Albert Einstein (14. März 1879 – 18. April 1955) war ein in Deutschland geborener theoretischer Physiker, der vor allem für seine Entwicklung der Relativitätstheorie bekannt war. Er hat auch die Quantentheorie maßgeblich vorangebracht. Seine aus der Speziellen Relativitätstheorie abgeleitete Masse-Energie-Äquivalenzformel E = mc2 gilt weithin als „die berühmteste Gleichung der Welt“. 1921 erhielt er den Nobelpreis für Physik für „seine Verdienste um die theoretische Physik und insbesondere für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts“.
Albert Einstein (14. März 1879 – 18. April 1955) war ein in Deutschland geborener theoretischer Physiker, der vor allem für die Entwicklung der Relativitätstheorie bekannt war. Einstein leistete auch wichtige Beiträge zur Quantentheorie. Seine Masse-Energie-Äquivalenzformel E = mc§78§, die sich aus der speziellen Relativitätstheorie ergibt, wurde als „die berühmteste Gleichung der Welt“ bezeichnet. Er erhielt 1921 den Nobelpreis für Physik für „seine Verdienste um die theoretische Physik und insbesondere für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts“.
Einstein wurde als Untertan des Königreichs Württemberg, damals Teil des Deutschen Reiches, geboren und zog 1895 in die Schweiz, im darauffolgenden Jahr gab er seine deutsche Staatsbürgerschaft auf. Mit siebzehn Jahren immatrikulierte er sich 1897 für das Lehramtsstudium Mathematik und Physik am Eidgenössischen Polytechnikum in Zürich und schloss sein Studium 1900 ab. Ein Jahr später erhielt er das Schweizer Bürgerrecht, das er zeitlebens behielt, und sicherte sich anschließend eine feste Anstellung beim Schweizer Patentamt in Bern. Seine erfolgreiche Doktorarbeit wurde 1905 an der Universität Zürich eingereicht. 1914 zog er nach Berlin, trat der Preußischen Akademie der Wissenschaften und der Humboldt-Universität bei und wurde 1917 zum Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik ernannt; In dieser Zeit erlangte er auch die preußische und damit auch die deutsche Staatsbürgerschaft zurück. Im Jahr 1933, als er von der Verfolgung der Juden durch die Nazis entsetzt war, entschied er sich, in den USA zu bleiben und erwarb 1940 die amerikanische Staatsbürgerschaft. Vor dem Zweiten Weltkrieg unterstützte er einen Brief an Präsident Franklin D. Roosevelt, in dem er vor Deutschlands potenziellem Atomwaffenprogramm warnte und sich für ähnliche Forschungen der USA einsetzte, die später als Manhattan-Projekt zustande kamen.
Während des Jahres 1905, oft erwähnt Als sein annus mirabilis (Wunderjahr) veröffentlichte Einstein vier wegweisende Arbeiten. Diese Veröffentlichungen präsentierten eine Theorie des photoelektrischen Effekts, erläuterten die Brownsche Bewegung, stellten seine spezielle Relativitätstheorie vor und stellten die Äquivalenz von Masse und Energie in Abhängigkeit von der Gültigkeit der speziellen Theorie fest. Bis 1915 hatte er eine allgemeine Relativitätstheorie vorgeschlagen und sein mechanisches Rahmenwerk um die Integration der Gravitation erweitert. In einem weiteren Artikel, der im folgenden Jahr veröffentlicht wurde, wurden die Auswirkungen der Allgemeinen Relativitätstheorie auf die Modellierung der Gesamtstruktur und -entwicklung des Universums detailliert beschrieben. Diese Arbeit führte die kosmologische Konstante ein und gilt als grundlegender Beitrag zur modernen theoretischen Kosmologie. Im Jahr 1917 verfasste Einstein einen Aufsatz, in dem er die Konzepte der spontanen und stimulierten Emission vorstellte, wobei letztere den grundlegenden Mechanismus für Laser und Maser bildete. Diese Veröffentlichung lieferte entscheidende Erkenntnisse, die sich später als entscheidend für Fortschritte in der Physik, einschließlich Quantenelektrodynamik und Quantenoptik, erweisen sollten.
In der Mitte seiner Karriere leistete Einstein einen bedeutenden Beitrag zur statistischen Mechanik und zur Quantentheorie. Besonders hervorzuheben waren seine Arbeiten zur Quantenphysik der Strahlung, in denen er postulierte, dass Licht aus Teilchen (später Photonen genannt) besteht. In Zusammenarbeit mit dem Physiker Satyendra Nath Bose legte er die Grundlagen für die Bose-Einstein-Statistik. Während eines bedeutenden Teils seiner späteren akademischen Laufbahn verfolgte Einstein zwei Unternehmungen, die letztendlich nicht den beabsichtigten Erfolg brachten. Erstens wandte er sich gegen die Integration des fundamentalen Zufalls in die wissenschaftliche Weltanschauung durch die Quantentheorie, indem er bekanntlich sagte: „Gott würfelt nicht.“ Zweitens versuchte er, eine einheitliche Feldtheorie zu formulieren, indem er seine geometrische Gravitationstheorie auf den Elektromagnetismus erweiterte. Infolgedessen entfernte er sich zunehmend von den vorherrschenden Strömungen der modernen Physik. Zahlreiche Wesen sind ihm zu Ehren benannt, darunter das Element Einsteinium. 1999 ernannte ihn das Magazin Time zur Person des Jahrhunderts.
Biografie und beruflicher Werdegang
Frühes Leben und Bildung
Albert Einstein wurde am 14. März 1879 in Ulm im Königreich Württemberg, Deutsches Reich, geboren. Seine Eltern waren Hermann Einstein, ein Kaufmann und Ingenieur, und Pauline Koch, beide säkulare aschkenasische Juden. 1880 zog die Familie in die Münchner Ludwigsvorstadt-Isarvorstadt, wo Einsteins Vater und sein Onkel Jakob die Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie, ein auf die Herstellung von Gleichstrom-Elektrogeräten spezialisiertes Unternehmen.
In seiner frühen Kindheit äußerten Einsteins Eltern Bedenken hinsichtlich einer möglichen Lernbehinderung aufgrund seiner verzögerten Sprachentwicklung. Im Alter von fünf Jahren, als er wegen einer Krankheit ans Bett gefesselt war, schenkte ihm sein Vater einen Kompass, ein Ereignis, das eine tiefe und anhaltende Faszination für Elektromagnetismus entfachte. Diese Erfahrung führte ihn zu der Erkenntnis, dass „etwas Tief Verborgenes hinter den Dingen stecken musste.“
Ab seinem fünften Lebensjahr besuchte Einstein die katholische Grundschule St. Peter in München. Mit acht Jahren wechselte er auf das Luitpold-Gymnasium, wo er eine weiterführende Grund- und anschließend weiterführende Ausbildung absolvierte.
Im Jahr 1894 reichte das Unternehmen von Hermann und Jakob Einstein ein Angebot für einen Auftrag zur Installation elektrischer Beleuchtung in München ein. Ihr Vorschlag war erfolglos, vor allem weil nicht genügend Kapital erforderlich war, um ihre Technologie von Gleichstrom auf das effizientere Wechselstromsystem umzustellen. Dieser wirtschaftliche Rückschlag machte den Verkauf des Münchner Werks und einen Umzug zur Verfolgung neuer Unternehmungen erforderlich. Infolgedessen zog die Familie Einstein nach Italien und wohnte zunächst in Mailand, bevor sie sich einige Monate später im Palazzo Cornazzani in Pavia niederließ. Der fünfzehnjährige Einstein blieb in München, um seine Ausbildung abzuschließen. Obwohl sein Vater vorsah, dass er Elektrotechnik studieren sollte, erwies sich Einstein als anspruchsvoller Schüler und empfand das strenge Programm und die pädagogischen Ansätze des Gymnasiums als unangenehm. Anschließend artikulierte er, dass die Betonung des Auswendiglernens durch die Institution der kreativen Entwicklung abträglich sei. Ende Dezember 1894 beantragte ein Arztbrief bei den Luitpold-Behörden erfolgreich seine Freilassung, damit er zu seiner Familie nach Pavia zurückkehren konnte. Während seiner Teenagerjahre in Italien verfasste er einen Aufsatz mit dem Titel „Über die Untersuchung des Zustands des Äthers in einem Magnetfeld“.
Einstein bewies schon in jungen Jahren eine außergewöhnliche Begabung in Physik und Mathematik und entwickelte schnell mathematisches Fachwissen, das typischerweise bei Personen zu beobachten ist, die mehrere Jahre älter sind. Im Alter von zwölf Jahren begann er mit dem Selbststudium in Algebra, Analysis und euklidischer Geometrie. Seine Fortschritte waren bemerkenswert schnell und führten dazu, dass er noch vor seinem dreizehnten Geburtstag unabhängig einen Originalbeweis für den Satz des Pythagoras herleitete. Max Talmud, ein Familienlehrer, erzählte, dass der Junge, kurz nachdem er dem zwölfjährigen Einstein ein Geometrielehrbuch gegeben hatte, „das ganze Buch durchgearbeitet hatte. Daraufhin widmete er sich der höheren Mathematik … Bald war der Höhenflug seines mathematischen Genies so hoch, dass ich ihm nicht mehr folgen konnte.“ Einstein selbst dokumentierte, dass er bereits im Alter von vierzehn Jahren „die Integral- und Differentialrechnung beherrschte“. Sein tiefes Verständnis für Algebra und Geometrie veranlasste ihn im Alter von zwölf Jahren zu der selbstbewussten Behauptung, dass die Natur als „mathematische Struktur“ verstanden werden könne.
Im Alter von dreizehn Jahren weiteten sich Einsteins intellektuelle Interessen auf Musik und Philosophie aus. In dieser Zeit machte ihn der Talmud mit Kants Kritik der reinen Vernunft bekannt. Kant wurde später sein bevorzugter Philosoph; Im Talmud heißt es: „Damals war er noch ein Kind, erst dreizehn Jahre alt, doch Kants Werke, die für Normalsterbliche unverständlich waren, schienen ihm klar zu sein.“
Im Jahr 1895, im Alter von sechzehn Jahren, absolvierte Einstein die Aufnahmeprüfung für die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) in Zürich, Schweiz. Obwohl er im allgemeinen Teil der Prüfung nicht die erforderliche Punktzahl erreichte, zeigte er außergewöhnliche Kenntnisse in Physik und Mathematik. Auf Empfehlung des Schulleiters schloss er seine Sekundarschulausbildung an der argentinischen Kantonsschule (ein Gymnasium) in Aarau, Schweiz, ab und schloss sie 1896 ab. Während seines Aufenthalts in Aarau bei der Familie von Jost Winteler entwickelte er eine romantische Beziehung zu Wintelers Tochter Marie. (Seine Schwester Maja heiratete später Paul, den Sohn von Jost Winteler.)
Im Januar 1896 gab Einstein mit Zustimmung seines Vaters seine Staatsbürgerschaft im deutschen Königreich Württemberg auf, um der Wehrpflicht zu entgehen. Die Matura (ein Diplom, das den erfolgreichen Abschluss der höheren Sekundarstufe anzeigt), die er im September 1896 erhielt, bescheinigte seine starken akademischen Leistungen in den meisten Fächern und brachte ihm die Bestnote 6 in Geschichte, Physik, Algebra, Geometrie und beschreibender Geometrie ein. Im Alter von siebzehn Jahren begann er das vierjährige Lehrdiplomstudium Mathematik und Physik an der Bundespolytechnischen Schule. Dort schloss er eine Freundschaft mit seinem Kommilitonen Marcel Grossmann, der ihm trotz seiner unkonventionellen Herangehensweise bei der Orientierung in seinem Studium half und später dazu beitrug, mathematische Grundlagen für seine bahnbrechenden physikalischen Theorien zu liefern. Marie Winteler, die ein Jahr älter war als er, sicherte sich eine Lehrstelle in Olsberg, Schweiz.
Unter den fünf anderen Studienanfängern, die an der Polytechnischen Schule denselben Lehrplan wie Einstein verfolgten, war nur eine eine Frau: Mileva Marić, eine zwanzigjährige serbische Studentin. In den darauffolgenden Jahren widmeten die beiden viel Zeit der Diskussion ihrer gemeinsamen Interessen und der Auseinandersetzung mit fortgeschrittenen physikalischen Themen, die über den Rahmen der Vorlesungen der Polytechnischen Schule hinausgingen. In seiner Korrespondenz mit Marić gestand Einstein, dass die gemeinsame wissenschaftliche Erkundung mit ihr wesentlich spannender sei als das alleinige Studium von Lehrbüchern. Letztendlich entwickelte sich ihre Beziehung von einer Freundschaft zu einer romantischen Partnerschaft.
Die wissenschaftliche Meinung unter Physikhistorikern ist nach wie vor geteilter Meinung über den Grad von Marićs Beitrag zum intellektuellen Inhalt von Einsteins annus mirabilis-Veröffentlichungen. Während einige Beweise darauf hindeuten, dass er von ihren wissenschaftlichen Konzepten beeinflusst wurde, bezweifeln andere Wissenschaftler die allgemeine Bedeutung ihres Einflusses auf seine intellektuelle Entwicklung.
Ehen, Beziehungen und Nachkommen
Die 1987 entdeckte und veröffentlichte Korrespondenz zwischen Einstein und Marić brachte ans Licht, dass das Paar eine Tochter hatte, Lieserl. Sie wurde Anfang 1902 während Marićs Geburt geboren. Als Marić in die Schweiz zurückkehrte, war das Kind nicht mehr anwesend. Lieserls Schicksal bleibt ungewiss; In einem Brief vom September 1903 postulierte Einstein, dass das Kind entweder adoptiert wurde oder im Säuglingsalter dem Scharlachfieber erlag.
