alt=|mini|300x300px|Fotoelektrični učinak također pokazuje dualizam: ulazni fotoni dolaze s lijeve strane i udaraju metalnu ploču (na dnu), izbijaju elektrone, koji su prikazani kako izlijeću na desnu stranu. mini|300px|desno|Prema Općoj teoriji relativnosti, planet u svom obilasku oko Sunca opisuje elipsu koja se polako okreće u svojoj ravnini (primjer Merkurova perihela). Albert Einstein (, Ulm, 14. ožujka 1879. – Princeton, New Jersey, 18. travnja 1955.) bio je teorijski fizičar. Mladost je provodio u Münchenu, Italiji i zatim u Švicarskoj, gdje je (1900.) završio studij na Tehničkoj visokoj školi u Zürichu. Od godine 1902. do 1909. radio je u Bernu u patentnom uredu. U tom razdoblju otkrio je niz osnovnih zakona prirode (brzinu svjetlosti kao maksimalnu brzinu, rastezanje vremena i novo objašnjenje rastezanja dužina, te ekvivalentnost mase i energije, korpuskularnu prirodu svjetlosti i načelo ekvivalencije, osnovu opće teorije relativnosti). Godine 1909. postao je izvanredni profesor teorijske fizike na Sveučilištu u Zürichu, a 1911. profesor teorijske fizike u Pragu; 1912. vratio se u Zürich i postao redoviti profesor na Tehničkoj visokoj školi. 1914. izabran je za člana Pruske akademije znanosti te u Berlinu ravnatelj Instituta za fiziku cara Wilhelma. Po Hitlerovu dolasku na vlast (1933.) Einsteinu je odriješen dužnosti i zaplijenjen mu je imetak. U znak prosvjeda Einstein se odrekao njemačkoga državljanstva i otišao u SAD, gdje je do kraja života radio u Institutu za viša znanstvena istraživanja u Princetonu. Početkom Prvoga svjetskog rata odbio je potpisati deklaraciju njemačkih učenjaka koji su se složili s ulaskom Njemačke u rat. Na njegovo upozorenje 1939. da bi Nijemci mogli načiniti atomsku bombu, započeli su u SAD-u istraživački radovi za proizvodnju takve bombe (Projekt Manhattan). Poslije se Einstein borio protiv primjene tog oružja.
Einsteinovo je glavno djelo njegova teorija relativnosti (1916.), važna za daljnji razvoj teorijske fizike, koja duboko zahvaća i filozofske koncepcije, napose o prostoru i vremenu, a povrh toga u probleme kozmologije i kozmogonije. Einstein je nastavio razrađivati teoriju relativnosti pa je zadnjih godina života razviti takozvanu unificiranu teoriju polja, koja poopćuje njegovu teoriju gravitacije i uključuje teoriju elektromagnetizma. Godine 1905. uveo je hipotezu o kvantima svjetlosti ili fotonima, to jest pretpostavku da se svjetlost može shvatiti i korpuskularno, kao roj čestica, kada treba objasniti neke pojave, napose fotoelektrični učinak. Analiza te pojave pokazuje da se ona može lako objasniti ako se pretpostavi da postoje kvanti svjetlosti, a da ostaje nerazumljiva na temelju predodžbe svjetlosti kao elektromagnetskih valova. Einstein je postavio vezu između energije E fotona i frekvencije svjetlosti ν kao valne pojave, u obliku:
gdje je: h = 6,626 069 3 · 10−34 Js (Planckova konstanta); potpuno objašnjenje dvojne prirode svjetlosti, koja se prema okolnostima očituje kao korpuskularna ili kao valna pojava, daje tek moderna kvantna fizika. Godine 1907. Einstein je razvio kvantnu teoriju specifične topline, koju je dalje usavršio P. Debye. Godine 1917. izveo je prve kvantne zakone za materiju (1900. M. Planck otkrio je prve kvantne zakone za zračenje). Za radove na polju kvantne teorije Einsteinu je 1921. dodijeljena Nobelova nagrada za fiziku. Einstein je pokazao da Brownovo gibanje nastaje kao posljedica sudara molekula tekućine sa sitnim česticama suspendiranima u tekućini i tako pridonio potvrdi kinetičke teorije topline, primijenivši je i na tekućine. U vezi s tim problemima dao je još nekoliko prinosa, koji se nadopunjuju radovima Mariana Smoluchowskoga. Einstein i W. J. de Haas pokusima su ostvarili žiromagnetski učinak, koji se sastoji u tome da željezni štap pri magnetiziranju dobiva vrlo malen moment impulsa. Ubraja se među najvažnije fizičare.
