מדען אגדי אלברט איינשטיין (1879 - 1955) זכה לראשונה בולטות ברחבי העולם בשנת 1919 לאחר שאסטרונומים בריטים אימתו תחזיות לתורת היחסות הכללית של איינשטיין באמצעות מדידות שנערכו במהלך ליקוי חמה מוחלט. התיאוריות של איינשטיין התרחבו על חוקים אוניברסליים שגיבש הפיזיקאי אייזק ניוטון בסוף המאה השבע-עשרה.
לפני E = MC2
אינשטיין נולד בגרמניה בשנת 1879. כשהוא התבגר נהנה ממוזיקה קלאסית וניגן בכינור. סיפור אחד שאינשטיין אהב לספר על ילדותו היה כשנתקל במצפן מגנטי. התנופה הצפויה הבלתי פוסקת של המחט, מונחה על ידי כוח בלתי נראה, הרשימה אותו עמוקות כילד. המצפן שכנע אותו שצריך להיות "משהו שמאחורי הדברים, משהו מוסתר עמוק".
אפילו כילד קטן אינשטיין היה עצמאי ומהורהר. לפי דיווח אחד, הוא היה מדבר איטי, ולעתים קרובות השתתק לשקול מה יגיד בהמשך. אחותו הייתה מספרת על הריכוז והתמדה שבה היה בונה בתים של קלפים.
תפקידו הראשון של איינשטיין היה של פקיד הפטנטים. בשנת 1933 הצטרף לצוות המכון החדש לחינוך מתקדם בפרינסטון, ניו ג'רזי. הוא קיבל עמדה זו לכל החיים, והתגורר בה עד מותו. אינשטיין מוכר ככל הנראה לרוב האנשים במשוואה המתמטית שלו ביחס לאופי האנרגיה, E = MC2.
E = MC2, אור וחום
הנוסחה E = MC2 היא ככל הנראה החישוב המפורסם ביותר מ- תורת היחסות המיוחדת של אינשטיין. הנוסחה קובעת בעצם שהאנרגיה (E) שווה למסה (m) פי מהירות האור (c) בריבוע (2). בעיקרו של דבר, פירושו שמסה היא רק צורה אחת של אנרגיה. מכיוון שמהירות האור בריבוע היא מספר עצום, ניתן להמיר כמות קטנה של מסה לכמות אנרגיה פנומנלית. או אם יש הרבה אנרגיה זמינה, ניתן להמיר אנרגיה מסוימת להמסה וניתן ליצור חלקיק חדש. כורים גרעיניים, למשל, עובדים מכיוון שתגובות גרעיניות ממירות כמויות קטנות של מסה לכמויות גדולות של אנרגיה.
אינשטיין כתב מאמר המבוסס על ההבנה החדשה של מבנה האור. הוא טען כי האור יכול לפעול כאילו הוא מורכב מחלקיקי אנרגיה נפרדים, עצמאיים, הדומים לחלקיקי גז. כמה שנים לפני כן, עבודתו של מקס פלאנק הכיל את ההצעה הראשונה של חלקיקים נפרדים באנרגיה. איינשטיין אמנם חרג הרבה מעבר לכך, ונראה כי ההצעה המהפכנית שלו סותרת את התיאוריה הכללית המקובלת לפיה האור מורכב מתנועות גלים אלקטרומגנטיים בצורה חלקה. איינשטיין הראה כי קוונטה של אור, כפי שכינה את חלקיקי האנרגיה, יכולה לעזור להסביר תופעות שנחקרו על ידי פיזיקאים ניסויים. לדוגמה, הוא הסביר כיצד אור מפליט אלקטרונים ממתכות.
אמנם הייתה תיאוריה ידועה של אנרגיה קינטית שהסבירה את החום כהשפעה של חסרי הפסק תנועה של אטומים, איינשטיין היה זה שהציע דרך להעלות את התיאוריה לניסוי חדש ומכריע מבחן. אם היו חלקיקים זעירים אך גלויים תלויים בנוזל, הוא טען, ההפצצה הלא סדירה על ידי האטומים הבלתי נראים של הנוזל צריכים לגרום לחלקיקים התלויים לנוע ברטט אקראי תבנית. יש לראות זאת באמצעות מיקרוסקופ. אם לא ניתן לראות את התנועה החזויה, כל התיאוריה הקינטית תהיה בסכנה חמורה. אך ריקוד אקראי כזה של חלקיקים מיקרוסקופיים נצפה זה מכבר. כאשר התנועה הודגמה בפירוט, איינשטיין חיזק את התיאוריה הקינטית ויצר כלי חדש ורב עוצמה לחקר תנועת האטומים.