Anul miracolelor lui Albert Einstein: teoria luminii

extras din Einstein de John Rigden 1905′:

în lucrarea din martie 1905, Einstein a contestat direct Ortodoxia fizicii: Ortodoxia care a crescut și s-a întărit de peste un secol; Ortodoxia care s-a bazat pe experimentul de bază și pe teoria de departe.

toți fizicienii din 1905 știau ce este lumina. Fie de la soare sau un bec incandescent, lumina a fost cunoscut a fi un val; adică, o succesiune de creste la fel de distanțate, separate de jgheaburi la fel de distanțate, unde distanța dintre creste (sau jgheaburi) a determinat culoarea luminii. Toți oamenii de știință știau, fără îndoială, că lumina își are originea la o sursă, se răspândește uniform și continuu prin tot spațiul accesibil și se propagă din loc în loc ca crestături și jgheaburi electromagnetice. Lumina a fost numită undă electromagnetică sau, mai general, radiație electromagnetică. În 1905, natura valurilor luminii a fost un fapt stabilit, incontestabil.

în fața acestei cunoașteri universale, Einstein a propus că lumina nu era o undă continuă, ci consta din particule localizate. După cum a scris Einstein în introducerea lucrării sale din martie, „conform presupunerii care trebuie avută în vedere aici, atunci când o rază de lumină se răspândește dintr-un punct, energia nu este distribuită continuu pe spații în continuă creștere, ci constă dintr-un număr finit de cuante de energie care sunt localizate în puncte din spațiu, se mișcă fără divizare și pot fi absorbite sau generate doar ca un întreg.”

această propoziție a fost numită „cea mai” revoluționară ” propoziție scrisă de un fizician al secolului 20.”

Einstein a anticipat impactul lucrării sale, în mai 1905, înainte ca lucrarea să apară în tipar, l-a informat pe prietenul său Conrad Habicht că o lucrare viitoare despre proprietățile luminii a fost „foarte revoluționară.”Dintr-o perspectivă modernă, cel puțin trei dintre lucrările lui Einstein din 1905 au fost la fel de inovatoare, dar pentru Einstein în 1905, doar „presupunerea luată în considerare aici” a reprezentat o ruptură bruscă cu tradiția stabilită. A fost revoluționar la acea vreme și a rămas revoluționar. În iunie 1906, viitorul fizician câștigător al Premiului Nobel Max Laue i-a scris lui Einstein negând fără echivoc presupunerea lui Einstein:

„când, la începutul ultimei tale lucrări, îți formulezi punctul de vedere euristic în sensul că energia radiantă poate fi absorbită și emisă numai în cuante finite specifice, nu am nicio obiecție de făcut; toate aplicațiile tale sunt de asemenea de acord cu această formulare. Acum, aceasta nu este o caracteristică a proceselor electromagnetice în vid, ci mai degrabă a materiei care emite sau absoarbe și, prin urmare, radiația nu constă din cuante de lumină așa cum se spune în s.6 din prima dvs. lucrare; mai degrabă, numai atunci când schimbă energie cu materia se comportă ca și cum ar fi constat din ele.”

Laue a fost aparent dispus să admită că în procesul de emisie și absorbție au fost implicate cuante de lumină, dar dincolo de aceasta, el a fost adamant: lumina a călătorit prin vidul spațiului ca o undă, nu ca cuante. Laue nu era singur în credința lui. În 1905, amploarea plecării lui Einstein de la credința sancționată despre lumină a fost atât de tulburătoare încât teoria sa a particulelor de lumină nu a fost acceptată timp de două decenii.