Albert Einstein: uma biografia muito breve
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“Tenho pouca paciência para os cientistas que pegam numa peça de
madeira, procuram a parte mais fina e furam um grande
número de buracos onde os furos são mais fáceis.”
Albert Einstein nasceu a 14 de Março de 1879, em Ulm na Alemanha,
de uma família judia da classe média. Embora tenha começado a falar
só aos três anos, não é verdade que tenha sido um fraco estudante.
Um traço evidente do seu carácter, que mais tarde se manifestou de
forma proeminente no derradeiro trabalho científico, que o havia de
ocupar durante largos anos, era a sua obstinação. Enquanto
estudante, só se aplicava quando o assunto lhe interessava
intensamente. A ciência foi uma preocupação na sua vida desde
muito cedo. Com apenas um ano a família deslocou-se para Munich,
onde o pai Hermann e o tio Jacob iniciaram um novo negócio. Na
fábrica do seu pai, o jovem Einstein maravilhava-se com a descoberta
dos dínamos e de outras máquinas eléctricas. Dois outros
acontecimentos parecem ter desempenhado um papel preponderante
no acordar para a ciência do jovem Einstein. Aos cinco anos ficou
profundamente impressionado quando o seu pai lhe mostrou uma
bússola. Aos onze anos descobriu o que mais tarde designou o “livro
sagrado de geometria”. Os livros de divulgação científica mostraramlhe
que a Bíblia não podia ser interpretada literalmente, e o fervor
religioso da juventude esmoreceu — fervor que desenvolveu apesar
dos seus pais não praticarem a religião judaica — dando lugar a um
persistente entusiasmo pela ciência. Na escola secundária, o
“Gymnasium”, teve muito boas notas em física e matemática, mas
era um aluno vulgar nas disciplinas que não lhe despertavam um
particular interesse, como o francês e o alemão.
Em 1894 o negócio do pai em Munich soçobrou, e a família deslocase
para Itália, deixando Einstein para trás a completar o ensino
secundário. Einstein, porém, que tolerava com dificuldade a rígida
disciplina do Gymnasium, em breve abandona a escola e junta-se à
família em Milão. Desta forma evitou ser incorporado nas forças
armadas alemães. Em 1895 tenta a admissão ao Instituto Politécnico
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Federal em Zurique (E.T.H.), Suiça, dois anos antes da idade normal
mas fracassa. Frequenta então a Escola Cantonal em Aarau (cantão
de Aargau), sendo hospedado na casa de um dos seus professores,
Jost Winteler, e tendo aí vivido um dos anos mais felizes. Finalmente
é admitido no E.T.H. em 1896. Aí encontra aquela que virá a ser a
sua primeira mulher, Mileva Maric (1875-1948). Durante o curso, em
física e matemática, Einstein falta muitas vezes às aulas para
trabalhar no laboratório ou para estudar por outros livros a física
mais recente da altura, ficando a depender dos apontamentos tirados
pelo seu colega e amigo Marcel Grossmann (1878-1936) para se
preparar para os exames. Einstein queixa-se várias vezes dos
programas de algumas das disciplinas de física, que na sua opinião
eram pouco actuais. Este comportamento comprometeu a sua relação
com alguns dos seus professores e prejudicou-o quando chegou o
momento de procurar uma posição académica, após a graduação em
1900. Em 1902, consegue finalmente uma colocação como
examinador de 3ª classe na Repartição das Patentes de Berna. Tinha
adquirido a nacionalidade suiça no ano anterior. Casa com Mileva em
1903, após fortes objecções dos seus pais. Antes do casamento,
tiveram uma filha, Lieserl, que aparentemente nunca chega a viver
com o casal. Suspeita-se que tenha sido dada para adopção, mas
dela não há qualquer traço além do registo de nascimento e de uma
carta de Albert para Mileva. Mileva e Albert tiveram mais dois filhos:
Hans Albert (1904-1973) e Eduard (1910-1965).
