Månedens kloge hoved - Albert Einstein

28.04.17
” Kig grundigt på naturen, og du vil forstå alting meget bedre”.

Hvis der er noget menneske man tænker på, når man siger videnskab, så er det Albert Einstein. Det viltre hår, og det lidt distræte udtryk er blevet billede på den arketypiske videnskabsmand i vores bevidsthed. Men hvem var han egentlig, og hvad var det han gjorde, som var så genialt? Og hvordan stod Einsteins verdensbillede i modsætning til kvantemekanikken, den anden store begivenhed inden for den nye fysik?

Barndommen

Den unge Einstein bliver født den 14. marts 1879 i Ulm i Sydtyskland. Men kort efter flytter familien til München hvor faren, Hermann, åbner en elektronikvirksomhed sammen med Einsteins onkel. Firmaet fremstiller blandt andet dynamoer, men må lukke igen i 1894, primært fordi den satser på jævnstrøm frem for vekselstrøm. Einstein starter som seksårig i den katolske grundskole Petersschule, på trods af hans jødiske baggrund. Som niårig bliver han flyttet til Luitpold Gymnasium (som i dag hedder Albert Einstein Gymnasium). På grund af de økonomiske udfordringer i familien, vælger de i 1894 at flytte til Italien. Einstein bliver dog tilbage i München for at afslutte gymnasiet, efter farens ønske. Det er farens ønske, at han skal være elektroingeniør, men Einstein er ikke vild med gymnasiet, så han afbryder skolen, og følger efter forældrene i 1895. 
Studiet
Som 16-årig forsøger Einstein at blive indskrevet på Zürichs polytekniske højskole, men dumper optagelsesprøven, selv om han får topkarakterer i fysik og matematik. Derfor tager i stedet sin studentereksamen i 1896 på gymnasiet i Aarau i Schweiz. Straks efter begynder han at studere fysik på Zürichs polytekniske højskole og fire år efter får Einstein sit diplom. Året er nu 1900. Under opholdet i Zürich frabeder Einstein sig sit tyske statsborgerskab, fordi han vil undgå værnepligten i Tyskland. Derfor er han statsløs i en periode, indtil han i 1901 får schweizisk statsborgerskab.
 
                                                           Einstein som barn.
 
Ægteskabet og børnene
Einstein møder Mileva Maric, som er den eneste kvinde i klassen, på Zürichs polytekniske højskole. På grund af, at Mileva bliver gravid, gifter parret sig i 1903. De får med tiden to sønner. Den yngste, Eduard, bliver sendt på anstalt og dør af skizofreni. Den ældste, Hans Albert, flytter som voksen til Californien, hvor han arbejder som universitetslærer. Han har stort set ingen kontakt til sin far. Parret får også datteren Lieserl før ægteskab, som enten dør som spæd, eller bliver bortadopteret. Albert og Mileva bliver skilt i 1916, efter Einsteins ønske, og hun flytter tilbage til Zürich med børnene. I 1919 gifter han sig på ny. Denne gang med sin kusine Elsa Löwenthal, som er tre år ældre end ham. Parret får ingen børn.
 
                                   Einstein med hans første kone Mileva Maric.
 
Patentkontoret
Efter at have bestået sine eksamener i Zürich i 1900, prøver Einstein i to år at søge diverse akademiske stillinger på universiteter rundt omkring, men uden held. Hans lærere og bekendte indenfor den akademiske verden beskriver ham som arrogant og intolerant, hvilket gør hans muligheder for at finde arbejde ved et universitet noget sværere. Einstein har i denne periode kun forskellige vikariater, hvilket kun akkurat sikrer en indtægt som kan opretholde hans eksistensgrundlag. Det er en turbulent og trist periode i Einsteins liv. I denne periode dør hans far også, med overbevisningen om, at sønnen er en fiasko. Men omsider bliver Einstein i 1903 fuldtidsansat som teknisk sagsbehandler på patentkontoret i Bern. Det betyder dog også, at Einstein er nødt til at nedprioritere sin søgen efter en universitetsstilling, for at sikre sin familie økonomisk. Fordi Einstein er yderst overkvalificeret, behøver han ikke at bruge meget tid på arbejdet, og derfor kan han i stedet fordybe sig i fysikken.
 
Mirakelåret 1905
Einstein erhverver sig sin doktorgrad i 1905 fra universitetet i Zürich, og året bliver hans mest produktive år. Han får udgivet fire epokegørende artikler, som på mange måder skal vise sig at revolutionere den klassiske fysik, og opfattelsen af universet. Lad os se lidt nærmere på dem.
 
Den fotoelektriske effekt. 
Den første artikel præsenterer en teori om, hvad lys er, og hvordan det virker. Den såkaldte fotoelektriske effekt. Som noget helt nyt, beskriver Einstein lyset som en elementarpartikel, (det vil sige en partikel, der ikke kan deles i noget mindre.) Teorien står helt i modsætning til den opfattelse man havde af lys i videnskaben. Hidtil havde man nemlig opfattet lys som bølger. Artiklen bidrager stærkt til udviklingen af konceptet fotoner, som en meget vigtig del af læren om lys. I 1921 får Einstein oven i købet Nobelprisen i fysik for sin artikel.
 