Einstein und Marić heirateten im Januar 1903. Im Mai 1904 wurde ihr erster Sohn, Hans Albert, in Bern, Schweiz, geboren, gefolgt von ihrem zweiten Sohn, Eduard, der im Juli 1910 in Zürich geboren wurde. In Briefen schrieb Einstein in den Monaten davor an Marie Winteler Als Eduard geboren wurde, bezeichnete er seine Zuneigung zu seiner Frau als „fehlgeleitet“ und beklagte ein „verpasstes Leben“, das er genossen hätte, wenn er stattdessen Winteler geheiratet hätte: „Ich denke in jeder freien Minute in inniger Liebe an dich und bin so unglücklich, wie nur ein Mann sein kann.“
Im Jahr 1912 begann Einstein eine Beziehung mit Elsa Löwenthal, die seine Cousine ersten Grades mütterlicherseits und seine Cousine zweiten Grades väterlicherseits war. Als Marić kurz nach seinem Umzug nach Berlin im April 1914 seine Untreue entdeckte, kehrte sie in Begleitung von Hans Albert und Eduard nach Zürich zurück. Einstein und Marić ließen sich am 14. Februar 1919 unter Berufung auf eine fünfjährige Trennung scheiden. Im Rahmen der Scheidungsvereinbarung legte Einstein fest, dass alle Nobelpreisgewinne, die er erhielt, Marić zugesprochen würden; Zwei Jahre später erhielt er den Preis.
Einstein heiratete Löwenthal im Jahr 1919. 1923 begann er eine Beziehung mit Betty Neumann, einer Sekretärin, die die Nichte seines engen Freundes Hans Mühsam war. Dennoch blieb Löwenthal ihr treu und begleitete ihn während seiner Auswanderung in die Vereinigten Staaten im Jahr 1933. 1935 wurden bei ihr Herz- und Nierenprobleme diagnostiziert, und im Dezember 1936 starb sie.
Eine Sammlung von Einsteins Briefen, die 2006 von der Hebräischen Universität Jerusalem veröffentlicht wurde, enthüllte weitere romantische Beziehungen. Dazu gehörten Margarete Lebach (eine verheiratete Österreicherin), Estella Katzenellenbogen (eine wohlhabende Blumenhändlerin), Toni Mendel (eine wohlhabende jüdische Witwe) und Ethel Michanowski (eine Berliner Prominente), mit der er während seiner Ehe mit Löwenthal Zeit verbrachte und von der er Geschenke entgegennahm. Nach Löwenthals Tod hatte Einstein kurzzeitig eine Beziehung mit Margarita Konenkova, von der einige spekulieren, dass sie eine russische Spionin war; Ihrem Ehemann, dem russischen Bildhauer Sergei Konenkov, wird die Erschaffung der Bronzebüste Einsteins zugeschrieben, die sich am Institute for Advanced Study in Princeton befindet.
Eduard, Sohn von Einstein, erhielt im Alter von etwa zwanzig Jahren nach einer schweren psychischen Erkrankung die Diagnose Schizophrenie. Anschließend verbrachte er sein Leben entweder in der Obhut seiner Mutter oder zeitweilig in Heimen. Nach ihrem Tod wurde er dauerhaft im Burghölzli, der psychiatrischen Universitätsklinik in Zürich, stationär untergebracht.
Assistent beim Schweizerischen Patentamt (1902–1909)
Im Jahr 1900 schloss Einstein sein Studium an der Eidgenössischen Polytechnischen Schule mit der Qualifikation ab, Mathematik und Physik zu unterrichten. Obwohl er im Februar 1901 erfolgreich die Schweizer Staatsbürgerschaft erlangte, wurde er von der üblichen Wehrpflicht befreit, da die Schweizer Behörden ihn als medizinisch nicht diensttauglich einstuften. Trotz fast zweijähriger Bewerbung gelang es ihm nicht, eine Lehrstelle an Schweizer Schulen zu bekommen. Schließlich erhielt Marcel Grossmann mit Unterstützung von Marcel Grossmanns Vater eine Stelle als Hilfsprüfer (Stufe III) beim Schweizer Patentamt in Bern.
Unter den zur Begutachtung Einsteins eingereichten Patentanmeldungen befanden sich Vorschläge für einen Kiessortierer und eine elektrische Schreibmaschine. Seine mit seiner Leistung zufriedenen Arbeitgeber gewährten ihm 1903 eine Festanstellung, verschoben jedoch seine Beförderung, bis er „die Maschinentechnik vollständig beherrschte“. Es ist plausibel, dass seine Arbeit beim Patentamt die Entwicklung seiner speziellen Relativitätstheorie beeinflusst hat. Seine bahnbrechenden Konzepte zu Raum, Zeit und Licht gingen aus Gedankenexperimenten zur Signalübertragung und Uhrensynchronisation hervor, Themen, die auch für einige der von ihm bewerteten Erfindungen relevant waren.
Im Jahr 1902 gründete Einstein mit einem Bekanntenkreis in Bern eine Diskussionsgruppe, die regelmäßig zusammenkam, um über Wissenschaft und Philosophie zu beraten. Die Wahl des Namens „Olympia-Akademie“ für ihren Verein diente als ironischer Kommentar zu dessen bescheidenem, nichtakademischem Ansehen. Gelegentlich nahm Marić an ihren Sitzungen teil und beobachtete hauptsächlich die Diskussionen. Die Gruppe analysierte die Werke von Denkern wie Henri Poincaré, Ernst Mach und David Hume, die allesamt Einsteins spätere intellektuelle Entwicklung tiefgreifend prägten.
Erste wissenschaftliche Veröffentlichungen (1900–1905)
Einsteins Eröffnungsarbeit „Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen“, in der er ein Modell der intermolekularen Anziehung vorschlug, das er später als unwesentlich verwarf, wurde 1901 in der Zeitschrift Annalen der Physik veröffentlicht. Auch seine 24-seitige Doktorarbeit befasste sich mit einem Thema der Molekularphysik. Unter dem Titel „Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen“ und mit der Widmung „Meinem Freunde Herrn Dr. Marcel Grossmann gewidmet“ (seinem Freund Marcel Grossman) wurde es am 30. April 1905 fertiggestellt und drei Monate später von Professor Alfred Kleiner von der Universität Zürich genehmigt. (Einstein erhielt seine Doktorwürde offiziell am 15. Januar 1906.) Vier weitere bahnbrechende Werke, die Einstein 1905 fertigstellte – seine berühmten Arbeiten über den photoelektrischen Effekt, die Brownsche Bewegung, seine spezielle Relativitätstheorie und die Äquivalenz von Masse und Energie – führten dazu, dass dieses Jahr zum annus mirabilis der Physik ernannt wurde, vergleichbar mit dem entscheidenden Jahr 1666, als Isaac Newton sein bedeutendstes erreichte intellektuelle Durchbrüche. Diese Veröffentlichungen beeindruckten Einsteins Zeitgenossen zutiefst.
Europäische akademische Karriere (1908–1933)
Einsteins Amtszeit als Beamter endete 1908, als er eine akademische Anstellung an der Universität Bern erhielt. Im Jahr 1909 veranlasste eine von Alfred Kleiner hochgeschätzte Vorlesung über relativistische Elektrodynamik an der Universität Zürich die Universität Zürich, ihn mit einer neu eingerichteten außerordentlichen Professur zu rekrutieren. Seine Beförderung zum ordentlichen Professor folgte im April 1911, als er einen Lehrstuhl an der deutschen Karl-Ferdinand-Universität in Prag übernahm. Diese Umsiedlung erforderte den Erwerb der österreichisch-ungarischen Staatsbürgerschaft, ein Prozess, der noch nicht abgeschlossen war. Seine Zeit in Prag war geprägt von der Erstellung von elf Forschungsarbeiten.
Vom 30. Oktober bis 3. November 1911 nahm Einstein an der ersten Solvay-Konferenz für Physik teil.
Im Juli 1912 kehrte er an seine Alma Mater, die ETH Zürich, zurück, um eine Professur für theoretische Physik zu übernehmen. Seine dortigen pädagogischen Aktivitäten konzentrierten sich auf Thermodynamik und analytische Mechanik, während seine Forschung die molekulare Theorie der Wärme, die Kontinuumsmechanik und die Formulierung einer relativistischen Gravitationstheorie umfasste. Für seine Arbeit zu letzterem Thema arbeitete er mit seinem Freund Marcel Grossmann zusammen, dessen mathematisches Fachwissen seine eigenen übertraf.
Im Frühjahr 1913 besuchten Max Planck und Walther Nernst, zwei deutsche Besucher, Einstein in Zürich mit dem Ziel, ihn zu überzeugen, nach Berlin zu ziehen. Sie boten ihm die Mitgliedschaft in der Preußischen Akademie der Wissenschaften, die Leitung des geplanten Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik und eine Professur an der Humboldt-Universität zu Berlin an, die ein Professorengehalt für Forschung ohne Lehrverpflichtung vorsah. Diese Einladung reizte ihn besonders, da Berlin der Wohnsitz seiner damaligen Freundin Elsa Löwenthal war. Anschließend nahm er am 24. Juli 1913 die Akademiemitgliedschaft an und bezog am 1. April 1914 eine Wohnung im Berliner Bezirk Dahlem. Bald darauf trat er seine Stelle an der Humboldt-Universität an.
Der Beginn des Ersten Weltkriegs im Juli 1914 leitete Einsteins fortschreitende Entfremdung von seinem Heimatland ein. Als im Oktober 1914 das „Manifest der Dreiundneunzig“ veröffentlicht wurde – ein von zahlreichen führenden deutschen Intellektuellen unterstütztes Dokument, das die aggressive Haltung Deutschlands begründete – gehörte Einstein zu der begrenzten Zahl deutscher Intellektueller, die es ablehnten und sich stattdessen dafür entschieden, das alternative, pazifistische „Manifest an die Europäer“ zu unterzeichnen. Trotz dieser Äußerung seiner Vorbehalte gegenüber der deutschen Politik wurde er jedoch 1916 für eine zweijährige Amtszeit zum Präsidenten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft gewählt. Als das Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik im folgenden Jahr seine Arbeit aufnahm, nachdem seine Gründung aufgrund des Konflikts verschoben worden war, wurde Einstein gemäß den vorherigen Zusicherungen von Planck und Nernst zu seinem ersten Direktor ernannt.
Einstein wurde 1920 zum ausländischen Mitglied der Königlich Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften ernannt und 1921 ausländisches Mitglied der Royal Society. 1922 wurde ihm der Nobelpreis für Physik „für seine Verdienste um die theoretische Physik und insbesondere für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts“ verliehen. Zu diesem Zeitpunkt blieben bestimmte Physiker skeptisch gegenüber der Allgemeinen Relativitätstheorie, und die Nobelpreisverleihung zeigte ein gewisses Maß an Vorbehalt, selbst gegenüber den anerkannten Arbeiten zur Photoelektrizität: Sie bestätigte nicht Einsteins Konzept der partikulären Natur des Lichts, ein Konzept, das erst nach der Ableitung des Planck-Spektrums durch S. N. Bose im Jahr 1924 allgemeine wissenschaftliche Akzeptanz erlangte. Im selben Jahr wurde Einstein zum Internationalen Ehrenmitglied gewählt der American Academy of Arts and Sciences. Die Copley-Medaille der Royal Society, die als Großbritanniens ähnlichste Auszeichnung zum Nobelpreis gilt, wurde Einstein erst 1925 verliehen. Anschließend wurde er 1930 zum Internationalen Mitglied der American Philosophical Society gewählt.
Einstein gab im März 1933 seinen Rücktritt von der Preußischen Akademie bekannt. Zu seinen bemerkenswerten Erfolgen während seiner Amtszeit in Berlin gehörten die Vervollständigung der Allgemeinen Relativitätstheorie und die Demonstration des Einstein-de Haas-Effekt, bedeutende Beiträge zur Quantentheorie der Strahlung und die bahnbrechende Entwicklung der Bose-Einstein-Statistik.
Experimentelle Verifizierung der Allgemeinen Relativitätstheorie (1919)
Im Jahr 1907 gelang Albert Einstein ein bedeutender Durchbruch auf dem Weg von der speziellen Relativitätstheorie zu einem neuartigen Gravitationskonzept, indem er das Äquivalenzprinzip formulierte. Dieses Prinzip ging davon aus, dass ein Beobachter in einem frei fallenden Gehäuse in einem Gravitationsfeld keine Hinweise auf die Anwesenheit dieses Feldes entdecken würde. 1911 wandte er dieses Prinzip an, um die Ablenkung von Lichtstrahlen von entfernten Sternen aufgrund des Gravitationseinflusses der Sonne zu berechnen, wenn diese sich in der Nähe ihrer Photosphäre oder scheinbaren Oberfläche bewegten. Seine Berechnungen wurden 1913 verfeinert und umfassten eine Methode zur Modellierung der Gravitation mithilfe des Riemannschen Krümmungstensors innerhalb einer nichteuklidischen, vierdimensionalen Raumzeit. Ende 1915 war seine umfassende Neukonzeptualisierung der Gravitationsmathematik durch die Riemannsche Geometrie abgeschlossen. Anschließend wandte er diese neue Theorie an, um nicht nur die Funktion der Sonne als Gravitationslinse zu erklären, sondern auch die Präzession des Perihels von Merkur – eine allmähliche Verschiebung des sonnennächsten Punktes seiner elliptischen Umlaufbahn. Eine totale Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919 bot eine entscheidende Gelegenheit, seine Gravitationslinsentheorie empirisch zu bestätigen. Beobachtungen von Sir Arthur Eddington bestätigten anschließend Einsteins Vorhersagen. Eddingtons Erkenntnisse erregten weltweit große Aufmerksamkeit in den Medien. Beispielsweise veröffentlichte die bekannte britische Zeitung The Times am 7. November 1919 eine prominente Schlagzeile, in der es hieß: „Revolution in der Wissenschaft – Neue Theorie des Universums – Newtonsche Ideen gestürzt“.
Navigating Public Acclaim (1921–1923)
Die umfassende Verbreitung von Eddingtons Beobachtungen zur Sonnenfinsternis, sowohl in wissenschaftlichen Publikationen als auch in populären Medien, verschaffte Einstein einen beispiellosen Grad an öffentlicher Anerkennung und machte ihn zum „vielleicht ersten prominenten Wissenschaftler der Welt“. Seine bahnbrechende Arbeit wurde dafür gelobt, dass er ein wissenschaftliches Paradigma, das seit dem 17. Jahrhundert das Verständnis der Physiker über den Kosmos untermauerte, grundlegend durcheinanderbrachte.
