איינשטיין אלברט

1879 במרץ14 תאריך לידה

, אולם, בבאדן-וירטמברגגרמניה

מקום לידה

1955 באפריל18 תאריך פטירה

פרינסטון, ארצות הברית מקום פטירה

גרמניה, ארצות הברית מגורים

פיזיקה תחום

תורת היחסות ומכניקת הקוונטים

ידוע בשל

יהדות דת

נעוריו ותחילת דרכו 

גרמניה, איינשטיין נולד בעיר שבבאדן-וירטמברג קטן אלקטרוכימי מפעלאביו, הרמן, היה בעל .1879 ב 14 במרץ

.שכשל בעסקיו . למד לדבר בגיל מאוחר והוריו חששו כי בנם לקוי דיבורילדותוב

. כינורבהשפעת אמו )פאולינה, ששם משפחתה לפני הנישואים היה קוך( החל גם ללמוד נגינה ב פשוט. כבר אז, כך סיפר כעבור מצפןבגיל חמש חלה וכדי לשמח את לבו, התקין עבורו אביו

שנים, החל לחקור את צפונות חוקי הטבע.

הצטיין גימנסיה בשל עסקיו של האב. בבוואריה אשר במינכן עברה משפחתו להתגורר ב1889בשנת אך לא התעלה בלימודיו האחרים משום שכפו עליו לדקדק במקצועות פיזיקה והמתמטיקהבלימודי ה

.לטיניתבשיטות שלא היו לרוחו, ובפרט ב

התנבא ש"צמח זה לעולם לא יעשה קמח". לימים יספר איינשטיין, שהיה זה נס של ממש לטיניתמורהו ל שמשטר החינוך הקפדני לא הצליח לעקור את סקרנותו. אולם, אין נכונה המעשייה בדבר היותו תלמיד

בינוני ומפר משמעת.

  כדי ללמוד בבית הספר שווייץ, עבר לאיטליה. לאחר שהות קצרה במילאנו עקרה המשפחה ל1894בשנת אשר ממרציו אחד(. 1900 - 1896 )מכון הטכנולוגי של ציריך, וסיים את לימודיו באראוהקאנטונאלי שב המופגנת של איינשטיין, כינהו "כלב עצלן" )לימים חזר בו והיה מתומכי רעיון תורת היחסות אדישותוסלד מ .בראשיתה(

שווייצרית, עבד אזרחות. לאחר קבלת פיזיקה ובמתמטיקהלמחייתו התפרנס איינשטיין ממתן שיעורים ב .1908 ועד 1902 משנת ברן הממשלתי בפטנטיםאיינשטיין במשרד ה

מיכלסון ניסוי, שמע על תוצאות פיזיקה והמתמטיקהבהיותו סטודנט בשנתו השנייה בלימודי ה( שבו מיכלסון אלברט אברהם )שבוצע על ידי צמד מדענים, ביניהם הפיזיקאי היהודי מורלי-

לא משתנה למרות השינוי בתנועה היחסית של כדור הארץ לעומת ה"מהירות האורהתגלה ש .הגלים האלקטרומגנטיים" - מדיום מסתורי שבו רוטטים ומתקדמים אתר

מכניקהניסוי זה סיקרן מאוד את איינשטיין יחד עם הסתירה הידועה שהייתה קיימת בין ה שהציקה לו מאוד. אלו ג'יימס קלרק מקסוול של תורת החשמל והמגנטיות הקלאסיתהניוטונית ל

.תורת היחסותהיו בעיות היסוד שהביאו את איינשטיין לפיתוח

שנתון הפיזיקה( פרסם ארבעה מאמרים בAnnus Mirabilis - שנת הפלאות )1905בשנת (Annalen der Physik שהיה ,)המדעי החשוב של אותה תקופה, ואלה הסמיכוהו כתב העת

:אוניברסיטת ציריך מטעם הסנאט של דוקטורלתואר

ושל חלקיקים קטנים "על התנועה הנדרשת מהתורה הקינטית המולקולארית של החום : אבק וחלקיקי גזים - מאמר זה הסביר את התנועה של השוהים על פניו של נוזל במנוחה"

.בראונית תנועה, תופעה הידועה בשם נוזלהצפים בתוך

וחיזק מאוד את האמונה מכניקה סטטיסטיתהמאמר הניח את היסודות לתחום הפיזיקלי של : , שבאותו תקופה רבים ראו בהם רק פיקציות תאורטיות אטומיםבדבר ממשות קיומם של ה

שימושיות. איינשטיין לא ידע על התופעה הנקראת תנועה בראונית בשעה שכתב את המאמר, אלא הציג את עבודתו כתוצאה תאורטית הנובעת מההנחה שיש

לודוויג בולצמןסטיות מדידות משיווי המשקל התרמודינמי של

- במאמר זה הציג איינשטיין את על נקודת מבט היוריסטית בייצור והעברה של אור"" בדידות, אנרגיה( וחלוקתו למנות קרינה אלקטרומגנטית )כלומר: אורהקוונטיזציה של ה

)בניגוד לתאוריה הגלית ששלטה באותם ימים(.חלקיקיםהמתנהגות כמו

( ומאמרו של אנטרופיה כמותיים )חישובי תרמודינמייםאיינשטיין הסיק זאת על סמך שיקולים : .קרינת גוף שחור על מקס פלאנק

למרות שזה היה חלק משני שהתגלה בהאפקט הפוטואלקטריבמאמר, עיקר פרסומו בא לו מכך שהוא בעצם הסביר את

רק כאשר מוקרן עליה אור מעל תדירות סף אלקטרונים ובו מתכת פולטת ניסוי פרנק-הרץמסוימת.

