Ünlü Fizikçiler (ALBERT EINSTEIN)

Albert Einstein (14 Mart 1879 - 18 Nisan 1955), Yahudi asıllı Alman teorik fizikçi.
Alman İmparatorluğu'nun Ulm kentinde dünyaya gelen Einstein, yaşamının ilk yıllarını Münih'te geçirdi. Lise eğitimini ve yüksek eğitimini İsviçre'de tamamladı fakat bir üniversitede iş bulmada yaşadığı zorluklar nedeniyle bir patent ofisinde müfettiş olarak çalışmaya başladı. 1905 yılı Einstein için bir mucize yıl oldu ve o dönemde kuramları hemen benimsenmemiş olsa da ileride fizikte devrim yaratacak olan dört makale yayınladı. 1914 yılında Max Planck'ın kişisel ricası ile Almanya'ya geri döndü. 1921 yılında fotoelektrik etki üzerine çalışmaları nedeniyle Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Nazi Partisi'nin iktidara yükselişi nedeniyle 1933'te Almanya'yı terk etti ve Amerika Birleşik Devletleri'ne yerleşti. Ömrünün geri kalanını geçirdiği Princeton'da hayatını kaybetmiştir.

Albert Einstein, özel görelilik ve genel görelilik kuramları ile iki yüzyıldır Newton mekaniğinin hakim olduğu uzay anlayışında bir devrim yaratmıştır. Sadece matematik hesaplamalar ve denklemler ile oluşturduğu kuramları sonradan deneysel olarak defalarca doğrulanmıştır. E = mc2 denklemi ile formüle ettiği kütle-enerji eşdeğerliği yıldızların nasıl enerji oluşturduğuna açıklama getirmiş ve nükleer teknolojinin önünü açmıştır. Fotoelektrik etki ve Brown hareketine getirdiği matematiksel açıklamalar, modern fiziğe diğer katkıları arasındadır. Ömrünün büyük bir kısmını bütün kuramları birleştiren bir birleşik alan kuramı yaratmaya çalışarak geçirmiş ama bu çabaları sonuçsuz kalmıştır. Einstein kuantum mekaniğinin bazı sonuçlarına, özellikle belirsizlik ilkesine oldukça şüpheci yaklaşmış fakat bu yaklaşımlar ileride geniş kabul görmüştür.
Einstein, Nazilerin nükleer bomba geliştirmesi endişesiyle ABD başkanı Roosevelt'e bir mektup göndermiş, ABD'nin nükleer çalışmalara başlamasını tavsiye etmiştir. Holokost sonrası Yahudilerin kendi ülkelerine sahip olması gerektiği fikrini savunmuş, İsrail'in kuruluşuna destek vermiştir. Çeşitli söyleşilerinde Yahudilik dinine ve diğer kutsal kitaplara inanmadığını belirtmiş, sosyalizme sempati duyan bir makale yayınlamıştır. Bertrand Russell ile birlikte nükleer silahlara karşı bir manifesto da yayınlamıştır.
Einstein, hayatı boyunca 300’den fazla bilimsel makale yayınlamıştır, ayrıca 150’den fazla bilim dışı çalışmaları da olmuştur. Başarıları ve eserleri nedeniyle Einstein sözcüğü, “dahi” ile eş anlamlı olarak kullanılmaya başlanmıştır.

Çocukluğu ve eğitimi  
Albert Einstein 14 Mart 1879’da Almanya’nın Ulm kasabasında dünyaya geldi.  1880 yazında ailesi Münih’e taşındı.  Münih’te babası Hermann Einstein ve amcası Jakob bir elektrik şirketi kurdular. Annesi Pauline Einstein yetenekli bir piyanistti. Albert iki buçuk yaşındayken kız kardeşi Maja dünyaya geldi. Okula başlamadan önce konuşma zorlukları yaşıyordu, annesi ve babası kaygılanarak onu doktora götürmüşlerdi. 
Dört beş yaşlarında hasta bir şekilde yataktayken babası neşelendirmek için manyetik bir pusula vermişti. Pusula ibresinin hareketini o yaşta oldukça gizemli bulmuştu ve kendisinde büyük bir merak uyandırmıştı. 
