אלברט איינשטיין

Disambig RTL.svg המונח "איינשטיין" מפנה לכאן. אם התכוונתם למשמעות אחרת, ראו איינשטיין (פירושונים).
אלברט איינשטיין
Albert Einstein
אלברט איינשטיין ב-1933
אלברט איינשטיין, 1933
לידה14 במרץ 1879
אולם, ממלכת וירטמברג עריכת הנתון בוויקינתונים
פטירה18 באפריל 1955 (בגיל 76)
פרינסטון, ארצות הברית עריכת הנתון בוויקינתונים
ענף מדעיפיזיקה
ארצות מגוריםגרמניה, שווייץ, ארצות הברית
פרסים והנצחהפרס נובל לפיזיקה לשנת 1921, מדליית זהב של החברה המלכותית לאסטרונומיה, מדליית קופלי
תרומות עיקריות
תורת היחסות הפרטית, תורת היחסות הכללית, האפקט הפוטואלקטרי, ממניחי הבסיס למכניקת הקוונטים, חקר התנועה הבראונית ותופעות נוספות במכניקה הסטטיסטית
פסל של אלברט איינשטיין באוניברסיטת תל אביב

אלברט איינשטייןגרמנית: Albert Einstein, להאזנה (מידע · עזרה)‏; 14 במרץ 187918 באפריל 1955) היה יהודי יליד גרמניה, מגדולי הפיזיקאים בכל הזמנים.

איינשטיין נחשב לגדול התאורטיקנים, לצד אייזק ניוטון, אבי המכניקה הקלאסית. שמו הפך למילה נרדפת לגאונות. הוא זכה לפרסום ברבע הראשון של המאה ה-20 בזכות תורת היחסות אותה פיתח, ששינתה את כל אשר היה ידוע עד אז על טיבם של הזמן, המרחב, המסה, התנועה וכוח המשיכה, ובזכות תרומותיו ליסודות מכניקת הקוונטים, למכניקה סטטיסטית ולהסברת האפקט הפוטואלקטרי (עליה קיבל פרס נובל לפיזיקה ב-1921) ועוד.

מלבד השפעתו בתחומי המדע, הייתה לאיינשטיין גם תרומה לשימוש שנעשה בנשק גרעיני, בשל תמיכתו ביוזמה שקידמה את פיתוחו בארצות הברית, וזאת על אף שהגדיר עצמו כפציפיסט.

ביוגרפיה

נעוריו ותחילת דרכו

אלברט איינשטיין ב-1893 (בהיותו בן 14)
תעודת הבגרות של איינשטיין. מקרא: 6 = מצוין, 5 = טוב, 4 = מספיק, 3 = גרוע, 2 = גרוע מאוד, 1 = חסר תועלת. ציונים: גרמנית – 5, צרפתית – 3, איטלקית – 5, היסטוריה – 6, גאוגרפיה – 4, אלגברה – 6, גאומטריה – 6, גאומטריה תיאורית – 6, פיזיקה – 6, כימיה – 5, תולדות הטבע – 5, איור אומנותי – 4, איור טכני – 4.

איינשטיין נולד בעיר אולם, שהייתה בממלכת וירטמברג שבקיסרות הגרמנית (כיום במדינת באדן-וירטמברג) ב-14 במרץ 1879, למשפחה יהודית – פאולינה לבית קוך והרמן, בעל מפעל אלקטרוכימי קטן שכשל בעסקיו. שישה שבועות לאחר לידתו, עברה משפחתו להתגורר במינכן שבבוואריה בשל עסקיו של האב.[1] בגיל חמש חלה, וכדי לשמח את לבו התקין עבורו אביו מצפן פשוט. כבר אז, כך סיפר כעבור שנים, החל לחקור את צפונות חוקי הטבע. בסתיו של 1885, החל ללמוד בבית ספר עממי קתולי, כילד יהודי יחיד בכיתתו, והחל גם ללמוד לנגן בכינור. במקביל הוא קיבל חינוך יהודי בביתו, ובתקופה מסוימת נמשך לעולם הדת במידה כזאת שהיה מתפלל בסתר, מחבר מנגינות לכבוד האלוהים ואף שמר כמה מצוות.[2][3] ואולם מגיל 12, בעקבות קריאה בספרי מדע פופולריים, איבד את אמונתו בסיפורי התנ"ך, והחליף אותה בחשיבה חופשית וביקורתית, תוך חשדנות ובוז כלפי כל סוג של סמכות.[4] כבר בהיותו כבן 16 התחיל לפתח את הניסויים המחשבתיים שבהן דמיין סיטואציות שונות ואת ההשלכות הפיסקליות שלהן.

