Annons

Fysikvärlden firar Einsteins mirakelår

Det finns knappast längre forskare av Einsteins sort och kaliber – en solitär som publicerade sig ensam och bröt ny intellektuell mark på en rad skilda områden. År 1905 gav han ut flera arbeten, vars omstörtande innehåll både förhånades och ifrågasattes under många år.

Under strecket
Publicerad

”Jag satt i patentbyrån i Bern, när det plötsligt kom för mig: om en person faller fritt, känner han inte av sin egen tyngd. Jag häpnade. Den enkla tanken gjorde ett djupt intryck på mig. Den drev mig mot gravitationsteorin.” Det är vid en föreläsning 1922 i Kyoto som Einstein berättar detta.
Nu har fysikersamfund från hela världen gemensamt proklamerat år 2005 som Fysikens världsår. Valet av år 2005 innebär samtidigt ett 100-årsjubileum för det mirakulösa året 1905, annus mirabilis, i Einsteins vetenskapliga skapande. Målsättningen är att belysa fysikens mångfacetterade betydelse i samhället och, inte mindre viktigt, att föra ut kunskaper om grundläggande fysik till en bred allmänhet. Fysik är inte lätt. Vad kan man förmedla av fysikens principer utan formler? Citatet från Einstein är tänkvärt. Även en så matematiskt komplicerad teori som den allmänna relativitetsteorin vilar på en bakomliggande enkel princip. Någonstans finns ofta en principiell enkelhet, som inte behöver vara helt obegriplig.

Annons

Einstein skrev 1905 fem fundamentala arbeten, som översatts till engelska och av Princeton University Press 1998 givits ut i en liten volym, ”Einstein”s Miraculous Year: Five Papers That Changed the Face of Physics”. Utgivaren, John Stachel, som är chef för Bostonuniversitetets centrum för Einsteinstudier, jämför i sitt förord med Newtons anni mirabili 1665-1666. Pesten härjade i England, universitetet i Cambridge tvingades stänga och Newton drog sig tillbaka till sitt hem i den lugna byn Woolsthorpe. Där arbetade han i ensamhet och lade grunden för mycket av den fysik och matematik som revolutionerade den tidens vetenskap.
Einstein avslutade 1900 en lärarutbildning i matematik och fysik och sökte utan framgång tjänst vid flera högre utbildningsanstalter. Han fick nöja sig med anställning som teknisk expert vid patentverket i Bern i Schweiz. Där skrev han utlåtanden om uppfinningar och gav tekniska patent en slutlig formulering. På kvällarna, och i någon mån på arbetstid, funderade han över djupa
problem inom fysiken. Det enkla arbetet och den frihet det gav honom gjorde tiden vid patentverket till den mest fruktbara i hans liv. Så kan en kreativ miljö också se ut.
Einstein sade senare i livet att han var glad över att han inte fick någon universitetstjänst, med allt vad en sådan skulle ha inneburit av tidskrävande engagemang även vid sidan av undervisningen. Einstein representerar i dagens forskningsklimat en närmast utrotningshotad art - en forskare som arbetar i stort sett som solitär och fortsätter så hela livet. Han hade under årens lopp ett antal olika medarbetare, men alla de viktigaste arbetena publicerade han ensam. Han omgav sig aldrig med doktorander eller bildade någon skola.
Med sina arbeten under det mirakulösa året gjorde Einstein nyskapande insatser inom tre skilda områden av fysiken: Browns rörelse, speciell relativitetsteori och fotoeffekt. De gjorde Einstein känd bland forskare, och öppnade möjligheten till en universitetskarriär. Men de byggde på nya epokgörande idéer och blev alla i olika grad kontroversiella och omdiskuterade. I det klassiska verket ” ”Subtle is the Lord ...” The Science and the Life of Albert Einstein” (1982) sätter Abraham Pais in dem i sitt vetenskapshistoriska sammanhang. Året är märkligt inte bara i Einsteins liv utan i 1900-talets hela dramatiska fysikhistoria.
Ett av epokens stora tvisteämnen var frågan om atomers och molekylers faktiska existens, och hur den manifesterades i makroskopiska storheter som exempelvis tryck och temperatur hos en gas. Redan 1827 hade den skotske botanisten Robert Brown i mikroskop upptäckt att små partiklar, suspenderade i en vätska, kan ses utföra en oupphörlig, oregelbunden rörelse, som kom att kallas Browns rörelse. Den tolkning som många accepterade var att rörelsen orsakades av att vätskans atomer eller molekyler kolliderade med de större suspenderade partiklarna, som kunde ses i mikroskop. Men atomteorin var omkring 1900 fortfarande omstridd.
Einsteins doktorsavhandling handlade om sockermolekylers diffusion i vatten. Där beskrev han en ny metod för bestämning av molekylers radier och för beräkning av Avogadros tal, det vill säga antalet molekyler i en godtycklig gas under vissa standardvillkor. Han visade med andra ord konkret att man kunde räkna molekyler. Doktorsavhandlingen är det mest citerade av hans arbeten från 1905, men dess betydelse har överskuggats av arbetena om Browns rörelse. Särskilt formeln för en Brownsk partikels medelförflyttning fick genast stor uppmärksamhet. I ”Autobiographical Notes” skriver Einstein 1949: ”Mitt huvudsakliga mål var att finna fakta som så övertygande som möjligt säkerställde existensen av atomer med en bestämd, ändlig storlek.” En lång och delvis bitter strid mellan framstående fysiker blev definitivt avgjord till ”atomisternas” fördel. Einstens arbeten om Browns rörelse blev betydelsefulla för studier av kolloidala lösningars egenskaper, som växte till ett stort, eget område, kolloidkemi, i Sverige representerat av The Svedberg, Nobelpristagare 1926.

Annons
Annons
Annons