Ông được coi là một trong những nhà khoa học có ảnh hưởng nhất của mọi thời đại.

 Albert Einstein
 

Albert Einstein, 1921

Mất 18 tháng 4 năm 1955 (76 tuổi)
Princeton, New Jersey, Hoa Kỳ

Nơi ở Đức, Ý, Thụy Sĩ, Hoa Kỳ

Công dân Đức (1879–96, 1914–33)
Thụy Sĩ (1901–55)
Mỹ (1940–55)

Dân tộc Người Do Thái

Ngành Vật lý học

Học trường ETH Zurich

Người hướng dẫn LATS Alfred Kleiner

Nổi tiếng vì Lý thuyết tương đối rộng
Lý thuyết tương đối hẹp
Chuyển động Brown
Hiệu ứng quang điện
Phương trình Einstein
Phương trình trường Einstein
Lý thuyết trường thống nhất
Thống kê Bose–Einstein
Nghịch lý EPR

Giải thưởng  Giải Nobel Vật lý (1921)
Copley Medal (1925)
Huy hiệu Max Planck (1929)

Albert Einstein (14 tháng 3 năm 1879 – 18 tháng 4 năm 1955) là nhà vật lý lý thuyết người Mỹ gốc Đức – Do Thái. Ông được coi là một trong những nhà khoa học có ảnh hưởng nhất của mọi thời đại. Và người ta gọi ông là cha đẻ của vật lý hiện đại.[1] Ông nhận giải Nobel về vật lý năm 1921 "vì những đóng góp cho vật lý lý thuyết, và đặc biệt cho sự khám phá của ông về định luật quang điện."[2]
Ông có rất nhiều đóng góp cho vật lý bao gồm thuyết tương đối đặc biệt và thuyết tương đối tổng quát, cơ sở của vũ trụ học, giải thích chuyển động của điểm cận nhật sao Thủy, tiên đoán sự lệch ánh sáng, định lý nhiễu loạn hao tán mà giải thích chuyển động Brown của các phân tử, lý thuyết photon và lưỡng tính sóng hạt, lý thuyết lượng tử của chuyển động nguyên tử trong chất rắn, khái niệm năng lượng điểm không, phiên bản bán cổ điển của phương trình Schrödinger, và lý thuyết lượng tử của khí đơn nguyên tử với tiên đoán ngưng tụ Bose–Einstein.
Einstein đã công bố hơn 300 công trình khoa học và trên 150 bài báo ở các lĩnh vực khác.[3] Einstein cũng viết thêm và phê bình nhiều về các vấn đề triết học và chính trị.

Tiểu sử

Thời niên thiếu và trường học
 

Einstein còn nhỏ 14 tuổi (1893)