בגימנסיה הצטיין בלימודי המתמטיקה והפיזיקה אך לא התעלה בלימודיו האחרים משום שכפו עליו לדקדק במקצועות בשיטות שלא היו לרוחו, ובפרט בלטינית. מורהו ללטינית התנבא ש"צמח זה לעולם לא יעשה קמח". לימים יספר איינשטיין, שהיה זה נס של ממש שמשטר החינוך הקפדני לא הצליח לעקור את סקרנותו.[5] בשנת 1895 עקרה המשפחה למילאנו. לאחר שהות קצרה באיטליה, עבר לשווייץ כדי ללמוד בבית הספר הקנטונלי שבאראו, וסיים את לימודיו במכון הטכנולוגי של ציריך (18961900). אחד ממרציו, הרמן מינקובסקי, שסלד מאדישותו המופגנת של איינשטיין, כינהו "כלב עצלן" (לימים חזר בו והיה מתומכי רעיון תורת היחסות בראשיתה). איינשטיין היה מחוסר עבודה קבועה, ולמחייתו התפרנס ממתן שיעורים במתמטיקה ובפיזיקה. באותה תקופה חש איינשטיין שנכשל, עד שכתב בדכדוך "אני מהווה רק נטל על בני משפחתי... בוודאי מוטב היה אלמלא נולדתי". ב-1896 ויתר על האזרחות הגרמנית שלו בשל תיעובו את המנטליות המיליטריסטית הגרמנית ונותר חסר אזרחות במשך חמש שנים.[6] לאחר קבלת אזרחות שווייצרית ב-1901, עבד איינשטיין במשרד הפטנטים הממשלתי בברן משנת 1902 ועד 1908. בתחילה כמומחה טכני מדרגה שלישית. בשנת 1906 הוא קיבל את תואר הדוקטור שלו מאוניברסיטת ציריך, והועלה לדרגת מומחה טכני מדרגה שנייה במשרד הפטנטים. ב-1909 התמודד על משרת פרופסור לפיזיקה באוניברסיטה מול ידידו פרידריך אדלר (שיתנקש שבע שנים לאחר מכן בחיי ראש ממשלת אוסטריה) שזכה במשרה, אולם ויתר עליה לאיינשטיין.[7]

בהיותו סטודנט בשנתו השנייה בלימודי המתמטיקה והפיזיקה, שמע איינשטיין, קרוב לוודאי, על תוצאות ניסוי מייקלסון-מורלי, שבו התגלה שמהירות האור אינה משתנה למרות השינוי בתנועה היחסית של כדור הארץ לעומת ה"אתר" – התווך המשוער שבו רוטטים ומתקדמים הגלים האלקטרומגנטיים. על פי הדעה הרווחת בקהילה המדעית של אותם ימים (קיומו של האתר הופרך מספר שנים לאחר מכן), הגורם העיקרי שהביא את איינשטיין לפתח את תורת היחסות הפרטית היה כישלונם של מייקלסון ומורלי למדוד שינוי במהירות האור ביחס לתנועת כדור הארץ באתר. אלא שאיינשטיין כלל לא הזכיר את הניסוי במאמרו משנת 1905, שבו פיתח את תורת היחסות הפרטית כשהוא מתבסס על שיקולים תאורטיים אחרים. מידת השפעתו של ניסוי מייקלסון-מורלי על איינשטיין שנויה במחלוקת בקרב היסטוריונים של המדע, ובכל מקרה השפעתו הייתה פחותה בהרבה ממה שמניח המיתוס המקובל.[8] בשנים 19021905 התכנסה סביב איינשטיין חבורת למידה אותה כינה "אקדמיה אולימפיה" והורכבה ממספר מכרים קרובים וכן נכחה בה גם אשתו הראשונה מילבה מאריץ'. חבורה זו עסקה בבירור סוגיות מגוונות מעולם הפילוסופיה, המתמטיקה והפיזיקה, ביניהן ניתן לציין את העיסוק בגאומטריה הלא אוקלידית של פואנקרה, וכן את ההגות הפילוסופית של שפינוזה ושל ארנסט מאך. במידה רבה שמשו הדיונים בחבורה זו כבסיס התפיסתי והפילוסופי עליו נבנו פריצות הדרך של איינשטיין בשנים שיבואו.[9]