Hermann ve Pauline Einstein Yahudi kökenli bir çiftti fakat dindar değillerdi.   Dini vecibelerden daha çok çocuklarının eğitimini düşünüyorlardı. Einstein beş yaşına geldiğinde onu evlerinin yakınlarında daha iyi eğitim verdiğini düşündükleri bir Katolik Hristiyan ilkokuluna yazdırdılar. Einstein okula başladıktan sonra okuldaki sıkı disiplinden ve ezberci anlayıştan rahatsız olmaya başlamıştı.  Ama okul ile hoşnutsuzluğuna rağmen yüksek notlar alıyordu. Birinci sınıfı atlamıştı ve çoğu dönemde sınıfında birinci olmuştu.
Einstein’ın annesi Pauline çocuklarının erken yaşta müzik ile tanışmalarını istiyordu. Pauline Albert’ı keman derslerine, kız kardeşi Maja’yı ise piyano derslerine göndermişti. Albert keman derslerine altı yaşında başladı ve on dört yaşına kadar devam etti.  Mozart’ın sonatlarını çok beğendi ve onları çalabilmek için tekniğini geliştirmek istedi. Sonunda iyi bir amatör kemancı olmuştu ve Mozart, Beethoven sonatları çalmaktan hoşlanıyordu.
Einstein dokuz buçuk yaşındayken Katolik ilkokulundan ayrıldı ve Luitpold Gymnasium’da eğitim görmeye başladı.   Gymnasium Antik Yunanca ve Latince’ye büyük önem veriyordu.  Müfredatta ayrıca modern diller, coğrafya, edebiyat ve matematik de bulunuyordu. Einstein Latince ve matematikteki keskin mantığı seviyor ve bu derslerde en yüksek notları alıyordu. Gymnasium ilkokuldan çok daha sıkı bir disipline sahipti. Einstein burada otoriter öğretmenler ile sürekli çatışıyordu ve öğretmenleri Einstein’ın bağımsız, isyankar kişiliğinden hiç hoşlanmıyordu. 

Einstein’ın ailesi, eski bir Yahudi geleneği olarak yoksul bir öğrenciyi evlerinde yemeğe davet ediyordu. Max Talmud isminde yoksul bir Yahudi üniversite öğrencisi her hafta bir akşam yemeğine katılıyordu. Talmud’un ziyaretleri Einstein on yaşındayken başlamıştı ve beş yıl boyunca sürmüştü. Einstein kendisinden büyük bir üniversite öğrencisi ile konuşmaktan hoşlanıyordu ve Talmud kısa sürede Einstein’ın sıradan bir çocuk olmadığını fark etmişti. Birlikte bilim, matematik ve felsefe konuşuyorlardı.  Einstein on üç yaşındayken, Talmud Immanuel Kant’ın “Saf Aklın Eleştirisi” kitabını getirdi. Einsten o yaşta kitabı anlamakta hiç zorlanmamış ve okulunda sürekli Kant hakkında konuşmaya başlamıştı. 
Talmud, Einstein’a sürekli çeşitli popüler bilim kitapları getiriyordu ve Einstein hepsini büyük bir heves ile inceliyordu. Bir keresinde Talmud, Öklid’in Elemanlar kitabını getirdi.  Einstein kitaptaki problemler üzerinde çalışmaya başladı. Yaz bitmeden önce Einstein sadece bütün problemleri çözmek ile kalmamış, ayrıca teoremlere alternatif ispatlar da bulmuştu.
Einstein on bir yaşındayken Yahudi geleneği olarak evde din dersleri almaya başlamıştı.  Einstein bu dönemde büyük bir dini şevk duymaya başladı ve bütün dini vecibeleri yerine getirerek dindar olmayan ailesine örnek olmak istiyordu. Şabat günü dinleniyordu, sadece Yahudiler için helal olan gıdaları yiyordu, kendi başına dini şarkılar yazmıştı.  Ama Einstein’ın dini şevki uzun sürmedi. Bir yıl içerisinde okuduğu bilim kitaplarının kutsal kitaplar ile çeliştiğini gördü. Sonrasında her çeşit otoriteden kuşku duymaya başladı ve şüpheci bir tavır geliştirdi. 
1891 yazında mühendis amcası Jakob kendisine bir cebir kitabı getirmişti. Einstein o yaz cebir kitabını çalışmaya karar verdi ve amcasından çözmek için problemler istedi. Einstein en zor ve karmaşık problemleri bile çözebiliyordu. O yaz, Einstein Pisagor teoreminin tekrar bir ispatını yaptı. Cebir ve geometriden sonra Einstein kalkülüse yöneldi. On altı yaşına geldiğinde kendi başına diferansiyel ve integral hesaplamaları ile analitik geometriyi öğrenmişti. 