Albert Einstein sinh ra trong một gia đình người Do Thái tại thành phố Ulm, bang Baden-Württemberg, nước Đức. Ông sinh ngày 14 tháng 3 năm 1879. Cha ông, Hermann Einstein, là một kỹ sư đồng thời cũng là người bán hàng. Mẹ ông tên là Pauline Einstein. Năm 1880, gia đình Einstein chuyển về sống tại Munich - nơi cha và chú ông thành lập nên một công ty cung cấp thiết bị điện.
Gia đình ông không theo đạo của người Do Thái. Albert Einstein được theo học tại trường tiểu học Công giáo. Vì là người Do Thái nên ông hay bị các bạn trong lớp trêu chọc. Mặc dù ông gặp một chút trở ngại trong ngôn ngữ, ông là một trong những học sinh giỏi nhất của trường.
Khi Einstein 5 tuổi, ông được chú ông tặng một chiếc la bàn và ông đã để ý và nhận ra rằng trong không gian phải có một cái gì đó làm chuyển động cây kim chỉ hướng. Việc này đã để lại cho ông một ấn tượng sâu sắc với khoa học. Sau đó, ông bắt đầu dựng các mô hình và máy đơn giản, chứng tỏ tài năng thiên bẩm của mình.
Đến năm 1894, công ty của cha ông phá sản. Gia đình ông phải chuyển đến sống ở Ý, đầu tiên là ở Milan rồi mới chuyển đến Pavia sau đó vài tháng. Trong thời gian này, Einstein đã viết công trình khoa học đầu tiên của mình về từ trường. Thật ra ông được ở lại Munich để học hết trung học phổ thông nhưng mùa xuân năm 1895 ông đã rời khỏi đây về Pavia sống với gia đình.
Sau đó Einstein quyết định không học hết trung học mà xin học tại Học viện công nghệ liên bang Thụy Sĩ tại Zürich (ETH). Ông đã trượt kỳ kiểm tra đầu vào mặc dù điểm thi môn Toán và Vật lý rất cao. Do đó ông đã được gửi tới Aarau (Thụy Sĩ) để hoàn thành chương trình học phổ thông. Đến năm 17 tuổi, ông tốt nghiệp và từ bỏ quốc tịch Đức để tránh phải đi nghĩa vụ quân sự và đến học tại khoa toán của trường ETH. Tại đây ông đã gặp người vợ đầu tiên của mình là Mileva Marić, người phụ nữ duy nhất học toán (hai người cưới nhau vào ngày 6 tháng 1 năm 1903). Năm 1900, Albert Einstein tốt nghiệp và sau đó một năm ông đã gia nhập quốc tịch Thụy Sĩ.

Bố Hermann Einstein                                 Mẹ Pauline Koch                                                       Em gái Maja Einstein

Gia đình
 
Albert Einstein có hai lần lập gia thất. Lần thứ nhất năm 1902, lấy nhà nữ toán học người Serbia Mileva Marić (19/12/1875-4/8/1948) và có với nhau ba người con:
• Lieserl Einstein (1902-?): con gái đầu của hai người ngay năm đầu tiên chung sống. Do mẹ của Einstein không ưa Mileva Marić nên khi đó hai người giấu không cho gia đình bên nội biết về sự có mặt của Lieserl.

Albert Einstein và Mileva Maric, 1900

Sự nghiệp khoa học

Phát triển sự nghiệp

Einstein Albert và Elsa

Sau khi tốt nghiệp trường ETH, Thụy Sĩ, ông dạy toán tại một trường đại học kỹ thuật khác ở Winterthur, rồi từ 1902 đến 1908, bắt đầu làm việc cho văn phòng cấp bằng sáng chế kỹ thuật tại Bern, với chức vụ giám định viên kỹ thuật hạng III. Đây chính là thời gian Einstein có những phát kiến quan trọng trong vật lý lý thuyết, và cũng là nền tảng cho sự nghiệp của ông sau này, hoàn toàn làm ngoài giờ và không có nhiều liên hệ trực tiếp với đồng nghiệp và tài liệu khoa học.
 

Einstein năm 42 tuổi (1921)

Einstein nhận bằng tiến sĩ từ Đại học Zurich năm 1905 và cùng năm này xuất bản 3 công trình khoa học trong đó có thuyết tương đối hẹp. Sau khi phát kiến ra nguyên lý tương đương của trọng trường năm 1907, Einstein trở thành giảng viên tại Đại học Bern năm 1908, rồi thành giáo sư vật lý tại Đại học Zurich năm 1909 và bắt đầu được biết đến là một nhà khoa học hàng đầu. 1911, trong khi chuyển đến giảng tại Đại học Karl-Ferdinand ở Praha (thủ đô của Tiệp Khắc lúc đó), ông đưa ra tiên đoán đầu tiên của thuyết tương đối rộng là ánh sáng phải đi theo đường cong khi qua gần Mặt Trời. Một năm sau đó trở lại Zurich tiếp tục phát triển lý thuyết về trọng trường bằng tính toán tensor, với sự giúp đỡ của bạn học và cũng là nhà toán học Marcel Grossmann. Năm 1914 ông quay lại Đức, trở thành thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Đức. Năm 1915, lần đầu thuyết tương đối rộng được xuất bản. Năm 1919, đo đạc với ánh sáng mặt trời khi có nhật thực của một đoàn chuyên gia người Anh đã khẳng định tiên đoán của Einstein vào năm 1911.
 
