論文1：光電効果（1905年3月）
アインシュタインは、光はそれぞれが振動数に比例したエネルギーを持つ「光子」という離散的な粒子の塊であることを示しました（E = hν）。これにより、強さにかかわらず、あるしきい値以上の振動数を持つ光が当たると金属から電子が放出される理由が説明されました。これはプランクの量子仮説を裏付け、量子光学の基礎を築きました。この論文は、相対性理論ではなく、アインシュタインに1921年のノーベル物理学賞をもたらしました。
論文2：ブラウン運動（1905年5月）
アインシュタインは、流体に懸濁した粒子のランダムな運動（ブラウン運動）を分子衝突の結果として計算し、測定可能な予測を導き出しました。それは、粒子の平均二乗変位が時間に比例するというものです。1908年のペランによる実験的裏付けにより、1905年当時まだ多くの物理学者が疑っていた原子の物理的実在が初めて直接的に証明されました。
論文3：特殊相対性理論（1905年6月）
「すべての慣性系において物理法則は同じである」および「すべての系において光速度は不変である」という2つの公準から、アインシュタインは時間の遅れ、長さの収縮、同時性の相対性を導き出しました。ニュートン力学の絶対空間と絶対時間は廃止されました。この論文は、実験結果の引用が一切ないまま提出されました。
論文4：E = mc²（1905年9月）
相対性理論の論文に続く3ページの補足論文で、質量とエネルギーが等価であること（E = mc²）が示されました。少量の質量は膨大なエネルギーを放出できます（c² = 9 × 10¹⁶ m²/s²）。核分裂や核融合は、質量変換を通じてエネルギーを放出します。この方程式は単に核兵器を予測しただけでなく、すべての物質が凍結されたエネルギーの一形態であることを明らかにしました。
よくある質問
アインシュタインは奇跡の年1905年に何を出版しましたか？
1905年、アインシュタインは4つの論文を発表しました。(1) 光電効果（光を光子と説明し、量子光学を創設）、(2) ブラウン運動（原子の物理的実在を証明）、(3) 特殊相対性理論（絶対空間と時間を廃止）、(4) E=mc²（質量とエネルギーが等価であることを提示）。
アインシュタインはどのノーベル賞を、何のために受賞しましたか？
アインシュタインは、相対性理論ではなく、光電効果の法則の発見に対して1921年のノーベル物理学賞を受賞しました。ノーベル委員会は、1921年当時は相対性理論をあまりに論争的で推測的すぎると見なしていました。受賞理由は、実験的に確認されていた光電効果の光子による説明でした。
アインシュタインはこれらの論文を発表したとき、すでに有名でしたか？
いいえ。1905年当時のアインシュタインは、PhDは持っていましたが、アカデミックな職に就いていない26歳の特許局職員でした。彼はいくつかの小さな論文を発表していましたが、1905年の論文は『Annalen der Physik』に投稿され、すべて受理されました。世間的な評価は徐々に高まったもので、特殊相対性理論は当初、多くの物理学者に無視されており、受け入れられるまで何年もかかりました。