1894’te Einstein’ın babası ve amcasının şirketi 14 yılın ardından iflas etti. İki aile birlikte İtalya’ya gitmek ve şanslarını orada denemek istediler. Ailesi Albert’ın Münih’te kalıp okulunu Gymnasium’da bitirmesine karar verdi. Bu sırada Einstein on beş yaşındaydı ve liseyi bitirmesine daha üç yıl vardı. Münih’te tek başına altı ay geçirdikten sonra Einstein bunalıma girdi ve gerginleşmeye başladı. Aile doktorunu ikna ederek sinir sorunları nedeniyle kendisinin ailesinin yanında bulunması gerektiğini belirten bir rapor aldı. Einstein ailesine haber vermeden Gymnasium’dan ayrıldı ve İtalya’daki ailesinin yanına geldi. 

İsviçre'deki eğitimi  
Einstein, İtalya’ya geldiğinde teknik olarak bir lise terk olsa da, eğitimini yarıda bırakma niyeti yoktu. Ailesine Zürih, İsviçre’deki Federal Politeknik Okulu’na girmek için tek başına ders çalışacağına söz verdi. Politeknik kabul için bir lise diploması istemiyordu. Einstein’ın tek yapması gereken kabul sınavlarını geçmekti. Einstein için İtalya’da yaşam oldukça rahattı. Ders çalışmayı İtalya’yı gezmek ile birleştirdi, pek çok müze ve sanat galerisi gezdi.
Einstein, Almanya’nın militarizminden ve sıkı disiplininden hiç hoşlanmıyordu, zorunlu askerlik yapmak da istemiyordu. Babasına Almanya vatandaşlığından çıkmak istediğini ve İsviçre vatandaşı olmak istediğini söyledi. Babası biraz tereddüt ile onayladı ve gerekli kağıtları imzaladı. 28 Ocak 1896’da Einstein kendisini Almanya vatandaşlığından çıkaran resmi kağıtları aldı ama 1901 yılına kadar İsviçre vatandaşlığını almadı. Beş yıl boyunca Einstein vatansızdı. 
Einstein, 1895 Ekiminde Zürih’e gitti ve Politeknik’te kabul sınavına girdi. Sınava girmek için on sekiz yaş üstü olmak gerekiyordu ve on altı yaşında girebilmesi için özel bir izin almıştı.  Einstein babasının tavsiyesine uyarak mühendislik bölümüne başvurdu. Kabul sınavında matematik ve fizikte çok üstün dereceler aldı ama diğer bölümlerde başarısız olmuştu. Politeknik’in yöneticisi Einstein’ın potansiyelini görmüştü ve onun bir İsviçre lisesinde diploma alıp tekrar başvurmasını tavsiye etti. Einstein’ın ailesi Politeknik’in önerisini kabul ederek Einstein’ı İsviçre’nin Aarau bölgesinde bir liseye gönderdiler.  Bu yıllar belki de Einstein’ın gençliğinin en güzel yıllarıydı. Zürih’ten 30 km uzaklıktaki bir köyde bulunan lise Einstein için idealdi. Saygı duyulan, açık fikirli bir öğretmen olan Jost Winteler tarafından yönetiliyordu.  Okulda rahat bir ortam vardı ve öğrencilerin bağımsız düşünmesi teşvik ediliyordu. Bu yaklaşım Einstein’ın kişiliğine uyuyordu. 1896’da Aarau okulunda yüksek notlar ile final sınavlarını geçti. 
Einstein mezun oldu ve gerekli yaştan altı ay küçük olmasına rağmen Politeknik’e kabul edildi.  Einstein ile birlikte yaklaşık bin yeni öğrenci o sene Politeknik’te eğitime başlamıştı. Çoğu öğrenci mühendislik okullarına katılmıştı ama Einstein fiziği tercih etti. Fizik departmanı büyük ve modern bir binadaydı ve çok iyi ekipmana sahipti. Fakülte dünya standartlarındaydı. Adolf Hurwitz ve Hermann Minkowski gibi ünlü matematikçiler, Einstein’ın profesörleri arasındaydı.  Einstein’ın o dönemdeki yaşamı tipik bir Avrupalı üniversite öğrencisi hayatıydı. Kafeler ve barlarda uzun saatler harcıyordu. Kahve içerek arkadaşları ile bilim ve felsefe tartışıyordu. Hangi derslere odaklanması gerektiği konusunda seçiciydi. Eğer konuyu ya da profesörü beğenmiyorsa o derslere girmiyordu.  Politeknik’te öğrenciler dört sene boyunca sadece iki dönem sonunda sınavlara giriyordu. Bunlar dışında not kaygısı ya da yoklama kaygıları yoktu. Einstein aldığı dersler ile hiçbir alakası olmayan, sadece ilgi duyduğu kitapları çalışıyordu. Politeknik’te profesörlerin her biri araştırmacıydı ve ders kitapları yerine kendi araştırmalarını izliyorlardı. Ders notu hiç tutmayan Einstein, hayat boyu arkadaşı kalacak olan Marcel Grossman’in titizlik ile tuttuğu ders notları ile sınavları başarılı ile geçebilmişti. 