Einstein begann seine Rolle als intellektuelle Koryphäe in den Vereinigten Staaten, als er am 2. April 1921 ankam. Zu seinem Empfang in New York City gehörte eine Begrüßung durch Bürgermeister John Francis Hylan, gefolgt von einer dreiwöchigen Reise mit Vorträgen und formellen Empfängen. Er hielt mehrere Ansprachen an der Columbia University und in Princeton und besuchte in Washington, D.C. zusammen mit Delegierten der National Academy of Sciences das Weiße Haus. Seine Rückreise nach Europa beinhaltete einen Zwischenstopp in London, wo er vom angesehenen Philosophen und Staatsmann Viscount Haldane empfangen wurde. Während seines Aufenthalts in der britischen Hauptstadt verkehrte Einstein mit mehreren prominenten Persönlichkeiten aus britischen wissenschaftlichen, politischen und intellektuellen Bereichen und hielt einen Vortrag am King's College. Im Juli 1921 verfasste er einen Aufsatz mit dem Titel „Mein erster Eindruck von den USA“, der darauf abzielte, den amerikanischen Nationalcharakter zu beschreiben, ein Unterfangen, das an Alexis de Tocquevilles Beobachtungen in „Demokratie in Amerika“ (1835) erinnert. Er brachte seine große Bewunderung für seine amerikanischen Gastgeber zum Ausdruck und bemerkte: „Was einem Besucher auffällt, ist die freudige, positive Einstellung zum Leben ... Der Amerikaner ist freundlich, selbstbewusst, optimistisch und ohne Neid.“
Im Jahr 1922 konzentrierten sich Einsteins Reisen auf die östliche Hemisphäre statt auf die westliche. Er begab sich auf eine sechsmonatige Asienreise und hielt Vorträge in Japan, Singapur und Ceylon (heute Sri Lanka). Nach seinem ersten öffentlichen Vortrag in Tokio wurde er von Kaiser Yoshihito und seiner Frau im Kaiserpalast empfangen, während sich Tausende von Zuschauern auf den Straßen versammelten, in der Hoffnung, ihn zu sehen. Während er in einem Brief an seine Söhne feststellte, dass die Japaner bescheiden, intelligent, rücksichtsvoll und kunstbewusst wirkten, boten seine privaten Tagebucheinträge eine weniger positive Perspektive und stellten die Frage, ob ihre intellektuellen Bedürfnisse schwächer waren als ihre künstlerischen. Sein Tagebuch enthielt auch kritische Beobachtungen zur chinesischen und indischen Bevölkerung, darunter eine Bemerkung darüber, dass chinesische Kinder „geistlos und stumpfsinnig“ wirkten, und äußerte seine Besorgnis über die Möglichkeit des chinesischen Volkes, „alle anderen Rassen zu verdrängen“, was er „unaussprechlich trostlos“ fand. Der letzte Abschnitt seiner Reise, ein zwölftägiger Besuch, bereitete Sir Herbert Samuel, dem britischen Hochkommissar, eine Begrüßung, die normalerweise einem Staatsoberhaupt auf Besuch vorbehalten war, einschließlich eines Kanonensaluts. Während eines Empfangs zu seinen Ehren überwältigte eine Menschenmenge, die ihn unbedingt hören wollte, die Veranstaltung; Er wandte sich an sie, indem er seine Zufriedenheit darüber zum Ausdruck brachte, dass das jüdische Volk als globaler Einfluss anerkannt wurde.
Am 6. April 1922 nahm Einstein in Paris an einer Debatte über Relativitätstheorie mit dem Philosophen Henri Bergson teil. Diese intellektuelle Meinungsverschiedenheit wirkte sich erheblich auf die Geisteswissenschaften aus und galt in dieser Zeit als akademische cause célèbre.
Einsteins Entscheidung, 1922 eine Reise in die östliche Hemisphäre zu unternehmen, verhinderte seine Teilnahme an der Nobelpreisverleihung im Dezember in Stockholm. Ein deutscher Diplomat vertrat ihn beim üblichen Nobelbankett und hielt eine Rede, in der Einstein nicht nur für seine Beiträge zur Physik, sondern auch für sein Eintreten für den Frieden gelobt wurde. Während seiner zweiwöchigen Reise nach Spanien hatte er auch die Gelegenheit, Santiago Ramón y Cajal zu treffen, einen weiteren Nobelpreisträger und Neuroanatomen.
Dienst beim Völkerbund (1922–1932)
Von 1922 bis 1932, mit kurzen Unterbrechungen in den Jahren 1923 und 1924, war Einstein Mitglied des Internationalen Komitees für geistige Zusammenarbeit des Völkerbundes mit Sitz in Genf. Dieses Komitee wurde von der Liga gegründet, um eine engere Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern, Künstlern, Gelehrten, Pädagogen und anderen Intellektuellen über nationale Grenzen hinweg zu fördern. Seine Ernennung zum deutschen Delegierten und nicht zum Schweizer Vertreter war das Ergebnis von Manövern zweier katholischer Aktivisten, Oskar Halecki und Giuseppe Motta. Sie veranlassten Generalsekretär Eric Drummond, Einstein die für einen Schweizer Intellektuellen vorgesehene Ausschussposition vorzuenthalten, und schufen damit eine Chance für Gonzague de Reynold, der anschließend seine Rolle im Völkerbund nutzte, um sich für die traditionelle katholische Doktrin einzusetzen. Hendrik Lorentz, Einsteins ehemaliger Physikprofessor, und die polnische Chemikerin Marie Curie waren ebenfalls Mitglieder dieses Gremiums.
Südamerika-Tour (1925)
Im März und April 1925 unternahmen Einstein und seine Frau eine Reise durch Südamerika und verbrachten etwa eine Woche in Brasilien, eine Woche in Uruguay und einen Monat in Argentinien. Die Tour wurde von Jorge Duclout (1856–1927) und Mauricio Nirenstein (1877–1935) vorgeschlagen und von argentinischen Gelehrten wie Julio Rey Pastor, Jakob Laub und Leopoldo Lugones unterstützt. Die Finanzierung erfolgte hauptsächlich durch den Rat der Universität Buenos Aires und die Asociación Hebraica Argentina (Argentinische Hebräische Vereinigung), ergänzt durch einen kleineren Beitrag der Argentinisch-Germanischen Kulturinstitution.
USA-Tournee (1930–1931)
Im Dezember 1930 begann Albert Einstein mit einem weiteren bemerkenswerten Vorhaben. Das Caltech kam seinem Wunsch nach, der großen Medienaufmerksamkeit zu entgehen, die er während seines Studiums im Jahr 1921 erfahren hatte, und führte dazu, dass er zahlreiche Einladungen zu Auszeichnungen und Reden seiner Bewunderer ablehnte. Dennoch war er weiterhin bereit, sich auf Anfrage etwas Zeit für ein Treffen mit seinen Fans zu nehmen.
Nach seiner Ankunft in New York City nahm Einstein an verschiedenen Engagements teil, darunter an einem. In den folgenden Tagen überreichte ihm Bürgermeister Jimmy Walker die Schlüssel zur Stadt und er traf Nicholas Murray Butler, den Präsidenten der Columbia University, der Einstein als „den regierenden Monarchen des Geistes“ bezeichnete. Harry Emerson Fosdick, Pastor der New Yorker Riverside Church, führte einen Rundgang für Einstein durch und zeigte eine lebensgroße Statue von ihm, die am Eingang der Kirche aufgestellt war. Während seines Aufenthalts in New York feierte Einstein mit rund 15.000 Menschen im Madison Square Garden eine Chanukka-Feier.
Einstein reiste anschließend nach Kalifornien, wo er Robert A. Millikan traf, den Präsidenten von Caltech und Nobelpreisträger. Ihre Freundschaft wurde aufgrund von Millikans „Vorliebe für patriotischen Militarismus“, der in scharfem Kontrast zu Einsteins ausgeprägtem Pazifismus stand, als „unangenehm“ beschrieben. Während einer Ansprache vor Caltech-Studenten bemerkte Einstein, dass Wissenschaft oft mehr schadet als nützt.
Diese starke Abneigung gegen Kriege förderte auch Einsteins Freundschaften mit dem Autor Upton Sinclair und dem Filmstar Charlie Chaplin, die beide für ihre pazifistische Haltung bekannt sind. Carl Laemmle, der Leiter der Universal Studios, führte Einstein durch sein Studio und stellte ihm Chaplin vor. Sie entwickelten sofort eine Beziehung, die Chaplin dazu veranlasste, Einstein und seine Frau Elsa zum Abendessen in seine Residenz einzuladen. Chaplin bemerkte, dass Einsteins äußerlich ruhiges und sanftes Auftreten ein „hoch emotionales Temperament“ zu verbergen schien, das seiner Meinung nach seine „außergewöhnliche intellektuelle Energie“ befeuerte.
Chaplins Film Lichter der Stadt sollte einige Tage später in Hollywood Premiere haben, und Chaplin lud Einstein und Elsa als seine besonderen Gäste ein. Walter Isaacson, Einsteins Biograf, bezeichnete dieses Ereignis als „eine der denkwürdigsten Szenen in der neuen Ära der Berühmtheit“. Auf einer anschließenden Reise nach Berlin besuchte Chaplin Einstein in seinem Haus und erinnerte sich an seine „bescheidene kleine Wohnung“ und das Klavier, an dem Einstein begonnen hatte, seine Theorie zu schreiben. Chaplin spekulierte, dass das Klavier „möglicherweise von den Nazis als Anzündholz verwendet“ wurde. Bei der Premiere des Films erhielten sowohl Einstein als auch Chaplin begeisterten Jubel. Chaplin sagte zu Einstein: „Sie jubeln mir zu, weil sie mich verstehen, und sie jubeln dir zu, weil dich niemand versteht.“
Auswanderung in die Vereinigten Staaten (1933)
Im Februar 1933, während eines
Während seiner Zeit an amerikanischen Universitäten Anfang 1933, übernahm Einstein seine dritte zweimonatige Gastprofessur am California Institute of Technology in Pasadena. Im Februar und März 1933 führte die Gestapo wiederholt Razzien in der Wohnung seiner Familie in Berlin durch. Er und seine Frau Elsa kehrten im März nach Europa zurück und erfuhren während ihrer Reise, dass der Deutsche Reichstag am 23. März das Ermächtigungsgesetz verabschiedet hatte, das Hitlers Regierung praktisch in eine de facto legale Diktatur umwandelte und damit ihre Rückkehr nach Berlin verhinderte. Anschließend erhielten sie die Nachricht, dass ihre Hütte von den Nazis überfallen und Einsteins persönliches Segelboot beschlagnahmt worden sei. Als Einstein am 28. März in Antwerpen, Belgien, von Bord ging, begab er sich sofort zum deutschen Konsulat, um seinen Pass abzugeben und offiziell auf seine deutsche Staatsbürgerschaft zu verzichten. Später verkauften die Nazis sein Boot und bauten sein Häuschen in ein Hitlerjugendlager um.
Flüchtlingsstatus
Im April 1933 wurde Albert Einstein auf ein neues deutsches Gesetz aufmerksam, das es Juden verbot, öffentliche Ämter zu bekleiden, darunter auch akademische Positionen an Universitäten. Der Historiker Gerald Holton dokumentierte, dass Tausende jüdischer Wissenschaftler abrupt von ihren Universitätsaufgaben entlassen und aus den institutionellen Aufzeichnungen gestrichen wurden, wobei „von ihren Kollegen praktisch kein hörbarer Protest erhoben wurde“.
Im darauffolgenden Monat gehörten Einsteins Veröffentlichungen zu denen, die das Deutsche Studentenwerk während der Nazi-Bücherverbrennungen ins Visier nahm, als Joseph Goebbels, der Nazi-Propagandaminister, erklärte: „Der jüdische Intellektualismus ist tot.“ Gleichzeitig zählte eine deutsche Zeitschrift Einstein zu den Gegnern des Regimes, erklärte, er sei „noch nicht gehängt“ und setzte eine Belohnung von 5.000 US-Dollar für seine Gefangennahme aus. In einem anschließenden Briefwechsel mit seinem Freund und Physikkollegen Max Born, der bereits von Deutschland nach England umgesiedelt war, gab Einstein zu: „Ich muss gestehen, dass das Ausmaß ihrer Brutalität und Feigheit etwas überraschend war.“ Nach seinem Umzug in die Vereinigten Staaten beschrieb Einstein die Bücherverbrennungen als einen „spontanen emotionalen Ausbruch“ von Personen, die „die Volksaufklärung meiden“ und „mehr als alles andere auf der Welt den Einfluss von Männern mit geistiger Unabhängigkeit fürchten“.
Einstein befand sich ohne festen Wohnsitz, unsicher über seine zukünftigen Lebens- und Arbeitsbedingungen und zutiefst besorgt um die zahlreichen in Deutschland verbliebenen Wissenschaftler. Er erhielt Unterstützung vom Academic Assistance Council, einer Organisation, die im April 1933 vom britischen liberalen Politiker William Beveridge gegründet wurde, um Akademikern die Flucht vor der nationalsozialistischen Verfolgung zu erleichtern und ihm die Ausreise aus Deutschland zu ermöglichen. Anschließend mietete er für mehrere Monate ein Haus in De Haan, Belgien. Ende Juli 1933 folgte er einer Einladung des Kommandeurs des britischen Parlamentsmitglieds Oliver Locker-Lampson, mit dem er in den vergangenen Jahren eine Freundschaft aufgebaut hatte. Locker-Lampson arrangierte für Einstein die Unterbringung in einer abgelegenen Holzhütte in Roughton Heath, in der Gemeinde Roughton, Norfolk, in der Nähe seines Hauses in Cromer. Um Einsteins Sicherheit zu gewährleisten, stellte ihm Locker-Lampson zwei Leibwächter zur Verfügung; Am 24. Juli 1933 erschien im Daily Herald ein Foto, das sie mit Schrotflinten bewaffnet zeigt und Einstein beschützt.