Einstein nhanh chóng trở nên rất nổi tiếng trên thế giới, còn ở Đức ông lại bị một số phần tử bài Do Thái tấn công. Từ năm 1920 đến năm 1927, ông đi khắp thế giới để thuyết trình và hoạt động xã hội (1921 Mỹ, 1922 Pháp và Nhật, 1923 Palestine, rồi 1924 Nam Mỹ). Năm 1921 cũng là năm Einstein được nhận giải thưởng Nobel về vật lý, không phải cho công trình nổi tiếng nhưng vẫn còn gây tranh cãi vào thời điểm này là lý thuyết tương đối, mà cho những giải thích về hiệu ứng quang điện. Bắt đầu từ năm 1927, Einstein tham gia vào một cuộc tranh luận với Niels Bohr về thuyết lượng tử. Ông làm việc quá sức và lâm bệnh năm 1928. Mặc dù bình phục ngay trong năm này, cường độ làm việc của ông buộc phải giãn hơn trước. Năm 1932, Einstein nhận giảng tại Đại học Princeton, tại Mỹ, và không quay trở lại nữa vì chính quyền chống Do Thái Đức quốc xã đã cầm quyền ở Đức. Năm 1933, ông tiếp tục chu du Oxford, Glasgow, Brussels, Zurich và nhận được những vị trí danh dự mà ông đã từng mơ ước vào năm 1901 từ Jerusalem, Leiden, Oxford, Madrid và Paris. Năm 1935 Einstein quyết định ở lại Princeton thực hiện những cố gắng trong việc thống nhất các định luật của vật lý. Năm 1940 ông nhận quốc tịch Mỹ, và vẫn giữ quốc tịch Thụy Sĩ.

Bức ảnh Einstein thè lưỡi nổi tiếng chụp vào ngày sinh nhật, ngày 14 tháng 3 năm 1951, United Press International

Einstein là một người phản đối chiến tranh và đã gây được 6 triệu đô la tiền quỹ bằng việc bán đấu giá bản viết tay về thuyết tương đối hẹp của mình vào năm 1944. Ông bắt đầu lâm bệnh từ năm 1949 và viết di chúc năm 1950. Năm 1952, chính phủ Israel mời Einstein nhận chức tổng thống, nhưng ông từ chối. Một tuần trước khi mất, Einstein ký tên vào một bức thư kêu gọi các nước không xây dựng vũ khí hạt nhân. Ông mất tại Trenton, New Jersey, 4 giờ chiều ngày 18 tháng 4 năm 1955.

Công trình khoa học

Ông là người đã công bố vào năm 1905 ba bài viết gây nên ảnh hưởng có tính cách mạng đến sự phát triển của vật lý hiện đại.
Trong bài viết thứ nhất, ông đã đề xuất thuyết tương đối hẹp mô tả chính xác hơn các hạt vật chất chuyển động với vận tốc cao. Tiên đề cơ bản của thuyết tương đối hẹp là vận tốc ánh sáng cũng như mọi định luật vật lý là như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính. Einstein biết rõ về kết quả thí nghiệm âm tính của Michelson-Morley, nhưng chưa quen biết với công trình của Hendrik Lorentz sau năm 1895, nên ông đã tự sáng tạo ra biến đổi Lorentz cho mình (Pais 1982, p. 133).
Thuyết tương đối hẹp đòi hỏi nhiều sự thay đổi đối với các định luật cơ học, tuy nhiên các phương trình điện từ của James Clerk Maxwell được phát hiện là thoả mãn hoàn toàn thuyết này mà không cần sự thay đổi gì. Sử dụng thuyết tương đối hẹp, Einstein đã tìm ra được sự tương đương giữa khối lượng nghỉ m0 và năng lượng E của vật chất, mô tả bởi E2-p2c2=m02c4, với c là vận tốc ánh sáng và p là động lượng (tương đối tính). Khi khối lượng tổng cộng (tương đối tính) m=γm0 được dùng (ở đây γ=(1-(v/c)2)½), phương trình đơn giản hoá thành phương trình nổi tiếng E=mc2.
 