שנת הפלאות

בשנת 1905 (שנת הפלאות – Annus Mirabilis) פרסם איינשטיין ארבעה מאמרים בשנתון הפיזיקה (Annalen der Physik), שהיה כתב העת המדעי לפיזיקה החשוב של אותה תקופה. מאמרים אלה נחשבים לאבני יסוד בפיזיקה המודרנית, והם שינו את התפיסות שהיו מקובלות עד אז לגבי הקשרים בין מרחב, זמן וחומר.

  • "על התנועה הנדרשת מהתורה הקינטית המולקולארית של החום ושל חלקיקים קטנים השוהים על פניו של נוזל במנוחה" (Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen) – מאמר זה הסביר את התנועה של גזים וחלקיקי אבק הצפים בתוך נוזל, תופעה הידועה בשם תנועה בראונית. המאמר היווה תרומה חשובה לתחום הפיזיקלי של מכניקה סטטיסטית וחיזק מאוד את האמונה בדבר ממשות קיומם של אטומים, שבאותה תקופה רבים ראו בהם רק פיקציות תאורטיות. איינשטיין הציג את עבודתו כתוצאה תאורטית הנובעת מההנחה שיש סטיות מדידה משיווי המשקל התרמודינמי של לודוויג בולצמן והתייחס אל התנועה הבראונית רק כחיזוי אפשרי שלה, מתוך מחסור במידע.
  • "על נקודת מבט היוריסטית בייצור והעברה של אור" (Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt) – במאמר זה הציג איינשטיין את הקוונטיזציה של האור (כלומר, קרינה אלקטרומגנטית) וחלוקתו למנות אנרגיה בדידות, המתנהגות כמו חלקיקים (בניגוד לתאוריה הגלית ששלטה באותם ימים). איינשטיין הסיק זאת על סמך שיקולים תרמודינמיים כמותיים (חישובי אנטרופיה) ומאמרו של מקס פלאנק על קרינת גוף שחור. אף על פי שהיה זה חלק משני במאמר, עיקר פרסומו בא לו מכך שהסביר את האפקט הפוטואלקטרי שהתגלה בניסוי פרנק-הרץ, ובו מתכת פולטת אלקטרונים רק כאשר מוקרן עליה אור מעל לתדירות סף מסוימת. איינשטיין הסביר את התופעה באמצעות הטענה שהאנרגיה של האור באה במנות בדידות, "קוונטות", שנישאות על ידי פוטונים (חלקיקי אנרגיה אלקטרומגנטית חסרי מסה), ושהאנרגיה שכל פוטון נושא פרופורציונית לתדירות שלו. יחד עם המאמר של מקס פלאנק המתייחס לקרינת גוף שחור, מאמר זה היווה את היסוד למכניקת הקוונטים ולתפיסה של דואליות גל-חלקיק של האור. על מאמר זה קיבל איינשטיין פרס נובל לפיזיקה בשנת 1921.
הנוסחה "E=mc²" מוצגת על גבי בניין טאיפיי 101 לכבוד פתיחת שנת הפיזיקה העולמית 2005. נוסחה זו, שנוסחה לראשונה (ובצורה יותר מדויקת) בידי איינשטיין ב"שנת הפלאות", היא אחת הנוסחאות הפיזיקליות המפורסמות בהיסטוריה
