ألبرت أينشتاين: السيرة الذاتية والنظريات والاقتباسات

صورة لألبرت أينشتاين حوالي عام 1939.

(الصورة: © MPI / Getty Images)

غالبًا ما يُشار إلى ألبرت أينشتاين باعتباره أحد أكثر العلماء تأثيرًا في القرن العشرين. يستمر عمله في مساعدة الفلكيين على دراسة كل شيء من موجات الجاذبية إلى مدار عطارد.

معادلة العالم التي ساعدت في تفسير النسبية الخاصة - E = mc ^ 2 - مشهورة حتى بين أولئك الذين لا يفهمون فيزياءها الكامنة. يُعرف أينشتاين أيضًا بنظريته عن النسبية العامة (تفسير الجاذبية) ، والتأثير الكهروضوئي (الذي يفسر سلوك الإلكترونات في ظروف معينة) ؛ حصل عمله على هذا الأخير على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921.

حاول آينشتاين أيضًا دون جدوى توحيد جميع قوى الكون في نظرية واحدة ، أو نظرية كل شيء ، والتي كان لا يزال يعمل عليها وقت وفاته.

السنوات المبكرة

ولد أينشتاين في 14 مارس 1879 ، في أولم بألمانيا ، وهي بلدة يبلغ عدد سكانها اليوم أكثر من 120.000 نسمة. هناك لوحة تذكارية صغيرة حيث كان منزله يقف (تم تدميره خلال الحرب العالمية الثانية). انتقلت العائلة إلى ميونيخ بعد فترة وجيزة من ولادته ، وبعد ذلك إلى إيطاليا عندما واجه والده مشاكل في إدارة أعماله الخاصة. كان والد آينشتاين ، هيرمان ، يدير مصنعًا للكيمياء الكهربية ووالدته بولين اعتنت بألبرت وشقيقته الصغرى ماريا.

كان آينشتاين يكتب في مذكراته أن "عجائب" أثرت بعمق في سنواته الأولى ، وفقًا لهانز جوزيف كوبر ، الباحث في ألبرت أينشتاين. واجه يونغ أينشتاين أول عجب له - البوصلة - في سن الخامسة: لقد فوجئ بذلك القوى الخفية يمكن أن تحرف الإبرة. هذا من شأنه أن يؤدي إلى سحر مدى الحياة مع قوى غير مرئية. العجب الثاني جاء في سن الثانية عشرة عندما اكتشف كتاب الهندسة ، الذي عبده ، واصفا إياه بأنه "كتاب الهندسة المقدسة".

خلافا للاعتقاد الشائع، كان ألبرت الشاب طالبًا جيدًا. كتب كوبر في موقعه على الإنترنت ، برع في الفيزياء والرياضيات ، ولكنه كان تلميذًا أكثر "اعتدالًا" في موضوعات أخرى. ومع ذلك ، تمرد أينشتاين ضد الموقف الاستبدادي لبعض أساتذته وترك المدرسة في 16. في وقت لاحق خضع لامتحان القبول لمدرسة البوليتكنيك الفيدرالية السويسرية في زيورخ ، وبينما كانت أدائه في الفيزياء والرياضيات ممتازة ، كانت علاماته في كانت مناطق أخرى دون المستوى ، ولم يجتاز الاختبار. أخذ الفيزيائي الطموح دورات إضافية لسد الفجوة في معرفته ، وتم قبوله في البوليتكنيك السويسري في عام 1896 ، وفي عام 1901 حصل على دبلوم لتدريس الفيزياء والرياضيات.

ومع ذلك ، لم يتمكن أينشتاين من العثور على منصب تدريس ، وبدأ العمل في مكتب براءات الاختراع برن في عام 1901 ، وفقًا لسيرة حياته التي حازت على جائزة نوبل. في ذلك الوقت ، بين تحليل طلبات براءات الاختراع ، طور عمله في النسبية الخاصة وغيرها من مجالات الفيزياء التي جعلته مشهورًا فيما بعد.