Công thức nổi tiếng tại Berlin

Trong bài viết thứ hai, cùng xuất bản vào năm 1905, Einstein đã giải thích được hiệu ứng quang điện bằng cách giả thiết rằng ánh sáng là các hạt chuyển động (gọi là photon) với năng lượng E=hν, ở đây h là hằng số Planck (gọi tên theo nhà vật lý Max Planck) và ν là tần số của hạt photon. Đây là một mở rộng của lý thuyết lượng tử ánh sáng của Planck. Phương trình mà Einstein tiên đoán từ lý thuyết này đã được kiểm chứng bằng thí nghiệm của Robert Millikan vào năm 1916.
Cũng vào năm 1905 ấy, trong bài viết thứ ba, Einstein đã giải thích chuyển động Brown bằng lý thuyết động học, với lập luận cơ bản là chuyển động của các hạt Brown là do sự va đập hỗn loạn của các phân tử. Einstein đã tiếp tục phát triển lý thuyết này đến một phương trình cho thấy các hạt lơ lửng trong không trung trên mặt đất sẽ dần dần tự sắp xếp theo mật độ giảm dần theo hàm mũ tự nhiên từ thấp lên cao. Sử dụng phương trình của Einstein cho chuyển động Brown và phân bố của các hạt, Jean Perrin đã đo được hằng số Boltzmann bằng thí nghiệm.
Einstein sau đó tiếp tục phát triển thuyết tương đối rộng, dựa trên tiên đề là gia tốc đều tương đương với trọng trường hấp dẫn. Tiên đề này thường được biết đến với tên gọi nguyên lý tương đương của trọng trường. Nó mô tả trọng trường như là độ cong của không thời gian. Lý thuyết tương đối rộng sử dụng rất nhiều tính toán tensor Ricci-Curbastro. Einstein cũng đã nghiên cứu mô hình vũ trụ, và thấy là lý thuyết tương đối rộng không thỏa mãn điều kiện đồng nhất, đẳng hướng và cân bằng của vũ trụ, trừ phi thêm vào lý thuyết này một hằng số gọi là hằng số vũ trụ.
Trong phần lớn cuộc đời còn lại của mình, Einstein đã có những cố gắng không thành công trong việc tạo ra một lý thuyết thống nhất có thể mô tả tất cả mọi loại lực của tự nhiên như là các dạng khác nhau của một lực cơ bản nhất. Các lý thuyết của Einstein thường gây nhiều tranh cãi, ngay cả rất nhiều năm sau khi ông công bố chúng. Trong một bản tiến cử Einstein vào Viện Hàn lâm Khoa học Đức, người ta đã viết "Tóm lại, ta có thể nói là hầu như không có một vấn đề lớn nào của vật lý hiện đại mà Einstein không thực hiện những đóng góp quan trọng. Một vài dự đoán nhầm của ông, ví dụ như giả thuyết về các hạt ánh sáng, cũng không thể đem ra để phản bác lại ông được, vì rằng sẽ không thể đưa ra những ý tưởng mới, ngay cả với những môn khoa học chính xác nhất, mà không thỉnh thoảng sẵn sàng đương đầu với may rủi" (Pais 1982, p. 382).
Một nghiên cứu gần đây về bộ não của Einstein, đã được bảo quản cho đến nay (chi tiết có thể xem Regis 1991), người ta thấy khu vực bên trong của não, phần liên quan đến tư duy toán học, rộng hơn bình thường đến 15% (Witelson và các tác giả khác 1999). Ngoài ra, các đường viền não, bình thường chạy từ sau ra trước, không phát triển đối với não của Einstein. Tuy nhiên, chưa thể khẳng định được sự ảnh hưởng của các yếu tố sinh lý bất thường này đến sự sáng tạo khoa học của Einstein.