  • "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים" (Zur Elektrodynamik bewegter Körper) – במאמר זה הציג איינשטיין את תורת היחסות הפרטית. עד אז הייתה מקובלת בפיזיקה התאורטית רק תורת המכניקה של ניוטון, שעל פיה הזמן זורם באופן שווה בכל מקום ביקום. ברם, ניסויים שנערכו במאה ה-19 גילו כי התנהגות האור שונה מהתחזיות המקובלות, והתאוריה השלטת בפיזיקה החלה מתערערת. כפי ששם המאמר מרמז, מטרתה הראשונה של תורת היחסות הייתה לפתור את הסתירה שבתורה האלקטרומגנטית, בייחוד זו שנובעת מכוח לורנץ שבה יש התייחסות למהירות של החלקיק אך לא ברור בדיוק באיזו מהירות מדובר (כלומר, ביחס לאיזה מערכת היא נמדדת). יוצא שבמערכות ייחוס שונות – על החלקיק פועל כוח מגנטי שונה והוא יפתח תאוצה שונה. עוד לפני איינשטיין, פיזיקאי הולנדי בשם הנדריק לורנץ פיתח טרנספורמציות בין מערכות ייחוס שפותרות את הבעיה, אך הן "נתפרו" אמפירית במיוחד בשביל בעיה זו. הגישה של איינשטיין הייתה הרבה יותר רדיקלית. הוא הגדיר מחדש מהו הזמן ומהו המרחב, ובאמצעות שני פוסטולטים: האחד, אינווריאנטיות מהירות האור (כלומר: כל צופה, בכל מערכת ייחוס, ימדוד מהירות אור קבועה c), והשני, שמירת כל חוקי הפיזיקה תחת כל מערכות הייחוס האינרציאליות, הראה איינשטיין כיצד אפשר לגזור את טרנספורמציית לורנץ שקושרת ביחד את המרחב והזמן (את הצגתו של מרחב-הזמן כמרחב וקטורי בעל 4-ממדים ביצע חברו של איינשטיין, המתמטיקאי היהודי הרמן מינקובסקי). תורת היחסות הפרטית הייתה מהפכנית משום ששינתה את כל התפיסות הקיימות לגבי זמן ומרחב. לדוגמה, שני אירועים שקורים בו-זמנית (סימולטנית) במערכת אחת אינם קורים בו-זמנית במערכת ייחוס אחרת, התארכות הזמן והתקצרות האורך של גוף נע, ועוד. הניגוד שבין תורת היחסות לבין האינטואיציה הביאה להצגה של מספר פרדוקסים שרובם נפתרים כאשר מביאים בחשבון את אובדן הסימולטניות.
  • "האם האינרציה של גוף תלויה בתכולת האנרגיה שלו?" (Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energiegehalt abhängig?) – במאמר זה ביסס איינשטיין את השקילות שבין מסה לאנרגיה כמסקנה של תורת היחסות הפרטית, וקבע בכך, למעשה, שחוק שימור המסה וחוק שימור האנרגיה הם שתי פנים של אותו מטבע. הסיכום הפופולרי והקצר ביותר של מאמר זה הוא המשוואה הנודעת E=mc² (אנרגיה שווה למכפלת המסה במהירות האור בריבוע). הניסוח המדויק של משוואה זו שונה, והוא: כאשר m0 היא מסת המנוחה של החלקיק ו"גמא" הוא גורם לורנץ, התלוי במהירות החלקיק ושואף לאינסוף כאשר מהירות החלקיק שואפת למהירות האור ושווה ל-1 כאשר החלקיק במנוחה. לנוסחה זו היו יישומים רבים, המרכזיים שבהם הם פצצת האטום והפקת אנרגיה באמצעות תהליכים גרעיניים. "E=mc²" הפכה לאחת הנוסחאות הפיזיקליות המפורסמות ביותר בהיסטוריה, ולסמל של ממש לעבודתו של איינשטיין ולפיזיקה בכלל.

ב-30 באפריל 1905 הציג איינשטיין באוניברסיטת ציריך את עבודת הדוקטורט שלו, "קביעה מחודשת של הממדים המולקולריים" (Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen), שנכתבה תחת הנחייתו של אלפרד קליינר. ב-15 בינואר 1906 הוא הוסמך לתואר דוקטור לפיזיקה מטעם הסנאט של האוניברסיטה.