Einstein Politeknik’te ileride eşi olacak olan Sırp kökenli Mileva Maric ile tanıştı. 1896’da bir dönem eczacılık okuduktan sonra fizik bölümüne geçmişti. Einstein’ın ilk senesinde sınıf arkadaşıydılar ve bu dönemde ikisi arasında romantik bir ilişki başlamıştı. Üniversitedeki son senelerinde evlenmeye karar verdiler. Einstein ve Mileva çoğu zaman birlikte fizik çalışıyorlardı, kitaplar inceliyor ve tartışıyorlardı. Mileva Maric'in Einstein'ın ilerideki makalelerine katkıları olduğu iddia edilmiş olsa da bu iddialara yönelik kanıt bulunamamıştır. 
Üçüncü senesinde Einstein, Profesör Heinrich Weber’in elektroteknik laboratuvarı dersini aldı. Derste sadece zorunlu deneyleri değil, kendi tasarladığı deneyleri de yapıyordu. Sadece laboratuvarda kendi çalışmalarını yapmak için başka bazı derslere girmediği oluyordu. Einstein Weber’in fiziğe giriş derslerini beğeniyordu ama daha ileri fizik konularındaki derslerini yetersiz bulmuştu. Weber Maxwell’in elektromanyetik kuramı hakkında hiç konuşmuyordu. Einstein bu dönemde saygısız ve ukala olmaya başlamıştı. Einstein bu tavrının cezasını mezuniyet sonrası çekecekti. Weber Einstein’ın üniversitede akademik bir pozisyona yerleşmesine engel olmuştu. Weber’in elektrik ve manyetizm derslerinden hayal kırıklığına uğrayan Einstein, bu konuları kendi başına çalışmaya karar verdi. Elektromanyetizm konusunda pek çok kitap edindi ve bunları kendi başına çalıştı. Bu dönemde Einstein ayrıca o dönemde oldukça yaygın olan esir fikri hakkında şüpheci bir şekilde düşünüyordu.
1900 yılında Einstein üniversiteden fizik diploması ile mezun oldu. Üniversitede bir asistanlık pozisyonu bulmak istiyordu, böylece doktorası için araştırma yapabilecekti. Fakat üniversite yıllarında pek çok profesörünü isyankar tavırları ile kızdırmıştı.  Profesörleri ayrıca Einstein’ın derslere girmemiş olmasından, kendi istediği konuları çalışmasından hoşlanmamıştı. Profesörler tavsiye mektuplarını yazdıktan sonra Einstein Politeknik’te bir pozisyon bulamadı. Başka üniversitelerde, kendi araştırma makalelerini göndererek pozisyonlar aradı ama hiç olumlu cevap alamadı. 18 ay boyunca bir sürü denemeden sonra üniversite pozisyonları aramayı bıraktı ve Marcel Grossman'ın yardımı ile Bern, İsviçre’de bir patent ofisinde iş buldu. 

 Mezun olduktan sonra Einstein iki yılını sıkıntılı bir şekilde bir öğretmenlik işi bulmak için harcadı. Eski bir sınıf arkadaşının babası kendisine Bern’de bir patent ofisinde, asistan müfettiş olarak iş buldu. Elektromanyetik cihazlar için patent başvurularını inceledi.
Patent ofisinde işinin büyük kısmı elektrik sinyallerinin aktarımı ve elektriksel-mekanik zaman eşgüdümü ile ilgili sorular hakkındaydı. İki teknik soru hakkında yaptığı düşünce deneyleri, Einstein’ın ışığın doğası ile zaman uzay ve zamanın ilişkisi hakkında radikal sonuçlara varmasını sağlamıştır.