Do có gốc gác Do Thái, Einstein đã bị công kích bởi một số người bài Do Thái. Khi một truyền đơn được phân phát dưới tiêu đề 100 tác giả chống lại Einstein, Einstein đã viết "Cần gì phải đến 100 người? Nếu tôi thực sự sai, chỉ một là đủ!"
Về Chúa trời:
• "Bất cứ ai cho mình quyền phán xét thế nào là Sự thật và Tri thức đều trở thành hề đối với Chúa trời."
• "Tôi muốn biết Chúa trời đã sinh ra thế giới như thế nào. Tôi không quan tâm đến hiện tượng cụ thể này nọ, trong bối cảnh nọ kia. Tôi muốn biết Chúa đã nghĩ như thế nào, tất cả phần còn lại chỉ là chi tiết."
• "Chúa trời rất khó hiểu, nhưng không ma mãnh."
• "Chúa trời không chơi trò may rủi với thế giới này." (God does not play dice with the Universe.)
• "Khoa học mà thiếu tôn giáo thì khập khiễng. Tôn giáo mà không có khoa học thì mù quáng" (Science without religion is lame. Religion without science is blind.)
Về khám phá khoa học:
• "Sự sáng tạo không phải là sản phẩm của suy luận lô-gic, dù rằng sản phẩm cuối cùng gắn liền với một cấu trúc lô-gic."
• "Tự nhiên chỉ cho chúng ta thấy cái đuôi của con sư tử. Nhưng tôi không nghi ngờ rằng con sư tử là chủ nhân của cái đuôi ấy dù nó không thể xuất đầu lộ diện với tầm vóc khổng lồ của nó." (Pais 1982, p. 235)
• "Từ trên cao, Tự nhiên mỉm cười nhìn xuống, người đã trao cho chúng ta một lòng khao khát khám phá, nhiều hơn là khả năng trí tuệ để làm việc ấy."
• "Đừng lo lắng về khó khăn của bạn trong toán học, tôi đảm bảo với bạn rằng những khó khăn toán học của tôi còn gấp bội."
• Khi được đề cử làm tổng thống Israel, ông từ chối với lý do là ngây thơ về chính trị, nhưng thật ra, đối với ông: "Phương trình quan trọng hơn đối với tôi, vì chính trị là cho hiện tại, còn phương trình là cho vĩnh cửu" [4].
Khi con ông hỏi vì sao ông nổi tiếng, Einstein đã giải thích công lao của ông một cách dễ hiểu và khiêm tốn:
• "Khi con bọ dừa bò theo một cành cây nó không nhận thấy là cành cây bị cong. Cha đã có may mắn nhận thấy cái mà con bọ dừa không nhận thấy con ạ."
Về cách thành công:
• "Suy nghĩ, suy nghĩ đi, suy nghĩ mãi"
• "Nếu như tưởng tượng rằng những gì chúng ta biết là một hình tròn thì những gì ngoài vòng tròn đó thật lớn biết bao."
• "Tôi đã thử hết 99 lần và đã thất bại, nhưng ở lần thứ 100, thành công đã đến với tôi."
Về chiến tranh và chính trị:
• "Tôi không biết Chiến tranh Thế giới thứ 3 sẽ xảy ra khi nào nhưng tôi biết rằng Chiến tranh Thế giới thứ 4, người ta sẽ dùng đá và gậy để ném nhau!"
Những câu nói hài hước:
• Lực hấp dẫn không thể chịu trách nhiệm cho việc con người ta yêu nhau.
• Khi bạn ngồi cạnh một cô gái đáng yêu, hai giờ dường như hai phút. Khi bạn ngồi trên một cái lò nướng đỏ lửa, hai phút tưởng như hai giờ. Đó là sự tương đối.

