Ginormous. Albert Einstein es el padre de los dos pilares principales de la física moderna: la relatividad general y la mecánica cuántica. Solo hay otros dos pensadores cuyas revoluciones intelectuales están a la par con Einstein: Aristóteles e Isaac Newton. En términos de poder cerebral, genios increíbles como Arquímedes, Descartes, Leibniz (posiblemente el genio más subestimado de todos los tiempos), Euler, Maxwell, Gauss, Platón, Shakespear, Goethe y algunos otros han movido el cubo, pero solo el los tres mencionados (Einstein, Aristóteles y Newton) han destruido completamente los paradigmas.
A partir de los 22 años, Einstein comenzó a derivar toda la mecánica estadística de las leyes de la termodinámica (algo que JW Gibbs hizo como el pináculo del trabajo de su vida a los 70 años, Einstein lo hizo a los 22). Si Gibbs no lo hubiera hecho 1 año antes, Einstein probablemente hubiera sido una estrella del rock de física incluso antes de 1905. Los historiadores han señalado que Einstein, y la mayoría de los físicos de habla alemana, no sabían del trabajo de Gibbs hasta algunos años más tarde.
Cite1: http://faculty.poly.edu/~jbain/h …
Luego está el llamado “Annus Mirabilis” de 1905:
Movimiento browniano y cálculo del número de avogrado. Einstein resolvió el problema de cerca de 100 años de Brownian Motion en el que las bolas de flores se agitan al azar en una solución. Luego, Einstein resolvió el misterio del número de Avogrado y calculó el tamaño de las moléculas y los átomos mediante el uso de métodos mecánicos estadísticos que desarrolló él mismo entre 1902 y 1904, así como los nuevos, pero oscuros, mecanismos de probabilidad de entropía que Boltzmann creó unas décadas antes. Jean Perrin más tarde ganó el Premio Nobel por probar experimentalmente Brownian Motion unos años más tarde: http: //www.projects.science.uu.n …
Relatividad especial. La teoría de la relatividad especial de Albert Einstein revolucionó la ciencia y, una vez comprobada por observación, dio fama internacional al físico. Aunque algunos observadores descartan gran parte de la ciencia que lo precedió, Einstein confió en un trabajo más antiguo para formular su teoría histórica, según los expertos.
“El relato estándar de la relatividad tiende a decir que antes de Einstein, había oscuridad … y luego Einstein trajo la luz”, dijo a los periodistas Dan Siegel, de la Universidad de Wisconsin-Madison. Sí, el “trabajo preliminar” ya se había establecido allí. por Lorentz, parte de cuyo trabajo ya fue realizado por Fitzgerald, Maxwell y Poincare, pero los tres nunca pudieron dejar de lado dos cosas que hacen que el logro de Einstein sea de una elegancia particular: el tiempo absoluto, el espacio absoluto y el éter lumineferous. ) Lo extraño de los trolls de Internet es que nunca se dan cuenta de un hecho profundo: Einstein tenía veinte años cuando a todos estos hombres se les ocurrieron diferentes piezas del rompecabezas y nadie estaba realmente “cerca” de unirlos realmente. Decimos que como post hoc ergo propter hoc falacia después del hecho. Del historiador de la ciencia y del físico Harvey Brown: “Brown niega la idea de otros autores e historiadores, de que la principal diferencia entre Einstein y sus predecesores es el rechazo de Einstein al éter, porque siempre es posible agregar por cualquier razón la noción de un marco privilegiado para la relatividad especial, siempre y cuando uno acepte que permanecerá inobservable, y también Poincaré argumentó que ” algún día, sin duda, el éter se desechará como inútil “. Sin embargo, Brown dio algunos ejemplos, lo que en su opinión eran las nuevas características del trabajo de Einstein:
pag. 66: “El significado completo de la cinemática relativista simplemente no se entendió correctamente antes de Einstein. Tampoco la” teoría de la relatividad “, tal como Einstein la articuló en 1905, ni siquiera se anticipó en su forma programática”. pag. 69. “¿Cómo llegó Albert Einstein … a su teoría especial de la relatividad? … Sólo quiero enfatizar que es imposible entender el descubrimiento de Einstein (si esa es la palabra correcta) de relatividad especial sin tener en cuenta los impactos del cuanto en física.” pag. 81. “En este sentido [Brown se refiere a la naturaleza convencional de la simultaneidad distante] Einstein estaba haciendo poco más que expandir un tema que Poincaré ya había introducido. Donde Einstein va mucho más allá del gran matemático es en su tratamiento de las transformaciones de coordenadas … En particular, la extracción de los fenómenos de contracción de la longitud y dilatación del tiempo directamente de las transformaciones de Lorentz en la sección 4 del documento de 1905 es completamente original “.