Depois de ter publicado alguns artigos sobre mecânica estatística
numa das revistas científicas com maior prestígio na época, o
Annalen der Physik, o jovem oficial das patentes submete quatro
artigos cruciais para publicação, na mesma revista, em 1905: o
primeiro propondo a hipótese dos quanta de luz, o segundo sobre o
movimento browniano cujas leis contribuíram para o reconhecimento
da realidade física dos átomos, o terceiro sobre a electrodinâmica dos
corpos em movimento que introduz a teoria da relatividade restrita e
o último sobre uma consequência importante desta teoria, a inércia
da energia ou E=mc2, talvez a equação mais famosa da história da
física. A abordagem de Einstein em todos estes artigos tinha algo em
comum: como ele explicou mais tarde, os seus trabalhos inseriam-se
nas chamadas “teorias de princípio”. Partia de generalizações
apoiadas numa grande profusão de evidências experimentais, mesmo
quando tais generalizações pareciam ser contraditórias. Com uma
lógica irresistível, deduzia então as consequências dessas
generalizações, pondo em destaque nesse processo várias noções
que identificava como preconceitos a eliminar (como foi o caso do
conceito de simultaneidade). Prosseguindo a mesma via, Einstein
estabelece em 1909 que qualquer teoria satisfatória da luz devia
combinar aspectos da teoria ondulatória e da teoria corpuscular. Este
foi o primeiro enunciado do dualismo onda-corpúsculo.
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Einstein apresenta este resultado na sua primeira lição convidada
como membro da comunidade académica. Pouco antes, em 1909,
tinha-se tornado professor extraordinário de física teórica na
Universidade de Zurique. Em 1911 Einstein continua a via ascendente
na carreira académica, ao aceitar a sua nomeação como director do
Instituto de Física Teórica na Universidade alemã de Praga. Um ano
mais tarde regressa a Zurique, desta vez como professor catedrático
na sua alma mater (ETH). Mas novamente, não fica por muito tempo
pois no ano seguinte volta a mudar de Universidade, na sequência do
insistente e irrecusável convite de Max Planck e Walther Nernst,
deslocando-se desta feita para a Universidade de Berlim no princípio
de 1914, onde permaneceu até 1933, quando os nazis sobem ao
poder e o forçam a abandonar a Alemanha para sempre. O convite
para Berlim, é feito logo a seguir a ter sido eleito membro da
Academia Prussiana das Ciências em Novembro de 1913. A ida para
Berlim foi a última gota de água na já muito deteriorada relação com
Mileva Maric. Mileva e os dois filhos do casal regressam a Zurique
pouco depois, e Einstein reinicia uma relação que tinha começado em
1912 com a sua prima Elsa Einstein-Löwenthal (1876-1936), com
quem celebra um casamento de conveniência em 1919, pouco depois
de se ter divorciado de Mileva.
Embora alguns cientistas tenham reconhecido a importância do
trabalho de Einstein de 1905 sobre o princípio da relatividade, como
foi o caso de Max Planck, Max von Laue e outros, o reconhecimento
da comunidade científica incidiu particularmente sobre as suas
contribuições sobre a teoria quântica da luz. É certo que estas teorias
também tiveram de enfrentar algum cepticismo e até forte oposição,
da parte de muitos físicos, até à descoberta do efeito de Compton em
1923. Mesmo após a verificação por Robert A. Millikan em 1915 da
fórmula do efeito fotoeléctrico muitos continuaram a duvidar da
hipótese do quantum de luz. Quando em 1922 Einstein recebeu o
prémio Nobel da Física referente a 1921, foi pela fórmula e não pela
hipótese da qual a fórmula é derivada: "pelos seus serviços à física
teórica e em particular pela sua descoberta da lei do efeito fotoeléctrico”,
segundo os termos do relatório da atribuição do Prémio
Nobel em 1921.
Dos admiráveis trabalhos de Einstein, produzidos no ano miraculoso
de 1905, o artigo “Sobre a Electrodinâmica dos Corpos em
Movimento”, que introduz a teoria da relatividade restrita, é muitos
vezes mencionado como o mais famoso; mas é o artigo “Sobre um
Ponto de Vista Heurístico respeitante à Produção e Transformação da
Luz”, publicado a 9 de Junho desse ano, que o próprio Einstein
considera “muito revolucionário”, legitimando de certo modo a
decisão da Academia Sueca. O trabalho de Einstein sobre os calores
específicos dos sólidos a baixas temperaturas foi muito mais bem
recebido, especialmente por Walther Nernst o qual escolheu a teoria
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quântica emergente como o tópico do Primeiro Congresso Solvay em
1911. Nesse encontro Einstein emerge como a figura central nesse
novo domínio de investigação.