בשנת 1909 נתמנה איינשטיין לפרופסור חבר לפיזיקה עיונית באוניברסיטת ציריך ולא היו לו אלא שני תלמידים קבועים. בשנת 1911 נתמנה לפרופסור גם באוניברסיטת קארל בפראג. בשנת 1912 שב לבית הספר הפוליטכני הגבוה של ציריך, הפעם כפרופסור מן המניין. בשנת 1914 מונה למנהל המכון לפיזיקה על שם הקיסר וילהלם באוניברסיטת הומבולדט ברלין. אז גם נבחר לחבר באקדמיה הפרוסית הממלכתית למדעים וניתנה לו קצבה מספקת לפרנסתו, כדי שיוכל להקדיש את כל זמנו ומרצו למחקר, מבלי שתוטל עליו חובת ההוראה.

פיתוח תורת היחסות הכללית

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – תורת היחסות הכללית

איינשטיין סבר שתורת היחסות הפרטית אינה שלמה. תורת היחסות הפרטית הייתה מוגבלת רק למערכות ייחוס אינרציאליות (כלומר: נעות במהירות קבועה אחת ביחס לשנייה) ולא דיברה על מערכות מואצות.

בשנת 1915 פרסם את תורת היחסות הכללית, שמיסדה את השקילות בין תאוצה לכבידה ובין שדה כבידה לגאומטריה של המרחב (שנקבעת על פי העקמומיות שלו). איינשטיין גם הסיק וגזר שעקמומיות המרחב בנקודה מסוימת עומדת ביחס ישיר לצפיפות המסה והאנרגיה בנקודה זו. הוא כלל לא ניסה לאששה באמצעות ניסוי, בטענה כי "היא כה יפה עד שחייבת להיות גם נכונה". הוא עשה זאת בסיועו של חברו, הרמן מינקובסקי, ושימוש בטנזור המטרי של רימן. הניסוח המתמטי של קביעה זו הוא מסובך ומצריך שימוש בגדלים שנשמרים תחת טרנספורמציות לינאריות מסוימות ונקראים טנזורים:

תמונה מליקוי החמה ב-1919 שנטען כמאמת את תורת היחסות הכללית.

לתורת היחסות הכללית של איינשטיין היו מספר ניבויים שונים מאלה של המכניקה הקלאסית ותורת הכבידה של ניוטון. כמה מהם:

  • התפשטותו של שדה כבידה במרחב איננה מיידית, אלא מוגבלת למהירות האור.
  • מסה מעוותת ומעקמת את המרחב, כך שהגאודזה (המסלול הקצר ביותר בין שתי נקודות) בין כל שתי נקודות עקומה גם היא, והכבידה אינה אלא כוח מדומה הנגרם מהשאיפה של כל גוף לנוע כאילו הוא היה נע במרחב אוקלידי בעוד המרחב עצמו מעוקם. לפי תחזית זו גודל השדה הכבידתי בנקודה ניתן לחיזוי בהינתן עקמומיות המרחב – זמן בנקודה שבו.
  • מסקנה מהרעיון הקודם היא שמדת הסטייה של קרן אור ממסלול ישר בהשפעת מסה נתונה תהיה כפולה מהצפוי על פי חוקי ניוטון, תוך גרימת "עידוש כבידתי" (Gravitational Lensing באנגלית) חזק יותר.
  • תיקונים ביחס למסלולו הצפוי של כוכב חמה (מרקורי).
  • אפשרות תאורטית לקיומם של חורים שחורים ונקודות סינגולריות במרחב-זמן.
  • קוסמולוגיה: מודל להתפשטות היקום והוספת הקבוע הקוסמולוגי.