تزوج أينشتاين من ميليفا ماريك ، وهو حب له منذ فترة طويلة من زيوريخ ، في عام 1903. ولد أطفالهما ، هانز ألبرت وإدوارد ، في 1904 و 1910. (مصير طفل ولد لهم في عام 1902 قبل زواجهما ، ليسيرل ، غير معروف .) طلق أينشتاين ماريك في عام 1919 وبعد فترة وجيزة من الزواج من إلسا لوينثال. توفي لوينثال في عام 1933.

ويبرز الوظيفي

أرسلته مهنة أينشتاين إلى بلدان متعددة. حصل على درجة الدكتوراه من جامعة زيورخ عام 1905 ، وتولى بعد ذلك مناصب أستاذ في زيورخ (1909) ، وبراغ (1911) ، وزيورخ مرة أخرى (1912). بعد ذلك ، انتقل إلى برلين ليصبح مديرًا لمعهد قيصر فيلهلم للفيزياء وأستاذًا في جامعة برلين (1914). أصبح أيضًا مواطنًا ألمانيًا.

أ المصادقة الرئيسية على عمل أينشتاين جاء في عام 1919 ، عندما قاد السير آرثر إدينجتون ، سكرتير الجمعية الفلكية الملكية ، رحلة استكشافية إلى إفريقيا لقياس موقع النجوم خلال كسوف كلي للشمس. ووجدت المجموعة أن موقع النجوم قد تغير بسبب انحناء الضوء حول الشمس. (في عام 2008 ، أنتج إنتاج BBC / HBO القصة في "Einstein and Eddington").

ظل أينشتاين في ألمانيا حتى عام 1933 ، عندما صعد الدكتاتور أدولف هتلر إلى السلطة. ثم تخلى الفيزيائي عن جنسيته الألمانية وانتقل إلى الولايات المتحدة ليصبح أستاذًا للفيزياء النظرية في برينستون. أصبح مواطنًا أمريكيًا في عام 1940 وتقاعد في عام 1945.

ظل أينشتاين نشطًا في مجتمع الفيزياء طوال سنواته اللاحقة. في عام 1939 ، اشتهر كتب رسالة إلى الرئيس فرانكلين روزفلت محذرا من إمكانية استخدام اليورانيوم لصنع قنبلة ذرية.

في وقت متأخر من حياة آينشتاين ، شارك في سلسلة من المناقشات الخاصة مع الفيزيائي نيلز بور حول صحة نظرية الكم. عقدت نظريات بور اليوم ، وأدرج أينشتاين لاحقًا نظرية الكم في حساباته الخاصة.

دماغ آينشتاين

توفي أينشتاين بسبب تمدد الأوعية الدموية الأبهري في 18 أبريل 1955. انفجر وعاء دموي بالقرب من قلبه ، وفقًا للمتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي (AMNH). عندما سُئل عما إذا كان يريد إجراء عملية جراحية ، رفض أينشتاين. قال "أريد أن أذهب عندما أريد أن أذهب". "إنه لا طعم له لإطالة العمر بشكل مصطنع. لقد قمت بنصيبى ، لقد حان الوقت للذهاب. سأفعل ذلك بأناقة."

تم حرق جثة أينشتاين - معظمها ، على أي حال. ووفقًا ل AMNH ، فقد انتشر رماده في مكان غير معلوم. ومع ذلك ، قام طبيب في مستشفى برينستون ، توماس هارفي ، بإجراء تشريح للجثة ، على ما يبدو بدون إذن ، وأزال دماغ آينشتاين ومقل العيون ، وفقًا لمات بليتز ، الذي كتب عن دماغ آينشتاين في عمود عام 2015 لـ اليوم اكتشفت.

قام هارفي بتقطيع المئات من الأجزاء الرقيقة من أنسجة الدماغ لوضعها على شرائح المجهر ، والتقط 14 صورة من الدماغ من عدة زوايا. أخذ معه أنسجة المخ والشرائح والصور عندما انتقل إلى ويتشيتا ، كانساس ، حيث كان مشرفًا طبيًا في مختبر الاختبارات البيولوجية. [معرض الصور: دماغ آينشتاين]

على مدار الثلاثين عامًا التالية ، أرسل هارفي بضع شرائح إلى باحثين آخرين طلبوها ، لكنه أبقى بقية الدماغ في برطمان زجاجي ، وأحيانًا في صندوق عصير التفاح تحت مبرد بيرة. تم نسيان قصة دماغ آينشتاين إلى حد كبير حتى عام 1985 ، عندما نشر هارفي وزملاؤه نتائج دراستهم في المجلة علم الأعصاب التجريبي..