Entretanto, Einstein tinha também dado os primeiros passos na
tentativa de generalização da relatividade restrita e simultaneamente
na criação de uma nova teoria da gravitação, a teoria geral da
relatividade, como ele a chamou. Se a relatividade restrita pode ser
considerada um trabalho com contribuições de vários cientistas, a
relatividade geral foi essencialmente o resultado do trabalho de um
só: Albert Einstein. Em 1907, quando ainda trabalhava na Repartição
das Patentes de Berna, Einstein teve “o pensamento mais feliz” da
sua vida, como ele o designou mais tarde. A igualdade entre a massa
inercial e a massa gravitacional só poderia ser uma indicação de uma
conexão íntima entre a inércia e a gravidade. A esta conexão entre
movimento acelerado e gravidade, Einstein chamou “princípio da
equivalência”. Com base neste novo dado acreditou que seria capaz
de construir uma teoria que substituiria a teoria da gravidade de
Newton, o que só veio a acontecer no final de Novembro de 1915,
depois de um mês de intenso trabalho na massacrada cidade de
Berlim, onde a maioria dos físicos faziam então parte do esforço de
guerra. Quando foram anunciadas em Londres, em Novembro de
1919, que as medidas do encurvamento dos raios luminosos rasando
o Sol durante um eclipse solar confirmavam as previsões da teoria da
relatividade geral, Einstein tornou-se de um dia para o outro, aos
olhos da opinião pública, no maior e mais famoso cientista de
sempre, com a popularidade de uma estrela do cinema, cujas
opiniões científicas, políticas ou morais eram escutadas com respeito
e admiração. E Einstein, que até então tinha tido um envolvimento
político relativamente discreto, passou a usar a sua celebridade nos
anos que se seguiram na defesa de várias causas que lhe eram caras,
como o pacifismo, o Sionismo e o desarmamento.
Mas em contrapartida a sua fama transformou-o num alvo natural
das forças anti-semíticas na sociedade alemã dos anos vinte. As suas
teorias foram apelidadas de “física judaica” e houve rumores que o
seu nome figurava em listas de pessoas a eliminar pelos ultra radicais
de direita. Contudo, em nome da lealdade que sentia por Planck e por
outros físicos da comunidade berlinense, Einstein permaneceu em
Berlim até ao limite do razoável bom senso. Aliás, apesar do seu
pacifismo e internacionalismo que tanto o opunham ao militarismo
alemão, o cidadão suiço Einstein manifestou grande solidariedade
pelo povo alemão no pós guerra em face das condições impostas pelo
tratado de Versailles. Einstein usou a sua posição e influência para
promover o reencontro da Alemanha com a comunidade científica
internacional depois da I Guerra Mundial. Mas quando os nazis
chegam ao poder em 1933, Einstein é forçado a abandonar a
Alemanha. Mais tarde aceitaria um lugar permanente no novo
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Instituto de Estudos Avançados em Princeton, nos Estados Unidos.
Em 1940 torna-se cidadão americano mas sem perder a cidadania
suiça de que muito se orgulhava.
Voltando à teoria da relatividade, ainda não tinha passado um ano
após a a construção da sua teoria geral e já Einstein estava a tentar
modificá-la pois percebeu que, tal como estava, a teoria continha
vestígios de espaço absoluto e movimento absoluto, duas noções que
Einstein julgava ter banido completamente da física. A dificuldade
reside no facto da teoria exigir condições fronteira. Em 1917, no
decurso de uma longa correspondência com o astrónomo holandês
Willem de Sitter, Einstein pensou ter resolvido o problema com a
introdução de um modelo estático, espacialmente fechado do
universo, evitando assim a necessidade de condições fronteira. Para
construir um modelo estático Einstein introduziu a famosa “constante
cosmológica”, responsável por uma “força” anti-gravítica capaz de
equilibrar a atracção da matéria no universo. Com esta nova
formulação, Einstein convenceu-se que a sua teoria respeitava o que
ele chamava o “princípio de Mach”: a estrutura geométrica do
espaço-tempo era completamente determinada pelo conteúdo
material do universo. Mas em breve De Sitter mostrar-lhe-ia que isso
não era verdade.