האימות המדומה של תורת היחסות הכללית

בשנת 1919 יצאה משלחת של החברה המלכותית של לונדון, בראשות הפיזיקאי הבריטי ארתור אדינגטון, כדי לאמת את ניבויו של איינשטיין בתורת היחסות הכללית, לפיו קרן אור החולפת ליד מאסה, תתעקם ותהא מוטה לעברה. המשלחת שהתה באי פרינסיפה שבמפרץ גינאה מול חופי אפריקה וצילמה ליקוי חמה שהתרחש ב-29 במאי 1919. המשלחת מדדה את הסטייה במיקום הנצפה של כוכבים כתוצאה מתחזיותיה של תורת היחסות הכללית ביחס לעידוש כבידתי והטיית קרני אור על ידי השמש. בניסוי זה אוששה לכאורה לראשונה תורת היחסות הכללית ואלברט איינשטיין הפך בן לילה למפורסם בעל שם עולמי. למעשה,[10] בגלל שגיאות המדידה הגדולות, הניסוי לא נתן גושפנקא חד-משמעית לתורת היחסות הכללית: מתוך שלוש מדידות שעשה אדינגטון רק אחת מדדה סטייה של קרני האור אם נחזתה על ידי תורת היחסות הכללית, מדידה שנייה הראתה סטייה קטנה יותר, והשלישית, שאותה פסל אדינגטון בתואנה שלא נעשתה כשורה, לא הראתה סטייה כלל. בנוסף, ציוד המדידה (טלסקופים) שבו השתמש אדינגטון היה רגיש מאוד לתנאי הסביבה ולטמפרטורה, וניתן להסביר את התוצאות שנמדדו גם על ידי השפעת האקלים. אך זה לא שינה עבור ההמון, העיתונות הרחבה והקהילה המדעית שברובה כבר קיבלה את תורת היחסות הכללית.

ניסויים מאוחרים יותר הניבו ברובם תוצאות מדויקות ועקביות יותר ואיששו על ידי כך את תחזיות התורה. אף על פי כן, היו שהמשיכו להתנגד לה, כמו הפיזיקאי האמריקאי דייטון מילר (1866-1944) שהמשיך לבצע שחזורים של ניסוי מייקלסון-מורלי באמצעים מדויקים יותר עד אמצע שנות השלושים, ואף פרסם ממצאים שמדדו, לטענתו, שינוי במהירות האור ביחס לאתר, ובכך הפריכו לכאורה את תורת היחסות. אולם, בשלב זה תורת היחסות הייתה מקובלת היטב והקהילה המדעית איבדה ברובה עניין בניסוייו.

תורת היחסות הכללית נחשבת לאחת מהתורות המוצלחות בתולדות הפיזיקה. מאות ניסיונות נעשו והתוצאות שהתקבלו התאימו ברובן לתחזיות התאורטיות. לתורת היחסות הכללית יש גם השלכות מעשיות. למשל, מתכנני לוויני GPS חייבים להתחשב בה כדי שהלוויינים ומערכת הניווט יעבדו כשורה.

מכניקת הקוונטים

איינשטיין ונילס בוהר (1925)

על אף שהתנגד בחריפות לתוצאות ההסתברותיות שנבעו ממכניקת הקוונטים (פרשנות קופנהגן שלה), נמנה איינשטיין עם מייסדיה ומעצביה החשובים. את היסודות הניח עוד בשנת 1905 במאמרו על האפקט הפוטואלקטרי והקוונטיזציה של האור.

איינשטיין עודד את לואי דה ברויי וארווין שרדינגר, וסייע להם לפתח את מכניקת הגלים שממנה נבעה משוואת שרדינגר המרכזית במכניקת הקוונטים. ב-1906, בעקבות ניסויים שמדדו את הספקטרום של אטום מימן ומצאו ספקטרום בדיד של קווי בליעה ופליטה, הציע איינשטיין לקוונטט את המצבים שבהם יכול אטום מימן להימצא.

איינשטיין התקשה להשלים עם רעיונותיה המהפכניים של מכניקת הקוונטים, חרף תרומתו לפיתוחה בתחילת דרכה. התקפותיו החריפות על מכניקת הקוונטים והפירוש ההסתברותי של נילס בוהר (מאבות מכניקת הקוונטים וחתן פרס נובל גם הוא) ואינספור ניסויי המחשבה שהציע תרמו רבות לעיצובה וניסוחה של מכניקת הקוונטים ולהבהרת הנקודות הבעייתיות בה.

איינשטיין לא אהב את הניסוח ההסתברותי של מכניקת הקוונטים וטען שזה מעיד על חוסר שלמות של התאוריה ולא על תכונה מהותית של הטבע (בניגוד לגישה של בוהר). על האקראיות, שבבסיסה של תורה זו, אמר כי "אלוהים אינו מטיל קוביות" ודחה בהתנגדות עזה כל מחשבה בדבר כך.