Locker-Lampson ermöglichte Einsteins Treffen mit prominenten britischen Persönlichkeiten, darunter Winston Churchill in seiner Residenz, gefolgt von Austen Chamberlain und dem ehemaligen Premierminister Lloyd George. Bei diesen Begegnungen bat Einstein um Unterstützung bei der Umsiedlung jüdischer Wissenschaftler aus Deutschland. Der britische Historiker Martin Gilbert dokumentierte Churchills schnelles Handeln und stellte fest, dass er seinen Mitarbeiter, den Physiker Frederick Lindemann, nach Deutschland entsandte, um jüdische Wissenschaftler für die Vermittlung an britischen Universitäten zu finden. Churchill bemerkte anschließend, dass die Vertreibung der jüdischen Bevölkerung durch Deutschland unbeabsichtigt seine „technischen Standards“ verringert und den Alliierten dadurch einen technologischen Vorteil verschafft habe.
Einstein weitete daraufhin seine Kontakte auf Führer anderer Nationen aus, darunter İsmet İnönü, den Premierminister der Türkei, an den er im September 1933 schrieb. In seinem Brief suchte er nach der Vermittlung arbeitsloser deutsch-jüdischer Wissenschaftler. Infolgedessen wurden als direkte Folge von Einsteins Intervention schließlich über „1.000 gerettete Personen“ in die Türkei eingeladen.
Gleichzeitig legte Locker-Lampson einen Gesetzesentwurf vor, der die britische Staatsbürgerschaft für Einstein vorschlug. In dieser Zeit hielt Einstein mehrere öffentliche Ansprachen, in denen er die eskalierende Krise in Europa detailliert darlegte. In einer solchen Rede verurteilte Einstein die Judenverfolgung in Deutschland und plädierte für die jüdische Staatsbürgerschaft in Palästina, angesichts der weit verbreiteten Verweigerung der Staatsbürgerschaft in anderen Teilen Palästinas. Zur Unterstützung seines Gesetzesvorschlags bezeichnete Locker-Lampson Einstein als einen „Weltbürger“, der vorübergehendes Asyl im Vereinigten Königreich verdiente. Beide Gesetzesinitiativen scheiterten letztlich. Folglich folgte Einstein einer vorherigen Einladung des Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, USA, eine Stelle als Resident Scholar anzunehmen.
Resident Scholar am Institute for Advanced Study
Am 3. Oktober 1933 hielt Einstein vor einem ausverkauften Publikum in der Royal Albert Hall in London eine bedeutende Ansprache über die Notwendigkeit der akademischen Freiheit, eine Rede, die laut The Times durchweg mit begeistertem Applaus bedacht wurde. Vier Tage später kehrte er in die Vereinigten Staaten zurück, um seine Stelle am Institute for Advanced Study anzutreten, einer Einrichtung, die als Zufluchtsort für Wissenschaftler bekannt ist, die vor Nazideutschland flüchteten. Es ist bemerkenswert, dass in dieser Zeit die Mehrheit der amerikanischen Universitäten, darunter renommierte Einrichtungen wie Harvard, Princeton und Yale, aufgrund restriktiver Quoten, die bis in die späten 1940er Jahre andauerten, nur eine minimale oder gar keine jüdische Fakultät oder Studentenbevölkerung aufwies.
Einsteins zukünftige Entwicklung blieb ungewiss. Er erhielt mehrere Angebote von europäischen akademischen Institutionen, insbesondere ein fünfjähriges Forschungsstipendium (innerhalb der Institution als „Studium“ bezeichnet) von Christ Church, Oxford, wo er zwischen Mai 1931 und Juni 1933 drei kurze Zeiträume lang lebte. 1935 beschloss er jedoch, sich dauerhaft in den Vereinigten Staaten niederzulassen und die Staatsbürgerschaft anzustreben.
Einstein blieb bis zu seinem Tod im Jahr 1955 mit dem Institute for Advanced Study verbunden. Er gehörte zu den Neben John von Neumann, Kurt Gödel und Hermann Weyl wurden zunächst vier Wissenschaftler für das neu gegründete Institut ausgewählt. Zwischen Einstein und Gödel entwickelte sich schnell eine tiefe Freundschaft, die durch häufige gemeinsame Gespräche bei Spaziergängen gekennzeichnet war. Seine Assistentin Bruria Kaufman schlug anschließend eine Karriere als Physikerin ein. Während dieser gesamten Ära versuchte Einstein erfolglos, eine einheitliche Feldtheorie zu formulieren und die vorherrschende Interpretation der Quantenphysik in Frage zu stellen. Ab 1935 wohnte er in seinem Haus in Princeton. Im Jahr 1976 wurde das Albert-Einstein-Haus zum National Historic Landmark erklärt.
Zweiter Weltkrieg und das Manhattan-Projekt
Im Jahr 1939 versuchte eine Gruppe ungarischer Wissenschaftler, darunter der emigrierte Physiker Leó Szilárd, Washington D.C. über die laufende Atombombenforschung der Nazis zu informieren. Diese Warnungen wurden zunächst ignoriert. Einstein, Szilárd und andere Flüchtlinge, darunter Edward Teller und Eugene Wigner, sahen es als ihre Pflicht an, die Amerikaner über das Potenzial deutscher Wissenschaftler für die Entwicklung einer Atombombe zu informieren und sie davor zu warnen, dass Hitler eine solche Waffe bereitwillig einsetzen würde. Um sicherzustellen, dass die Vereinigten Staaten diese unmittelbare Bedrohung erkannten, trafen sich Szilárd und Wigner im Juli 1939, einige Monate vor Beginn des Zweiten Weltkriegs in Europa, mit Einstein, um das Konzept der Atombomben zu erläutern, eine Möglichkeit, die Einstein, ein überzeugter Pazifist, zugegebenermaßen nie in Betracht gezogen hatte. Anschließend wurde er gebeten, einen gemeinsam mit Szilárd verfassten Brief an Präsident Franklin D. Roosevelt zu unterstützen, in dem er sich für die Aufmerksamkeit und das Engagement der USA für ihre eigene Atomwaffenforschung einsetzt.
Diese Korrespondenz wird allgemein als „wohl der wichtigste Anreiz für die Annahme ernsthafter Untersuchungen zu Atomwaffen durch die USA am Vorabend des US-Eintritts in den Zweiten Weltkrieg“ angesehen. Über den Brief hinaus nutzte Einstein seine Verbindungen zur belgischen Königsfamilie und zur belgischen Königinmutter, um einem persönlichen Gesandten Zugang zum Oval Office im Weißen Haus zu verschaffen. Einige gehen davon aus, dass Einsteins Brief und die anschließenden Treffen mit Roosevelt die Vereinigten Staaten dazu veranlassten, sich dem „Wettlauf“ um die Entwicklung von Atombomben anzuschließen und dadurch ihre „gewaltigen materiellen, finanziellen und wissenschaftlichen Ressourcen“ zu mobilisieren, um das Manhattan-Projekt zu starten.
Einstein betrachtete „Krieg als Krankheit“ und plädierte für den Widerstand dagegen. Seine Befürwortung des Briefes an Roosevelt wird von einigen als Abkehr von seinen pazifistischen Überzeugungen angesehen. Im Jahr 1954, ein Jahr vor seinem Tod, vertraute Einstein seinem langjährigen Freund Linus Pauling an und erklärte: „Ich habe einen großen Fehler in meinem Leben gemacht – als ich den Brief an Präsident Roosevelt unterzeichnete, in dem er die Herstellung von Atombomben empfahl; aber es gab eine Rechtfertigung – die Gefahr, dass die Deutschen sie bauen würden.“ Im Jahr 1955 unterzeichnete Einstein zusammen mit zehn anderen prominenten Intellektuellen und Wissenschaftlern, insbesondere dem britischen Philosophen Bertrand Russell, ein Manifest, in dem er die existenzielle Bedrohung durch Atomwaffen betonte. Posthum wurde Einstein 1960 als Gründungsmitglied in die World Academy of Art and Science (WAAS) aufgenommen, eine von bedeutenden Wissenschaftlern und Intellektuellen gegründete Institution, die sich der Förderung des verantwortungsvollen und ethischen Fortschritts der Wissenschaft widmet, insbesondere angesichts der Einführung von Atomwaffen.
US-Staatsbürgerschaft
Einstein erhielt 1940 die amerikanische Staatsbürgerschaft. Kurz nach Beginn seiner Tätigkeit am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, brachte er seine Bewunderung für die meritokratischen Aspekte der amerikanischen Kultur zum Ausdruck und stellte sie den europäischen Normen gegenüber. Er erkannte das „Recht des Einzelnen an, zu sagen und zu denken, was er wollte“, ungehindert durch gesellschaftliche Zwänge. Infolgedessen stellte er fest, dass Einzelpersonen zu größerer Kreativität gefördert wurden, eine Eigenschaft, die er seit seiner prägenden Bildungserfahrung schätzte.
Albert Einstein wurde Mitglied der National Association for the Advancement of Colored People (NAACP) in Princeton und setzte sich aktiv für die Bürgerrechte der Afroamerikaner ein. Er bezeichnete Rassismus als Amerikas „schlimmste Krankheit“ und betrachtete ihn als ein Phänomen, das „von einer Generation zur nächsten weitergegeben“ wird. Zu seinem Engagement gehörte die Korrespondenz mit dem Bürgerrechtler W. E. B. Du Bois und die Bereitschaft, während seines Prozesses im Jahr 1951, in dem Du Bois beschuldigt wurde, ein ausländischer Agent zu sein, im Namen von Du Bois auszusagen. Auf Einsteins Angebot hin, als Leumundszeuge aufzutreten, wies der Vorsitzende Richter den Fall ab.
Im Jahr 1946 erhielt Einstein die Ehrendoktorwürde. Bemerkenswert ist, dass die Lincoln University die erste Universität in den Vereinigten Staaten war, die Afroamerikanern College-Abschlüsse verlieh, mit prominenten Absolventen wie Langston Hughes und Thurgood Marshall. Während seines Besuchs hielt Einstein eine Rede über den Rassismus in Amerika und erklärte: „Ich habe nicht vor, darüber Stillschweigen zu bewahren.“ Ein Einwohner von Princeton erzählte, dass Einstein zuvor die Studiengebühren für einen afroamerikanischen Studenten übernommen hatte. Einstein brachte seine Sichtweise zum Ausdruck und sagte: „Da ich selbst Jude bin, kann ich vielleicht nachvollziehen, wie schwarze Menschen sich als Opfer von Diskriminierung fühlen.“ Isaacson dokumentiert einen bedeutenden Vorfall: „Als Marian Anderson, die schwarze Altistin, 1937 zu einem Konzert nach Princeton kam, verweigerte ihr das Nassau Inn ein Zimmer. Also lud Einstein sie ein, in seinem Haus an der Main Street zu übernachten, was eine zutiefst persönliche und symbolische Geste war ... Wann immer sie nach Princeton zurückkehrte, blieb sie bei Einstein, ihrem letzten.“
Persönliche Ansichten
Politische Ansichten
Im Jahr 1918 gehörte Einstein zu den ersten Unterzeichnern der Gründungsproklamation der Deutschen Demokratischen Partei, einer liberalen politischen Organisation. Anschließend entwickelte sich Einsteins politische Philosophie hin zu einer Befürwortung des Sozialismus und einer Kritik des Kapitalismus, Themen, die er in Aufsätzen wie „Warum Sozialismus?“ untersuchte. Auch seine Ansichten über die Bolschewiki veränderten sich im Laufe der Zeit. Im Jahr 1925 kritisierte er ihre Regierung wegen des Fehlens eines „gut regulierten Regierungssystems“ und bezeichnete ihre Herrschaft als „ein Terrorregime und eine Tragödie in der Geschichte der Menschheit“. Später nahm er eine differenziertere Haltung ein und würdigte ihre Methoden kritisch, spendete aber dennoch Lob, wie sein Kommentar zu Wladimir Lenin aus dem Jahr 1929 zeigt:
Mit Lenin ehre ich einen Mann, der in völliger Aufopferung seiner eigenen Person seine ganze Energie für die Verwirklichung sozialer Gerechtigkeit eingesetzt hat. Ich halte seine Methoden nicht für ratsam. Eines ist jedoch sicher: Männer wie er sind die Hüter und Erneuerer des Gewissens der Menschheit.
Einstein lieferte häufig Einschätzungen und Standpunkte zu Themen, die über die Bereiche der theoretischen Physik oder Mathematik hinausgingen. Er war ein glühender Befürworter einer demokratischen Weltregierung, die darauf abzielte, die Autorität der Nationalstaaten innerhalb eines Weltföderationsrahmens einzuschränken. Er brachte diese Überzeugung zum Ausdruck, indem er sagte: „Ich befürworte eine Weltregierung, weil ich davon überzeugt bin, dass es keinen anderen Weg gibt, die schrecklichste Gefahr, in der sich der Mensch je befand, zu beseitigen.“ Das Federal Bureau of Investigation (FBI) erstellte 1932 ein vertrauliches Dossier über Einstein, das bis zu seinem Tod bereits 1.427 Seiten umfasste.
Mahatma Gandhi beeindruckte Einstein zutiefst, was zu ihrer Korrespondenz führte. Einstein bezeichnete Gandhi als „ein Vorbild für die kommenden Generationen“. Ihre erste Verbindung entstand am 27. September 1931, als Wilfrid Israel ein Treffen zwischen seinem indischen Gast, V. A. Sundaram, und Einstein in seiner Sommerresidenz in Caputh ermöglichte. Sundaram, ein Schüler und Sondergesandter von Gandhi, hatte Wilfrid Israel zuvor während des israelischen Staatsbesuchs im Jahr 1925 getroffen. Während des Caputh-Besuchs verfasste Einstein einen kurzen Brief an Gandhi, der über Sundaram übermittelt wurde, und Gandhi erwiderte dies umgehend mit seiner eigenen Korrespondenz. Obwohl es ihnen letztendlich nicht möglich war, sich wie gewünscht persönlich zu treffen, war Wilfrid Israel maßgeblich daran beteiligt, diese direkte Kommunikationsverbindung zwischen Einstein und Gandhi herzustellen.
