Opera lui Albert Einstein a jalonat fizica secolului XX. Teoriile relativităţii (restrânsă şi generalizată) elaborate de Einstein oferă o nouă bază pentru înţelegerea legilor fundamentale ale naturii şi a conceptelor de spaţiu, masă şi energie. Teoria restrânsă a relativităţii, formulată în 1905, s-a dovedit a fi necesară pentru o înţelegere detaliată a interacţiunii dintre particulele atomice şi subatomice.

Un deceniu mai târziu, teoria generalizată a relativităţii a făcut posibilă naşterea cosmologiei moderne.
„Influenţa operei lui Einstein asupra diferitelor domenii ale fizicii este atât de puternică şi atât de variată", scrie Gerald Holton într-o lucrare recentă, „încît un om de ştiinţă care ar încerca să o înţeleagă s-ar afla într-o mare dificultate, pentru că nu ar şti de unde să înceapă."

Într-adevăr, la fel ca şi în cazul lui Isac Newton, teoriile lui Einstein au generat o manipulare de proporţii a naturii prin intermediul tehnologiei. Tranzistoarele, microscopul electronic, computerele şi celulele fotoelectrice sunt doar câteva din exemplele ce ilustrează marele progres pe care revoluţia einsteiniană l-a determinat în domeniile invenţiilor, informaţiilor şi comunicaţiilor.

Albert Einstein s-a născut în oraşul german Ulm la 14 martie 1879, părinţii săi fiind Hermann Einstein şi Pauline Koch Einstein. După un an, familia s-a mutat la Munchen. În copilărie, Einstein era un taciturn, ceea ce i-a făcut pe ceilalţi să-l considere mai degrabă un ciudat decât un copil dotat. La Gimnaziul Leopold, pe care l-a frecventat de la vârsta de zece ani, nu s-a împăcat cu disciplina rigidă tipic germană şi n-a manifestat prea mult interes pentru studiul limbilor greacă şi latină.

De tărâmul ştiinţei s-a apropiat prin intermediul matematicii, fiind ajutat în această privinţă de către unchiul său, inginerul Jakob Einstein. La vârsta de aproximativ doisprezece ani, Einstein a învăţat singur geometrie şi, parcă pentru a exemplifica un vis adolescentin menit a se adeveri, a luat hotărârea ca într-o bună zi să spulbere toate enigmele lumii.

Studiile secundare ale lui Einstein s-au dovedit la fel de problematice precum fuseseră cele primare. În 1894 familia Einstein s-a mutat în Italia, la Milano, acolo unde tatăl său s-a restabilit după un eşec în afaceri. Lăsat j la Munchen ca să-şi termine şcoala, Albert a părăsit gimnaziul fără diplomă pentru a se alătura familiei.

La şaptesprezece ani a fost admis la Institutul Politehnic Elveţian, la un an după ce căzuse la primul examen de admitere. Aici şi-a dat seama că nu matematica, ci fizica va fi domeniul său de lucru, astfel că a studiat operele lui Hermann Von Helmholtz şi James Clerk Maxwell, precum şi lucrările altor oameni de ştiinţă.

Dar Einstein nu era un student ideal, simţindu-se constrâns în cadrele rigide ale şcolii. Acest lucru l-a făcut să scrie mai târziu că „numai printr-un miracol, metodele moderne de educaţie n-au înăbuşit complet spiritul sacru al curiozităţii şi al cercetării". A obţinut diploma de absolvire în 1900.

începând cu anul 1902, Einstein a ocupat un post de funcţionar mărunt la Biroul Elveţian pentru Brevete, ceea ce a justificat presupunerea potrivit căreia activitatea sa de aici - constând în analiza şi clarificarea utilizărilor pentru tot soiul de dispozitive - i-a stimulat preocupările referitoare la spaţiu şi timp.

Fără doar şi poate, a reprezentat o perioadă importantă în care Einstein, în ciuda izolării sale faţă de comunitatea ştiinţifică, a urmărit cu atenţie progresele înregistrate în domeniul fizicii contemporane.
În 1905 - cunoscut şi ca annus mirabilis pentru Einstein - el a publicat trei articole de o importanţă crucială în Annalen der Physik, vol. XVII, iar geniul său a început să „lumineze cu o neîntrecută strălucire", după cum scria Emilio Segre.

