Nguồn: Albert Einstein born, History.com

Biên dịch: Nguyễn Thị Kim Phụng

Vào ngày này năm 1879, Albert Einstein – con trai của một kỹ sư điện người Do Thái sinh sống ở Ulm, Đức – đã ra đời. Lý thuyết tương đối (thuyết tương đối rộng và thuyết tương đối hẹp) của Einstein đã làm thay đổi quan điểm của con người về vũ trụ, đồng thời công trình về lý thuyết hạt và năng lượng của ông đã làm nền tảng cho cơ học lượng tử, và sau này là bom nguyên tử.

Sau quãng đời thơ ấu ở Đức và Ý, Einstein đến theo học vật lý và toán học tại Học viện Bách khoa Liên bang tại Zurich, Thụy Sĩ. Ông trở thành một công dân Thụy Sĩ và đã được nhận bằng tiến sĩ từ Đại học Zurich trong khi làm việc tại Cục Bằng Sáng chế Thụy Sĩ ở Bern vào năm 1905. Đây cũng là năm mà các nhà sử học nghiên cứu sự nghiệp của Einstein gọi là annus mirabilis – “Năm Kỳ diệu” – khi ông cho xuất bản năm nghiên cứu lý thuyết vốn có ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của ngành vật lý hiện đại.

Trong nghiên cứu đầu tiên trong số này, có tựa đề On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light, Einstein đưa ra giả thuyết rằng ánh sáng được tạo thành từ các hạt lượng tử rời rạc (photon) có tính chất sóng. Là một bước quan trọng trong sự phát triển của lý thuyết lượng tử, giả thuyết này được Einstein đưa ra sau khi kiểm tra hiệu ứng quang điện, một hiện tượng trong đó một số chất rắn sẽ phát ra các hạt tích điện khi bị chiếu bởi các tia sáng. Công trình này sau đó đã giúp ông giành giải Nobel Vật lý năm 1921.

Trong nghiên cứu thứ hai, Einstein đề xuất một phương pháp mới để đếm và xác định kích thước của các nguyên tử và phân tử trong một không gian nhất định, và ở nghiên cứu thứ ba, ông đưa ra một lời giải thích toán học cho sự dịch chuyển thất thường nhưng liên tục của các hạt lơ lửng trong chất lỏng, được gọi là Chuyển động Brown. Hai nghiên cứu này cung cấp bằng chứng không thể chối cãi về sự tồn tại của các nguyên tử, mà lúc đó vẫn còn đang được nhiều nhà khoa học tranh cãi.

Công trình khoa học đột phá thứ tư trong năm 1905 của Einstein đã đề cập đến cái mà ông gọi là lý thuyết tương đối hẹp (lý thuyết tương đối đặc biệt). Theo thuyết này, thời gian và không gian không phải là tuyệt đối, mà là tương đối, phụ thuộc vào chuyển động của người quan sát. Vì vậy, hai người quan sát đi với tốc độ rất nhanh về phía nhau sẽ không nhất thiết phải quan sát đồng thời cùng một sự kiện trong cùng một lúc, và cũng không nhất thiết có cùng phép đo không gian. Trong lý thuyết của Einstein, tốc độ ánh sáng – tốc độ cực đại của bất kỳ vật thể nào có khối lượng – là hằng số trong tất cả các khung tham chiếu. Trong nghiên cứu thứ năm của ông trong năm đó, một lời giải thích toán học cho thuyết tương đối hẹp, Einstein đã tuyên bố rằng khối lượng và năng lượng có sự tương đương, và có thể được tính bằng một phương trình, E = mc².

Mặc dù các nghiên cứu khoa học mang tính cách mạng của ông không được công chúng nhanh chóng đón nhận, nhưng Einstein đã được chào mừng vào nhóm các nhà vật lý nổi tiếng nhất Châu Âu và đã được nhận chức giáo sư tại Zýrich, Prague, và Berlin. Năm 1916, ông xuất bản cuốn The Foundation of the General Theory of Relativity, trong đó đề xuất rằng trọng lực, cũng như chuyển động, có thể ảnh hưởng đến thời gian và không gian. Theo Einstein, lực hấp dẫn không phải là lực, như Isaac Newton đã lập luận, mà là là một đường cong trong không-thời gian liên tục (space-time continuum), được tạo ra bởi sự có mặt của khối lượng. Do đó, một vật thể khối lượng rất lớn, chẳng hạn như Mặt Trời, có thể làm cong không gian và thời gian xung quanh nó, điều này có thể được chứng minh qua việc quan sát ánh sáng của các ngôi sao chổi khi nó đi quanh Mặt Trời trên đường tới Trái Đất. Năm 1919, các nhà thiên văn học nghiên cứu về nhật thực đã xác thực dự đoán của Einstein trong lý thuyết tương đối rộng, và ông trở thành người nổi tiếng chỉ sau một đêm. Sau đó, các nhà khoa học đã xác nhận các dự đoán khác của thuyết tương đối rộng, chẳng hạn như sự dịch chuyển quỹ đạo của sao Thủy và sự tồn tại của các hố đen.

Trong thập niên tiếp theo, Einstein tiếp tục đóng góp cho lý thuyết lượng tử và bắt đầu nghiên cứu lý thuyết trường thống nhất, với hy vọng sẽ kết hợp cơ học lượng tử và lý thuyết tương đối của ông thành một giải thích lớn về hoạt động của vũ trụ. Là một nhân vật nổi tiếng thế giới, ông ngày càng lấn sân sang chính trị, ủng hộ chủ nghĩa phục quốc Do Thái (Zionism) và lên tiếng chống lại chủ nghĩa quân phiệt và tái vũ trang. Ở Đức, điều này khiến ống trở thành một nhân vật không được ưa chuộng, và sau khi nhà lãnh đạo Đức Quốc Xã Adolf Hitler trở thành Thủ tướng Đức vào năm 1933, Einstein đã từ bỏ quốc tịch Đức và rời khỏi đất nước.

Sau đó, ông đến định cư tại Mỹ và làm việc tại Viện Nghiên cứu Nâng cao ở Princeton, New Jersey. Ông ở lại đó cho đến cuối đời, tập trung phát triển thuyết trường thống nhất và thư giãn bằng cách đi thuyền trên hồ hoặc chơi đàn violon. Ông trở thành công dân Mỹ vào năm 1940.

Năm 1939, mặc dù là người ủng hộ hòa bình, Einstein đã đồng ý viết thư cho Tổng thống Franklin D. Roosevelt, thay mặt cho một nhóm các nhà khoa học lo ngại vì Mỹ không có hành động gì trong lĩnh vực nghiên cứu vũ khí nguyên tử. Giống như các nhà khoa học khác, điều khiến ông sợ là việc chỉ có duy nhất nước Đức sở hữu một vũ khí như vậy. Tuy nhiên, ông không có vai trò gì trong Dự án Manhattan và việc sử dụng bom nguyên tử chống lại Nhật Bản. Sau chiến tranh, ông kêu gọi thành lập một chính phủ thế giới nhằm kiểm soát công nghệ hạt nhân và ngăn chặn xung đột vũ trang trong tương lai.

Năm 1950, ông xuất bản lý thuyết trường thống nhất của mình, vốn đã bị phê bình nhẹ nhàng là một thất bại. Ngày nay, lời giải thích thống nhất về lực hấp dẫn, hiện tượng hạ nguyên tử, và điện từ vẫn còn rất khó nắm bắt. Albert Einstein, một trong những bộ óc sáng tạo nhất trong lịch sử nhân loại, đã qua đời ở Princeton vào năm 1955.