25. März 2005: Albert Einstein war erschöpft. Das dritte Jahr in Folge schrieh sein junger Sohn Hans die ganze Nacht hindurch und hielt den Haushalt wach bis zum Morgengrauen. Als Albert endlich einschlief ... war es an der Zeit aufzustehen und zur Arbeit zu gehen. Er konnte keinen Tag fehlen. Er brauchte den Job um seine junge Familie zu ernähren.

Auf dem Weg zum Patentamt, wo er "Technischer Experte dritter Klasse" war, sorgte er sich um seine Mutter. Sie wurde alt und zerbrechlich und stimmte seiner Hochzeit mit Mileva nicht zu. Die Beziehung war angespannt. Albert blickte kurz in ein Ladenfenster. Sein Haar sah grausam aus; er hatte wieder vergessen sich zu kämmen.

Arbeit. Familie. Über die Runden kommen. Albert spürte all den Druck und die Verantwortung eines jungen Ehemannes und Vaters.

Um sich zu entspannen revolutionierte er die Physik.

Rechts: Der junge Albert Einstein am Patentamt. [Mehr]

Im Jahr 1905, im Alter von 26 und 4 Jahre bevor er in der Lage war eine Stelle als Physikprofessor zu bekommen, veröffentlichte Einstein fünf der wichtigsten Artikel in der Geschichte der Wissenschaft -- alle in seiner "freien Zeit" geschrieben. Er bewies, dass Atome und Moleküle existierten. Vor 1905 waren sich die Wissenschaftler dessen nicht sicher. Er sagte, dass Licht in kleinen Paketen vorkommt (später "Photonen" genannt) und legte  folglich den Grundstein für die Quantenmechanik. Er beschrieb seine spezielle Theorie der Relativität: Raum und Zeit waren Teile eines Ganzen schlug er vor, und konnten gebeugt, gestreckt und verdreht werden.

Ach ja, und übrigens, E=mc².

Vor Einstein war der letzte Wissenschaftler, der solch einen kreativen Ausbruch hatte Sir Isaac Newton. Es passierte 1666 als Newton sich auf die Farm seiner Mutter zurückgezogen hatte, um dem Ausbruch der Pest in Cambridge zu entgehen. Weil er nichts besseres zu tun hatte, entwickelte er seine Theorie der Gravitation.

Für Jahrhunderte nannten Historiker 1966 Newton's annus mirabilis, oder "Wunderjahr." Jetzt haben diese Worte eine andere Bedeutung: Einstein und 1905. Die Vereinten Nationen haben das Jahr 2005 zum "Weltjahr der Physik" erklärt um das hundertste Jubiläum von Einstein's annus mirabilis zu feiern. (Nobelpreisträger und andere Top-Wissenschaftler werden sich nächste Woche mit anderen Menschen treffen um Einstein´s Arbeit zu diskutieren. Würden Sie gerne daran teilnehmen?)

Die moderne Pop-Kultur stellt Einstein als einen wild frisierten Superdenker dar. Es wird erzählt, dass seine Ideen denen anderer Wissenschaftler unwahrscheinlich weit voraus waren. Er muss von einem anderen Planeten gekommen sein -- vielleicht dem auf dem Newton aufwuchs.

"Einstein war kein Außerirdischer," lacht der Physiker und Historiker Peter Galison von der Harvard Universität. "Er war ein Mann seiner Zeit." All seine Artikel aus dem Jahr 1905 lösten Probleme an denen auch andere Wissenschaftler, mit unterschiedlichem Erfolg, arbeiteten. "Wenn Einstein nicht geboren worden wäre, wären [diese Artikel] auf irgendeine Art wahrscheinlich von anderen verfaßt worden," glaubt Galison.

Oben: Wild frisierter Superdenker .. gewöhnlicher Mann .. oder beides?

Was an 1905 bemerkenswert ist, dass eine einzige Person alle 5 Artikel schrieb, inklusive dem respektlosen Weg auf dem Einstein zu seinen Schlussfolgerungen kam.

