Rad

Ajnštajn je tokom svog života objavio preko pedeset naučnih radova. Takođe je objavio i nekoliko radova koji se ne bave naukom, uključujući O cionizmu (1930), Zašto rat? (1933, zajedno sa Sigmundom Frojdom kao ko-autorom), Svijet kako ga ja vidim (1934), i Izvan mojih poznih godina (1950).  

Tokom 1905. godine, u svoje slobodno vrijeme, on je napisao četiri članka koja su poslužila za zasnivanje moderne fizike, bez mnogo naučne literature na koju bi se mogao pozvati, ili mnogo kolega naučnika sa kojima bi o tome mogao prodiskutovati. Većina fizičara se slaže da su tri od ovih članaka (o Braunovom kretanju, fotoelektričnom efektu i specijalnoj relativnosti) zasluživali da budu nagrađeni Nobelovom nagradom. Ali samo rad o fotoelektričnom efektu bio je spomenut od strane Nobelovog komiteta prilikom dodjeljivanja nagrade, jer je u to vrijeme samo iza njega stajalo mnogo neospornih, eksperimentalnih, dokaza, dok je za druge Ajnštajnove radove Nobelov komitet izrazio mišljenje da bi oni trebalo da budu potvrđeni u toku budućeg vremena.

Neko bi mogao da smatra ironičnim što je nagrada dodjeljena za fotoelektrični efekat, ne samo zato što je Ajnštajn najviše poznat po teoriji relativnosti, već takođe i zato što je fotoefekat kvantni fenomen, a Ajnštajn je, zbog nečega, kasnije postao razočaran kursem koji kvantna teorija zauzela u svome daljem razvoju.

Ajnštajn je objavio seriju ovih naučnih radova u ”Analima fizike". Uobičajeno je da se oni danas nazivaju Annus Mirabilis naučni radovi. Međunarodna unija za čistu i primenjenu fiziku obilježila je 100. godinu od objavljivanja njegovih opsežnih naučnih radova u 1905. kao Svjetsku godinu fizike 2005.

Prvi rad, nazvan "O jednom heurističkom gledanju na proizvođenje i transformaciju svjetlosti"  bio je posebno citiran u saopštenju povodom dodele Nobelove nagrade. U ovom radu, Ajnštajn proširuje Maks Plankovu hipotezu (E = hν) o diskretnim djelićima energije, na svoju vlastitu hipotezu da se elektromagnetna energija (svjetlost) takođe emituje iz materije ili apsorbuje u diskretnim delićima-kvantima čiji je iznos hν (gde je h Plankova konstanta, a ν je frekvencija svetlosti, predlažući tako novi zakon kao objašnjenje fotoelektričnog efekta, jednako kao i svojstava drugih pojava fotoluminiscencije i fotojonizacije.) U kasnijim radovima, Ajnštajn koristi ovaj zakon da opiše Voltin efekat (1906), nastanak sekundarnih katodnih zrakova (1909) i visokofrekventnu granicu zakočnog zračenja (1911). Ključni Ajnštajnov doprinos je u njegovom tvrđenju da je kvantizacija energije uopšte, suštinsko svojstvo svjetlosti, a ne samo, kao što je Maks Plank verovao, neka vrsta ograničenja u interakciji između svjetlosti i materije. Jedan drugi, često previđani, doprinos ovoga rada predstavlja Ajnštajnova izvanredna procena (6.17X10²³) Avogadrovog broja (6.02X10²³). Međutim, kako Ajnštajn u ovom radu „nije“ predložio da je svijetlost sastavljena od čestica, koncept svijetlosti kao snopa „fotona“ neće ni biti predložen sve do 1909. Njegov drugi članak 1905, pod nazivom "O kretanju—zahtevano od strane Molekularne kinetičke teorije toplote—malih čestica suspendovanih u nepokretnoj tečnosti" pokriva njegovu studiju Braunovog kretanja i obezbeđuje emprijske dokaze za postojanje atoma. Prije pojave ovog članka, atom je bio prihvaćen kao koristan koncept, ali fizičari i hemičari su se vatreno raspravljali da li su atomi realni entiteti ili nisu. Ajnštajnovo statističko razmatranje ponašanja atoma dalo je eksperimentatorima način da broje atome gledajući kroz obični mikroskop. Vilhelm Osvald, jedan od vođa anti-atomske škole, kasnije se povjerio Arnoldu Zomerfeldu da se njegova sumnja u atome preobratila u vjerovanje zahvaljujući Ajnštajnovom potpunom objašnjenju Braunovog kretanja.  Braunovo kretanje bilo je takođe objašnjeno i od strane Luja Bašelijera 1900. godine. Ajnštajnov treći rad iste godine, "O elektrodinamici pokretnih tela", bio je objavljen juna mjeseca 1905. Ovaj rad predstavlja uvod u Specijalnu teoriju relativnosti, kao teoriju vremena, prostora, mase i energije, koja je u saglasnosti sa teorijom elektromagnetizma, ali ne opisuje pojavu gravitacije. Dok je razvijao ovaj svoj članak, Ajnštajn je o njemu pisao Milevi kao o „našem radu o relativnom kretanju“, i ovo je navelo neke da pretpostave da je i Mileva imala svoju ulogu u stvaranju ovog čuvenog naučnog rada.

Nekolicina istoričara nauke veruju da su i Ajnštajn i njegova žena oboje bili upoznati sa time da je čuveni francuski matematički fizičar Anri Poenkare bio već objavio relativističke jednačine, par nedjelja prije nego što je Ajnštajn prijavio svoj rad za objavljivanje. Ali mnogi vjeruju da je njihov rad nezavisan i da se razlikuje od Poenkareovog rada u mnogo prelomnih momenata, naime, u pogledu „etera“, Ajnštajn odriče postojanje etera, dok ga Poenkare smatra suvišnim. Slično tome, još uvek je diskutabilno da li je on znao za rad iz 1904. Hendrika Antona Lorenca, koji sadrži u sebi veći deo jednačina ove teorije i na koga se Poenkare poziva u svom radu. Većina istoričara, međutim, vjeruje da se ajnštajnovska relativnost razlikuje na mnogo ključnih načina od drugih teorija relativnosti koje su kružile u to vreme, i da mnoga pitanja u vezi sa prioritetom ovog otkrića izrastaju iz obmanjive slike Ajnštajna kao genija koji je radio u potpunoj izolaciji. Mada je sigurno da je Ajnštajn diskutovao o fizici sa Milevom, ne postoje solidni dokazi o tome da je ona učinila neki značajan doprinos njegovom radu.

U četvrtom radu, "Da li inercija tijela zavisi od njegovog energetskog sadržaja?", objavljenom krajem 1905, on pokazuje da je iz relativističkih aksioma moguće izvesti čuvenu jednakost koja izražava ekvivalenciju između mase i energije. Energetski ekvivalent (E) nekog iznosa mase (m) jednak je masi pomnoženoj sa kvadratom brzine svetlosti (c): E = mc². Međutim, Poenkare je bio prvi koji je objavio ovu “energetsku jednakost” 1900. godine, u neznatno drugačijoj formi, naime kao: m = E / c² .