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Peter D. Smith

Einstein

Peter D. Smith

Einstein

TÍTULO: EinsteinTÍTULO ORIGINAL: EinsteinAUTOR: Peter D. Smith

© 2003, Haus Publishing Limited, Londres

© 2011, Texto Editores

TRADUÇÃO: Melissa Silva e Paula Alves

COORDENAÇÃO E REVISÃO DA TRADUÇÃO: Ana Maria Chaves

REVISÃO: Eda Lyra

CAPA: José Manuel Reis

IMAGEM DA CAPA: CORBIS/VMI

1.ª Edição: Junho de 2011

ISBN: 9789724745053Reservados todos os direitos.

Texto Editores, Lda.

[Uma Editora do Grupo LeYa]

Rua Cidade de Córdova, n.º 2

2610 -138 Alfragide – Portugal

www.textoeditores.com

www.leya.com

Capítulo 1: Matemática, Música e Magnetismo

(1879-1894) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Capítulo 2: Os Anjos Severos e Inflexíveis (1894-1900) 33

Capítulo 3: A Batalha da Bonequinha (1896-1903) . . . 55

Capítulo 4: Cinco Artigos que Mudaram o Mundo

(1902-1905) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Capítulo 5: O Pensamento mais Feliz da Minha Vida

(1906-1915) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Capítulo 6: Eclipsando Newton (1916-1933) . . . . . . . . 131

Capítulo 7: A Luta pela Verdade (1933-1955). . . . . . . . 159

Notas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Cronologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Obras de Einstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Leituras Complementares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Agradecimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

Créditos Fotográficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

ÍndiceÍndiceÍndice

A preocupação com o Homem e o seu destino deve ser sempre o principal

interesse de todos os avanços da técnica. Nunca se esqueçam disto quando

estiverem às voltas com os vossos diagramas e equações.

Albert Einstein 11

9

capítulo 1Matemática, Música e Magnetismo

(1879 -1894)

Albert Einstein nasceu em Ulm, uma cidade do Sul

da Alemanha, a 14 de Março de 1879, às 11h30, numa

radiosa mas fria manhã primaveril. Não poderia ter esco-

lhido cidade mais apropriada, ou não fosse o seu lema

Ulmense sunt mathematici: os Ulmenses são matemáti-

cos. O pináculo da Catedral de Ulm eleva -se acima de

todos os outros, pontificando sobre o rio Danúbio na

sua longa jornada para leste, abandonando a Suábia,

região de cujas escolas saíram o filósofo G. W. F. Hegel

(1770 -1831) e o poeta Friedrich Hölderlin (1770 -1843).

O romancista Hermann Hesse (1877 -1962), que nasceu

em Calw, uma comunidade na Floresta Negra da Suábia,

apenas dois anos antes de Einstein, descreveu Ulm como

uma «cidade extremamente bela e invulgar»2. Ulm faz

hoje parte de Baden -Württemberg, um estado que conta

entre os seus filhos o astrólogo e alquimista do século xv

Johann Faustus. Na famosa peça de Goethe, Fausto per-

sonifica a incessante luta da raça humana para compre-

ender e controlar a Natureza, uma luta que Einstein viria

reivindicar.

2

10

Hesse, que tal como Einstein viria a emigrar para a Suíça,

visitou Ulm em 1926: «Não me tinha esquecido da muralha da

cidade nem do Metzgerturm, do coro da catedral nem da câmara

municipal; estas imagens sobrepostas às imagens que guardava

na memória pouco diferiam delas; por outro lado havia inúmeros

cenários novos que eu via como pela primeira vez, velhas casas

de pescadores que se erguiam desalinhadas junto às águas tur-

vas, casinhas de gnomos na muralha da cidade, imponentes casas

aburguesadas nas ruas estreitas, aqui um insólito espigão, além

um nobre portal.»3

Para Einstein, o local de nascimento de uma pessoa era

tão importante como a sua mãe. Um dia escreveu: por isso, penso em Ulm com gratidão, pois combina a tradição artís-tica com um carácter simples e saudável4. Além de ter her-

dado estas qualidades, Einstein nunca perdeu o sotaque

da Suábia nem o gosto pela cozinha da região, um gosto

partilhado pela sua segunda mulher, também ela natural

da Suábia. A certidão de nascimento de Einstein diz que a

família vivia no número 135 da Bahnhofstrasse, a rua que se

estende da estação central até à catedral. Em 1944, o prédio

de quatro andares onde moravam foi destruído pelos bom-

bardeamentos das forças aliadas juntamente com grande

parte do centro histórico da cidade. Porém, e não obstante

o lema de Ulm, Einstein nunca se apresentou como mate-

mático. O físico que escreveu a mais famosa equação cien-

tífica, E=mc2, um dia tranquilizou uma aluna, dizendo -lhe:

Não fique preo cupada por ter dificuldades em matemática; garanto -lhe que eu tenho ainda mais5.

