Í hverju felast „annus mirabilis“ tímamótagreinarnar sem Einstein gaf út árið 1905?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Í hverju felast „annus mirabilis“ tímamótagreinarnar sem Einstein gaf út árið 1905?
Eins og spyrjandi segir hefur árið 1905 verið kallað „ár kraftaverkanna“ eða „annus mirabilis“ í ævi Alberts Einsteins (1879-1955). Þessi orð eru einnig oft höfð um tímabilið 1665-1667 í starfsferli enska eðlis- og stærðfræðingsins Ísaks Newtons (1642-1727), en hann sagðist síðar hafa gert helstu uppgötvanir sínar á þessum tíma.

Ástæðan til þess að árið 1905 hefur fengið þetta heiti er sú að Einstein birti þá - á einu og sama árinu - fimm greinar sem mörkuðu tímamót á að minnsta kosti þremur sviðum í eðlisfræði nútímans. Fáir vísindamenn hafa stigið á svið með svo glæsilegum hætti í upphafi ferils.

Tvær af þessum fimm greinum fjalla um svonefnda safneðlisfræði og kvikfræði, önnur um stærð sameinda og hin um Brown-hreyfingu. Fyrsta grein Einsteins á þessu sviði hafði komið út árið 1902. Eftir það skrifaði hann allmargar greinar um þessi mál öll og fyrstu greinar hans í eðlisfræðitímaritum voru allar um þetta. Þessar greinar Einsteins styrktu þá hugmynd í sessi að efnið sé samsett úr eindum í stað þess að það væri einhvers konar samfella, en sú grunnhugmynd hafði verið að þróast í rúmlega öld þegar hér var komið sögu.

Í öðru lagi birti Einstein á sama ári tvær greinar um takmörkuðu afstæðiskenninguna. Í þeirri fyrri setur hann í einu lagi fram undirstöðu kenningarinnar eins og hún leggur sig. Hin greinin er stutt en þar bætir hann við mikilvægu atriði sem lýst er með jöfnunni frægu $E = m \cdot c^{2}$. Má segja að flest af því sem síðan hefur verið skrifað um takmörkuðu afstæðiskenninguna sé eins konar neðanmálsgreinar við þessar fyrstu greinar Einsteins sem ruddu brautina svo rækilega. Þessi kenning Einsteins er ómissandi til að gera grein fyrir ýmsu sem birtist mönnum í tilraunum með atómkjarna og öreindir, árekstra þeirra og hvörf.

Fimmta grein ársins fellur hins vegar undir skammtafræði en sú grein eðlisfræðinnar er, ásamt afstæðiskenningunni, meginstoðin undir nútíma eðlisfræði. Skammtafræðin þróaðist á fyrstu áratugum 20. aldar samhliða því að þekkingu manna á atómum og samsetningu þeirra fleygði fram. Yfirleitt er sagt að saga skammtafræðinnar hafi byrjað þegar þýski eðlisfræðingurinn Max Planck (1858-1947) setti fram skýringu sína á orkudreifingu í litrófi svarthlutar. Einstein fylgdi grein Plancks eftir með fimmtu greininni frá árinu 1905, en hún fjallar um svonefnda ljósröfun sem verður þegar ljós fellur á annað rafskautið í bakskautslampa. Ljósið hegðar sér þá eins og það sé gert út orkuskömmtum sem voru síðar kallaðir ljóseindir.

Höfundur þessa svars hefur þýtt allar umræddar greinar Einsteins á íslensku í bókinni Einstein, eindir og afstæði: Tímamótagreinar Einsteins frá 1905 ásamt stoðefni. Þar er einnig að finna allrækileg inngangsorð um ævi Einsteins og um greinarnar fimm eftir Jakob Yngvason, Þorstein Halldórsson og Þorstein Vilhjálmsson.

Myndir:

• Albert Einstein - Wikipedia, the free encyclopedia. (Sótt 18.03.2015).
• Pixabay. (Sótt 30.01.2019).

...