Beziehung zum Zionismus
Als jüdischer Mensch spielte Einstein eine herausragende Rolle bei der Gründung der Hebräischen Universität Jerusalem, die 1925 ihren Betrieb aufnahm. 1921 bat Chaim Weizmann, ein Biochemiker und Präsident der World Zionist Organization, Einstein um Unterstützung bei der Mittelbeschaffung für die geplante Universität. Einstein schlug die Gründung eines Instituts für Landwirtschaft, eines Instituts für Chemie und eines Instituts für Mikrobiologie vor. Diese Institute sollten weit verbreitete Epidemien wie Malaria bekämpfen, die er als „Übel“ bezeichnete und ein Drittel des Fortschritts des Landes behinderte. Darüber hinaus plädierte er für ein Institut für Orientalistik, das Sprachunterricht sowohl in Hebräisch als auch in Arabisch anbieten würde.
Einstein, der kein Nationalist war, lehnte die Bildung eines unabhängigen jüdischen Staates ab. Er glaubte, dass jüdische Einwanderer, die über die Aliyah ankamen, friedlich mit der bereits in Palästina lebenden arabischen Bevölkerung zusammenleben könnten. Der Staat Israel wurde 1948 gegründet, eine Entwicklung, bei der Einstein innerhalb der zionistischen Bewegung nur eine marginale Rolle spielte. Nach dem Tod des israelischen Präsidenten Weizmann im November 1952 unterbreitete Premierminister David Ben-Gurion auf Anregung von Ezriel Carlebach Einstein ein Angebot für die weitgehend zeremonielle Rolle des Präsidenten Israels. Der israelische Botschafter in Washington, Abba Eban, übermittelte das Angebot und erklärte, es verkörpere „den tiefsten Respekt, den das jüdische Volk jedem seiner Söhne entgegenbringen kann“. Einstein zeigte sich „zutiefst bewegt“, aber gleichzeitig „traurig und beschämt“ darüber, dass er die Position nicht annehmen konnte. Obwohl Einstein das Amt nicht ausüben wollte und Israel sich zwar gezwungen fühlte, das Angebot zu machen, aber nicht wirklich wollte, dass er es annahm. Yitzhak Navon, der als politischer Sekretär Ben-Gurions fungierte und später Präsident wurde, schilderte Ben-Gurions Befürchtungen: „Sagen Sie mir, was ich tun soll, wenn er Ja sagt! Ich musste ihm den Posten anbieten, weil es unmöglich ist, das nicht zu tun. Aber wenn er annimmt, drohen uns Schwierigkeiten.“
Religiöse und philosophische Perspektiven
Laut Lee Smolin waren Einsteins bedeutende Leistungen in erster Linie auf eine moralische Qualität zurückzuführen: „Ihm lag einfach viel mehr als den meisten seiner Kollegen daran, dass die Gesetze der Physik alles in der Natur kohärent und konsistent erklären müssen.“ Einstein brachte seine spirituelle Perspektive in zahlreichen Schriften und Interviews zum Ausdruck. Er drückte seine Affinität zu dem unpersönlichen, pantheistischen Gott aus, der in Baruch Spinozas Philosophie beschrieben wird. Er lehnte das Konzept eines persönlichen Gottes ab, der in menschliche Schicksale und Handlungen eingebunden ist, und bezeichnete diese Ansicht als naiv. Allerdings stellte er klar: „Ich bin kein Atheist“, sondern identifiziere mich lieber als Agnostiker oder „zutiefst religiöser Ungläubiger“. Er schrieb weiter: „Ein Geist manifestiert sich in den Gesetzen des Universums – ein Geist, der dem des Menschen weit überlegen ist, und einer, vor dem wir uns mit unseren bescheidenen Kräften demütig fühlen müssen. Auf diese Weise führt das Streben nach Wissenschaft zu einem religiösen Gefühl der besonderen Art.“
Einstein unterhielt primäre Verbindungen zu nichtreligiösen humanistischen und ethischen Kulturorganisationen sowohl im Vereinigten Königreich als auch in den Vereinigten Staaten. Er war Mitglied des Beirats der First Humanist Society of New York und Ehrenmitglied der Rationalist Association, die in Großbritannien New Humanist herausgibt. Anlässlich des 75-jährigen Jubiläums der New York Society for Ethical Culture bekräftigte er, dass die Prinzipien der Ethical Culture sein persönliches Verständnis der wertvollsten und beständigsten Aspekte des religiösen Idealismus widerspiegelten. Er bemerkte: „Ohne ‚ethische Kultur‘ gibt es keine Erlösung für die Menschheit.“
In einem auf Deutsch verfassten Brief an den Philosophen Eric Gutkind vom 3. Januar 1954 formulierte Einstein:
Das Wort Gott ist für mich nichts anderes als Ausdruck und Produkt menschlicher Schwächen, die Bibel eine Sammlung ehrenhafter, aber dennoch primitiver Legenden, die dennoch ziemlich kindisch sind. Keine noch so subtile Interpretation kann (für mich) daran etwas ändern. ... Für mich ist die jüdische Religion wie alle anderen Religionen eine Inkarnation des kindischsten Aberglaubens. Und das jüdische Volk, zu dem ich gerne gehöre und zu dessen Mentalität ich eine tiefe Affinität habe, hat für mich keine andere Qualität als alle anderen Menschen. ... Ich kann nichts „Auserwähltes“ an ihnen erkennen.
Einstein hegte schon lange eine wohlwollende Haltung gegenüber dem Vegetarismus. In einem Brief aus dem Jahr 1930 an Hermann Huth, Vizepräsident des Deutschen Vegetarier-Bundes, erklärte er:
Trotz äußerer Zwänge, die eine streng vegetarische Ernährung ausschlossen, habe ich mich konsequent für das Prinzip des Vegetarismus eingesetzt. Über die ästhetischen und moralischen Rechtfertigungen seiner Ziele hinaus glaube ich, dass ein vegetarischer Lebensstil durch seine physiologischen Auswirkungen auf die menschliche Veranlagung das Wohlergehen der Menschheit tiefgreifend verbessern würde.
Einstein ernährte sich erst in der letzten Zeit seines Lebens vegetarisch. In einem Brief vom März 1954 bemerkte er: „Folglich lebe ich ohne Fett, Fleisch oder Fisch, fühle mich aber ganz wohl. Es kommt mir fast so vor, als ob der Mensch nicht von Natur aus als Fleischfresser geschaffen wurde.“
Musikalische Affinitäten
Einstein pflegte schon früh eine Wertschätzung für Musik, wie Einträge in seinen späteren Tagebüchern belegen:
Wäre ich kein Physiker, wäre ich wahrscheinlich Musiker. Ich beschäftige mich häufig mit musikalischen Gedanken und meine Tagträume werden oft vertont. Ich nehme mein Leben durch eine musikalische Linse wahr ... Musik ist die wichtigste Quelle der Freude in meinem Leben.
Seine Mutter, eine kompetente Pianistin, wünschte, dass ihr Sohn Geige lernen sollte, um sowohl sein musikalisches Verständnis zu fördern als auch seine Integration in die deutsche Gesellschaft zu erleichtern. Der Dirigent Leon Botstein bemerkt, dass Einstein im Alter von fünf Jahren begann, Geige zu spielen, obwohl er damals keine Freude daran hatte.
Als er 13 Jahre alt war, begegnete Einstein Mozarts Violinsonaten, was seine tiefe Bewunderung für Mozarts Werke weckte und eine enthusiastischere Herangehensweise an das Musikstudium förderte. Er war Autodidakt, angeblich ohne „jemals systematisch zu praktizieren“, und behauptete, dass „Liebe ein besserer Lehrer ist als Pflichtgefühl“. Im Alter von 17 Jahren beobachtete ein Schulprüfer in Aarau seine Aufführung von Beethovens Violinsonaten und beschrieb sein Spiel anschließend als „bemerkenswert und aufschlussreich von ‚großer Einsicht‘.“ Botstein betont, dass der Prüfer besonders beeindruckt war von Einsteins „tiefer Liebe zur Musik, einer Qualität, die Mangelware war und ist“, und bemerkte, dass „Musik für diesen Studenten eine ungewöhnliche Bedeutung hatte.“
Von diesem Zeitpunkt an nahm Musik eine zentrale und bleibende Bedeutung in Einsteins Leben ein. Obwohl er nie über eine Karriere als professioneller Musiker nachdachte, beschäftigte er sich mit Kammermusik mit mehreren Profis, darunter Kurt Appelbaum, und trat bei privaten Zusammenkünften und bei Bekannten auf. Auch während seiner Aufenthalte in Bern, Zürich und Berlin, wo er neben Persönlichkeiten wie Max Planck und seinem Sohn spielte, wurde die Kammermusik zu einem festen Bestandteil seines gesellschaftlichen Engagements. Gelegentlich wird fälschlicherweise behauptet, dass er die Ausgabe des Köchel-Katalogs der Mozart-Kompositionen von 1937 herausgegeben habe; Diese spezielle Ausgabe wurde von Alfred Einstein zusammengestellt, der möglicherweise ein entfernter Verwandter war. Mozart nahm in seiner Zuneigung einen besonderen Platz ein, und Einstein bemerkte: „Mozarts Musik ist so rein, dass sie im Universum allgegenwärtig gewesen zu sein scheint.“ Dennoch äußerte er eine Vorliebe für Bach gegenüber Beethoven und sagte einmal: „Gib mir lieber Bach und dann mehr Bach.“
Während seiner Forschungstätigkeit am California Institute of Technology besuchte Einstein 1931 das Konservatorium der Familie Zoellner in Los Angeles, wo er mit Mitgliedern des Zoellner-Quartetts Auszüge aus Beethoven und Mozart aufführte. Gegen Ende seines Lebens, auf ein „
Tod
Am 17. April 1955 erlitt Einstein eine innere Blutung infolge des Bruchs eines Bauchaortenaneurysmas, ein Zustand, den Rudolph Nissen 1948 chirurgisch verstärkt hatte. Er brachte den Entwurf einer Rede für eine Fernsehübertragung zum Gedenken an den siebten Jahrestag des Staates Israel ins Krankenhaus mit, verstarb jedoch vor deren Vollendung.
Einstein lehnte einen chirurgischen Eingriff ab und erklärte: „I Ich will gehen, wann ich will. Es ist geschmacklos, das Leben künstlich zu verlängern. Ich habe meinen Teil getan; es ist Zeit zu gehen. Ich werde es elegant machen.“ Er verstarb früh am nächsten Morgen im Alter von 76 Jahren, nachdem er seine Arbeit bis kurz vor seinem Tod fortgesetzt hatte.
Während der anschließenden Autopsie entnahm der Pathologe Thomas Stoltz Harvey kontroverserweise Einsteins Gehirn zur Konservierung, ohne Zustimmung der Familie, angetrieben von dem Wunsch, dass zukünftige neurowissenschaftliche Fortschritte die biologischen Grundlagen von Einsteins außergewöhnlichem Intellekt aufklären könnten. Einsteins sterbliche Überreste wurden eingeäschert in Trenton, New Jersey, und seine Asche wurde an einem unbekannten Ort verstreut.
Am 13. Dezember 1965 charakterisierte der Kernphysiker J. Robert Oppenheimer während einer Gedenkvorlesung im UNESCO-Hauptquartier die Persönlichkeit Albert Einsteins mit den Worten: „Er war fast völlig ohne Kultiviertheit und völlig ohne Weltlichkeit... In ihm herrschte immer eine wunderbare Reinheit, zugleich kindlich und zutiefst stur.“
Einstein vermachte seine persönlichen Archive, seine Bibliothek und sein geistiges Eigentum der Hebräischen Universität von Jerusalem Israel.
Wissenschaftliche Karriere
Im Laufe seines Lebens verfasste Einstein Hunderte von Veröffentlichungen, darunter über 300 wissenschaftliche Arbeiten und 150 nichtwissenschaftliche Artikel. Am 5. Dezember 2014 gaben Universitäten und Archive gemeinsam die Veröffentlichung von Einsteins gesammelten Dokumenten bekannt, die mehr als 30.000 einzigartige Dokumente umfassen. Über seine individuellen Beiträge hinaus beteiligte er sich auch an der Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern an verschiedenen Projekten, etwa der Bose-Einstein-Statistik und dem Einstein-Kühlschrank.
Statistische Mechanik
Thermodynamische Fluktuationen und statistische Physik
Einsteins Eröffnungsarbeit, die 1900 bei den Annalen der Physik eingereicht wurde, konzentrierte sich auf die Kapillaranziehung und wurde 1901 unter dem Titel „Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen“ (Schlussfolgerungen aus den Kapillaritätsphänomenen) veröffentlicht. Anschließend untersuchten zwei 1902–1903 veröffentlichte Arbeiten thermodynamische Prinzipien mit dem Ziel, atomare Phänomene aus einer statistischen Perspektive zu interpretieren. Diese grundlegenden Arbeiten ebneten den Weg für seine Arbeit über die Brownsche Bewegung aus dem Jahr 1905, die zeigte, dass die Brownsche Bewegung überzeugende Beweise für die Existenz von Molekülen liefert. Seine Untersuchungen in den Jahren 1903 und 1904 befassten sich hauptsächlich mit dem Einfluss der endlichen Atomgröße auf Diffusionsphänomene.
Theorie der kritischen Opaleszenz
Einstein befasste sich erneut mit dem Thema thermodynamischer Fluktuationen und lieferte eine Analyse der Dichteschwankungen innerhalb einer Flüssigkeit an ihrem kritischen Punkt. Typischerweise werden Dichteschwankungen durch die zweite Ableitung der freien Energie bezüglich der Dichte bestimmt. Am kritischen Punkt wird diese Ableitung jedoch Null, was zu erheblichen Schwankungen führt. Diese Dichteschwankungen führen dazu, dass Licht aller Wellenlängen gestreut wird und der Flüssigkeit ein milchig-weißes Aussehen verleiht. Einstein brachte dieses Phänomen mit der Rayleigh-Streuung in Verbindung, die auftritt, wenn die Fluktuationsgrößen deutlich kleiner als die Wellenlänge sind und für die blaue Farbe des Himmels verantwortlich sind. Er leitete die kritische Opaleszenz quantitativ durch eine Untersuchung von Dichteschwankungen ab und zeigte damit, dass sowohl dieser Effekt als auch die Rayleigh-Streuung auf die atomistische Zusammensetzung der Materie zurückzuführen sind.
