10นักวิทยาศาสตร์ผู้เปลี่ยนแปลงโลก: อัลเบริ์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein)

อัลเบริ์ต ไอน์สไตน์

เจ้าแห่งทฤษฎีสัมพัทธภาพ

เกิดเมื่อวันที่ 14 มีนาคม พ.ศ. 2422 เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎี ชาวเยอรมันเชื้อสายยิวที่มีสัญชาติสวิสและอเมริกัน (ตามลำดับ) ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในคริสต์ศตวรรษที่ 20 เขาเป็นผู้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพ และมีส่วนร่วมในการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม สถิติกลศาสตร์ และจักรวาลวิทยา เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2464 จากการอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก และจาก "การทำประโยชน์แก่ฟิสิกส์ทฤษฎี"

หลังจากที่ไอน์สไตน์ค้นพบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในปี พ.ศ. 2458 เขาก็กลายเป็นผู้ที่มีชื่อเสียงซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่ค่อยธรรมดานักสำหรับนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่ง ในปีต่อ ๆ มา ชื่อเสียงของเขาได้ขยายออกไปมากกว่านักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในประวัติศาสตร์ ไอน์สไตน์ ได้กลายมาเป็นแบบอย่างของความฉลาดหรืออัจฉริยะ ความนิยมในตัวของเขาทำให้มีการใช้ชื่อไอน์สไตน์ในการโฆษณา หรือแม้แต่การจดทะเบียนชื่อ "อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์" ให้เป็นเครื่องหมายการค้า

ตัวไอน์สไตน์เองมีความระลึกถึงผลกระทบทางสังคม ซึ่งมีผลมาจากการค้นพบทางวิทยาศาสตร์อย่างลึกซึ้ง ในฐานะที่เขาได้เป็นปูชนียบุคคลแห่งความบรรลุทางปัญญา เขายังคงถูกยกย่องให้เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีที่มีอิทธิพลต่อวิทยาศาสตร์ที่สุดในยุคปัจจุบัน ทุกการสร้างสรรค์ของเขายังคงเป็นที่เคารพนับถือ ทั้งในความเชื่อในความสง่า ความงาม และความรู้แจ้งเห็นจริงในจักรวาล (คือแหล่งเสริมสร้างแรงบันดาลใจในวิทยาศาสตร์ให้แก่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่) เป็นสูงสุด ความชาญฉลาดเชิงโครงสร้างของเขาแสดงให้เห็นถึงองค์ประกอบของจักรวาล ซึ่งงานเหล่านี้ถูกนำเสนอผ่านผลงานและหลักปรัชญาของเขา ในทุกวันนี้ ไอน์สไตน์ยังคงเป็นที่รู้จักดีในฐานะนักวิทยาศาสตร์ที่โด่งดังที่สุด ทั้งในวงการวิทยาศาสตร์และนอกวงการ

ผลงานของไอน์สไตน์ในสาขาฟิสิกส์มีมากมาย ต่อไปนี้เป็นส่วนหนึ่ง:

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งนำกลศาสตร์มาประยุกต์รวมกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นไปตาม equivalence principle
วางรากฐานของจักรวาลเชิงสัมพัทธ์ และค่าคงที่จักรวาล
ขยายแนวความคิดยุคหลังนิวตัน สามารถอธิบายจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของดาวพุธได้อย่างลึกซึ้ง
ทำนายการหักเหของแสงอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงและเลนส์ความโน้มถ่วง
อธิบายการเกิดปรากฏการณ์ของแรงยกตัว
ริเริ่มทฤษฎีการแกว่งตัวอย่างกระจายซึ่งอธิบายการเคลื่อนที่ของบราวน์ของโมเลกุล
ทฤษฎีโฟตอนกับความเกี่ยวพันระหว่างคลื่น-อนุภาค ซึ่งพัฒนาจากคุณสมบัติอุณหพลศาสตร์ของแสง
ทฤษฎีควอนตัมเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของอะตอมในของแข็ง
Zero-point energy
อธิบายรูปแบบย่อยของสมการของชเรอดิงเงอร์
EPR paradox
ริเริ่มโครงการทฤษฎีแรงเอกภาพ

ไอน์สไตน์ได้ตีพิมพ์ผลงานทางวิทยาศาสตร์มากกว่า 300 ชิ้น และงานอื่นที่ไม่ใช่วิทยาศาสตร์อีกกว่า 150 ชิ้น ปี พ.ศ. 2542 นิตยสารไทมส์ ยกย่องให้เขาเป็น "บุรุษแห่งศตวรรษ" ผู้เขียนชีวประวัติของเขาเอ่ยถึงเขาว่า "สำหรับความหมายในทางวิทยาศาสตร์ และต่อมาเป็นความหมายต่อสาธารณะ ไอน์สไตน์ มีความหมายเดียวกันกับ อัจฉริยะ"