Einstein nasceu no mesmo ano do romancista E.  M.

Forster (1879 -1970) e do pintor suíço Paul Klee (1879 -1940),

que cresceu perto de Berna, a cidade onde Einstein iria tra-

balhar nas suas mais notáveis teorias científicas. Otto Hahn

(1879 -1968), o homem que descobriu a fissão atómica, nas-

ceu apenas seis dias antes de Einstein. Também em 1879, 345

11

Thomas Edison (1847 -1931) e Joseph Swan (1828 -1914)

inventaram separadamente a lâmpada incandescente. Esse

mesmo ano assistiu à publicação da obra de Heinrich von

Treitschke – História da Alemanha no Século XIX – que pro-

punha a fatídica teoria de que o destino da Prússia era lide-

rar uma Alemanha unida. Nascido na década da unificação

alemã, Einstein viu, ao longo da sua vida, a nação alemã

ser derrotada em duas guerras mundiais e, finalmente, ficar

dividida em duas. Treitschke, professor de História na Uni-

versidade de Berlim onde Einstein viria a trabalhar, não

fazia segredo da sua hostilidade para com os judeus. Com

efeito, precisamente no ano do nascimento de Einstein era

inventado por Wilhelm Marr o termo «anti -semitismo».

Após a desastrosa queda da banca em 1873, a Alemanha

lançou -se na corrida pela expansão industrial, impulsio-

nada pela mão de ferro do chanceler Otto von Bismarck

(1815 -1898). Quando deflagrou a Primeira Guerra Mundial,

a Alemanha tinha a economia mais poderosa da Europa.

A industrialização conduziu a um êxodo das zonas rurais

para as cidades. Entre 1870 e 1900, o número de judeus a

residir em zonas rurais diminuiu 70%. Incluído nestas

estatísticas estava Hermann, pai de Einstein, que nasceu a

30 de Agosto de 1847 em Bad Buchau, uma pequena povoa-

ção nas margens do lago Feder, cerca de 48 km a sudoeste

de Ulm. Hermann tinha uma irmã e cinco irmãos, um dos

quais morreu ainda criança. O  antepassado mais antigo

de que tinham conhecimento era um tal Baruch Moises

Ainstein, que chegou a Bad Buchau em 1665. Continuou a

haver membros da família Einstein em Ulm até 1968, ano

em que morreu Siegbert, sobrinho -neto de Albert e sobrevi-

vente do campo de concentração de Theresienstadt. Maria,

a irmã mais nova de Albert (conhecida na família por Maja),

diz que o pai «mostrava uma forte tendência para a mate-

mática», mas a família não dispunha dos meios necessários

12

para lhe dar formação

uni ver si tária6. «Talvez

este mesmo potencial,

não cultivado no pai, se

tenha desenvolvido ainda

mais vigo ro sa mente no

seu filho Albert»7, sugere

Maja no texto biográ-

fico sobre o irmão que

começou a escrever em

1924. Em 1886, a família

mudou -se para Ulm e Hermann foi trabalhar como apren-

diz na fábrica de edredões de penas de um primo.

Em 1876, nas vésperas do seu vigésimo nono aniversá-

rio, Hermann Einstein casou -se com Pauline Koch, uma

jovem de 18 anos que vivia com a família em Cannstatt,

uma cidade perto de Estugarda, onde seu pai, Julius Koch,

dirigia com o seu irmão Heinrich uma grande empresa de

comércio de cereais. «Os irmãos e respectivas famílias»,

escreve Maja, «formavam uma única família, vivendo

todos sob o mesmo tecto. As mulheres deles cozinhavam

alternadamente, cabendo a cada uma um turno semanal.