Bern’de tanıştığı birkaç arkadaşı ile, ismini mizahi bir şekilde “The Olympia Academy” koydukları küçük bir tartışma grubu oluşturmuş, bilim ve felsefe hakkında tartışmak için düzenli olarak buluşuyorlardı. Okudukları arasında Henri Poincare, Ernst Mach ve David Hume vardı, bu isimler kendisinin bilimsel ve filozofik bakış açısını oldukça etkilemişlerdir. 
1909'da patent ofisindeki işinden ayrılmış ve Zürih Üniversitesi'nde kuramsal fizik profesörü olmuştur.


Akademik kariyeri
1908’de artık oldukça tanınmış, büyük bir bilim adamı olarak tanınıyordu ve Bern Üniversitesinde öğretmen olarak atanmıştı. Sonraki sene patent ofisindeki işinden ve öğretmenlikten ayrıldı ve Zürih Üniversitesinde fizik doçentliğine başladı. 1911 yılında Prag’da Karl-Ferdinand Üniversitesinde profesörlük ünvanı aldı. 1914 yılında Almanya’ya döndü, Kaiser Willhelm Fizik Enstitüsü'nde yönetici, Berlin Humboldt Üniversitesinde profesör oldu. Bu işlerindeki sözleşmelerinde öğretmenlik görevlerini oldukça azaltan maddeler vardı. Prusya Bilim Akademisinin bir üyesi olmuştur. 1916 yılında Einstein Deutsche Physikalische Gesellschaft (Alman Fizik Derneği)'ın başkanı olmuştur.(1916-1918)
1911 yılında, yeni genel görelilik kuramına göre, başka bir yıldızın ışığının güneş tarafından kırılacağını hesaplamıştır. Bu tahmini sonradan Arthur Eddington’un 1919’daki güneş tutulması gözleminde doğrulanmıştır. Bu olayın uluslar arası basında haberleşmesi, Einstein’ı dünyaca ünlü yapmıştır.
1921 yılında Einstein Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmüştür. O dönemde görelilik hala tartışmalı görüldüğü için, ödül fotoelektrik etkisini açıklaması nedeniyle verilmiştir. 1925 yılında da Royal Society tarafından Copley Medal almıştır.
Amerikan vatandaşlığı ve Princeton  
Nisan 1933’te Amerikan üniversitelerini ziyaret ederken, Alman hükümetinin Yahudileri üniversitelerde öğretmenlik dahil bütün resmi konumlardan men ettiğini öğrendi. Bir ay sonra Naziler kitap yakma kampanyalarına başladı ve Einstein’ın eserleri de yakılanlar arasındaydı. Einstein bu gezisinde Almanya'ya bir daha geri dönmeyeceğini söyledi.
Mart 1933’te Avrupa’ya döndüğünde birkaç ay Belçika’da kaldı, sonrasında geçiçi olarak İngiltere’ye geçti. Aynı yıl ABD’ye göç etmeye karar verdi. Princeton, New Jersey’de, Institute for Advanced Study’de görev aldı ve 1955’te ölümüne kadar burada kaldı. Burada kendisi bir birleşik alan kuramı geliştirmeye ve kuantum fiziğinin kabul edilmiş yorumlarını çürütmeye çalıştı. Bu iki girişimi de başarısız oldu.
Manhattan Projesi  
1939 yılında, fizikçi Leo Szilard dahil bir grup Macar bilim adamı Nazilerin atom bombası araştırmaları konusunda Washington’u uyardı. Grupun uyarısı ciddiye alınmadı. 1939 yazında, Avrupa’da İkinci Dünya Savaşı başlamadan birkaç ay önce, Einstein prestijini kullanarak Leo Szilard ile birlikte, başkan Roosevelt’e, Nazi Almanya’sının atom bombası tehlikesine karşı uyarı mektubu gönderdi. Aynı mektupta Amerikan hükümetinin uranyum araştırmaları ve zincir reaksiyonları ile ilgili araştırma yapması tavsiye ediliyordu. Einstein ve diğer mülteci arkadaşları “Alman bilim adamlarının atom bombası yarışını kazanabileceği ve Hitlerin bu silahı kullanmak için oldukça istekli olacağı” konusunda uyarıyordu.