وكتب بليتز أن هارفي فشل في اختبار الكفاءة في عام 1988 ، وتم إلغاء ترخيصه الطبي. تبرع هارفي في النهاية بالمخ لمستشفى برينستون ، حيث بدأت رحلة الدماغ. توفي هارفي في عام 2007.قطع من دماغ آينشتاين هي الآن في متحف Mütter في فيلادلفيا.

ما وجدت الدراسات

أفاد مؤلفو دراسة هارفي لعام 1985 أن دماغ آينشتاين كان لديه عدد أكبر من الخلايا الدبقية (تلك التي تدعم وتعزل الجهاز العصبي) لكل الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) من العقول الأخرى التي فحصوها. وخلصوا إلى أنه قد يشير إلى أن الخلايا العصبية لديها حاجة أيضية أعلى - وبعبارة أخرى ، كانت خلايا دماغ آينشتاين تحتاج إلى طاقة أكثر وتستخدمها ، وهو ما يمكن أن يكون السبب وراء امتلاكه لقدرات التفكير المتقدمة والمهارات المفاهيمية.

ومع ذلك ، أشار باحثون آخرون إلى بعض المشكلات في هذه الدراسة ، وفقا لإريك إتش تشودلر، عالم أعصاب في جامعة واشنطن. أولاً ، على سبيل المثال ، كانت العقول الأخرى المستخدمة في الدراسة أصغر سناً من دماغ آينشتاين. ثانيًا ، كان "للمجموعة التجريبية" موضوع واحد فقط - أينشتاين. هناك حاجة لدراسات إضافية لمعرفة ما إذا كانت هذه الاختلافات التشريحية موجودة في أشخاص آخرين. وثالثًا ، تمت دراسة جزء صغير فقط من دماغ آينشتاين.

دراسة أخرى ، نشرت في عام 1996 في المجلة رسائل علم الأعصابوجدت أن دماغ آينشتاين يزن فقط 1230 جرامًا ، وهو أقل من متوسط ​​دماغ الذكر البالغ (حوالي 1400 جم). أيضا ، كانت قشرة الدماغ للعالم أرق من خمسة أدمغة التحكم ، ولكن كثافة الخلايا العصبية كانت أعلى.

كشفت دراسة نشرت في عام 2012 في مجلة الدماغ أن دماغ أينشتاين كان طي إضافي في المادة الرماديةموقع التفكير الواعي. على وجه الخصوص ، كانت الفصوص الأمامية ، وهي مناطق مرتبطة بالفكر والتخطيط المجرد ، قابلة للطي بشكل غير عادي.

تراث أينشتاين العلمي

إن إرث أينشتاين في الفيزياء مهم. فيما يلي بعض المبادئ العلمية الرئيسية التي ابتكرها:

نظرية النسبية الخاصة: أظهر أينشتاين أن القوانين الفيزيائية متطابقة لجميع المراقبين ، طالما أنها ليست تحت التسارع. ومع ذلك ، فإن سرعة الضوء في الفراغ هو نفسه دائمًا ، بغض النظر عن السرعة التي يسافر بها المراقب. أدى هذا العمل إلى إدراكه أن المكان والزمان مرتبطان بما نسميه الآن الزمكان. لذا ، يمكن أيضًا مشاهدة الحدث الذي يراه أحد المراقبين في وقت مختلف من قبل مراقب آخر.