Se tal acordo é quase raro o deles era ainda mais singu-

lar, pois durou décadas sem o menor atrito»8. A família de

Pauline era abastada e ela tinha tido uma educação esme-

rada; assim, tudo levava a crer que o futuro do jovem casal

prometia ser não só «livre de preocupações» mas também

«muito próspero»9. Porém, não seria assim.

Maja descreve a mãe como uma mulher com sentido

prático, «carinhosa e dedicada». Embora «raramente sol-

tasse as rédeas aos sentimentos», um «brilho travesso»

iluminava -lhe frequentemente os olhos cinzentos. Estava

«acostumada a um lar abastado», mas o casamento signi-

ficou que «cedo teve de aprender a lidar com as realidades 6789

Hermann Einstein e Pauline Koch

13

da vida»10. Pauline tocava bem piano e passou ao filho o

seu amor pela música. Talvez o tenha dotado também da

sua «perseverança e paciência»11, visto que quando lhe

perguntavam de que material era feito um bom físico teó-

rico, Einstein respondia: Paciência! E mais um pouco de paciência12. A personalidade de Hermann revela também

características que podem ser encontradas no filho. Maja

menciona a sua «natureza contemplativa» e o seu «modo

parti cular mente incisivo de tentar chegar ao fundo das

questões examinando -as de todos os ângulos»13. Hermann

era também um homem generoso, «dotado de uma bon-

dade sem limites e de uma natureza altruísta que não o

deixava recusar nada a ninguém»14. Quando o filho se tor-

nou famoso, revelou uma generosidade semelhante e uma

simpatia instintiva pelos desfavorecidos. De facto, Elsa, a

sua segunda mulher, queixava -se frequentemente de ele ser

demasiado sensível à pobreza. No entanto, estas qualidades

admiráveis não serviram de muito a Hermann no mundo

dos negócios. Segundo o historiador Fritz Stern, ele era

«um simpático fracassado, moderadamente incompetente

em todos os negócios em que se metesse»15.

Em Junho de 1880, a família Einstein mudou -se para

Munique, a capital da Baviera. Apesar de ser uma cidade

profundamente conservadora, Munique orgulhava -se tam-

bém de ser a «capital cultural da Alemanha», tal como foi

considerada em 188916. Munique era uma cativante mistura

de tradição conservadora e excessos boémios, e tornou-

-se nos finais do século xix o centro do Jugendstil, a ver-

são alemã da Arte Nova. Em 1894, o romancista Thomas

Mann (1875 -1955) mudou -se do Norte da Alemanha para

Schwabing, um bairro de Munique descrito pelo seu irmão

Viktor como o «Montparnasse de Munique», refúgio de

muitos artistas da vanguarda, escritores, músicos e actores17.

Em 1911, nasceu em Munique o movimento expressionista 1011121314151617

14

Der Blaue Reiter (O cavaleiro azul), que atraiu jovens artis-

tas como Paul Klee.

Munique resplandecia. Sobre as praças animadas e os templos

de brancas colunatas, os monumentos clássicos e as igrejas barro-

cas, as fontes gorgolejantes, os palácios e os jardins da Residência

espraiava -se um céu radioso de seda azul […]. Das muitas janelas

abertas jorrava música,

alguém a estudar piano,

violino ou violoncelo

– esforços diligentes e

bem -intencionados de

ama dores –, enquanto

no Odéon soavam os

acordes de um traba-

lho rigoroso em vários

pianos de cauda […].

A arte florescia, a arte

imperava, a arte esten-

dia sobre a cidade o seu

ceptro róseo e sorria.

Todos partilhavam o mesmo interesse obsequioso pela sua pros-

peridade, todos a serviam com empenho e devoção. Por toda a

parte reinava o culto das linhas, da ornamentação, da forma, do

sentido, da beleza. Munique resplandecia.