Atomernes eksistens og størrelse.
Den anden artikel er en lille artikel om Brownske bevægelser. Disse er de, indtil da, uforklarlige bevægelser mikroskopiske smådele laver, når de kommer i kontakt med væske. Einstein forklarer bevægelserne med, at atomet må eksistere, og kan også regne ud, hvor stort atomet må være. Den videnskabelige holdning er, at man kan blive ved med at dele alt stof i mindre og mindre dele, så derfor er det provokerende at påstå, at atomet ikke kan deles mere. Lejrene om atomets eksistens er delte, men heldigvis kan man med tiden bekræfte at Einstein har ret, ved at gennemføre de rette eksperimenter.
 
Den specielle relativitetsteori.
Den tredje artikel, om den specielle relativitetsteori, handler om sammenhængen mellem tid og rum. Kort fortalt siger Einstein, at fordi lyset altid har den samme fart i et vakuum, må det være muligt for tiden kan være forskellig. Det afhænger nemlig af ens egen bevægelse, og hvor tæt den kommer på lysets hastighed. Et meget kendt eksempel er, at hvis vi har nogle tvillinger, og sender den ene ud i rummet med en raket som kan flyve tæt på lysets hastighed, så vil der ske det mærkelige, at når tvillingen i rummet kommer tilbage til Jorden igen, vil den anden tvilling være meget ældre end sin bror. Det sker fordi tiden er relativ, i forhold til situationen og farten man bevæger sig med. Dermed gør Einstein op med den opfattelse som Isaac Newton har udformet, som mere opfatter verden som mere statisk og forudsigelig.
 
                                                               Tidens bøjelighed.
 
Sammenhæng mellem masse og energi. E=mc2
Den fjerde artikel beskriver sammenhængen mellem masse og energi. De fleste kender nok den berømte formel: E = mc2. Ligningens elementer består af E, som står for energi, m er massen, og c angiver lysets hastighed i vakuum, dvs. 299.792.458 meter i sekundet. Så for at regne ud, hvor meget energien er for noget, skal man altså gange massen med lysets hastighed i anden potens. Ligningen får senere stor betydning for udviklingen af atombomben og kernekraft generelt.
 
Den generelle relativitetsteori
Fordi den specielle relativitetsteori kun gælder under nogle specielle omstændigheder, det vil sige når man ser bort fra tyngdekraften, vil Einstein gerne skabe en komplet naturlov som omfattede alt. I denne tid er en ny teori for fysikken dukket op, nemlig kvantemekanik, som handler om hvordan ting fungerer i det meget små. Den nye teori kan Einstein ikke anerkende, og er modstander af den resten af sit liv. I forhold til den generelle relativitetsteori, indfører han grundantagelsen om ækvivalensprincippet, som han senere selv betragter som sin lykkeligste tanke. Princippet forudsiger, at lys ikke altid vil følge en retlinet bane, det afhænger eksempelvis af, om der er et tungt objekt i nærheden, som kan afbøje lyset. Man kalder også denne effekt for en gravitationslinse. Teorien er det sidste betydningsfulde bidrag til fysikken, selv om Einstein bliver ved med udgive artikler.
 
                                          Einstein og Bohr i afslappet diskussion.
 
Einsteins senere liv – og død
Fra nu af bliver Einstein verdens kendteste videnskabsmand, og billedet på det distræte og joviale geni. Men han er ikke altid sådan. Nogle beskriver ham som arrogant og rebelsk, og han behandler heller ikke hans første kone særlig godt. Så billedet af manden Albert Einstein er mere komplekst end den normale forestilling vi har om ham. Fra midten af 1920’erne går en livslang dialog i gang, med vores egen Niels Bohr, som var fortaleren for modstanderen, kvantemekanikken. I tiden efter 1. verdenskrig vokser antisemitismen i Tyskland. Også Einstein bliver udsat for mordtrusler, og må til sidst flygte til USA i 1933, da presset fra Hitlers Tyskland bliver for stort. Han får en stilling ved Princeton i New Jersey, og bliver amerikansk statsborger i 1940. Han er glødende pacifist gennem resten af sit liv, og på det videnskabelige plan, bruger han tiden på at forsøge at samle den generelle relativitet og kvantemekanikken. I 1952 bliver Einstein tilbudt at blive Israels præsident, men han afslår. Einstein dør i 1955, men historien er ikke slut her. For ved obduktionen blev hans hjerne fjernet, og var forsvundet i lang tid, fordi en anden videnskabsmand mente den var hans ejendom. Til sidst finder hjernen dog sin rette ejer igen.
 
Citater fra Einstein
- Gud spiller ikke med terninger.
 
- En tom mave, er ikke nogen god politisk rådgiver.
 
- Hvis du ikke kan forklare det simpelt, har du ikke forstået det godt nok.
 
- Jeg ved ikke hvilke våben 3. verdenskrig vil blive kæmpet med, men den 4. vil blive kæmpet med køller og sten.
 
- Der findes to ting, som er uendelige: Universet og menneskelig dumhed. Og når det gælder universet, er jeg endda ikke helt sikker…