วัยเด็กและในวิทยาลัย

ไอน์สไตน์เกิดในเมืองอูล์ม ราชอาณาจักรเวือร์ทเทมแบร์ก สมัยจักรวรรดิเยอรมัน ห่างจากเมืองชตุทท์การ์ทไปทางตะวันออกประมาณ 100 กิโลเมตร ซึ่งในปัจจุบันคือรัฐบาเดิน-เวือร์ทเทมแบร์ก ประเทศเยอรมนี บิดาของเขาชื่อว่า แฮร์มานน์ ไอน์สไตน์ เป็นพนักงานขายทั่วไปซึ่งกำลังทำการทดลองเกี่ยวกับเคมีไฟฟ้า มารดาชื่อว่า พอลลีน โดยมีคนรับใช้หนึ่งคนชื่อ คอช ทั้งคู่แต่งงานกันในโบสถ์ในสตุ๊ทการ์ท (เยอรมัน: Stuttgart-Bad Cannstatt) ครอบครัวของเขาเป็นชาวยิว (แต่ไม่เคร่งครัดนัก) อัลเบิร์ตเข้าเรียนในโรงเรียนประถมคาธอลิก และเข้าเรียนไวโอลิน ตามความต้องการของแม่ของเขาที่ยืนยันให้เขาได้เรียน

เมื่อเขาอายุได้ห้าขวบ พ่อของเขานำเข็มทิศพกพามาให้เล่น และทำให้ไอน์สไตน์รู้ว่ามีบางสิ่งบางอย่างในพื้นที่ที่ว่างเปล่า ซึ่งส่งแรงผลักเข็มทิศให้เปลี่ยนทิศไป เขาได้อธิบายในภายหลังว่าประสบการณ์เหล่านี้คือหนึ่งในส่วนที่เป็นแรงบันดาลใจให้แก่เขาในชีวิต แม้ว่าเขาชอบที่จะสร้างแบบจำลองและอุปกรณ์กลได้ในเวลาว่าง เขาถือเป็นผู้ที่เรียนรู้ได้ช้า สาเหตุอาจเกิดจากการที่เขามีความพิการทางการอ่านหรือเขียน (dyslexia) ความเขินอายซึ่งพบได้ทั่วไป หรือการที่เขามีโครงสร้างสมองที่ไม่ปกติและหาได้ยากมาก (จากการชันสูตรสมองของเขาหลังจากที่ไอน์สไตน์เสียชีวิต) เขายกความดีความชอบในการพัฒนาทฤษฎีของเขาว่าเป็นผลมาจากความเชื่องช้าของเขาเอง โดยกล่าวว่าเขามีเวลาครุ่นคิดถึงอวกาศและเวลามากกว่าเด็กคนอื่น ๆ เขาจึงสามารถสามารถพัฒนาทฤษฎีเหล่านี้ได้ โดยการที่เขาสามารถรับความรู้เชิงปัญญาได้มากกว่าและนานกว่าคนอื่น ๆ

ไอน์สไตน์เริ่มเรียนคณิตศาสตร์เมื่อประมาณอายุ 12 ปี โดยที่ลุงของเขาทั้งสองคนเป็นผู้อุปถัมถ์ความสนใจเชิงปัญญาของเขาในช่วงย่างเข้าวัยรุ่นและวัยรุ่น โดยการแนะนำและให้ยืมหนังสือซึ่งเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์

ใน พ.ศ. 2437 เนื่องมาจากความล้มเหลวในธุรกิจเคมีไฟฟ้าของพ่อของเขา ทำให้ครอบครัวไอน์สไตน์ย้ายจากเมืองมิวนิค ไปยังเมืองพาเวีย (ใกล้กับเมืองมิลาน) ประเทศอิตาลี ในปีเดียวกัน เขาได้เขียนผลงานทางวิทยาศาสตร์ชิ้นหนึ่งขึ้นมา (คือ "การศึกษาสถานะของอีเธอร์ในสนามแม่เหล็ก") โดยที่ไอน์สไตน์ยังอาศัยอยู่ในบ้านพักในมิวนิคอยู่จนเรียนจบจากโรงเรียน โดยเรียนเสร็จไปแค่ภาคเรียนเดียวก่อนจะลาออกจากโรงเรียนมัธยมศึกษา กลางฤดูใบไม้ผลิ ในปี พ.ศ. 2438 แล้วจึงตามครอบครัวของเขาไปอาศัยอยู่ในเมืองพาเวีย เขาลาออกโดยไม่บอกพ่อแม่ของเขา และโดยไม่ผ่านการเรียนหนึ่งปีครึ่งรวมถึงการสอบไล่ ไอน์สไตน์เกลี้ยกล่อมโรงเรียนให้ปล่อยตัวเขาออกมา โดยกล่าวว่าจะไปศึกษาเป็นนักศึกษาแพทย์ฝึกหัดตามคำเชิญจากเพื่อนผู้เป็นแพทย์ของเขาเอง โรงเรียนยินยอมให้เขาลาออก แต่นี่หมายถึงเขาจะไม่ได้รับใบรับรองการศึกษาชั้นเรียนมัธยม