Albert Einstein, 1947
Mektubun ABD hükümetinin savaş öncesi nükleer silahlar hakkında yoğun araştırma yapmasının önemli bir tetikleyicisi olduğu düşünülmektedir. Başkan Roosevelt, Hitlerin önce atom bombasına sahip olması riskini üstlenemezdi. Einstein’ın mektubu ve buluşmaları sonucu ABD bombayı geliştirme yarışına girdi. Savaş sırasında ABD bombayı geliştirebilen tek ülke oldu.
1954 yılında, ölümünden bir yıl önce, bu konuda arkadaşı Linus Pauling’e şunları söylemiştir. “Hayatımda tek bir büyük hata yaptım. Başkan Roosevelt’e atom bombası tavsiyesini yapmak. Ama yine de bir nedeni vardı. Almanların daha önce yapması tehlikesi”.
Ölümü ve beyninin çalınması  
18 Nisan 1955’te, Albert Einstein iç kanama geçirdi. İsrail’in kuruluşunun yedinci yıl dönümü nedeniyle bir televizyon konuşmasının taslağını hazırlıyordu ama bitiremeden hayatını kaybetti. Einstein ameliyatı şu sözlerle reddetti, “İstediğim zaman gitmek istiyorum. Hayatı yapay bir şekilde uzatmak tatsız. Ben payımı kullandım, şimdi gitme zamanı ve bunu zarif bir şekilde yapmak istiyorum”. 76 yaşında, Princeton Hastanesi’nde gece saat 01.55'te yaşamını yitirdi.
Otopsisi sırasında Princeton Hastanesi patolojisti Thomas Stoltz Harvey o gece nöbetteydi ve Einstein'ın ölüm nedenini belirlemesi gerekiyordu. Beyni kafatasından çıkardıktan sonra kendi kendine "Bu dünyamız hakkında herşeyi değiştiren beyindir" demiştir. Einstein öldükten sonra vücudunun putlaştırılarak tapılmasını istemiyordu. Fikirlerine ve bilime olan katkısına odaklanması gerektiğine inanıyordu. Bunun için ailesi tarafından öldükten sonra yakılması fikri ortaya atıldı. Harvey bedeni yakılması için hazırladı. Beyni ise kendi sefer tasına koydu ve evine götürdü. Böylece Einstein'ın beyni çalınmış oldu.
Beyni çalınan Einstein'ın ailesi şoktaydı. Hükumet yetkileri ve Harvey'in meslektaşları ise çileden çıkmıştı. Herkes beynin iade edilmesini istiyordu ancak Harvey bunu kabul etmedi. Bu nedenle de işinden oldu. Ancak Harvey beyni bilimsel araştırmalarda kullanılacağına yemin edince, ailesi bu isteğinden vazgeçti. Daha sonra Einstein’ın kalıntıları ailesi tarafından yaktırıldı ve külleri bilinmeyen bir yere serpildi. Beyni ise Harvey tarafından 1985 yılına kadar hayatının anlamı oldu ve bu yılda beynin bir kısmını o yıllarda beyinle uğraşan bir uzmana gönderdi. Gönderdiği uzman tarafından bulunanlar ise basında bir sansasyona neden oldu. Çalışmalar Einstein'ın beyninde bulunan ve beyin nöronlarını besleyen glial hücrelere odaklanmıştı. Einstein'ın beyninde normal bir insana nazaran daha fazla glial hücre bulunuyordu. Fakat bu konuda bilim adamları farklı fikirler ortaya attılar.
Einstein'ın beyni 53 yıl sonunda çalındığı Princeton Hastanesi’ne geri döndü. Harvey bundan 3 yıl sonra hayatını yitirdi.
Bilimsel çalışmaları  

Özel görelilik kuramı  
Ana madde: Özel görelilik kuramı
19. yüzyılın sonlarında Michelson-Morley deneyi, ses ve başka dalga olaylarının tersine, ışık hızının referans sistemine göreceli olmadığını göstermişti.  O dönemde sesin hava aracılığıyla yayıldığı gibi ışığın da esir denen gizemli bir ortamda yayıldığı düşünülüyordu. 
Einstein, ışık hızının sabit olduğunu ve ışığın yayılması için esir ortamının gerek olmadığını ve mekan zaman ve hareketin izafi olaylar olduğunu düşündü. Çalışmalarının sonucuna varırken iki ilkeyi varsaydı: görelilik ilkesi sabit hızla hareket eden bütün gözlemciler için geçerlidir ve ışığın hızı bütün gözlemciler için c'dir. Einstein'ın kuramı ile sabit hızla hareket eden iki gözlemcinin matematik hesap ile aynı olayın gözlemcilere göre yer ve zamanı belirlenebiliyor. Bu kuram, Newton'un her yerde aynı işleyen, herkes için aynı "mutlak zaman" fikrini yıkıyordu. E=mc² düşüncesinin kökeni bu kuramdır.