نظرية النسبية العامة: كان هذا إعادة صياغة لقانون الجاذبية. في القرن السابع عشر ، نيوتن وضعت ثلاثة قوانين للحركة ، من بينها الخطوط العريضة لكيفية عمل الجاذبية بين جسمين. تعتمد القوة بينهما على مدى ضخامة كل كائن ومدى تباعد الأشياء. قرر أينشتاين أنه عند التفكير في الزمكان ، فإن الجسم الضخم يسبب تشويهًا في الزمكان (مثل وضع كرة ثقيلة على الترامبولين). تُمارس الجاذبية عندما تسقط أجسام أخرى في "البئر" الناتج عن التشويه في الزمكان ، مثل رخام يتدحرج نحو الكرة الكبيرة. اجتازت النسبية العامة اختبارًا رئيسيًا أخيرًا في عام 2019 في تجربة تنطوي على ثقب أسود فائق في مركز درب التبانة.

التأثير الكهروضوئي: اقترح عمل آينشتاين في عام 1905 أنه يجب التفكير في الضوء على أنه تيار من الجسيمات (الفوتونات) بدلاً من مجرد موجة واحدة ، كما كان يُعتقد عادةً في ذلك الوقت. ساعد عمله في فك رموز النتائج الغريبة التي لم يتمكن العلماء من تفسيرها في السابق.

نظرية المجال الموحد: قضى أينشتاين الكثير من سنواته الأخيرة في محاولة لدمج مجالات الكهرومغناطيسية والجاذبية. لم ينجح ، ولكن ربما كان متقدما على وقته. لا يزال الفيزيائيون الآخرون يعملون على هذه المشكلة.

تراث أينشتاين لعلم الفلك

هناك العديد من التطبيقات لعمل آينشتاين ، ولكن فيما يلي بعض من أبرزها في علم الفلك:

موجات الجاذبية: في عام 2016 ، اكتشف مرصد التداخل بالليزر (LIGO) تموجات الزمكان - والمعروفة باسم موجات الجاذبية - حدث ذلك بعد اصطدام الثقوب السوداء بحوالي 1.4 مليار سنة ضوئية من الأرض. قام LIGO أيضًا باكتشاف أولي لموجات الجاذبية في عام 2015 ، بعد قرن من توقع آينشتاين وجود هذه التموجات. الموجات هي وجه من جوانب نظرية النسبية العامة لآينشتاين.

مدار عطارد: عطارد كوكب صغير يدور بالقرب من جسم ضخم جدًا بالنسبة لحجمه - الشمس. لا يمكن فهم مداره حتى أظهرت النسبية العامة أن انحناء الزمكان يؤثر على حركات عطارد ويغير مداره. هناك فرصة ضئيلة أنه على مدى مليارات السنين ، يمكن طرد عطارد من نظامنا الشمسي بسبب هذه التغييرات (مع وجود فرصة أصغر حتى يمكن أن تتصادم مع الأرض).

عدسة الجاذبية: هذه ظاهرة ينحني بها جسم ضخم (مثل كتلة مجرة ​​أو ثقب أسود) حوله. يمكن للفلكيين الذين ينظرون إلى تلك المنطقة من خلال التلسكوب أن يروا بعد ذلك أجسامًا خلف الجسم الضخم مباشرة ، بسبب انثناء الضوء. مثال مشهور على ذلك هو صليب أينشتاين ، كوازار في كوكبة بيغاسوس: مجرة ​​تبعد حوالي 400 مليون سنة ضوئية تنحني ضوء الكوازار بحيث تظهر أربع مرات حول المجرة.

الثقوب السوداء: في أبريل 2019 ، أظهر تلسكوب Event Horizon الأول على الإطلاق صور ثقب أسود. أكدت الصور مرة أخرى العديد من جوانب النسبية العامة ، بما في ذلك ليس فقط وجود ثقوب سوداء ، ولكن أيضًا أن لها أفقًا دائريًا للحدث - نقطة لا يمكن فيها لأي شيء الهروب ، ولا حتى الضوء.

مصادر إضافية:

• اعثر على إجابات لـ أسئلة متكررة حول ألبرت أينشتاين على موقع جائزة نوبل.
• الوجه من خلال الإصدارات الرقمية مخطوطات أينشتاين المنشورة وغير المنشورة في أرشيف أينشتاين أون لاين.
• تعلم حول نصب أينشتاين التذكاري في مبنى الأكاديمية الوطنية للعلوم في واشنطن العاصمة.