Thomas Mann, Gladius Dei(1902)18

Einstein cresceu nesta cidade das artes, onde viveu até

aos 14 anos. O seu pai tinha feito uma sociedade com o

irmão mais novo, Jakob, que administrava em Munique

uma empresa de instalação de água e gás. Nascido em

1850, Jakob Einstein foi o único dos irmãos a usufruir

dos benefícios de uma educação superior ao ter estu-

dado Engenharia. Era um inventor ambicioso e talentoso,

sempre a transbordar de entusiasmo pelos seus novos 18

15

projectos. Maja diz que ele «exerceu uma certa influência

intelectual em Albert durante o seu crescimento»19 .Toda-

via, Hermann e Jakob estavam longe de serem os sócios

ideais. Muito diferente do lento e metódico Hermann, o

«extremamente imaginativo» Jakob era «um optimista

impetuoso [que] nunca aprendeu a lidar com a realidade»

e era «incapaz de aprender com os seus erros». Hermann

«não recusava nada a ninguém» e, por isso, «cedeu às

vontades do irmão por pura bondade em vez de ser ele

próprio a decidir em matéria de negócios»20. As qualida-

des que mais tarde tornaram Albert Einstein estimado em

todo o mundo haviam sido um lamentável ponto fraco no

seu pai.

História da electricidade

1746 – Pieter van Musschenbroek inventa as garrafas de

Leiden na Holanda, uma forma primitiva de condensador que

permite armazenar e transportar carga eléctrica.

1751 – A palavra «electricista» é usada pela primeira vez na

imprensa por Benjamin Franklin.

1752 – Benjamin Franklin prova que o relâmpago é um fenó-

meno eléctrico, com a sua famosa expe riên cia com um papagaio

de papel, em Filadélfia. A electricidade atmosférica é conduzida

pelo fio molhado do papagaio e carrega uma garrafa de Leiden.

Esta expe riên cia leva à invenção do pára -raios.

1791 – Luigi Galvani, De Viribus Electricitatis in Motu Mus -culari Commentarius (Comentário sobre o efeito da electricidade

no movimento muscular). Galvani é a primeira pessoa a investi-

gar a electricidade animal, depois de ter constatado que as patas de rãs dissecadas se contraíam quando ligadas a uma máquina

eléctrica.

1800 – Alessandro Volta apresenta a primeira bateria eléctrica,

feita de pilhas de placas alternadas de prata e zinco, que produz

a primeira fonte segura de corrente eléctrica e representa um

momento crucial na história da Física.1920

16

1820 – Hans Christian Oersted descobre a ligação entre elec-

tricidade e magnetismo. Demonstra que o efeito magnético da

corrente eléctrica a circular num fio condutor é movimento, uma

descoberta que leva à invenção do motor.

1831 – Michael Faraday descobre a indução electromagnética,

a criação de electricidade por magnetismo. Faraday produz uma

corrente ao fazer passar um íman por uma bobina de fio condutor.

Esta expe riên cia leva à invenção do primeiro gerador eléctrico no

ano seguinte. Faraday mostra que a electricidade, o magnetismo

e o movimento mecânico estão ligados. Nas décadas de 1830 e

1840, desenvolve o conceito de um campo eléctrico ou magné-

tico criado por «linhas de força» entre partículas carregadas (que

podem ser vistas nos espectros formados por limalha de ferro em

volta de um íman). Faraday desvia a atenção dos ímanes e dos fios

condutores para o espaço que os envolve e, por conseguinte, para

o campo electromagnético que Maxwell irá descrever mais tarde.

1837 – Charles Wheatstone inventa o primeiro telégrafo eléc-

trico e Samuel Morse desenvolve o seu código alfabético de pon-

tos e traços.

1854 – Londres e Paris são ligadas por telégrafo.

1857/1858 – Primeiro cabo telegráfico transatlântico.

1864 – James Clerk Maxwell, na sua Dynamical Theory of the

Electromagnetic Field (Teoria dinâmica do campo electromagné-

tico), traduz para a matemática as descrições qualitativas do campo

electromagnético de Faraday na forma de equações de onda.

As equações de Maxwell explicam a propagação de forças eléctricas

e magnéticas através de todo o espectro, das ondas gama às ondas

de rádio, e mostra que a luz é também radiação electromagnética.

1867 – Ernst Werner von Siemens cria um dínamo revolucio-

nário que vem anunciar uma «nova era no electromagnetismo».

O resultado é iluminação e energia eléctricas acessíveis.

1879 – Thomas Edison na América e Joseph Swan na Ingla-

terra inventam, independentemente, a lâmpada incandescente.

1887/1888 – Heinrich Hertz confirma a previsão de Maxwell

de que as ondas electromagnéticas poderiam ser transmitidas e

descobre as ondas de rádio.

1895 – Guglielmo Marconi desenvolve a telegrafia sem fios.