Životopis Djetinjstvo: osnovnoškolsko i srednjoškolsko doba
Albert Einstein je rođen 14. ožujka 1879., otprilike u 11:30 sati, u židovskoj obitelji, nastanjenoj u gradu Ulm u pokrajini Württemberg, što je oko 100 kilometara istočno od Stuttgarta. Njegov otac bio je Hermann Einstein, po zanimanju trgovac, koji se kasnije bavio elektrokemijskim poslovima, a majka mu je bila Paulina Einstein, djevojačko Koch. Oni su se vjenčali u Stuttgart-Bad Cannstattu. Po Albertovom rođenju, njegova majka navodno je bila preplašena, jer je mislila da je glava njenog novorođenčeta previše velika i da je loše oblikovana. Pošto je veličina njegove glave, čini se, bila manje vrijedna pažnje kako je on bivao stariji (što je očigledno sa svih fotografija na kojima se vidi da mu je glava bila proporcionalna veličini tijela u svim periodima života), ovu njegovu osobinu na dalje su tretirali kao neku vrstu benigne makrocefalnosti odnosno smatrali su da proporcije njegove glave nisu ni u kakvoj vezi s nekom mogućom bolešću, niti da imaju bilo kakvog utjecaja na njegove kognitivne sposobnosti. mini|lijevo|220px|Albert Einstein kao dijete, ovo je ujedno i najstarija postojeća slika Alberta Einsteina. Još jedna, poznatija, osobina Einsteinovog djetinjstva predstavlja činjenica da je on progovorio kasnije nego većina prosječne djece. Einstein je sam tvrdio da nije progovorio prije svoje treće godine i da je i tada to nevoljko radio sve do uzrasta od devet godina. Zbog ovog Einsteinovog zakasnjelog razvoja govornih sposobnosti i njegove kasnije dječačke sklonosti da izbjegava svaku temu u školi koja mu je dosadna, a da se snažno koncentrira samo na ono što ga interesira, neki od njegovih poznavalaca iz tog vremena, kao na primjer jedna obiteljska kućna pomoćnica, predlagali su čak da je on možda dijete s posebnim potrebama. Ovo posljednje zapažanje nije, međutim, bilo i jedino u Einsteinovom životu koje je išlo za tim da mu se prikače nekakvi kontroverzni epiteti ili da se označi nekom patološkom naljepnicom. Pošto se nitko od članova Albertove obitelji nije strogo pridržavao židovskih vjerskih običaja, i za njega je bilo dozvoljeno da pohađa katoličku osnovnu školu. Iako mu se u početku nisu baš sviđale sve lekcije koje je čuo u toj školi, a nerijetko ih je i propuštao, on je kasnije, na primjer, često nalazio veliko zadovoljstvo i utjehu u Mozartovim violinskim sonatama.
Počevši od 1889., student medicine po imenu Max Talmud (kasnije Talmey), koji je četvrtkom navečer posjećivao Einsteinove u razdoblju od šest godina,Dudley Herschbach, "Einstein as a Student," Odjel za kemiju i biokemiju, Sveučilište Harvard, Cambridge, MA, SAD, str. 3, web: HarvardChem-Einstein-PDF : O Talmudovim šestogodišnjim posjetama četvrtkom. upoznaje Einsteina s ključnim znanstvenim i filozofskim tekstovima, uključujući Kantovu Kritiku čistog uma. Dvojica njegovih ujaka na dalje će hraniti ovu njegovu intelektualnu radoznalost, tijekom njegovog kasnijeg djetinjstva i razdoblje rane adolescencije, nabavljajući mu ili mu preporučavajući za čitanje knjige iz oblasti znanosti, matematike i filozofije. Einstein je pohađao Gimnaziju Luitpold, gdje je stekao relativno napredno i, za to vrijeme, moderno obrazovanje. S učenjem matematike započeo je negdje oko dvanaeste godine (1891.), učeći samostalno iz školskih udžbenika Euklidovu geometriju u ravnini, a infinitezimalni račun počeo je izučavati četiri godine kasnije. Einstein je shvatio kolika je moć aksiomatskog, deduktivnog, razmišljanja proučavajući Euklidove Elemente, koje je on nazivao svetom geometrijskom knjižicom. Dok je bio u gimnaziji, Einstein se često sukobljavao sa školskim autoritetima i vrijeđao upravu, vjerujući da je duh učenja i kreativnog razmišljanja izgubljen zbog nastojanja na čistm pamćenju gradiva. mini|lijevo|220px|Einstein u dobi od 14 godina, fotografiran malo prije odlaska obitelji Einstein u Italiju. Godine 1894., nakon propasti