GODINE 1905. dvadesetšestogodišnji Albert Einstein, koji je radio kao službenik u patentnom zavodu, objavio je četiri znanstvena rada koja su promijenila naše poimanje svijeta u kojem živimo — od njegovih najsitnijih čestica do najvećih galaksija. Neki od tih radova pomogli su drugim znanstvenicima da dođu do mnogih izuma koji su u posljednjih 100 godina uvelike promijenili ljudski život.

“U suvremenoj fizici gotovo da ne postoji nijedna važna postavka koja barem djelomično ne potječe od Einsteina”, rekao je Isidor Rabi, dobitnik Nobelove nagrade. Što je to Einstein otkrio prije sto godina?

U znanstvenom radu koji je objavio u ožujku 1905. Einstein je otkrio neke tajne o svjetlosti. Znanstvenici su već prije otkrili da svjetlost putuje kroz prostor slično kao valovi koji se šire površinom jezera. Međutim, na temelju valne teorije nije se moglo objasniti zašto zagasitoplava svjetlost stvara električnu struju kad naiđe na određene metale, dok žarkocrvena svjetlost nema takav učinak. Einsteinov rad pomogao je da se objasni taj takozvani fotoelektrični efekt.

Einstein je tvrdio da se u nekim slučajevima svjetlost može shvatiti kao roj sitnih čestica energije, koje su kasnije nazvane fotoni. Kad fotoni imaju odgovarajuću energiju, odnosno boju, mogu iz atoma nekih metala izbaciti elektrone. (Fotoni crvene svjetlosti preslabi su da bi to učinili.) To međudjelovanje dovodi do kretanja električki nabijenih čestica u materiji. Suvremeni izumi kao što su katodne cijevi televizijske kamere, solarne ćelije i svjetlomjeri fotoaparata zasnivaju se na Einsteinovom objašnjenju fotoelektričnog efekta.

Godine 1921. Einstein je dobio Nobelovu nagradu za fiziku za svoj rad u kojem je objasnio prirodu svjetlosti. Taj njegov rad doprinio je razvoju nove znanstvene discipline koja se naziva kvantna teorija. Potom je kvantna teorija omogućila razvoj mnogih novih grana znanosti, kao što su nuklearna fizika, elektronika i nanotehnologija.

Einstein se 1905. bavio i istraživanjem atoma i molekula. Iznio je teoretsko objašnjenje o tome kako oni djeluju na sićušna zrnca peluda koja su raspršena u vodi. Godine 1827. biolog Robert Brown pod mikroskopom  je gledao zrnca peluda uronjena u vodu te je primijetio da je njihovo gibanje kaotično. Taj “ples” zrnaca peluda nazvao je Brownovo gibanje, no nije znao objasniti njegov uzrok.

Einstein je u svom radu koji je objavio u svibnju 1905. objasnio na koji način titrajuće molekule vode uzrokuju Brownovo gibanje. Izračunao je veličinu molekule vode i čak je predvidio specifična svojstva njenih atoma. Kasnije su drugi znanstvenici proveli istraživanja na temelju njegovih predviđanja i otklonili svaku sumnju u postojanje atoma. Suvremena fizika zasniva se na postavci da je materija sačinjena od atoma.

Specijalna teorija relativnosti, koju je Einstein objavio u lipnju 1905, nije se slagala s temeljnom tezom koju su zastupali znanstvenici poput Isaaca Newtona, naime da vrijeme ima stalnu, nepromjenjivu vrijednost u čitavom svemiru. Einsteinova teorija relativnosti, koja je danas općeprihvaćena, može u praksi djelovati pomalo neobično.

Naprimjer, zamislite da vi i vaš prijatelj savršeno sinkronizirate svoje satove. Potom vaš prijatelj krene avionom na put oko svijeta, a vi ostanete kod kuće. Kad se on vrati s putovanja, njegov će sat malo kasniti za vašim. Gledano iz vaše perspektive, vrijeme je sporije teklo vašem prijatelju koji je putovao po svijetu. Naravno, ta je razlika neizmjerno mala pri brzinama kojima se kreću ljudi. Međutim, kad se radi o većim brzinama koje se približavaju brzini svjetlosti, vrijeme znatno sporije teče, predmeti postaju manji, a njihova se masa povećava. Einsteinova teorija tvrdi da je brzina svjetlosti, a ne vrijeme, nepromjenjiva veličina u čitavom svemiru.

U rujnu 1905. Einstein je objavio znanstveni rad koji se smatra matematičkim pojašnjenjem njegove specijalne teorije relativnosti. U tom je radu iznio formulu E=mc² po kojoj je danas poznat diljem svijeta. Ta jednadžba pokazuje da je količina energije koja se oslobodi pri cijepanju atoma jednaka umnošku izgubljene mase i kvadrata brzine svjetlosti.

Zahvaljujući radu znanstvenika kao što je bio Einstein čovječanstvo je mnogo naučilo o svemiru. No sve znanje kojim ljudi danas raspolažu još uvijek nije puno veće od onog koje je u drevno doba opisao čovjek po imenu Job. Govoreći o Stvoriteljevim djelima, on je ponizno priznao: “Gle, to su dijelovi putova njegovih; ali kako je mali dio što čusmo o njemu?” (Job 26:14).