Fiecare dintre cele trei articole aborda câte un subiect diferit:
1.  Într-un articol despre „mişcarea browniană", Einstein a demonstrat că mişcările haotice ale unor particule aflate în suspensie într-un lichid constituie o funcţie măsurabilă şi predictibilă a cineticii moleculare. Aceasta a servit drept dovadă virtuală a existenţei moleculelor, care încă nu era acceptată în unele cercuri, iar experimentele efectuate câţiva ani mai târziu au confirmat calculele lui Einstein.

2.  În prima sa contribuţie la teoria cuantică, Einstein a arătat că un proces natural fundamental este implicat în remarcabila ecuaţie matematică prin care, cu câţiva ani în urmă, se rezolvase problema „radiaţiei corpului negru". Astfel, Einstein susţinea că se poate demonstra faptul că lumina însăşi este un flux de particule de energie calculabilă folosind un număr cunoscut sub numele de „constanta lui Planck" (termenul de foton pentru particulele de lumină a fost inventat mai târziu). Confirmarea experimentală s-a produs în decurs de un deceniu pentru lumina vizibilă şi pentru acest articol Einstein a primit Premiul Nobel în 1921.

3.  Amândouă articolele, şi mai ales al doilea, erau revoluţionare, dar nici unul dintre ele nu-l egala pe al treilea, „Despre electrodinamica corpurilor în mişcare", care a reprezentat prima expresie a ceea ce ulterior avea să constituie teoria restrânsă a relativităţii einsteiniene.

Teoria restrânsă a relativităţii are ca obiect mecanica fizică, dar, în anumite privinţe, se află în contradicţie profundă cu concepţiile noastre obişnuite despre timp şi spaţiu. Pe scurt, Einstein postulează, cu privire la mişcarea în spaţiu, că viteza luminii poate fi considerată ca având valoare constantă în toate sistemele de referinţă - independent de sursa de lumină sau de detectorul acesteia.

Cu alte cuvinte, viteza luminii, care fusese calculată în prealabil, nu se modifică în funcţie de viteza observatorului. Dar dacă aşa stau lucrurile, înseamnă că niciodată doi observatori care se deplasează cu viteze diferite nu vor fi de acord cu privire la situarea în timp a unui anumit eveniment. În concluzie, dacă viteza luminii este constantă, timpul şi spaţiul devin un sistem de referinţă unitar.

Teoria relativităţii restrânse a provocat o revoluţie pentru că a generat o situaţie în care bunul-simţ şi noţiunile filozofice s-au subordonat unui concept ştiinţific nou - şi încă unul care putea fi demonstrat. Mai greu de înţeles însă apare motivul pentru care această teorie a fost acceptată atât de uşor de către fizicieni.
Când Einstein a propus-o, relativitatea restrânsă a avut un puternic impact asupra problemelor serioase care împiedicau progresul în domeniul electrodinamicii. Cu o generaţie în urmă, James Clerk Maxwell elaborase ecuaţiile care sugerau că undele electromagnetice se deplasau prin spaţiu cu viteza luminii. Pentru a explica mecanica propagării undelor prin spaţiu cu o anumită viteză a fost postulată existenţa unui eter invizibil.

Numai că eterul nu fusese niciodată detectat, în pofida eforturilor depuse, aşa încît o teorie foarte importantă din fizică românea inadmisibil de incompletă. Renunţarea la conceptul de eter a reprezentat o importantă simplificare adusă de teoria relativităţii restrânse. Mai mult, ea explica anumite rezultate experimentale, cum ar fi creşterea masei obiectelor care se deplasează cu viteze mari, care fusese deja prefigurată de către fizicianul olandez Hendrik Lorentz.

Un alt motiv care justifică în mai mare măsură succesul teoriei relativităţii a fost apariţia teoriei cuantice în 1900. Deoarece legile fizicii newtoniene nu mai erau aplicabile, teoria relativităţii restrânse avea să fie în cele din urmă aplicată în prezicerea anumitor efecte la nivel subatomic. Max Planck, unul dintre întemeietorii teoriei cuantice, a înţeles imediat semnificaţia relativităţii restrânse - pe care a comparat-o cu revoluţia coperniciană -, aşa cum s-a întâmplat şi cu Niels Bohr.

După cum susţinea Einstein, relativitatea explica faptul că „masa unui corp este o măsură a conţinutului său energetic"; în scurt timp, el a publicat un material mai cuprinzător în care şi-a prezentat celebra ecuaţie: E = mc2 - o masă m poate fi exprimată ca o cantitate de energie E dacă este multiplicată cu viteza luminii, c, ridicată la pătrat.