Genel görelilik kuramı 
Ana madde: Genel görelilik kuramı
Özel görelilik kuramı düzgün, doğrusal ve ivmesiz hareket eden sistemlerle sınırlıydı. Genel görelilik kuramı ise birbirine göre ivmeli hareket eden sistemleri de kapsıyordu. Birinci kuram, kapsamı daha geniş olan ikinci kuramın özel bir hali sayılabilir. 
Genel görelilik, gravitasyon kavramına yeni bir bakış açısı getirdi.  Klasik mekanikte gravitasyon, kütlesel nesneler arasında çekim gücü olarak algılanıyordu. Örneğin dünyayı yörüngede tutan, kütlesi daha büyük Güneş'in çekim gücüydü. Genel görelilik kuramına göre ise gezegenleri yörüngelerinde tutan, yörüngenin yer aldığı uzay kesiminin Güneş'in kütlesel etkisinde kavisli bir yapı oluşturmasıdır.Genel kuram ayrıca gravitasyon ile eylemsizlik ilkesini "gravitasyon alanı" adı altında birleştirdi. 
Kütle-enerji eşitliği  
Ana madde: Kütle-enerji eşitliği
Walk of Ideas, Almanya
Albert Einstein, enerjinin ışık hızının karesiyle maddenin kütlesinin çarpımına eşit olduğunu bularak kendisine kadar süregelen bir yargıyı yıkarak bilim dünyasında yeni bir çığır açmıştır. Ondan öncesinde kütle ile enerji arasında bir bağlantı kurulmamıştır ve ayrı olgular oldukları varsayılmıştır. 19.yüzyılda kimyagerlerin hassas aygıtları olmadığı için kimsenin dönüşüm sonrası kütle kaybından haberleri yoktu. Basit tepkimeler sonrası oluşan kütle kaybı fark edilememişti. Einstein ise bütün bilinenleri yıkarak çağdaş bilimin temel taşlarını atmıştır. Ona göre her şey enerjidir, yani maddeler de çok yoğun enerjilerdir. Kimyasal reaksiyonlar sonrası küçük de olsa kütlenin bir kısmı enerjiye dönüşmektedir. Bu durumu açıklamak için eşitliğin az farklı formülasyonu E=mc² ilk defa Albert Einstein tarafından 1905'de ünlü makalelerinde yayımlanmıştır. Aynı yıl önermiş olduğu özel görelilik kuramının bir sonucu olarak türetmiştir.
Fotoelektrik etki  
Ana maddeler: Foton ve Fotoelektrik etki
Einstein öncesinde ışık, kimi bilim adamları tarafından tanecikler akımı, kimileri tarafından da dalga devinimi olarak nitelendirilmişti. 19. yüzyılın başlarında Young’la başlayan, Fresnel ve daha sonra Faraday ve Maxwell’in çalışmalarıyla pekişen deneyler dalga kuramına belirgin bir üstünlük sağlamıştı.  Einstein’ın fotoelektrik çalışması, bu gelişmeyi tersine çevirmiş, hem de Planck’ın 1900’de ortaya sürdüğü kuantum teorisini de çarpıcı bir biçimde doğrulamıştır. 
Üzerine ışık düşen bazı maddeler elektron salıyorlardı. Parlak ışıklar daha fazla elektron salıyor fakat enerjileri artmıyordu. Sarı ve kırmızı ışıklar pek az elektron salıyorlardı. Klasik fizik bu durumu dalga kuramı ile açıklayamıyordu. Einstein bu soruna Planck kuramını uyguladı. Sonradan foton adı verilen belirli enerjili bir kuanta, maddenin atomu tarafından soğrulmakta, böylece belirli enerjide bir elektron atomdan alınmaktadır.
Einstein bu çalışması nedeniyle 1921 yılında Fizik Nobel Ödülünü kazanmıştır.

Brown hareketi ve istatistiksel fizik  
Ana maddeler: Brown hareketi ve İstatistiksel fizik
1850’lerde İngiliz botanikçisi Robert Brown, mikroskoplarla polenleri incelerken, taneciklerin su içinde rastgele sıçramalarla devinim içinde olduğunu gözlemledi; fakat bu gözlem 1905’e dek açıklamasız kaldı.  Molekül kavramı yeni değildi; ancak en güçlü mikroskop altında bile görülemeyecek kadar küçük olan moleküllerin varlığı, ilk kez bu açıklamayla kanıtlanmış oldu. 