Después de eso, Brown desarrolla su propia interpretación dinámica de la relatividad especial en oposición al enfoque cinemático del artículo de 1905 de Einstein (aunque dice que esta visión dinámica ya está contenida en el artículo de 1905 de Einstein, “enmascarado en el lenguaje de la cinemática”, pág. 82), y la comprensión moderna del espacio-tiempo.
http://www.aip.org/history/einst…
E = MC2 (Absolutamente genio como lo derivó de los postulados de SR): http://www.symmetrymagazine.org/ …
El efecto fotoeléctrico (que REALMENTE debería llamarse, la “Cuantización de la energía”). Como ambos respetados historiadores de la ciencia, TS Kuhn y I. Cohen han repetido ad naseum, realmente fue Einstein el que inició la revolución cuántica, no Planck. No me crees Léalo en el físico de láser más importante de América: http://blog.press.princeton.edu/ …
Relatividad general, bueno, ¿qué más puedo decir? La gravedad es la curvatura del espacio-tiempo debido a la imposición dinámica de una masa en el tejido del espacio-tiempo. Necesitaba un poco de ayuda de su amigo Marcel Grossman para familiarizarse con los fundamentos de la entonces oscura rama de las matemáticas conocida como geometría riemanniana. Irónicamente, se había saltado todas esas clases en la universidad pensando que era una matemática abstracta estúpida, como la teoría de números hoy en día, que nunca necesitaría usar. Pero después del primer año, como muestran las cartas entre Grossman y Einstein, Einstein aprendió a sí mismo gran parte del levantamiento difícil (tensor levi-civita, tensor métrico, variedades riemannianas, etc.). Era todo Einstein. Por extraño que parezca, dominó la geometría riemanniana tan bien que puede haberle llevado a su caída cuando comenzó a construir su teoría de campo unificado a partir de una geometrización riemanniana del campo electromagnético. Dejando a un lado, la geometría de Riemann podría tener su nombre (como él lo inventó, probablemente de las ideas que Gauss le había dado), pero muchos de los conceptos fueron desarrollados por otros como Levi-Civita, Minchowski, etc. No disminuye la capacidad de Riemann. inmenso genio (y eso se aplica a todos los grandes científicos, nadie, incluido Newton, trabajó en el vacío): el premio Nobel Paul Dirac llamó a la Relatividad General ” probablemente el mayor descubrimiento científico jamás realizado”; Max Born lo llamó “la mayor proeza del pensamiento humano sobre la naturaleza”: http://www.ias.ac.in/jarch/jaa/5 …
Y para aquellos que piensan que Hilbert estaba pisándole los talones, rápido hecho histórico: la única razón por la que Hilbert era consciente o conocía a los RR.GG. era que invitaba a Einstein a dar una serie de 6, 2-3 horas de conferencias sobre RR.GG. en la Universidad de Gottingen. . Hilbert no solo asistió, sino que, según el historiador Albrecht Folsing, estaba tomando muchas notas. Las conferencias se dieron después de que él publicara la versión provisional, pero finalmente defectuosa, de la versión Entwurf de GR que ya contenía el tensor métrico y gran parte del núcleo que se convertiría en la versión final de GR. Hilbert, para todos los efectos, tomó el propio documento de trabajo de Einstein y, como uno de los más grandes matemáticos puros de todos los tiempos, no pudo vencerlo hasta la línea de meta a pesar de su entrenamiento matemático puro superior. Resulta que las ecuaciones de campo de Hilbert no eran generalmente covariantes: http://www.nytimes.com/1997/11/1 …
Ni siquiera mencioné sus otras contribuciones a la ciencia en la forma de su trabajo sobre la teoría del caos cuántico, los condensados de Bose-Einstein, el LÁSER (sí, sin él no podríamos inventar el láser, es decir, los coeficientes AB), lentes gravitacionales, opalescencia crítica, ondas de probabilidad (nacidas antes) e incluso enmarañamiento cuántico (lo que sin duda significó una refutación, pero fue el primero en inventar la idea y sus operadores armónicos), y otros aspectos de la física del estado sólido, etc. http://arxiv.org/ftp/physics/pap …
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En referencia a la mecánica cuántica, sus contribuciones son nada menos que sorprendentes.
Douglas Stone. TS Kuhn, John Stachel y otros, han argumentado convincentemente que Einstein debería ser llamado el Padre de la Mecánica Cuántica.
* Albert Einstein fue el primero en probar la existencia de átomos en su artículo seminal sobre el problema de ~ 100 años del movimiento browniano (esto, por cierto, también demostró la existencia de moléculas y es uno de los 10 documentos más citados del siglo XX) .
* Albert Einstein fue uno de los primeros científicos en inventar una nueva forma de calcular el Número de Avogrado (por cierto, su disertación).