În 1909, într-un moment în care devenise cunoscut în lumea fizicienilor, iar vestea despre articolele sale din 1905 se răspândise peste tot, Einstein a părăsit postul de la Biroul Elveţian de Brevete pentru a se dedica unei cariere universitare. A plecat la Universitatea din Zurich, apoi a predat pentru scurtă vreme, în 1911, la Universitatea din Praga, unde nu s-a putut împăca cu atitudinea antisemită a Austriei. Un an mai târziu a revenit la catedra din Zurich. După ce a fost numit într-un post special la Academia Prusacă de Ştiinţe, având asigurat totodată şi un altul la Universitatea din Berlin, Einstein a avut posibilitatea să-şi dedice o mare parte din timp cercetării.

Teoria relativităţii generalizate are ca obiect noţiunea de gravitaţie şi corectează anumite aspecte ale fizicii newtoniene. Teoria a fost elaborată de Einstein între ani 1907 şi 1916, când a văzut lumina tiparului. Aceasta reprezintă, practic, o extindere a relativităţii restrânse la sistemele cu mişcare accelerată, aşa cum sunt corpurile din spaţiul cosmic. Din teoria relativităţii generalizate a rezultat toată cosmologia secolului XX - de la explicarea „devierii spre roşu" care demonstrează expansiunea universului, până la conceptul găurilor negre.

Pentru înţelegerea relativităţii generalizate trebuie început cu principiul de echivalenţă stabilit de Einstein. Aşa cum remarcase Galileo Gabiei, obiectele cad pe pământ cu o acceleraţie constantă, care nu depinde de masa lor. Din această perspectivă, obiectele aflate în cădere liberă (indiferent de dimensiunile lor) sunt „lipsite de greutate"; greutatea lor nu modifică în nici un fel reacţia la gravitaţie.

Într-adevăr, astronauţii aflaţi pe orbita terestră „cad" permanent către pământ şi se simt imponderabili. Totuşi, dacă nava lor spaţială ar părăsi orbita, ei ar începe să-şi simtă greutatea o dată cu modificările de acceleraţie. De acest lucru este responsabilă acceleraţia, nu gravitaţia. Einstein a sugerat că nu se poate face o distincţie între forţa gravitaţională şi forţa „inerţială" a unui sistem aflat în mişcare accelerată.

Consecinţa importantă a acestui principiu o constituie faptul că gravitaţia nu mai este doar forţa din natură datorită căreia toate obiectele sunt atrase unele de altele. Ea reprezintă mai degrabă o „curbare" a spaţiului şi timpului determinată de masa fizică. Existenţa masei demonstrează că spaţiul trebuie să fie „curbat" - neeuclidian ca formă şi măsurabil, dată fiind viteza luminii.

Deşi, pentru lumea obişnuită, relativitatea generalizată şi legile clasice ale fizicii conduc practic la aceleaşi rezultate, teoria lui Einstein nu numai că poate descrie orbitele eliptice ale planetelor, dar în plus corectează anumite anomalii newtoniene, cum ar fi orbita planetei Mercur în jurul Soarelui.
Observaţiile astronomice au confirmat teoria relativităţii generalizate la câţiva ani după ce a fost prezentată.

Încă din 1911 Einstein prezisese că lumina provenită de la o stea care trece pe lângă un corp ceresc de mari dimensiuni, cum ar fi Soarele, va fi curbată de marea masă a acestuia din urmă. Mai mult decât atât, el şi-a dat seama că amploarea curburii poate fi calculată. Astfel, steaua ar avea o poziţie reală şi, văzută de pe Pământ, o poziţie aparentă ce poate fi pusă pe seama deformării spaţiului de către masa solară. Fizica clasică, pentru care spaţiul este „drept", dă o valoare diferită pentru curbura luminii, şi anume jumătate din valoarea dată de relativitatea generalizată.

O eclipsă solară ar fi permis observarea stelelor şi compararea valorilor newtoniene şi einsteiniene. Mai multe încercări nereuşit au fost făcute înainte de 1919, când, la îndemnul astronomului Arthur Eddington, s-au organizat două expediţii: una în Brazilia, cealaltă în insula Principe din largul coastelor Africii Centrale şi de Vest.

Rezultatele s-au dovedit concludente: când au fost analizate fotografiile, s-a constatat că poziţia stelelor era în consonanţă cu teoria relativităţii generalizate. Einstein a devenit, practic peste noapte, o mare celebritate. În ziua de 7 noiembrie 1919, ziarul londonez Times anunţa: „O revoluţie ştiinţifică o nouă teorie a universului/Ideile newtoniene puse la zid". Două zile mai târziu, The New York Times îşi publica propriul articol pe această temă.