Brown'a göre asıltının içinde bulunduğu su, Maxwell ve Boltzman kinetik kuramı çerçevesinde hareket eden moleküllerden oluşuyorsa asıltı parçacıklar gözlendiği gibi titreşirler.  Su içindeki bütün cisimler her yönden ve sürekli olarak moleküllerle itilirler. 
Einstein hareket ile molekül büyüklüğü arasındaki matematik ilişkiyi saptamış ve böylece molekül ve atomların büyüklüğünü hesaplamak mümkün olmuştu. Bu açıklamadan üç yıl sonra Perrin, Brown hareketi üzerinde deneyler yaparak Einstein’ın hesaplarını doğruladı.
Bose-Einstein istatistiği  

Ana madde: Bose-Einstein yoğunlaşması
Einstein ve Hintli fizikçi Nath Bose, 1925'te yoğun bir gaz kütlesinin mutlak sıfır sıcaklığına düşürüldüğünde, atomlar kendi özelliklerini kaybedecek, bir bütün halinde dev bir tek atoma dönüşecekleri sonucuna vardılar. Bose’un fotonlar için kullandığı metotları ayırt edilemez parçacıklar için genelleştiren Einstein, yaptığı çalışmalarda etkileşmeyen parçacıklardan oluşan bozon gazının tek bir kuantum durumuna yoğuşabileceğini göstermiştir. 
Kuantum fiziği ve belirsizlik ilkesi  
Ana madde: Kuantum mekaniği
1930 yılında belirlenemezlik ilkesinin zaman ve enerjinin aynı anda ve doğru olarak saptanamayacağı anlamına geldiğini fakat bunun bir deney ile geçersizliğinin gösterilebileceğini açıklıyordu. Bunu dinleyen Bohr, uykusuz bir geceden sonra Einstein’ın düşünüşündeki hataları bularak “belirlenemezlik ilkesinin” yaygın olarak kabulünü sağlıyordu.
Niels Bohr ile tartışmaları  
Fotoelektrik olayını açıklayan Einstein kuantum kuramının gelişimine büyük katkıda bulunmuştu ama kuramın geliştiği yönden hiç memnun değildi. Heisenberg’in belirlenemezlik ilkesini kabul etmiyor, tanrı zar atmaz diyordu. Niels Bohr da kuantum kuramının gelişmesinde önemli rol oynamış fizikçilerden birisiydi ve Einstein'ın bu fikirlerine katılmıyordu. Einstein ve Bohr arasında birbirine saygılı bir biçimde, dostça bir tartışma sürdü. Einstein çeşitli düşünce deneyleri ile kuantum kuramının belirlenemezlik ilkesini çürütmeye çalışıyordu fakat Bohr bu eleştirilere tutarlı cevaplar vererek Einstein'ı ve dünyayı ikna ediyordu.  Einstein sonradan belirsizlik ilkesini çürütmeye çalışmaktan vazgeçmiş ve kuantum mekaniğinin fiziksel gerçekliği anlatmakta yetersizliği fikrini savunmaya başlamıştır. 
1927 yılında Solvay Konferansında Einstein ile Bohr arasında geçen o sıcak tartışmaların özünde temel kuram ve yasalar bulma saplantısı, yani son bilgi saplantısı yatıyordu. Bu çaba mutlak olanı bulma çabasıydı. 
Kozmoloji 
Einstein evrenin sabit olduğunu düşünüyordu ve parametreler arasındaki çelişkiyi çözmek için kuramına kozmolojik sabit eklemişti.  Einstein sonradan belirsizlik ilkesini çürütmeye çalışmaktan vazgeçmiş ve kuantum mekaniğinin fiziksel gerçekliği anlatmakta yetersizliği fikrini savunmaya başlamıştır.  Sonrasında evrenin sürekli genişlediği anlaşılınca Einstein bu sabiti "en büyük hatam" olarak nitelemiş ve denklemlerinden çıkarmıştır.
Birleşik alan kuramı  
Einstein, Princeton'da fizik çalışmalarını sürdürürken, genel göreliliği elektromanyetik kuramına bağlayan bir birleşik alan kuramı üzerinde çalışmış ama başarılı olamamıştır....