* Es probablemente la figura más influyente en la historia de Quantum Mechanics gracias a su artículo de 1905 sobre la cuantización del campo de radiación, denominado incorrectamente “Papel de efecto fotoeléctrico” (hace mucho más que simplemente explicar el efecto fotoeléctrico). Este trabajo seminal revolucionó la física al postular que la luz era una partícula y que los intercambios de energía en el campo de radiación vienen en pedazos discretos de partículas indivisibles. En esencia, propuso que el campo en sí estaba cuantizado (de hecho, muy revolucionario). Él, más que Max Planck, introdujo el concepto de la cuantización de la energía en la mecánica atómica.
* Einstein, en su artículo sobre el Calor Específico de Sólidos (1906), fue el primer físico, que utilizó su propio trabajo sobre la cuantización del campo de radiación, para explicar con precisión las condiciones para el equilibrio térmico entre la materia y la radiación.
* Einstein propuso el fotón, la primera partícula transportadora de fuerza descubierta para una interacción fundamental, y propuso la noción de dualidad onda-partícula, basada en argumentos estadísticos sólidos 14 años antes del trabajo de De Broglie.
* Einstein, en su artículo sobre Emisiones espontáneas y estimuladas, fue el primero en reconocer la aleatoriedad intrínseca en los procesos atómicos e introdujo la noción de probabilidades de transición, incorporada en los coeficientes A y B para la emisión y absorción atómica. Einstein también fue el primero en introducir una noción central para la mecánica cuántica conocida como complementariedad. En este artículo vemos a Einstein inventar una derivación completamente original (y elegante) de la ley de radiación de Planck, así como una derivación completamente original (y elegante) de la regla de frecuencia de Bohr. Su trilogía de papeles, entre 1916 y 1917, forma la base del LÁSER y es una obra de gran talento. Lea el documento de Daniel Kleppner (MIT) sobre el trabajo:
http://cua.mit.edu/8.421/Papers/…
* Einstein también precedió a Max Born al sugerir la interpretación de los campos de onda como densidades de probabilidad para partículas, fotones, en el caso del campo electromagnético. Más tarde, Born ganaría un Premio Nobel en 1954 al tomar la idea de Einstein y simplemente aplicarla a los electrones, y fue lo suficientemente amable como para darle a Einstein el mérito de la idea.
* Einstein, estimulado por Bose, fue el primero en introducir la noción de partículas indistinguibles en el sentido cuántico y derivó la fase condensada de los bosones, que es uno de los estados fundamentales de la materia a bajas temperaturas. Por esto, Manuel Cardona y otros han llamado a Einstein “el padre de la física de la materia condensada”:
http://arxiv.org/ftp/physics/pap…
* Su trabajo sobre estadísticas cuánticas, a su vez, estimuló directamente a Schrodinger hacia su descubrimiento de la ecuación de onda de la mecánica cuántica. Schrodinger siempre reconoció esto (ver: Abraham Pais “Sutil es el Señor”, 1982).
* Einstein fue el primer científico en predecir el enredo cuántico en su controvertido documento EPR Paradox, que luego fue validado por John Bell (es decir, el teorema de Bell). Einstein teorizó sobre el enredo como una refutación, pero no obstante, fue el primer científico en ver dónde otros no podían ver. Sus ideas sobre variables ocultas y no localidad todavía se están debatiendo hoy, 80 años después.
Fue solo debido a su rechazo de la teoría final debido a las incongruencias filosóficas que generalmente no se lo reconoce como la figura más central en este logro histórico de la civilización humana.
¿Estaba equivocado acerca de la mecánica cuántica? Dijo que era una teoría poderosa que predecía mucho pero explicaba poco. Lo describió “incompleto”. La mayoría de los físicos de hoy probablemente estarían de acuerdo en que, de hecho, es “incompleta”, ya que no explica por qué el Modelo Estándar posee las propiedades específicas que posee. Finalmente, a Einstein le molestó mucho la implicación de que el observador “colapsa” la función de onda, lo que implica que QM tenía un componente subjetivo. Entonces, no, Einstein no estaba equivocado con la mecánica cuántica; si estuviera vivo hoy, probablemente estaría trabajando en problemas cuánticos.
Fuentes:
Profesor Douglas Stone (Jefe de Física Aplicada en la Universidad de Yale): “Einstein y el Quantum: la búsqueda del Valioso Suabio” (2014)
Abraham Pais (Profesor en el Instituto de Estudios Avanzados, Princeton): “Sutil es el Señor” (1982)
Daniel Kleppner (Profesor de Física en el MIT): “Releyendo a Einstein sobre la radiación” (2005)
He escrito demasiado, pero como alguien que estudia la historia de la ciencia, hay una razón profunda por la cual los historiadores de la ciencia legendarios (que son físicos por derecho propio) como TS Kuhn y Gerald Holten reverencian a Einstein y lo llaman, al menos, el mejor científico. desde newton. Y no tiene nada que ver con que él sea un “ícono del pop” o que sean fanboys. Los verdaderos científicos reconocen el verdadero genio.