בניסיון החריף ביותר להתקיף את מכניקת הקוונטים, פיתח איינשטיין ביחד עם עוד שני פיזיקאים את הפרדוקס של איינשטיין-פודולסקי-רוזן (EPR) ובו רצה להראות שמכניקת הקוונטים סותרת את עקרון המקומיות ומחייבת קיומה של השפעה כלשהי הנעה מהר יותר ממהירות האור. זאת הוא עשה באמצעות ניצול תופעת השזירה. הפרדוקס אינו קיים תחת גישה פילוסופית הנקראת אקטואליזם שטוענת ש"גודל פיזיקלי לא קיים עד אשר מודדים אותו" (איינשטיין דחה גישה זו כמגוחכת). ברם, ניסויים שבהם בוצע בפועל הניסוי המחשבתי שהציעו איינשטיין וחבריו, הראו שהטבע נוטה לצד התחזיות של מכניקת הקוונטים. לפיכך למעשה, מה שנקרא "הפרדוקס של איינשטיין-פודולסקי-רוזן" אינו פרדוקס כלל.

למרות הכישלון הזה, מצב EPR, שבו השתמש איינשטיין בפרדוקס, התגלה כחיוני ליישומים מודרניים מתקדמים של מכניקת הקוונטים כגון חישוב קוונטי, הצפנה קוונטית, טלפורטציה קוונטית ותורת אינפורמציה קוונטית.

להגנתו של איינשטיין יש לומר כי כל העת טען שכאשר כמה מחוקי הטבע אינם ברורים למדענים, מנסים אלה בשגגה לטעון כי גם חוקים הסתברותיים שולטים בטבע. לדעתו של איינשטיין לא כך הוא, אלא שיש צורך להמתין עד שיתבררו גילויים חדשים שאינם ידועים עדיין. לטענתו, קיים בטבע סדר פנימי שאינו נובע כלל וכלל מאקראיות (ראו גם: דטרמיניזם – כל אירוע, יהיה טיבו אשר יהיה, מבטא חוק כלשהו של הטבע). ניסוחה של תורת הקוונטים לא היה כשורה בעיניו.

תרומות נוספות

במאמר משנת 1924 תיאר איינשטיין את עקרונות הפעולה של הלייזר, דבר שהיווה את הבסיס לייצור קרן לייזר במעבדה. הלייזר הוא אחת הטכנולוגיות השימושיות ביותר במדע ובתעשייה המודרניות.

ביחד עם הפיזיקאי סאטינדרה נאת בוז פיתח איינשטיין את ההתפלגות הסטטיסטית של חלקיקים הידועים כבוזונים. ההתפלגות, הידועה כסטטיסטיקת בוז-איינשטיין מאפשרת הצטברות בלתי מוגבלת של בוזונים ב רמת היסוד וידועה כעיבוי בוז איינשטיין. תופעה זו נצפתה בניסויים רק בעשור האחרון.

המשך חייו

אלברט איינשטיין מגיע לארצות הברית בשנת 1933 מגרמניה הנאצית
איינשטיין מקבל תעודה המאשרת את האזרחות האמריקנית שלו מידי השופט פיליפס פורמן בשנת 1940, ובמקביל שומר על האזרחות השווייצרית שלו.
איינשטיין בשנת 1947

בשנת 1932 יצא לארצות הברית ובעת עלייתו של היטלר לשלטון בשנת 1933, היה איינשטיין במסע הרצאות בממלכה המאוחדת. שנה אחרי כן שדדו הנאצים את רכושו, נטלו ממנו את משרתו ושללו גם את אזרחותו. מדינות רבות הציעו לו מקלט, ואליהן הצטרף גם היישוב היהודי בארץ ישראל. איינשטיין החליט להגר לארצות הברית והצטרף לסגל המכון למחקר מתקדם בפרינסטון, ניו ג'רזי, שם עסק במחקריו עד ימיו האחרונים. הוא לעולם לא שב עוד לגרמניה.