1905 – Annus Mirabilis Papiere
Die Annus Mirabilis-Aufsätze umfassen vier Artikel, die Einstein 1905 in der Fachzeitschrift Annalen der Physik veröffentlichte. Diese bahnbrechenden Arbeiten befassten sich mit dem photoelektrischen Effekt (der die Quantentheorie begründete), der Brownschen Bewegung, der speziellen Relativitätstheorie und der Masse-Energie-Äquivalenzformel E = mc§1011§. Zusammengenommen trugen diese vier Arbeiten wesentlich zum Fundament der modernen Physik bei und veränderten die Sicht auf Raum, Zeit und Materie grundlegend. Die vier Papiere sind:
Spezielle Relativitätstheorie
Einsteins wegweisende Arbeit „Über die Elektrodynamik bewegter Körper“ („Über die Elektrodynamik bewegter Körper“) wurde am 30. Juni 1905 eingereicht und anschließend am 26. September desselben Jahres veröffentlicht. Diese Arbeit löste Inkonsistenzen zwischen Maxwells Gleichungen (die Elektrizität und Magnetismus regeln) und den Prinzipien der Newtonschen Mechanik, indem sie Änderungen an den Gesetzen der Mechanik vorschlug. Empirisch werden die Auswirkungen dieser Veränderungen am deutlichsten bei relativistischen Geschwindigkeiten, bei denen sich Objekte der Lichtgeschwindigkeit nähern. Der in diesem Artikel festgelegte theoretische Rahmen entwickelte sich anschließend zu Einsteins spezieller Relativitätstheorie.
In dieser Veröffentlichung wurde postuliert, dass aus der Perspektive eines sich relativ bewegenden Beobachters eine an einem sich bewegenden Körper befestigte Uhr eine Zeitdilatation aufweisen würde und der Körper selbst in seiner Bewegungsrichtung einer Längenkontraktion unterliegen würde. Darüber hinaus wurde in der Arbeit behauptet, dass das Konzept eines leuchtenden Äthers – ein herausragendes theoretisches Konstrukt in der Physik dieser Zeit – unnötig sei.
In seiner Abhandlung über Masse-Energie-Äquivalenz leitete Einstein die Formel E=mc§89§ als direkte Konsequenz seiner speziellen Relativitätsgleichungen ab. Obwohl Einsteins Arbeit zur Relativitätstheorie aus dem Jahr 1905 zunächst mehrere Jahre lang heftig diskutiert wurde, erlangte sie schließlich Akzeptanz bei prominenten Physikern, insbesondere beginnend mit Max Planck.
Einstein formulierte zunächst die spezielle Relativitätstheorie mithilfe der Kinematik, also der Lehre von sich bewegenden Körpern. Im Jahr 1908 rekonzipierte Hermann Minkowski die spezielle Relativitätstheorie geometrisch als Theorie der Raumzeit. Anschließend integrierte Einstein Minkowskis Formalismus in seine Allgemeine Relativitätstheorie von 1915.
Allgemeine Relativitätstheorie
Allgemeine Relativitätstheorie und das Äquivalenzprinzip
Die Allgemeine Relativitätstheorie (GR) ist eine von Einstein zwischen 1907 und 1915 formulierte Gravitationstheorie. Diese Theorie geht davon aus, dass die zwischen Massen beobachtete Gravitationsanziehung aus der durch diese Massen verursachten Verzerrung der Raumzeit entsteht. Die Allgemeine Relativitätstheorie ist zu einem grundlegenden Instrument der modernen Astrophysik geworden und untermauert das heutige Verständnis von Schwarzen Löchern, bei denen es sich um Regionen des Weltraums handelt, in denen die Anziehungskraft durch die Schwerkraft so stark ist, dass selbst Licht nicht entkommen kann.
Einstein artikulierte später, dass der Anstoß für die Entwicklung der Allgemeinen Relativitätstheorie von der unbefriedigenden Bevorzugung von Trägheitsbewegungen innerhalb der Speziellen Relativitätstheorie herrührte, was darauf hindeutete, dass eine Theorie, die von Natur aus gegenüber jedem Bewegungszustand, einschließlich beschleunigter, unparteiisch ist, zufriedenstellender wäre. Dementsprechend veröffentlichte er 1907 einen Artikel über die Beschleunigung im Rahmen der speziellen Relativitätstheorie. In diesem Artikel mit dem Titel „Über das Relativitätsprinzip und die daraus gezogenen Schlussfolgerungen“ postulierte er, dass der freie Fall eine echte Trägheitsbewegung darstellt und dass daher die Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie auf einen Beobachter im freien Fall anwendbar sein müssen. Dieser Satz ist als Äquivalenzprinzip bekannt. Darüber hinaus sagte Einstein in derselben Veröffentlichung die Phänomene der gravitativen Zeitdilatation, der gravitativen Rotverschiebung und der Gravitationslinse voraus.
Im Jahr 1911 veröffentlichte Einstein einen Folgeartikel mit dem Titel „Über den Einfluss der Gravitation auf die Ausbreitung von Licht“, der die Veröffentlichung von 1907 weiter ausführte. In dieser Arbeit berechnete er das Ausmaß der Lichtablenkung, die durch massive Himmelskörper verursacht wird. Folglich war dies die erste Gelegenheit zur experimentellen Verifizierung einer theoretischen Vorhersage aus der Allgemeinen Relativitätstheorie.
Gravitationswellen
Im Jahr 1916 postulierte Einstein die Existenz von Gravitationswellen, bei denen es sich um Wellen in der Krümmung der Raumzeit handelt, die sich von ihrer Quelle nach außen ausbreiten und Energie in Form von Gravitationsstrahlung transportieren. Die Allgemeine Relativitätstheorie lässt die Existenz von Gravitationswellen zu, da ihre Lorentz-Invarianz eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit für Gravitationswechselwirkungen impliziert. Umgekehrt sind Gravitationswellen nicht mit der Newtonschen Theorie vereinbar, die eine sofortige Ausbreitung gravitativer Wechselwirkungen postuliert.
Der erste indirekte Nachweis von Gravitationswellen erfolgte in den 1970er Jahren und ging auf Beobachtungen des eng umlaufenden Neutronenstern-Doppelsystems PSR B1913+16 zurück. Der beobachtete Rückgang ihrer Umlaufperiode wurde auf die Emission von Gravitationswellen zurückgeführt. Einsteins Vorhersage erhielt am 11. Februar 2016 eine direkte Bestätigung, als LIGO-Forscher die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen ankündigten, die am 14. September 2015 auf der Erde entdeckt wurden, fast ein Jahrhundert nach ihrer theoretischen Annahme.
Lochargument und Entwurfstheorie
Während der Entwicklung der Allgemeinen Relativitätstheorie stieß Einstein auf konzeptionelle Schwierigkeiten hinsichtlich der Eichinvarianz der Theorie. Er entwickelte ein Argument, das ihn auf die Unmöglichkeit einer allgemein relativistischen Feldtheorie schließen ließ. Folglich hörte er auf, nach völlig allgemein kovarianten Tensorgleichungen zu suchen, sondern verfolgte stattdessen Gleichungen, die ausschließlich unter allgemeinen linearen Transformationen invariant waren.
Im Juni 1913 gipfelten diese Untersuchungen in der Entwurfstheorie. Getreu seiner Bezeichnung stellte es einen vorläufigen theoretischen Entwurf dar, der sich durch weniger Eleganz und größere Komplexität auszeichnete als die Allgemeine Relativitätstheorie, deren Bewegungsgleichungen zusätzliche Bedingungen zur Eichbestimmung erfordern. Nach über zwei Jahren intensiver Forschung erkannte Einstein den Fehler im Gesamtargument und gab daraufhin im November 1915 die Entwurf-Theorie auf.
Physikalische Kosmologie
Im Jahr 1917 erweiterte Einstein die allgemeine Relativitätstheorie, um die Gesamtstruktur des Kosmos einzubeziehen. Seine Ergebnisse deuteten darauf hin, dass die allgemeinen Feldgleichungen von Natur aus ein dynamisches Universum vorhersagten, das entweder durch Kontraktion oder Expansion gekennzeichnet war. Angesichts des gegenwärtigen Mangels an empirischer Unterstützung für einen dynamischen Kosmos integrierte Einstein einen neuen Begriff, die kosmologische Konstante, in die Feldgleichungen, um der Theorie die Vorhersage eines statischen Universums zu ermöglichen. Diese angepassten Feldgleichungen projizierten folglich ein statisches Universum mit geschlossener Krümmung, was mit Einsteins Interpretation des Machschen Prinzips während dieser Zeit übereinstimmte. Diese Konzeptualisierung wurde später als Einstein-Welt oder Einsteins statisches Universum bekannt. Die Veröffentlichung dieses Aufsatzes gilt weithin als entscheidender Moment in der Entstehung der modernen theoretischen Kosmologie.
Nach Edwin Hubbles Entdeckung der galaktischen Rezession im Jahr 1929 verzichtete Einstein auf sein statisches kosmologisches Modell und postulierte stattdessen zwei dynamische kosmische Modelle: das Friedmann-Einstein-Universum im Jahr 1931 und das Einstein-de-Sitter-Universum im Jahr 1932. Innerhalb dieser beiden Rahmenwerke entwickelte Einstein eliminierte die kosmologische Konstante und behauptete ihre inhärente theoretische Unzulänglichkeit.
Zahlreiche biografische Berichte über Einstein behaupten, dass er die kosmologische Konstante später als seinen „größten Fehler“ bezeichnete, eine Behauptung, die angeblich auf einem Brief beruhte, den George Gamow angeblich von Einstein erhalten hatte. Allerdings äußerte der Astrophysiker Mario Livio Skepsis hinsichtlich der Richtigkeit dieser Behauptung.
Ende 2013 entdeckte eine Forschungsgruppe unter der Leitung des irischen Physikers Cormac O'Raifeartaigh Hinweise darauf, dass Einstein kurz nach Bekanntwerden von Hubbles Beobachtungen zur galaktischen Rezession über ein stationäres kosmologisches Modell nachgedacht hatte. In einem bisher ungeprüften Manuskript, das offenbar Anfang 1931 verfasst wurde, untersuchte Einstein ein expandierendes Universumsmodell, bei dem die Materiedichte durch kontinuierliche Materieerzeugung konstant blieb, ein Mechanismus, den er mit der kosmologischen Konstante in Verbindung brachte. Wie er in der Arbeit dargelegt hat, schrieb er: „Im Folgenden möchte ich die Aufmerksamkeit auf eine Lösung für Gleichung (1) lenken, die Hubbels Tatsachen erklären kann und bei der die Dichte über die Zeit konstant ist. [...] Wenn man ein physikalisch begrenztes Volumen betrachtet, werden Materieteilchen es kontinuierlich verlassen. Damit die Dichte konstant bleibt, müssen im Volumen kontinuierlich neue Materieteilchen aus dem Weltraum gebildet werden.“
Folglich scheint Einstein dies getan zu haben konzipierte mehrere Jahre vor der Arbeit von Hoyle, Bondi und Gold ein Steady-State-Modell des expandierenden Universums. Dennoch wies Einsteins Steady-State-Modell einen grundlegenden Mangel auf, der zu seiner sofortigen Aufgabe führte.
Energie-Impuls-Pseudotensor
Angesichts der Tatsache, dass die Allgemeine Relativitätstheorie eine dynamische Raumzeit beinhaltet, stellt die genaue Identifizierung der konservierten Energie und des Impulses eine erhebliche Herausforderung dar. Während der Satz von Noether die Ableitung dieser Größen aus einem Lagrange-Operator mit translatorischer Invarianz ermöglicht, wandelt das Prinzip der allgemeinen Kovarianz die translatorische Invarianz in eine Form der Eichsymmetrie um. Folglich stellen die Energie und der Impuls, die in der Allgemeinen Relativitätstheorie mithilfe der Noether-Rezepte abgeleitet werden, keinen echten Tensor dar.
Einstein behauptete, dass dieses Phänomen auf einem Grundprinzip beruht: Das Gravitationsfeld kann durch eine geeignete Auswahl der Koordinaten lokal eliminiert werden. Er behauptete, dass der nichtkovariante Energie-Impuls-Pseudotensor die genaueste Darstellung der Energie-Impuls-Verteilung innerhalb eines Gravitationsfeldes biete. Obwohl die Anwendung nichtkovarianter Entitäten wie Pseudotensoren Kritik von Persönlichkeiten wie Erwin Schrödinger hervorrief, fand Einsteins Methodik bei Physikern, insbesondere Lev Landau und Evgeny Lifshitz, Resonanz.
Wurmlöcher
Im Jahr 1935 entwickelte Einstein gemeinsam mit Nathan Rosen ein Wurmlochmodell, das häufig als Einstein-Rosen-Brücken bezeichnet wird. Ihr Ziel bestand darin, geladene Elementarteilchen als Lösungen für Gravitationsfeldgleichungen zu konzipieren, im Einklang mit der Forschungsagenda, die in ihrer Arbeit „Do Gravitational Fields Play an Important Role in the Constitution of the Elementary Particles?“ dargelegt wurde. Diese Lösungen beinhalteten die Verbindung von Schwarzschild-Schwarzen Löchern, um eine Brücke zwischen verschiedenen Raumzeitregionen zu bilden. Da diese Lösungen eine Raumzeitkrümmung ohne physikalische Masse beinhalteten, postulierten Einstein und Rosen, dass sie einen grundlegenden Rahmen für eine Theorie bieten könnten, die das Konzept der Punktteilchen umgeht. Dennoch zeigten nachfolgende Untersuchungen die inhärente Instabilität von Einstein-Rosen-Brücken.
Einstein-Cartan-Theorie
Um Spin-Point-Teilchen in die allgemeine Relativitätstheorie zu integrieren, musste die affine Verbindung verallgemeinert werden, um eine antisymmetrische Komponente, bekannt als Torsion, einzubeziehen. Einstein und Cartan implementierten diese Modifikation in den 1920er Jahren.
