberg, Thụy Sĩ.
Trong năm tân sinh viên khác cùng khóa và chương trình học tại trường bách khoa chỉ có duy nhất một nữ sinh là học trò người Serb 20 tuổi Mileva Marić. Trong những năm tiếp theo, hai người đã dành nhiều giờ để thảo luận về những mối quan tâm chung và tìm hiểu các chủ đề vật lý không được giảng dạy tại trường bách khoa. Trong những bức thư gửi Marić, Einstein thổ lộ rằng việc khám phá khoa học bên cạnh cô thú vị hơn nhiều so với việc đọc sách giáo khoa một mình. Dần dà, hai sinh viên này không chỉ trở thành bạn bè mà còn trở thành tình nhân của nhau.
Các nhà sử học vật lý đã có bất đống trong vai trò của Marić đối với những phát hiện trong các công trình nghiên cứu trong "năm kỳ diệu" của Einstein. Một số bằng chứng chỉ ra rằng ông chịu ảnh hưởng từ những ý tưởng khoa học của bà, nhưng cũng có những học giả nghi ngờ về mức độ quan trọng của ảnh hưởng của bà đối với tư tưởng của Einstein.
Thư từ giữa Einstein and Marić, được phát hiện và xuất bản năm 1987, cho thấy họ có con gái đầu lòng tên là couple had a daughter named Lieserl chào đời năm 1902 trong lúc Marić đang thăm bố mẹ đẻ của cô ở Novi Sad. Khi Marić trở về Thụy Sĩ, đứa trẻ không còn bên cô nữa. Số phận của Lieserl vẫn chưa được làm rõ. Trong một bức thư viết vào tháng 9 năm 1903, Einstein cho rằng cô bé hoặc đã được đem cho làm con nuôi, hoặc đã qua đời vì bệnh ban đỏ khi còn nhỏ.
Einstein và Marić kết hôn vào tháng 1 năm 1903. Tháng 5 năm 1904, người con trai đầu tiên của hai người, Hans Albert Einstein, chào đời tại Bern, Thụy Sĩ. Con trai thứ của họ, Eduard, chào đời tại Zürich vào tháng 7 năm 1910. Trong những lá thư Einstein gửi cho Marie Winteler vào các tháng trước khi Eduard chào đời, ông mô tả tình yêu dành cho vợ là "sai lầm" và tiếc nuối về "cuộc đời đã bỏ lỡ"—một cuộc đời mà ông hình dung mình lẽ ra đã được tận hưởng nếu kết hôn với Winteler thay vì vợ hiện tại: "Anh nghĩ về em với tình yêu chân thành trong từng phút giây rảnh rỗi, và anh đau khổ tột cùng—nỗi đau mà chỉ một người đàn ông mới có thể cảm nhận."
Năm 1912, Einstein bắt đầu mối quan hệ với Elsa Löwenthal, vừa là em họ đời đầu bên phía mẹ, vừa là em họ đời hai bên phía cha của Einstein. Khi Marić phát hiện ra sự không chung thủy của ông ngay sau khi cùng ông chuyển đến Berlin vào tháng 4 năm 1914, bà đã trở về Zürich, mang theo Hans Albert và Eduard. Einstein và Marić được tòa án chấp thuận ly hôn vào ngày 14 tháng 2 năm 1919 với lý do hai người đã sống ly thân trong suốt năm năm. Là một phần trong thỏa thuận ly hôn, Einstein đồng ý rằng nếu ông giành được giải Nobel, ông sẽ trao số tiền nhận được cho Marić; ông đoạt giải sau hai năm.
Năm 1919, Einstein kết hôn với Elsa Löwenthal. Năm 1923, ông bắt đầu mối quan hệ với thư ký Betty Neumann, cháu gái của người bạn thân Hans Mühsam. Tuy nhiên, Löwenthal vẫn chung thủy với ông, và đã cùng ông di cư sang Hoa Kỳ vào năm 1933. Năm 1935, bà được chẩn đoán mắc các vấn đề về tim và thận. Bà qua đời vào tháng 12 năm 1936.