בשנת 1939 שוכנע על ידי עמיתו, לאו סילארד, לכתוב איגרת ("מכתב איינשטיין-סילארד") לנשיא רוזוולט בדבר אפשרויות המחקר האטומי ופיתוח הנשק הגרעיני,[11] וזאת אף על פי שהגדיר את עצמו כ"פציפיסט לוחם", אך "לא מובהק". איינשטיין חשש כי חוקרים אחרים שהיו איתו בברלין ונהפכו לנאצים, יתקדמו בחקר האנרגיה האטומית ובניסיון לבקע את האטום, ולכן הזהיר את הנשיא על כך. הנשיא רוזוולט השתכנע ממכתב זה והחליט להחיש את ייצורה של פצצת האטום, ופרויקט מנהטן קודם ותפס תאוצה עד אשר נסתיימה המלאכה בהפצצת הירושימה ונגסאקי. לאחר החרבת הערים היה איינשטיין מן הדוברים הראשיים שקראו להחרמת הנשק הגרעיני ואף הקים את "ועדת החירום של מדעני האטום" למטרה זו. בעת שנשאל באיזה כלי נשק ישתמשו לדעתו במלחמת העולם השלישית, השיב: "זאת אינני יודע, אולם ברור לי כי במלחמת העולם הרביעית ישוב האדם להילחם בכלי נשק העשויים מקלות ואבנים".

בשנת 1940 קיבל איינשטיין אזרחות אמריקנית, תוך שהוא שומר על האזרחות השווייצרית שלו. בשנת 1945 יצא איינשטיין לגמלאות מהפקולטה של המכון למדעים מתקדמים אך המשיך להחזיק במשרדו עד יום מותו. ב-1946 נעשה איינשטיין יושב ראש של ועדת החירום של מדעני האטום, והאיץ באו"ם לכונן ממשלה עולמית כדי לשמור על השלום. ב-18 במרץ 1950 הוא חתם על צוואתו האחרונה ומינה את אוטו נתן והלן דוקאס לנאמני העיזבון.

מותו

בשנת 1948 נתגלתה אצל איינשטיין, תוך כדי ניתוח מסיבה אחרת, מפרצת באבי העורקים הבטני (abdominal aortic aneurysm). בטיפול שהיה מקובל אז הוקפה המפרצת בעטיפת-מגן מצלולוז, שהייתה אמורה למנוע את המשך התרחבותה; ב-1954 הוא פיתח אנמיה המוליטית. אלברט איינשטיין נפטר בפרינסטון ב-18 באפריל 1955, כתוצאה מדימום פנימי בעקבות פקיעת המפרצת באבי העורקים. כשהובהל לבית החולים, לקח עמו טיוטת נאום שהיה אמור לשאת בטלוויזיה לכבוד יום העצמאות השביעי של מדינת ישראל, אך הוא מת בטרם הספיק לסיים את הטיוטה. לצדו נכחה האחות שטיפלה בו באחרית ימיו. היא העידה כי הוא מלמל מספר מילים בגרמנית, אותן לא יכלה להבין, ואז נפטר. מאחר שלא רצה שאנשים יסגדו לעצמותיו, ביקש בצוואתו שגופו יישרף ואפרו יפוזר אל נהר לא ידוע בניו ג'רזי. בניגוד לצוואתו, שימרו ד"ר הארווי וד"ר אברהמס את מוחו ועיניו של איינשטיין. הארווי הוקע על ידי הקולגות שלו על המעשה הלא מוסרי אך המשיך בשלו ושמר את מוחו של איינשטיין עד יום מותו. במהלך השנים, נעתר ד"ר הארווי לתחינות מדענים שונים ושלח להם בדואר פרוסות מהמוח לשם מחקר. חלק מהמחקרים הצביעו על מאפיינים ייחודיים במוחו של איינשטיין,[12][13][14] אולם לאחר מכן נקבע שמחקרים אלו אינם מבוססים דיים.[15]

איינשטיין מינה בצוואתו, שאותה ערך ב-1950, את חברו הקרוב אוטו נתן ואת מזכירתו האישית הלן דוקאס למנהלי עזבונו הספרותי, שכלל את ארכיון כתביו ומכתבים שכתב, כתבי יד ורשימות. השניים עמלו במשך שנים לאסוף את כתביו מרחבי העולם. כתביו המקוריים, כולל זה של תורת היחסות, הועברו לרשות ארכיון אלברט איינשטיין בספרייה הלאומית של האוניברסיטה העברית בירושלים. ומאז 1982 משמש המוסד כבעל זכויות היוצרים על עבודת המדען.