1901 – Primeira transmissão por rádio a atravessar o Atlântico.

17

«Tinha chegado a altura», escreve Maja, «em que a luz

eléctrica começava a ser instalada em todo o mundo»21.

Na Alemanha, a figura principal da indústria da electrici-

dade, que estava a sofrer uma rápida evolução, era Ernst

Werner von Siemens (1816 -1892), que, em 1867, inventou

um dínamo revolucionário (uma máquina que gera cor-

rente de intensidades elevadas) que proclamava uma nova

era de iluminação e energia eléctricas a preços acessíveis.

Como referido anteriormente, a lâmpada incandescente

foi inventada no mesmo ano em que Einstein nasceu e logo

as ruas de Nova Iorque foram iluminadas por esta nova

tecnologia. A indústria electrotécnica era ainda um mer-

cado extremamente competitivo, com muitas pequenas

e médias empresas a rivalizar pelo negócio. Em 1890, na

Alemanha, havia 15 000 trabalhadores no ramo da elec-

tricidade; oito anos mais tarde este número ascenderia aos

54 417. Nos finais do século xix, e no que diz respeito à

electrificação, Munique não estava a conseguir acompa-

nhar Berlim, onde a Siemens estava sediada. Inicialmente,

Hermann tornou -se sócio da firma Jakob Einstein & Cia.,

ficando encarregado da parte comercial. Em 1882, os

irmãos compraram dois terços da Ludwig Kiessling & Cia.

Nesse ano, expuseram dínamos, lâmpadas incandescen-

tes e de arco voltaico e até um sistema telefónico na Feira

Internacional de Electricidade de Munique. Em Maio de

1885, Hermann e Jakob entraram no campo competitivo

da produção de energia eléctrica e abriram uma fábrica

no número 125 da Lindwurmstrasse, a Elektrotechnische

Fabrik J. Einstein & Cia. Como um dos seus primeiros con-

tratos, tiveram a honra de fornecer iluminação eléctrica

para o Oktoberfest de Munique – foi a primeira vez que o

festival anual da cerveja foi iluminado por electricidade.

É provável que tenham usado um dos dínamos idealizados

por Jakob, o mago técnico da empresa.21

18

De 1886 a 1893, Jakob registou seis patentes de lâmpadas

de arco voltaico melhoradas, um interruptor e instrumentos

para medição de correntes eléctricas. A princípio, a empresa

prosperou; depois de terem ganho diversos concursos para

a instalação de centrais eléctricas e sistemas de iluminação,

a fábrica teve de ser ampliada. O seu maior sucesso chegou

em 1888 com o contrato para fornecimento de energia e

iluminação a Schwabing. Em 1891, no auge do sucesso, par-

ticiparam na maior exposição alemã de electrotecnia, em

Frankfurt. Seguindo o modelo das feiras mundiais, então

extremamente populares, o evento atraiu para cima de um

milhão de visitantes e até o Kaiser esteve presente.

A J. Einstein & Cia. era uma empresa pequena, com

menos de 200 trabalhadores, e para conseguir sobreviver

num mercado cada vez mais competitivo precisava de capi-

tal, muito capital. Mas, em 1892, a empresa teve de enfren-

tar sérios problemas financeiros. Além do avultado dote de

Pauline, também o pai de Hermann e Jakob, Julius Koch

(que passou a viver com os Einstein depois da morte da

mulher em 1886), contribuiu com quantias significativas

para a firma. Mas não foi o suficiente. Por volta de 1893,

Hermann e Jakob já tinham pedido cerca de 60 000 mar-

cos em empréstimos bancários, tendo dado como garantia

a sua casa, no número 14 da Adlzreiterstrasse. Nesse ano, a

Schuckert & Cia, de Nuremberga, obteve o contrato para

a iluminação das ruas de Munique. Foi o golpe de misericór-

dia. Hermann e Jakob tinham apostado tudo naquele con-

trato. A empresa foi por isso encerrada em Julho de 1894.

Este foi um período traumático para Albert e a família.

Lorenzo Garrone, o agente italiano da empresa, sugeriu que

a mesma fosse transferida para o Norte de Itália e o impul-

sivo Jakob depressa convenceu Hermann de que se tratava

de uma boa ideia. Entretanto, o jardim da casa de Muni-

que foi vendido a um construtor para pagar as dívidas e