Bewegungsgleichungen
Die Allgemeine Relativitätstheorie rekonzeptualisiert die Gravitationskraft als Krümmung der Raumzeit. Folglich entsteht eine gekrümmte Flugbahn, beispielsweise eine Umlaufbahn, nicht durch eine Kraft, die ein Objekt von einer geraden Bahn ablenkt. Stattdessen stellt es den freien Fall des Objekts durch einen Hintergrund dar, der durch die Anwesenheit anderer Massen inhärent gekrümmt ist. Der vielzitierte Aphorismus von John Archibald Wheeler bringt die Theorie auf den Punkt: „Die Raumzeit sagt der Materie, wie sie sich bewegen soll; die Materie sagt der Raumzeit, wie sie sich krümmen soll.“ Die Einstein-Feldgleichungen befassen sich mit dem letztgenannten Aspekt und stellen die Beziehung zwischen der Raumzeitkrümmung und der Verteilung von Materie und Energie her. Umgekehrt beschreibt die geodätische Gleichung Ersteres und besagt, dass Objekte im freien Fall innerhalb einer gekrümmten Raumzeit Wege durchlaufen, die maximal gerade sind. Einstein betrachtete dies als eine „grundlegende unabhängige Annahme“, die neben den Feldgleichungen auch Postulationen erforderte, um die Theorie zu vervollständigen. Da er dies als einen Mangel in der ursprünglichen Formulierung der Allgemeinen Relativitätstheorie ansah, versuchte er, die geodätische Gleichung direkt aus den Feldgleichungen abzuleiten. Angesichts der nichtlinearen Natur der Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie würde eine Konzentration reiner Gravitationsfelder, wie etwa ein Schwarzes Loch, einer Flugbahn folgen, die inhärent durch die Einstein-Feldgleichungen und nicht durch ein zusätzliches Gesetz bestimmt wird. Daher postulierte Einstein, dass die Feldgleichungen den geodätischen Pfad einer singulären Lösung, wie eines Schwarzen Lochs, vorgeben würden. Während Physiker und Philosophen häufig die Behauptung wiederholen, dass die geodätische Gleichung durch Anwendung der Feldgleichungen auf die Bewegung einer Gravitationssingularität abgeleitet werden kann, wird dieser Vorschlag weiterhin diskutiert.
Alte Quantentheorie
Photonen und Energiequanten
In einer Veröffentlichung von 1905 stellte Einstein die Hypothese auf, dass Licht aus lokalisierten Teilchen besteht, die als Quanten bezeichnet werden. Einsteins Konzept der Lichtquanten stieß zunächst auf breite Ablehnung in der Physikgemeinschaft, darunter auch bei prominenten Persönlichkeiten wie Max Planck und Niels Bohr. Die allgemeine Akzeptanz dieser Idee wurde erst 1919 erreicht, nachdem Robert Millikan umfassende Experimente zum photoelektrischen Effekt und die anschließende Messung der Compton-Streuung durchgeführt hatte.
Einstein folgerte, dass jede Welle mit der Frequenz f einer Ansammlung von Photonen entspricht, von denen jedes die Energie hf besitzt, wobei h die Planck-Konstante darstellt. Aufgrund der Unsicherheit hinsichtlich der genauen Beziehung zwischen diesen Teilchen und der Welle bot er nur begrenzte weitere Erläuterungen an. Dennoch schlug er vor, dass dieses Konzept bestimmte experimentelle Ergebnisse, insbesondere den photoelektrischen Effekt, aufklären könnte. Gilbert N. Lewis prägte 1926 den Begriff Photonen für Lichtquanten.
Quantisierte Atomschwingungen
Im Jahr 1907 führte Einstein ein Materiemodell ein, in dem er davon ausging, dass jedes Atom innerhalb einer Gitterstruktur als unabhängiger harmonischer Oszillator fungiert. Nach dem Einstein-Modell schwingen einzelne Atome autonom und weisen für jeden Oszillator eine Folge gleichmäßig verteilter quantisierter Zustände auf. Einstein erkannte zwar die Herausforderung an, die genaue Frequenz tatsächlicher Schwingungen zu bestimmen, vertrat diese Theorie jedoch als eine besonders anschauliche Veranschaulichung der Fähigkeit der Quantenmechanik, die in der klassischen Mechanik vorherrschende spezifische Wärmeanomalie aufzulösen. Peter Debye verfeinerte dieses Modell anschließend.
Bose–Einstein-Statistiken
Im Jahr 1924 erhielt Einstein vom indischen Physiker Satyendra Nath Bose eine Beschreibung eines statistischen Modells, das besagte, dass Licht als Gas aus nicht unterscheidbaren Teilchen unter Verwendung einer spezifischen Zählmethode konzeptualisiert werden könne. Einstein stellte fest, dass Boses statistischer Rahmen nicht nur auf die hypothetischen Lichtteilchen, sondern auch auf bestimmte Atomstrukturen anwendbar war, und reichte anschließend seine Übersetzung von Boses Manuskript bei der Zeitschrift Journal of Physics ein. Darüber hinaus verfasste Einstein mehrere Arbeiten, in denen dieses Modell und seine Auswirkungen detailliert beschrieben wurden, darunter die Vorhersage des Bose-Einstein-Kondensats, eines Zustands, in dem sich bestimmte Partikel bei extrem niedrigen Temperaturen manifestieren. Die experimentelle Realisierung dieses Kondensats erfolgte erst 1995, als Eric Allin Cornell und Carl Wieman es erfolgreich mit Ultrakühlungsgeräten herstellten, die im NIST-JILA-Labor an der University of Colorado in Boulder entwickelt wurden. Derzeit dient die Bose-Einstein-Statistik als beschreibender Rahmen für das kollektive Verhalten jeder Bosonenanordnung. Entwürfe und vorläufige Skizzen zu diesem Projekt von Einstein werden im Einstein-Archiv in der Universitätsbibliothek Leiden aufbewahrt.
Welle-Teilchen-Dualität
Trotz seiner Beförderung zum Technischen Prüfer zweiter Klasse beim Patentamt im Jahr 1906 blieb Einstein weiterhin akademischen Aktivitäten treu. 1908 hatte er sich eine Stelle als Privatdozent an der Universität Bern gesichert. In seinem bahnbrechenden Werk „Über die Entwicklung unserer Ansichten über die Natur und Konstitution der Strahlung“ („Die Entwicklung unserer Ansichten über die Zusammensetzung und das Wesen der Strahlung“), das sich mit der Quantisierung von Licht befasste, und in einer vorangegangenen Arbeit aus dem Jahr 1909 wies Einstein nach, dass Max Plancks Energiequanten unterschiedliche Impulse besitzen und Eigenschaften aufweisen, die denen unabhängiger, punktförmiger Teilchen ähneln. Diese besondere Veröffentlichung führte nicht nur das Photon-Konzept ein, sondern diente auch als Katalysator für die Entwicklung des Welle-Teilchen-Dualitätsprinzips in der Quantenmechanik. Einstein interpretierte diesen der Strahlung innewohnenden Welle-Teilchen-Dualismus als überzeugenden Beweis für seine Überzeugung, dass die Physik einen neuen, einheitlichen theoretischen Rahmen erforderte.
Nullpunktenergie
Zwischen 1911 und 1913 unternahm Planck eine Neuformulierung seiner ursprünglichen Quantentheorie aus dem Jahr 1900 und integrierte das Konzept der Nullpunktsenergie in das, was er seine „zweite Quantentheorie“ nannte. Dieses Konzept erregte schnell das Interesse von Einstein und seinem Mitarbeiter Otto Stern. Sie gingen davon aus, dass die Energie rotierender zweiatomiger Moleküle die Nullpunktsenergie einschließt, und verglichen anschließend die theoretisch abgeleitete spezifische Wärme von Wasserstoffgas mit empirischen Daten. Die theoretischen Vorhersagen stimmten gut mit den experimentellen Beobachtungen überein. Dennoch zogen sie nach der Veröffentlichung ihrer Ergebnisse ihre Zustimmung schnell zurück, da sie das Vertrauen in die Gültigkeit der Nullpunktsenergiehypothese verloren hatten.
Stimulierte Emission
Während Einstein sich 1917 intensiv mit seiner Relativitätsforschung beschäftigte, veröffentlichte er einen entscheidenden Artikel in der Physikalischen Zeitschrift. In dieser Veröffentlichung wurde das Konzept der stimulierten Emission vorgestellt, einem grundlegenden physikalischen Prozess, der den Betrieb von Masern und Lasern ermöglicht. Der Artikel zeigte, dass die statistischen Eigenschaften, die die Absorption und Emission von Licht bestimmen, nur dann mit dem Planckschen Verteilungsgesetz übereinstimmen könnten, wenn die Emission von Licht in einen Modus mit „n“ Photonen im Vergleich zur Emission in einen unbesetzten Modus statistisch verstärkt würde. Diese Arbeit hatte großen Einfluss auf die spätere Entwicklung der Quantenmechanik, da sie den ersten Beweis dafür darstellte, dass die Statistiken zur Steuerung atomarer Übergänge einfachen Prinzipien folgten.
Materiewellen
Einstein begegnete den Theorien von Louis de Broglie und unterstützte sie anschließend, was zunächst auf erhebliche Skepsis stieß. In einer bedeutenden Veröffentlichung aus derselben Zeit stellte Einstein fest, dass De-Broglie-Wellen die Erklärungskraft für die von Bohr und Sommerfeld aufgestellten Quantisierungsregeln besaßen. Dieses spezielle Papier diente später als Inspiration für Schrödingers Forschung im Jahr 1926.
Quantenmechanik
Einsteins Einwände gegen die Quantenmechanik
Einstein trug maßgeblich zur Weiterentwicklung der Quantentheorie bei, beginnend mit seiner bahnbrechenden Veröffentlichung über den photoelektrischen Effekt aus dem Jahr 1905. Dennoch äußerte er seine Unzufriedenheit mit der Entwicklung der modernen Quantenmechanik nach 1925, ungeachtet ihrer breiten Akzeptanz unter seinen Kollegen. Er hegte Skepsis gegenüber der intrinsischen Zufälligkeit der Quantenmechanik und postulierte stattdessen, dass sie eine Manifestation des zugrunde liegenden Determinismus sein könnte, und behauptete bekanntlich, dass Gott „nicht würfelt“. Bis zum Ende seines Lebens vertrat er stets die Ansicht, dass die Quantenmechanik eine unvollständige Theorie bleibe.
Bohr gegen Einstein
Die Bohr-Einstein-Debatten umfassten eine Reihe öffentlicher Meinungsverschiedenheiten über die Quantenmechanik, vor allem zwischen ihren Mitbegründern Albert Einstein und Niels Bohr. Diese Diskussionen sind aufgrund ihres tiefgreifenden Einflusses auf die Wissenschaftsphilosophie historisch bedeutsam und beeinflussten anschließend verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik.
Einstein–Podolsky–Rosen Paradox
Albert Einstein hat die Lehren der Quantenmechanik nie vollständig verinnerlicht. Obwohl er die Vorhersagegenauigkeit anerkannte, vertrat Einstein die Ansicht, dass eine grundlegendere Beschreibung natürlicher Phänomene möglich sei. Er brachte im Laufe der Zeit zahlreiche Argumente vor, um diese Perspektive zu stützen, wobei sein bevorzugtes Argument aus einer Debatte mit Bohr im Jahr 1930 stammte. Einstein schlug ein Gedankenexperiment vor, bei dem zwei Objekte miteinander interagieren und sich anschließend über einen beträchtlichen Abstand voneinander entfernen. In der Quantenmechanik werden diese beiden Objekte durch eine mathematische Einheit beschrieben, die als Wellenfunktion bezeichnet wird. Ausgehend von der anfänglichen Wellenfunktion, die die beiden Objekte vor ihrer Interaktion beschreibt, bestimmt die Schrödinger-Gleichung ihre Wellenfunktion nach der Interaktion. Aufgrund des später als Quantenverschränkung bezeichneten Phänomens würde eine an einem Objekt durchgeführte Messung jedoch augenblicklich die Wellenfunktion des anderen Objekts verändern, unabhängig von deren räumlicher Trennung. Darüber hinaus würde die spezifische Art der Messung, die für das erste Objekt gewählt wird, die resultierende Wellenfunktion für das zweite Objekt beeinflussen. Einstein behauptete, dass sich kein Einfluss augenblicklich zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt ausbreiten könne. Er argumentierte, dass das Grundprinzip der Physik, das eine Einheit von einer anderen unterscheidet, durch solche unmittelbaren Einflüsse untergraben würde. Folglich kam Einstein zu dem Schluss, dass die Wellenfunktion lediglich eine unvollständige Beschreibung und nicht den wahren physikalischen Zustand darstellen muss, da der echte „physikalische Zustand“ des zweiten Objekts nicht sofort durch eine Aktion am ersten verändert werden konnte.
Eine weithin anerkannte Wiederholung dieses Arguments entstand 1935, als Einstein in Zusammenarbeit mit Boris Podolsky und Nathan Rosen eine bahnbrechende Arbeit veröffentlichte, in der er darlegte, was später als EPR-Paradoxon bekannt wurde. Dieses Gedankenexperiment geht davon aus, dass zwei Teilchen interagieren, um eine verschränkte Wellenfunktion zu erzeugen. Anschließend würde eine präzise Messung der Position eines Partikels unabhängig von der räumlichen Trennung zwischen diesen Partikeln eine perfekte Vorhersage der Position des anderen Partikels ermöglichen. Ebenso würde eine genaue Impulsmessung eines Teilchens eine ebenso präzise Vorhersage für den Impuls des anderen Teilchens liefern, ohne dass letzteres dadurch gestört würde. Die Autoren behaupteten, dass keine Einwirkung auf das erste Teilchen das zweite unmittelbar beeinflussen könne, da dies eine überluminale Informationsübertragung erfordern würde, ein Phänomen, das durch die Relativitätstheorie verboten sei. Sie führten ein Prinzip ein, das später als „EPR-Kriterium der Realität“ bezeichnet wurde und besagt: „Wenn wir den Wert einer physikalischen Größe mit Sicherheit (d. h. mit einer Wahrscheinlichkeit von eins) vorhersagen können, ohne ein System in irgendeiner Weise zu stören, dann existiert ein Element der Realität, das dieser Größe entspricht.“ Basierend auf diesem Kriterium folgerten sie, dass das zweite Teilchen bereits vor der Messung einer der beiden Größen eindeutige Werte für Position und Impuls besitzen muss. Die Quantenmechanik betrachtet diese beiden Observablen jedoch als inkompatibel und schließt daher die Zuordnung gleichzeitiger Werte für beide zu einem bestimmten System aus. Folglich kamen Einstein, Podolsky und Rosen zu dem Schluss, dass die Quantentheorie eine unvollständige Beschreibung der Realität bietet.