איינשטיין הסביר את התופעה באמצעות הטענה שהאנרגיה של האור באה במנות בדידות, )חלקיקי אנרגיה אלקטרומגנטית חסרי מסה( ושהאנרגיה שכל פוטונים"קוונטות", שנישאות על ידי שלו. תדירותפוטון נושא פרופורציונית ל

מכניקת, מאמר זה היווה את היסוד לקרינת גוף שחור בנוגע למקס פלנקביחד עם המאמר של של האור. על מאמר זה קיבל איינשטיין את דואליות גל-חלקיק ולתפיסה של הקוונטים

.\1921 בשנת פרס נובל לפיזיקה

. תורת היחסות הפרטית במאמר זה הציג איינשטיין את "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים"עד אז הייתה מקובלת בפיזיקה התאורטית רק תורת המכניקה של ניוטון, על פיה הזמן זורם באופן

גילו כי התנהגות האור שונה מן מאה ה-19שווה בכל מקום ומקום ביקום. ברם, ניסויים שנערכו ב החלה מתערערת.פיזיקההתחזיות המקובלות, והתאוריה השלטת ב

: כפי ששם המאמר מרמז, מטרתה הראשונה של תורת היחסות הייתה לפתור את הסתירה לורנץ כוחשבתורה אלקטרומגנטית, בייחוד זו שנובעת מ

של החלקיק אך לא ברור בדיוק לאיזה מהירות מדובר )כלומר, ביחס מהירותשבה יש התייחסות ללאיזה מערכת היא נמדדת(.

יוצא שבמערכות ייחוס שונות - על החלקיק פועל כוח מגנטי שונה והוא יפתח תאוצה שונה! עוד פיתח טרנספורמציות בין מערכות ייחוס הנדריק לורנץלפני איינשטיין, פיזיקאי הולנדי בשם

שפותרות את הבעיה, אך הן "נתפרו" אמפירית במיוחד בשביל בעיה זו.

מרחב ומהו הזמןהגישה של איינשטיין הייתה הרבה יותר רדיקלית. הוא הגדיר מחדש מהו ה )כלומר: כל צופה, בכל מערכת ייחוס, מהירות האור אינווריאנטיותובאמצעות שני פוסטולטים:

( ושמירות כל חוקי הפיזיקה תחת כל מערכות הייחוס האינרציאליות, cימדוד את מהירות האור כ שקושרת ביחד את המרחב והזמן ללורנץ טרנספורמצייתהראה איינשטיין כיצד אפשר לגזור את

-ממדים ביצע חברו של איינשטיין,4 )את הצגתו של מרחב-הזמן כמרחב וקטורי בעל מרחב-זמן

(. תורת היחסות הפרטית הייתה מהפכנית מאחר והיא הרמן מינקובסקי יהודי המתמטיקאיה בו-זמניתשינתה את כל התפיסות הקיימות לגבי זמן ומרחב, למשל: שני אירועים שקורים

במערכת אחת אינם קורים בו-זמנית במערכת ייחוס אחרת, התארכות הזמן והתקצרות האורך של גוף נע ועוד

, פרדוקס התאומים, כגון פרדוקסיםהניגוד בין תורת היחסות לבין האינטואיציה הביאה לכמה שרובם נפתרים כאשר נזכרים באובדן הסימולטניות.

"האם האינרציה של גוף תלויה בתכולת האנרגיה שלו?" - במאמר זה ביסס איינשטיין את כמסקנה של תורת היחסות הפרטית, ובכך קבע למעשה שאנרגיה למסההשקילות בין

הם שתי פנים של אותו מטבע.חוק שימור האנרגיה וחוק שימור המסה

שווה אנרגיה )E=mc²הסיכום הפופולרי והקצר ביותר של מאמר זה הוא המשוואה הנודעת בריבוע(.מהירות האור במסהלמכפלת ה

היא מסת המנוחה של החלקיק ו"גמא" הוא גורם m0הניסוח המדויק של משוואה זו שונה, והוא: לורנץ, התלוי במהירות החלקיק ושואף לאינסוף כאשר מהירות החלקיק שואפת למהירות האור

כאשר החלקיק במנוחה.1ושווה ל

והפקת אנרגיה באמצעות פצצת האטוםלנוסחה זו היו יישומים רבים, המרכזי שבהם הוא כמובן של אוניברסיטה לפיזיקה עיונית בפרופסור חבר נתמנה ל1909בשנת .גרעינייםתהליכים

ציריך )מעמד נמוך יותר מזה של 'פרופסור מן-המניין'( ולא היו לו אלא שני תלמידים קבועים.

מונה למנהל המכון לפיזיקה על שם הקיסר וילהלם באוניברסיטת הומבולדט1914בשנת ברלין. אז גם נבחר לחבר באקדמיה הפרוסית הממלכתית למדעים וניתנה לו קצבה

מספקת לפרנסתו, כדי שיוכל להקדיש את כל זמנו ומרצו למחקר, מבלי שתוטל עליו חובת ההוראה.

 איינשטיין סבר שתורת היחסות הפרטית אינה שלמה. תורת היחסות הפרטית הייתה מוגבלת רק למערכות ייחוס אינרציאליות )כלומר: נעות במהירות קבועה אחת ביחס לשנייה( ולא דיברה על .מערכות מואצות

אלברט איינשטיין