แม้ว่าเขาจะมีความสามารถชั้นเลิศในสาขาวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ แต่การที่เขาไร้ความรู้ใด ๆ ทางด้านศิลปศาสตร์ ทำให้เขาไม่ผ่านการสอบคัดเลือกเข้าสถาบันเทคโนโลยีแห่งสมาพันธรัฐสวิสในเมืองซูริค(เยอรมัน: Eidgenössische Technische Hochschule หรือ ETH) ทำให้ครอบครัวเขาต้องส่งเขากลับไปเรียนมัธยมศึกษาให้จบที่อารอในสวิตเซอร์แลนด์ เขาสำเร็จการศึกษาและได้รับใบอนุปริญญาในเดือนพฤศจิกายนพ.ศ. 2439 และสอบเข้า ETH ได้ในเดือนตุลาคม แล้วจึงย้ายมาอาศัยอยู่ในเมืองซูริค ในปีเดียวกัน เขากลับมาที่บ้านเกิดของเขาเพื่อเพิกถอนภาวะการเป็นพลเมืองของเขาในเวอร์เทมบูรก์ ทำให้เขากลายเป็นผู้ไร้สัญชาติ

ใน พ.ศ. 2443 เขาได้รับประกาศนียบัตรสำเร็จการศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสมาพันธรัฐสวิส และได้รับสิทธิ์พลเมืองสวิสในปี พ.ศ. 2444

ไอน์สไตน์ในวัยเด็ก

ชีวิตครอบครัว

ไอน์สไตน์แต่งงานกับมิเลวาเมื่อวันที่ 6 มกราคม พ.ศ. 2446 แม้จะถูกมารดาคัดค้านเพราะนางมีอคติกับชาวเซิร์บ และคิดว่ามาริคนั้น "แก่เกินไป" ทั้งยัง "หน้าตาอัปลักษณ์" ความสัมพันธ์ของคนทั้งสองค่อนข้างจะเป็นส่วนตัวและเป็นคู่ชีวิตที่มีสติปัญญา ในจดหมายฉบับหนึ่งถึงหล่อน ไอน์สไตน์เรียกมาริคว่า "สิ่งมีชีวิตที่เสมอกันกับผม ผู้ซึ่งแข็งแรงและมีอิสระเฉกเช่นเดียวกัน" มีการถกเถียงกันอยู่เป็นบางคราวว่า มาริคมีอิทธิพลต่องานของไอน์สไตน์บ้างหรือไม่ อย่างไรก็ตาม นักประวัติศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์ต่างลงความเห็นเป็นเอกฉันท์ว่า ไม่มี บุตรคนแรกของไอน์สไตน์กับมิเลวา คือ ฮันส์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เกิดเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม พ.ศ. 2447 ที่กรุงเบิร์น ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ บุตรคนที่สองคือ เอดูอาร์ด เกิดที่ซูริคเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม พ.ศ. 2453ไอน์สไตน์มีบุตรสาวหนึ่งคนกับมิเลวา มาริค ชื่อว่า ไลแซล (Lieserl) คาดว่าเกิดในตอนต้นปี พ.ศ. 2445 ที่เมือง Novi Sad

อัลเบิร์ตกับมาริคหย่ากันเมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2462 หลังจากแยกกันอยู่ 5 ปี ในวันที่ 2 มิถุนายนปีเดียวกันนั้น ไอน์สไตน์แต่งงานกับ เอลซา โลเวนธาล (นี ไอน์สไตน์) นางพยาบาลที่ช่วยดูแลอภิบาลระหว่างที่เขาป่วย เอลซาเป็นญาติห่างๆ ทั้งทางฝั่งพ่อและฝั่งแม่ของไอน์สไตน์ ครอบครัวไอน์สไตน์ช่วยกันเลี้ยงดู มาร์ก็อต และ อิลเซ ลูกสาวของเอลซาจากการแต่งงานครั้งแรกของเธอ แต่ทั้งสองคนไม่มีลูกด้วยกัน