論文1：光電効果(1905年3月)
アインシュタインは光が離散的なパケット、すなわち光子で構成されており、各光子は周波数に比例したエネルギー(E = hν)を持つことを示した。これは金属が強度に関わらず一定周波数以上の光に当たると電子を放出する理由を説明した。プランクの量子仮説を確認し量子光学を創設した。この論文は相対性理論ではなく、1921年のノーベル物理学賞をアインシュタインにもたらした。
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出した。粒子の平均二乗変位は時間に比例する。1908年のペランの実験的確認は原子の物理的存在の初の直接的証明を提供した。1905年、多くの物理学者はまだこれを疑っていた。
論文3：特殊相対性理論(1905年6月)
2つの公準から始まった。物理法則はすべての慣性系で同一であり、光速はすべての系で一定である。アインシュタインは時間膨張、長さ収縮、同時性の相対性を導出した。ニュートン的な絶対空間と時間は廃止された。この論文は実験結果の引用なしに投稿された。
論文4：E = mc²(1905年9月)
相対性理論論文の3ページの続論は、質量とエネルギーが等価であることを示した。E = mc²。小さな質量は莫大なエネルギーを放出できる(c² = 9 × 10¹⁶ m²/s²)。原子核分裂と融合は質量変換によってエネルギーを放出する。この方程式は核兵器を予測しただけではなく、すべての物質が凍結したエネルギーの形態であることを明らかにした。
Frequently Asked Questions
アインシュタインは奇跡の年1905年に何を発表したのか。
1905年、アインシュタインは4つの論文を発表した。(1)光電効果、光を光子として説明し量子光学を創設した。(2)ブラウン運動、原子の物理的存在を証明した。(3)特殊相対性理論、絶対的な空間と時間を廃止した。(4)E=mc²、質量とエネルギーが等価であることを示した。
アインシュタインはどのノーベル賞を何で受賞したのか。
アインシュタインは1921年のノーベル物理学賞を光電効果の法則の発見で受賞した。相対性理論ではない。ノーベル賞委員会は1921年の時点で相対性理論は議論の余地があり推測的すぎると考えた。受賞は光電効果の光子説に対するもので、これは実験的に確認されていた。
アインシュタインがこれらの論文を発表したときすでに有名だったのか。
いいえ。1905年、アインシュタインは26歳の特許庁職員で博士号を持っていたが学術的地位がなかった。彼はいくつかの小論文を発表していた。1905年の論文はAnnalen der Physikに投稿され、すべて出版された。認知は徐々に広がった。特殊相対性理論は最初、ほとんどの物理学者に無視され、受け入れられるまで何年もかかった。
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