Rezultatele activităţii ulterioare a lui Einstein, pornit în căutarea unei teorii unificate a câmpului care să reunească teoria gravitaţională cu electromagnetismul, au fost neconcludente. El şi-a păstrat speranţa într-o deplină înţelegere a unei realităţi supreme, în pofida limitărilor impuse de teoria cuantică la naşterea căreia contribuise prin articolul său din 1905 despre efectul fotoelectric (la fel ca şi prin alte lucrări).

S-a angajat într-o îndelungată controversă cu Niels Bohr pe tema implicaţiilor filozofice ale teoriei cuantice, scriind, printre altele, „Continuu să cred în posibilitatea unui model al realităţii, şi anume a unei teorii care să reprezinte lucrurile propriu-zise nu doar probabilitatea existenţei lor". Începând cu 1928, o dată cu deplina înflorire a fizicii cuantice, supremaţia lui Einstein în fizică a încetat.

In 1933, cărţile lui Einstein s-au numărat printre volumele arse de nazişti la Berlin, iar averea i-a fost confiscată. Einstein, care preda deja ca profesor în Statele Unite ale Americii, nu s-a mai întors niciodată în Germania. A primit un post pe viaţă la Institutul pentru Studii Avansate de la Universitatea Princeton. Ascensiunea hiflerismului l-a determinat să renunţe întrucâtva la convingerile sale pacifiste, iar în 1939 a semnat, fără tragere de inimă, o scrisoare către Franklin Roosevelt în care se recomanda construirea unei bombe atomice.

Totuşi, nu a participat efectiv la realizarea acesteia, fiind privit cu rezerve din pricina simpatiilor sale de stânga. După război, Einstein a fost unul dintre susţinătorii dezarmării nucleare. El s-a opus audierilor din Congresul american din anii '50 având ca obiect aşa-numitele „activităţi antiamericane". În 1952 a respins propunerea de a deveni preşedinte al Israelului.

Cariera ulterioară a lui Einstein a purtat pecetea imensului său prestigiu. Deşi nu se remarca prin aptitudini oratorice, antologiile sale de texte The World as I See It („Lumea aşa cum o văd eu"), publicată în 1934, şi Out of My Later Years („Ultimii mei ani"), apărută în 1950, au fost reeditate de mai multe ori. Aceste culegeri conţin articole despre o mare diversitate de subiecte, printre care natura ştiinţei, socialismul, relaţiile dintre albi şi negri, sionismul şi decăderea morală.

Asemenea lui Freud, cu care coresponda, Einstein avea opinii politice şi sociale ce reflectau înţelepciunea liberalismului secolului al XIX-lea. Deşi se citează adesea remarca lui Einstein cu privire la statistica cuantică, „Dumnezeu nu joacă zaruri", în materie de religie el a fost un agnostic. Chestionat în legătură cu credinţa sa în Dumnezeu, savantul a răspuns: „N-ar trebui să întrebaţi asta pe unul care, cu o uimire crescândă, încearcă să exploreze şi să înţeleagă ordinea impusă în mod autoritar universului".

Personalitatea lui Einstein este greu de caracterizat, mai ales în ultimii ani ai vieţii sale, când a trăit în cea mai mare parte singur. Nu obişnuia să-şi exprime sentimentele faţă de ceilalţi oameni, deşi s-a dovedit capabil să-şi manifeste devotamentul faţă de omenire. Pe când se afla în culmea gloriei a trecut printr-un divorţ dificil de prima sa soţie, Mileva Maric.

A avut cu ea doi copii, dintre care unul a devenit un distins profesor de inginerie mecanică, iar celălalt a fost schizofrenic. Un al treilea copil, născut înaintea căsătoriei lor, a fost încredinţat spre adopţie altei familii. După divorţ, Einstein s-a căsătorit cu verişoara sa primară Elsa Lowenthal, care s-a stins din viaţă în 1936.

La 11 aprilie 1955, Albert Einstein a semnat un manifest pacifist, antinuclear, care a fost pus în circulaţie de către filozoful Bertrand Russell. Câteva zile mai târziu a suferit o ruptură de anevrism aortic, dar nu a murit imediat. A refuzat operaţia, spunând: „Vreau să plec atunci când vreau eu. Prelungirea artificială a vieţii mi se pare o chestiune de prost gust". Albert Einstein s-a stins din viaţă liniştit la Princeton, New Jersey, în ziua de 18 aprilie 1955.