Chuyện bên lề

• Einstein có tính rất ưa khôi hài. Có lần vua hề Charlot (Charlie Chaplin) nhận được thư khen của Einstein sau khi xem phim Nhật ký đào vàng, Enstein viết: "Ngài chỉ diễn câm thế mà mọi người trên thế giới đều hiểu. Ngài chắc chắn sẽ trở thành một nhân vật vĩ đại". Chaplin đã dí dỏm có thư phúc đáp như sau: "Tôi càng kính phục ngài hơn. Thuyết tương đối của Ngài không ai hiểu gì cả thế mà Ngài trở thành nhân vật vĩ đại rồi".
• Có lần Einstein bị một nhóm ký giả vây quanh. Một người hỏi: "Thưa Ngài, giữa thời gian và sự vô tận có sự khác biệt nhau thế nào?" Einstein vui vẻ trả lời: "Ông bạn thân mến, nếu tôi có thời gian để giải thích cho bạn sự khác biệt đó thì sẽ là sự vô tận trước khi bạn hiểu điều đó"(!)
• Einstein có cuộc sống rất thanh thản, giữa các giờ nghiên cứu miệt mài ông thường tự thư giãn bằng thú vui kéo violon hay tập thể dục.
• Ông cũng có tính đãng trí bác học. Có lần, trên xe buýt ông đánh rơi kính. Đang lom khom sờ soạng dưới sàn xe thì cô bé đứng đối diện nhặt chiếc kính dúi vào tay ông. Ông vồn vã: "Cảm ơn cháu, cháu tên gì nhỉ?" Cô bé véo vào má ông: "Con là Clara Einstein đây Bố ạ!"
• Einstein sống rất vui vẻ với bạn bè và các học trò của mình. Tuy nhiên, người đời vẫn gọi ông là Lữ khách cô đơn - mặc dầu ông có hai đời vợ và khá nhiều người tình.
• Tuy là người Đức nhưng vì có gốc Do Thái (đã có lần được đề nghị làm Tổng thống Israel nhưng ông từ chối) nên ông bị buộc rời nước Đức vào năm 1933. Ông sang dạy học ở Pháp, Bỉ, sau đó sang Mỹ và nhập quốc tịch Mỹ. Tại Mỹ ông bị cơ quan tình báo FBI lập hồ sơ theo dõi dày đến 1427 trang(!) và đã có lần bị đề nghị tước quốc tịch Mỹ. Trong một bức thư gửi Johann Fantova - người tình trong nhiều năm cuối đời, ông đã than vãn: "Không thể vượt qua được thế lực của những kẻ ngu, vì chúng quá đông!"
• Einstein được nhận giải thưởng Nobel vào năm 1921. Năm 2005 là năm kỷ niệm 100 năm ngày ra đời Thuyết tương đối hẹp của Einstein. Nhân loại luôn biết ơn ông và hình ảnh ông được in trên tem, được đúc tượng, vẽ tranh và đặt tên đường phố tại nhiều quốc gia trên thế giới. Năm 1945 ông đã gửi thư cho Tổng thống Mỹ Roosevelt khuyên can không nên sử dụng vũ khí nguyên tử, nhưng Mỹ không nghe ông và đã ném bom nguyên tử xuống Hiroshima và Nagasaki. Tháng 5/1946 ông được bầu làm Chủ tịch ủy ban cảnh giác của các nhà bác học nguyên tử. Cho đến trước khi mất (1955)lúc nào ông cũng tích cực đấu tranh chống lại việc phổ biến vũ khí hạt nhân.