Kapitel 02 · 1900–1905
1905 – Das Wunderjahr
Keine Universität wollte ihn einstellen. Also prüfte Einstein tagsüber Patente und baute nachts die Physik um. In nur sieben Monaten des Jahres 1905 – seinem annus mirabilis – veröffentlichte er vier Arbeiten, von denen jede einzelne eine Karriere begründet hätte. Zusammen verwandelten sie unser Bild der Wirklichkeit.
Die mageren Jahre davor
Der Abschluss von 1900 öffnete keine Türen. Einsteins Professoren hielten ihn für vorlaut, und zwei Jahre lang schlug er sich mit Nachhilfe und Aushilfsstellen durch. 1902 empfahl ihn der Vater seines Kommilitonen Marcel Grossmann für eine Stelle am Eidgenössischen Patentamt in Bern, wo er „Technischer Experte 3. Klasse“ wurde und Erfindungen begutachtete – viele davon elektromechanisch.
Das passte perfekt. Die Arbeit war interessant, aber nicht fordernd und ließ Stunden zum Nachdenken. 1903 heiratete er Mileva Marić; ihr Sohn Hans Albert kam 1904 zur Welt. Mit Freunden gründete er die halb scherzhafte „Akademie Olympia“ und las bis tief in die Nacht Poincaré, Hume und Mach.
- Wikipedia: Albert Einstein – „Patentamt“.
- Wikipedia: Annus mirabilis (1905).
Vier Arbeiten, ein Jahr
Die Arbeiten von 1905
Alle vier erschienen in den Annalen der Physik. Hier in der Reihenfolge, in der er sie schrieb.
März – Lichtquanten & der Photoeffekt
Licht, so Einsteins Vorschlag, besteht aus einzelnen Energiepaketen (später Photonen genannt), die jeweils die Energie E = hf tragen. Diese „sehr revolutionäre“ Idee erklärte den Photoeffekt – und brachte ihm sechzehn Jahre später den Nobelpreis ein. Sie half auch, die Quantentheorie zu begründen.
Mai – Die Brownsche Bewegung
Indem er das Zittern winziger, in Wasser schwebender Teilchen als Folge von Stößen unsichtbarer Moleküle erklärte, lieferte Einstein den direkten Nachweis, dass Atome und Moleküle real sind – woran 1905 noch manche Wissenschaftler zweifelten. Jean Perrins Experimente bestätigten es bald.
Juni – Die Spezielle Relativitätstheorie
„Zur Elektrodynamik bewegter Körper“ zertrümmerte die Vorstellung absoluter Zeit und absoluten Raums. Aus zwei einfachen Postulaten leitete Einstein ab, dass bewegte Uhren langsamer gehen und bewegte Objekte sich verkürzen. Wir widmen ihr ein eigenes Kapitel.
September – Die Masse-Energie-Äquivalenz
Ein dreiseitiger Nachtrag zur Relativitätsarbeit fragte, ob die Masse eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängt. Die Antwort wurde zur berühmtesten Formel der Erde: E = mc². Entdecke sie hier.
Die vier Aufsätze tragen im Heft der „Annalen der Physik“ selbst ihr Eingangsdatum. Der Kalender legt sie zusammen mit der Dissertation auf das Jahr 1905 – und zeigt, wie alt Einstein an jedem dieser Tage war.
- en.wikipedia: Annus mirabilis papers · de.wikipedia: Annus mirabilis · de.wikipedia: Albert Einstein · de.wikipedia: Geschichte der speziellen Relativitätstheorie
- Annalen der Physik 17 (1905), S. 132–148 (Faksimile) · Annalen der Physik 17 (1905), S. 549–560 (Faksimile) · Annalen der Physik 17 (1905), S. 891–921 (Faksimile) · Annalen der Physik 18 (1905), S. 639–641 (Faksimile) · Annalen der Physik 19 (1906), S. 289–306 (Faksimile)
Dann verstand ich plötzlich, wo der Schlüssel zu diesem Problem lag.Albert EinsteinVortrag in Kyoto, 14. Dezember 1922 (Mitschrift J. Ishiwara, englische Übersetzung Y. A. Ono, hier ins Deutsche übertragen), über den Durchbruch vom Mai 1905
Die Anerkennung kam langsam. Zu den Ersten, die wirklich aufmerksam wurden, und der Erste, der auf seiner Theorie aufbaute, war Max Planck, der Begründer der Quantentheorie, dessen Interesse Einsteins Relativität half, Fuß zu fassen. Innerhalb von vier Jahren hatte der Patentbeamte seine erste Professur, in Zürich. Der akademische Außenseiter von 1905 sollte binnen fünfzehn Jahren der berühmteste lebende Wissenschaftler sein.
- Wikipedia: Annus mirabilis (1905).
- John Stachel (Hrsg.), Einstein's Miraculous Year (1998).
- Einstein, Vortrag in Kyoto, 14. Dez. 1922, in Y. A. Ono, Einstein's speech at Kyoto, Physics Today 35 (8), 1982.