Zum Beispiel: der photoelektrische Effekt. Dies war im frühen 19. Jahrhundert ein Rätsel. Wenn Licht auf ein Metal wie Zink trifft, fliegen Elektronen davon. Dies kann nur geschehen wenn Licht in kleinen Paketen auftritt, die konzentriert genug sind diese Elektronen loszuschlagen. Eine ausgedehnte Welle würde den photoelektrischen Trick nicht hervorrufen.

Die Lösung erscheint einfach -- Licht kommt in Teilchenform vor. In der Tat ist dies die Lösung die Einstein 1905 vorschlug und dafür den Nobelpreis im Jahr 1921 erhielt. Andere Physiker wie  Max Planck (der an einem verwandten Problem arbeitete: Schwarzkörper-Strahlung), erfahrener und älter als Einstein, näherten sich der Lösung, aber Einstein kam zuerst damit an. Warum?

Dies ist eine Frage der Authorität.

"Zu Einstein´s Zeit, wenn man versuchte zu sagen, dass Licht aus Teilchen besteht, widersprach man dem Physiker James Clerk Maxwell. Niemand wollte dies tun," sagt Galison. Maxwell's Gleichungen waren sehr erfolgreich und vereinten die Physik der Elektrizität, des Magnetismus und der Optik. Maxwell hat  zweifelsfrei bewiesen, dass Licht eine elektromagnetische Welle war. Maxwell war eine Authoritätsperson.

Einstein gab nichts auf Authoritäten. Er wehrte sich nicht so sehr gegen die Anweisung etwas zu tun, aber er haßte es wenn man ihm sagte was wahr zu sein hatte. Selbst als Kind hinterfragte er ständig alles und zweifelte. "Deine reine Präsenz hier untergräbt meine Authorität vor der Klasse," sagte sein Lehrer in der 7. Klasse, Dr. Joseph Degenhart. (Degenhart sagte auch voraus, "dass es Einstein niemals im Leben zu etwas bringen würde.") Diese Charakterschwäche war eine der Hauptzutaten von Einstein´s Entdeckungen.

Rechts: Einstein's Abiturzeugnis. Im Gegensatz zu modernen Legenden war Einstein gut in der Schule. [größeres Bild]

"Im Jahr 1905," bemerkt Galison, "hatte Einstein gerade seinen Ph.D. erhalten. Er war keinem Ratgeber oder sonst einer Authorität verpflichtet." Sein Geist war dementsprechend frei um umherzuwandern.

Rückwirkend betrachtet hatte Maxwell recht: Licht ist eine Welle. Aber Einstein hatte ebenfalls recht: Licht ist ein Teilchen. Diese seltsame Dualität verblüfft heute Studenten der ersten Physikkurse genauso wie es Einstein 1905 verblüffte. Wie kann Licht beides sein? Einstein hatte keine Idee.

Dies behinderte ihn jedoch nicht beim Weitermachen. Ohne jede Vorsicht benutzte Einstein diese unmittelbare Lüke als ein grundlegendes Werkzeug. "Ich glaube an Intuition und Inspiration," schrieb er 1932. "Zeitweise spüre ich, dass ich recht habe ohne die Gründe dafür zu kennen."

Auch wenn Einstein´s 5 Artikel alle in einem Jahr veröffentlicht wurden, dachte er seit seiner frühesten Kindheit intensiv über Physik nach. "Wissenschaft wurde am Esstisch in Einsteins Haushalt diskutiert," erklärt Galison. Albert's Vater Hermann und Onkel Jakob leiteten eine Deutsche Firma die Dinge wie Dynamos, Bogenlampen, Glühbirnen und Telefone herstellte. Dies war um die Jahrhundertwende High-Tech," so wie es ein Unternehmen im Silicon Valley heute ist," bemerkt Galison. "Albert's Interesse an Wissenschaft und Technologie wuchs ganz natürlich."