Im Jahr 1964 brachte John Stewart Bell die Analyse der Quantenverschränkung erheblich voran. Er postulierte, dass unabhängige Messungen an zwei räumlich getrennten verschränkten Teilchen unter der Voraussetzung, dass die Ergebnisse durch versteckte Variablen bestimmt werden, die jedem Teilchen innewohnen, eine spezifische mathematische Einschränkung für die Korrelation zwischen diesen Messergebnissen auferlegen würden. Diese Einschränkung wurde später als Bell-Ungleichung bekannt. Bell zeigte außerdem, dass die Quantenphysik Korrelationen vorhersagt, die dieser Ungleichung widersprechen. Damit versteckte Variablen die Vorhersagen der Quantenphysik berücksichtigen, müssen sie daher „Nichtlokalität“ aufweisen, was eine sofortige Wechselwirkung zwischen den beiden Teilchen unabhängig von ihrer räumlichen Trennung impliziert. Bell behauptete, dass das Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)-Paradoxon „auf die Weise gelöst wurde, die Einstein am wenigsten gewünscht hätte“, da eine Erklärung von Quantenphänomenen mit versteckten Variablen Nichtlokalität erfordert.
Ungeachtet dessen und trotz Einsteins persönlicher Einschätzung der Argumentation des EPR-Papiers als übermäßig komplex, erwies es sich als einer der einflussreichsten Artikel, die in Physical Review veröffentlicht wurden. Es gilt als grundlegendes Element in der Entwicklung der Quanteninformationstheorie.
Unified Field Theory
Aufbauend auf dem Erfolg seiner Allgemeinen Relativitätstheorie verfolgte Einstein einen ehrgeizigeren geometrischen Rahmen, der darauf abzielte, Gravitation und Elektromagnetismus als Manifestationen einer singulären zugrunde liegenden Einheit zu integrieren. 1950 formulierte er seine einheitliche Feldtheorie in einem Scientific American-Artikel mit dem Titel „On the Generalized Theory of Gravitation“. Sein Versuch, die Grundgesetze der Natur aufzudecken, erntete zwar Beifall, hatte jedoch keinen Erfolg. Ein bemerkenswerter Mangel seines Modells war die Unfähigkeit, die starken und schwachen Nuklearkräfte einzubeziehen, die bis Jahrzehnte nach seinem Tod kaum verstanden wurden. Obwohl der vorherrschende wissenschaftliche Konsens mittlerweile darauf hindeutet, dass Einsteins Methodik zur Vereinheitlichung der Physik fehlerhaft war, inspiriert das übergeordnete Ziel einer Theorie von allem weiterhin nachfolgende Generationen von Physikern.
Andere Untersuchungen
Einstein führte weitere Untersuchungen durch, die letztlich erfolglos blieben und anschließend eingestellt wurden. Diese Anfragen umfassten Themen wie Kraft, Supraleitung und verschiedene andere Forschungsbereiche.
Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern
Neben seinen langjährigen Mitarbeitern wie Leopold Infeld, Nathan Rosen und Peter Bergmann engagierte sich Einstein auch in einzigartigen Kooperationen mit verschiedenen Wissenschaftlern.
Einstein–de Haas-Experiment
Im Jahr 1908 stellte Owen Willans Richardson die Theorie auf, dass eine Änderung des magnetischen Moments eines freien Körpers dessen Rotation auslösen würde. Dieses aus der Drehimpulserhaltung resultierende Phänomen ist ausreichend ausgeprägt, um in ferromagnetischen Substanzen nachweisbar zu sein. Einstein und Wander Johannes de Haas verfassten 1915 gemeinsam zwei Arbeiten, in denen sie die erste experimentelle Beobachtung dieses Effekts behaupteten. Solche Messungen verdeutlichen, dass die Magnetisierung durch die Ausrichtung (Polarisation) der Drehimpulse der Elektronen innerhalb des Materials entlang der Magnetisierungsachse entsteht. Darüber hinaus ermöglichen diese Messungen die Unterscheidung zwischen den beiden Komponenten, die zur Magnetisierung beitragen: denen, die mit dem Elektronenspin verbunden sind, und denen, die mit der Orbitalbewegung verbunden sind. Das Einstein-de-Haas-Experiment ist das einzige experimentelle Unterfangen, das von Albert Einstein persönlich konzipiert, durchgeführt und veröffentlicht wurde.
Ein vollständiger Originalsatz der Einstein-de-Haas-Versuchsapparatur wurde 1961 von Geertruida de Haas-Lorentz, der Frau von de Haas und der Tochter von Lorentz, dem Ampère-Museum in Lyon, Frankreich, vermacht, wo er derzeit ausgestellt ist. Es war in der Sammlung des Museums verloren gegangen und wurde 2023 wiederentdeckt.
Einstein als Erfinder
1926 erfanden Einstein und sein ehemaliger Schüler Leó Szilárd gemeinsam den Einstein-Kühlschrank und ließen ihn 1930 patentieren. Dieser Absorptionskühlschrank galt damals als bahnbrechend, da er keine beweglichen Komponenten enthielt und ausschließlich auf Wärme als Energiequelle beruhte. Am 11. November 1930 wurde Einstein und Leó Szilárd das US-Patent 1.781.541 für dieses Kühlgerät erteilt. Obwohl ihre Erfindung nicht sofort in die kommerzielle Produktion gelangte, wurden die vielversprechendsten ihrer Patente von der schwedischen Firma Electrolux erworben.
Einstein entwickelte auch eine elektromagnetische Pumpe, ein Tonwiedergabegerät und verschiedene andere Haushaltsgeräte.
Legacy
Nicht-wissenschaftlich
Während seiner Reisen pflegte Einstein täglichen Briefwechsel mit seiner Frau Elsa und seinen adoptierten Stieftöchtern Margot und Ilse. Diese Briefsammlung wurde anschließend als Teil seiner Nachlässe der Hebräischen Universität Jerusalem vermacht. Margot Einstein genehmigte die öffentliche Veröffentlichung dieser persönlichen Briefe und legte fest, dass der Zugang erst zwei Jahrzehnte nach ihrem Tod im Jahr 1986 gewährt werden sollte. Laut Barbara Wolff vom Albert-Einstein-Archiv der Hebräischen Universität befinden sich in der Sammlung etwa 3.500 Seiten privater Korrespondenz aus den Jahren 1912 bis 1955.
Während der letzten vier Jahre seines Lebens beteiligte sich Einstein aktiv an der Gründung des Albert Einstein College of Medicine in New York Stadt.
Das Albert-Einstein-Denkmal wurde 1979 anlässlich des 100. Geburtstags von Einstein eingeweiht und befindet sich außerhalb des Gebäudes der National Academy of Sciences in Washington, D.C. Robert Berks war der für seine Errichtung verantwortliche Bildhauer. Die Skulptur zeigt Einstein mit einem Dokument in der Hand, auf dem drei seiner bahnbrechenden Gleichungen stehen: die Gleichungen zum photoelektrischen Effekt, zur allgemeinen Relativitätstheorie und zur Masse-Energie-Äquivalenz.
Im Jahr 2015 wurde Einsteins Recht auf Veröffentlichung Gegenstand eines Rechtsstreits vor einem Bundesbezirksgericht in Kalifornien. Während das Gericht zunächst feststellte, dass dieses Recht erloschen sei, wurde gegen das Urteil sofort Berufung eingelegt, was zur anschließenden Aufhebung der gesamten Entscheidung führte. Die grundsätzlichen Ansprüche zwischen den beteiligten Parteien des oben genannten Rechtsstreits konnten letztlich durch einen Vergleich geklärt werden. Folglich bleibt das Recht durchsetzbar, wobei die Hebräische Universität Jerusalem als alleiniger bevollmächtigter Vertreter fungiert. Corbis, Nachfolger der Roger Richman Agency, verwaltet im Namen der Universität die Lizenzierung von Einsteins Namen und zugehörigen Bildern.
Der Mount Einstein in den Chugach Mountains in Alaska erhielt seine Bezeichnung im Jahr 1955. Ein separater Gipfel, auch Mount Einstein genannt, in der neuseeländischen Paparoa Range gelegen, wurde ihm zu Ehren im Jahr 1970 vom Ministerium für wissenschaftliche und industrielle Forschung benannt.
In 1999 ernannte das Magazin Time Einstein zur Person des Jahrhunderts.
Wissenschaftliche Anerkennung
Eine Umfrage aus dem Jahr 1999 unter den 100 besten Physikern identifizierte Einstein als den „größten Physiker aller Zeiten“; In einer gleichzeitigen Umfrage unter allgemeinen Physikern wurde jedoch Isaac Newton an erster Stelle und Einstein an zweiter Stelle eingestuft.
Der Physiker Lev Landau entwickelte eine logarithmische Skala von 0 bis 5, um die Produktivität und das Genie von Physikern zu bewerten. Auf dieser Skala erreichte Newton den höchstmöglichen Wert von 0, gefolgt von Einstein mit 0,5. Prominente Persönlichkeiten der Quantenmechanik, darunter Paul Dirac, Niels Bohr und Werner Heisenberg, erhielten einen Rang von 1, während Landau selbst einen Rang von 2 erhielt.
In seinem Werk The Scientific 100 positionierte der Wissenschaftsjournalist John G. Simmons Einstein an zweiter Stelle nach Newton. Diese qualitative Bewertung priorisierte Wissenschaftler auf der Grundlage ihres kumulativen Einflusses, wobei Simmons behauptete, dass Einsteins Beiträge „die Quelle der Physik des 20. Jahrhunderts bilden“.
Der Physiker Eugene Wigner stellte fest, dass John von Neumann zwar den schnellsten und prägnantesten Intellekt besaß, den er je gesehen hatte, Einsteins Geist jedoch nachweislich tiefgreifender und innovativer war, wie Wigner es ausdrückte:
Aber Einsteins Verständnis war tiefer als selbst das von Jancsi von Neumann. Sein Geist war sowohl eindringlicher als auch origineller als der von Neumann. Und das ist eine sehr bemerkenswerte Aussage. Einstein hatte eine außergewöhnliche Freude am Erfinden. Zwei seiner größten Erfindungen sind die Spezielle und die Allgemeine Relativitätstheorie; Und trotz Jancsis Brillanz hat er noch nie etwas so Originelles hervorgebracht. Kein moderner Physiker hat das getan.
Die International Union of Pure and Applied Physics erklärte 2005 zum „Weltjahr der Physik“, auch „Einstein-Jahr“ genannt, in Erinnerung an Einsteins „Wunderjahr“ 1905. Gleichzeitig erklärten die Vereinten Nationen 2005 zum „Internationalen Jahr der Physik“.
In der Populärkultur
Nach der empirischen Bestätigung seiner Allgemeinen Relativitätstheorie im Jahr 1919 stieg Einstein schnell zu einer herausragenden wissenschaftlichen Berühmtheit auf. Trotz des allgemeinen Mangels an öffentlichem Verständnis für seine wissenschaftlichen Beiträge erlangte er breite Anerkennung und Bewunderung. Eine Vignette aus der Zeit vor dem Zweiten Weltkrieg in der Rubrik „The Talk of the Town“ des The New Yorker veranschaulichte Einsteins allgegenwärtigen Ruhm in Amerika und stellte fest, dass er in der Öffentlichkeit häufig von Einzelpersonen angesprochen wurde, die um Erklärungen zu „dieser Theorie“ baten. Um diese unaufgeforderten Anfragen zu bewältigen, verfolgte er schließlich die Strategie, eine Verwechslung vorzutäuschen und mit Sätzen wie „Verzeihung, tut mir leid! Ich werde immer mit Professor Einstein verwechselt“ zu antworten.
Einstein diente als Thema oder Inspiration für zahlreiche Romane, Filme, Theaterstücke und Musikkompositionen. Er wird häufig als zerstreuter Professor dargestellt, dessen markantes ausdrucksstarkes Gesicht und seine Frisur häufig nachgeahmt und übertrieben dargestellt werden. Frederic Golden vom Magazin Time bezeichnete Einstein als „den wahrgewordenen Traum eines Karikaturisten“. Seine intellektuellen Leistungen und seine Originalität haben Einstein weithin zum Synonym für Genie gemacht.
Viele populäre Zitate werden ihm häufig fälschlicherweise zugeschrieben.
Auszeichnungen und Ehrungen
Einstein erhielt zahlreiche Auszeichnungen und Ehrungen, insbesondere den Nobelpreis für Physik von 1921, der 1922 „für seine Verdienste um die theoretische Physik und insbesondere für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts“ verliehen wurde. Da keine der Nominierungen von 1921 die Kriterien von Alfred Nobel erfüllte, wurde der Preis für dieses Jahr zurückgestellt und 1922 Einstein überreicht.
Einsteinium, ein synthetisches chemisches Element, wurde ihm zu Ehren 1955, einige Monate nach seinem Tod, benannt.
Veröffentlichungen
Wissenschaftlich
- Beliebt
Beliebt
Politisch
- Einstein, Albert; et al. (4. Dezember 1948). „An die Herausgeber der The New York Times“. The New York Times.Einstein, Albert (Mai 1949). Sweezy, Paul; Huberman, Leo (Hrsg.). „Why Socialism?". Monatsrückblick. §34§ (1): 9–15. doi:10.14452/MR-001-01-1949-05_3.—————— (Mai 2009) [Mai 1949]. „Warum Sozialismus? (Reprise)“. Monatsrückblick. New York: Monthly Review Foundation.Hinweise
Notizen
Referenzen
Zitierte Werke
- Werke von Albert Einstein im Projekt Gutenberg
- Werke von Albert Einstein bei LibriVox (gemeinfreie Hörbücher)
- Archivmaterialsammlungen
- Archivmaterialsammlungen
- Albert Einstein Historische Briefe, Dokumente & Artikel der Shapell Manuscript Foundation
- Das Albert-Einstein-Archiv der Hebräischen Universität Jerusalem
- Digitale Sammlungen
- Zeitungsausschnitte über Albert Einstein im Pressearchiv 20. Jahrhundert der ZBW
- Albert – Das digitale Repository des IAS, das viele digitalisierte Originaldokumente und Fotos enthält