Một tập hợp các bức thư của Einstein, được Đại học Hebrew của Jerusalem công bố vào năm 2006, đã hé lộ thêm một số người phụ nữ khác mà ông từng có quan hệ tình cảm. Trong số đó có Margarete Lebach (một phụ nữ Áo đã kết hôn), Estella Katzenellenbogen (nữ chủ nhân giàu có của một cửa hàng hoa), Toni Mendel (một góa phụ Do Thái giàu sang) và Ethel Michanowski (một người trong giới thượng lưu Berlin); ông đã dành thời gian bên họ và nhận những món quà từ họ trong lúc vẫn đang chung sống với người vợ Löwenthal. Sau khi góa vợ, Einstein có một mối quan hệ ngắn ngủi với Margarita Konenkova— được một số người cho là một điệp viên Nga. Chồng bà, nhà điêu khắc người Nga Sergei Konenkov, đã tạc bức tượng bán thân bằng đồng của Einstein tại Viện Nghiên cứu Cao cấp ở Princeton.
Sau một đợt tâm thần cấp tính vào khoảng năm 20 tuổi, Eduard, con trai của Einstein, được chẩn đoán mắc bệnh tâm thần phân liệt. Ông đã dành phần đời còn lại của mình để sống dưới sự chăm sóc của mẹ hoặc bị tạm thời lưu giữ tại các trại tâm thần. Sau khi bà qua đời, ông được đưa vào lưu trú vĩnh viễn tại Burghölzli, Bệnh viện Tâm thần Đại học ở Zurich.
Einstein tốt nghiệp Viện Công nghệ Liên bang vào năm 1900, được cấp chứng chỉ xác nhận rằng ông đủ năng lực giảng dạy môn toán và vật lý. Việc ông được cấp quốc tịch Thụy Sĩ vào tháng 2 năm 1901 đã không kèm theo lệnh nhập ngũ; các nhà chức trách Thụy Sĩ đánh giá ông không đủ điều kiện sức khỏe để thực hiện nghĩa vụ quân sự. Ông nhận thấy dường như ngay cả các trường học tại Thụy Sĩ cũng không cần đến mình, khi họ không hề trao cho ông một vị trí giảng dạy nào bất chấp việc ông đã dành gần hai năm để nộp đơn ứng tuyển. Cuối cùng, nhờ cha của Marcel Grossmann, ông đã nhận được một công việc làm trợ lý thẩm định viên bậc ba tại Cục Cấp bằng Sáng chế Thụy Sĩ, đặt tại Bern.
Các đơn xin cấp bằng sáng chế được Einstein thẩm định bao gồm những ý tưởng về máy phân loại sỏi và máy đánh chữ điện. Cấp trên của ông hài lòng với công việc của ông và quyết định tuyển dụng ông vào biên chế chính thức vào năm 1903, mặc dù họ cho rằng ông chưa nên được thăng chức cho đến khi ông "nắm vững hoàn toàn công nghệ máy móc". Có cơ sở để cho rằng quá trình làm việc tại Cục Cấp bằng Sáng chế đã có tác động nhất định đến việc ông xây dựng Thuyết Tương đối hẹp. Ông đã đi đến những ý tưởng mang tính cách mạng về không gian, thời gian và ánh sáng thông qua các thí nghiệm tư duy xoay quanh việc truyền tín hiệu và đồng bộ hóa đồng hồ—những vấn đề cũng xuất hiện trong một số phát minh được đệ trình lên ông để thẩm định.
Năm 1902, Einstein cùng một số người bạn quen biết tại Bern thành lập một nhóm thường xuyên tổ chức các buổi gặp gỡ để thảo luận về khoa học và triết học. Tên gọi của nhóm, Hội nghiên cứu Olympia, là sự cách châm biếm vị thế thực tế của nhóm—vốn còn cách rất xa tầm vóc Olympia. Đôi khi Marić tham gia cùng họ, nhưng cô chỉ lắng nghe một cách chăm chú. Các tác phẩm của Henri Poincaré, Ernst Mach và David Hume, được nhóm này thảo luận, đã ảnh hưởng sâu sắc đến ý tưởng và niềm tin của Einstein sau này.
Nội dung từ bài Wikipedia “Albert Einstein”, theo giấy phép CC BY-SA 4.0.