Unten: Einstein's Familie: Albert und Schwester Maja (unten links), Vater Hermann (oben) und Mutter Pauline (unten rechts). [Mehr]

Einstein's Eltern nahmen Einstein manchmal mit auf Parties. Kein Babysitter wurde benötigt: Einstein saß auf dem Sofa, völlig integriert, löste still Mathematik Probleme während die anderen um ihn herum tanzten. Bleistifft und Papier waren Einstein´s GameBoy!

Er konnte sich unglaulich gut konzentrieren. Einstein´s Schwester, Maja, erinnert sich, ".. selbst wenn es sehr laut war konnte er auf dem Sofa liegen, Stift und Papier hernehmen, ein Tintenfass sicher auf der Stuhllehne balanzieren und sich so in ein Problem vertiefen, dass die Hintergrundgeräusche ihn eher anregten als störten."

Einstein war sicher intelligent aber nicht haarsträubend intelligenter als Gleichaltrige. "Ich habe keine besonderen Talente,"  behauptet er von sich selbst, "Ich bin nur leidenschaftlich neugierig." Und erneut: "Der Kontrast zwischen der öffentlichen Beurteilung meiner Kräfte ... und der Wirklichkeit ist einfach grotesk." Einstein machte Vorstellung und nervtötende Fragerei für seine Entdeckungen verantwortlich, nicht so sehr klassische Intelligenz.

Später in seinem Leben, daran sollte man sich erinnern, hat er sich mit Gewalt abgemüht eine vereinte Feldtheorie hervorzubringen, die Gravitation mit den anderen Kräften der Natur verbindet. Er versagte. Einstein´s Leistungsfähigkeit war nicht grenzenlos.

Auch Einstein´s Gehirn war es nicht. Es wurde ohne Erlaubnis von Dr. Thomas Harvey im Jahr 1955 entfernt, nachdem Einstein tod war. Er erwartete vielleicht etwas sehr außergewöhnliches zu finden. Einstein´s Mutter Pauline hat sich bekanntermaßen Sorgen darüber gemacht, dass Einstein´s Kopf als Baby schief war. (Einstein´s Großmutter hatte eine andere Sorge: "Viel zu dick!") Aber Einstein´s Gehirn sah aus wie jedes andere, grau, verknittert und, wenn überhaupt, ein bißchen kleiner als der Durchschnitt.

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Detailierte Untersuchungen von Einstein´s Gehirn gibt es wenige und diese sind nicht sehr alt. Im Jahr 1985 zum Beispiel berichtete Prof. Marian Diamond von der UC Berkeley von einer überdurchschnittlich hohen Anzahl an Glial-Zellen (die die Neuronen mit Nährstoffen versorgen) in Gebieten der linken Gehirnhälfte, von der man dachte, dass sie für die mathematischen Arbeiten zuständig ist. Im Jahr 1999 berichtete die Neurowissenschaftlerin Sandra Witelson, dass Einstein´s unterer Hirnlappen, ein Gebiet dass mit dem logischen Denken zusammenhängt, 15% größer ist als normalerweise. Des weiteren fand sie, dass die Slyvian-Spalte, eine Furche die sich normalerweise von der Vorderseite des Gehirns bis zu seiner Rückseite ausdehnt, in Einstein´s Fall nicht vollständig hindurch ging. Hat dies vielleicht bewirkt, dass die einzelnen Gebiete in Einstein´s Gehirn besser miteinander vernetzt waren? 

Niemand weiß dies.

Nicht Wissen. Dies ruft bei einigen Forschern ein Unwohlsein hervor. Es erregte Einstein: "Das Schönste was wir erfahren können ist das Rätselhafte," sagte er. "Es ist die grundlegende Emotion die in der Wiege von reiner Wissenschaft und Kunst liegt." 

Es war diese grundlegende Emotion die Einstein fühlte wenn er zur Arbeit ging, mit dem Baby erwachte, am Esstisch saß. Verwunderung schlägt Erschöpfung, jeden Tag.

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Author: Dr. Tony Phillips
Responsible NASA official: Ron Koczor

Editor: Dr. Tony Phillips
Curator: Bryan Walls
Media Relations: Steve Roy

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