elektrokemijskih poslova njegovog oca Hermanna, Albert se seli iz Münchena u Paviju, talijanski grad blizu Milana. Einsteinov prvi znanstveni rad, pod nazivom Istraživanje stanja etera u magnetskom polju, bio je ujedno tada napisan i za jednog od njegovih ujaka. Albert je ostao u Münchenu želeći završiti školu, ali je završio samo jedan semestar, prije nego što je napustio gimnaziju u proljeće 1895., da bi se pridružio svojoj obitelji u Paviji. On napušta školu godinu i pol dana prije završnih ispita, ne govoreći o tome ništa svojim roditeljima, uvjeravajući školsku upravu da mu dozvole odlazak uz pomoć lijekarskog uvjerenja dobivenog od jednog prijateljski nastrojenog liječnika. Ali to je ujedno značilo i da neće dobiti svjedodžbu o završenoj srednjoj školi. Te godine, u uzrastu od 16 godina, on stvara misaoni pokus poznat kao Einsteinovo ogledalo. Zureći u ogledalo, on je pokušavao dokučiti što bi se dogodilo s njegovom slikom u zrcalu ako bi se on počeo kretati brzinom svjetlosti. Njegov zaključak, da je brzina svjetlosti neovisna o brzini promatrača (brzine njenog izvora), koji je, između ostalog, bio potaknut i ovim razmišljanjem, kasnije će postati jedan od dva postulata specijalne relativnosti.
Iako je pokazao odličan uspjeh na matematičkom i znanstvenom dijelu prijemnog ispita za upis na Savezni politehnički institut u Zürichu, današnji ETH Zürich, njegov neuspjeh u dijelu ispita iz slobodnih vještina osujetio je ove njegove planove. Njegova ga obitelj tada šalje u Arau, u Švicarskoj, da završi srednju školu. Tada postaje jasno da on neće biti inženjer elektrotehnike, kao što se njegov otac dotada nadao. Tamo, on sluša povremena predavanja iz Maxwellove elektromagnetske teorije i konačno prima svoju diplomu u rujnu 1896. U to vrijeme on stanuje u obitelji profesora Josta Wintelera gdje se zaljubljuje u Sofiju Winteler, kćer profesora Wintelera. Einsteinova sestra Maja, koja je vjerojatno bila njemu najbliža osoba u to vrijeme, kasnije će se udati za Wintelerovog sina Paula, a Einsteinov prijatelj Michele Besso oženit će Wintelerovu drugu kćer, Annu. Einstein se u listopadu upisuje na Savezni politehnički institut i prelazi u Zürich, dok Sofia odlazi u Olsberg gdje je čeka posao učiteljice. Iste godine on obnavlja svoje njemačko državljanstvo.
U jesen 1896., Srpkinja Mileva Marić započinje svoje studije medicine u Zürichu, da bi se već poslije prvog semestra prebacila na Savezni politehnički institut gdje, kao jedina žena upisana te godine, studira na istom smjeru kao i Albert. Milevino druženje s Albertom razvit će se u pravu ljubavnu romansu tijekom sljedećih par godina, unatoč negodovanju Albertove majke kojoj je smetalo to što je ona previše stara za njega, što nije Židovka i što ima fizičku manu (jedna noga bila joj je nešto kraća od druge).
Godine 1900., Einstein je stekao diplomu Saveznog politehničkog instituta koja mu je omogućavala da se bavi nastavnim radom. Iste godine on prijavljuje za objavljivanje svoj prvi rad o kapilarnim silama, pod naslovom Rezultati promatranja kapilarnih pojava (njem. Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen). U ovom svom radu, on pokušava ujediniti različite zakone fizike, dakle čini pokušaj u onome što će bez prekida nastojati tijekom cijelog svog života. Preko svoga prijatelja, inženjera Michelea Bessoa, Einstein će se upoznati s djelom Ernsta Macha, kojeg će kasnije nazivati najboljom rezonatorskom kutijom Europe za fizikalne ideje. Tijekom tog vremena, Einstein razmjenjuje i dijeli svoje znanstvene zanimacije s grupom bliskih prijatelja, uključujući Bessoa i Milenu. Oni tada sami sebe nazivaju Olimpija Akademijom. Einstein i Milena dobivaju u to vrijeme izvanbračnu kćer, Lieserl Einstein, rođenu u siječnju 1902. Sudbina ovoga djeteta do danas je nepoznata. Neki vjeruju da je ona umrla odmah po rođenju, dok drugi vjeruju da su je roditelji dali na usvajanje.
Zaposlenje i doktorat