Daí em diante Einstein perderia o seu entusiasmo pelo dito princípio,
posição que seria ainda reforçada com a descoberta da expansão do
Universo, primeiro com os trabalhos teóricos fundamentais de
Friedmann (1922, 1924) e Lemaître (1927) e depois com as
observações de E. Hubble (1929) . Mas foi Einstein que lançou as
bases da cosmologia relativista. Nesses anos, em que se assistiu ao
desenvolvimento da relatividade geral, Einstein ainda haveria de
contribuir com trabalho pioneiro sobre ondas gravitacionais, lentes
gravitacionais e com a discussão das singularidades do espaçotempo.
Por volta de 1920 Einstein volta-se para uma questão ainda mais
ambiciosa: a construção de uma teoria clássica de campo, seguindo o
modelo da relatividade geral, mas capaz de unificar o tecido do
espaço-tempo (responsável pelos efeitos da gravidade) e o campo
electromagnético de Maxwell-Lorentz. Nessa tentativa, em vez de
reduzir a estrutura do espaço-tempo à matéria, Einstein esperava
mostrar como a matéria poderia emergir deste campo unificado. Esta
é a tarefa que o absorverá quase em absoluto até ao fim da sua vida
em 1955. Especialmente nos seus últimos anos, a abordagem
seguida por Einstein neste gigantesco esforço de unificação é
sensivelmente diferente daquela que seguiu nos primeiros tempos.
Em lugar de construir com base em dados empíricos seguros, passa a
depender cada vez mais da pura especulação matemática.
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Einstein esperava que uma teoria unificada pudesse resolver todos os
enigmas da teoria quântica. Antes do advento da mecânica quântica
em meados dos anos vinte, Einstein deu pelo menos duas
contribuições fundamentais à teoria quântica: a sua teoria da
radiação de 1917, que desempenhou um papel importante na génese
da mecânica quântica e na qual previa que a luz ao passar através de
uma substância podia estimular a emissão de mais luz, um efeito que
está na base da explicação do laser moderno, e o seu trabalho de
1925 sobre a estatística de Bose-Einstein. Daí em diante o papel de
Einstein foi cada vez mais o de um crítico da interpretação de
Copenhague da mecânica quântica. A sua contribuição mais famosa
para a discussão dos fundamentos da mecânica quântica é o seu
artigo de 1935, assinado com Boris Podolsky e Nathan Rosen,
conhecido por “EPR paper”.
É voz corrente na comunidade científica que Einstein por essa altura
teria perdido o contacto com a investigação activa da física da época
e teria paulatinamente deslocado a sua atenção para uma audiência
cada vez mais dominada por matemáticos. Para comprovar esta ideia
é habitual referir que Einstein não deu nenhuma contribuição para os
desenvolvimentos excitantes da física nuclear, que tiveram lugar nos
anos 30. Note-se que por essa altura os seus esforços se
concentravam na unificação da gravidade com o electromagnetismo e
nunca houve da parte de Einstein ou dos seus colaboradores qualquer
tentativa de incluir as forças nucleares nessas teorias unificadas, que
na época se afirmavam já como um novo tipo de interacções. Claro
que Einstein nunca poderia, por esta razão, ter desempenhado um
papel significativo no desenvolvimento das armas nucleares, apesar
da célebre carta escrita em 1939 ao Presidente Franklin D. Roosevelt
avisando-o da eminência de uma bomba atómica alemã. É certo que
os preparativos para a bomba atómica americana só começaram a
sério depois do ataque a Pearl Harbor, mais de dois anos mais tarde.
O episódio vale contudo para salientar a importância que Einstein
tinha entretanto adquirido na comunidade científica e na sociedade
em geral.
Em 1948 foi-lhe diagnosticado um aneurisma da aorta na zona
abdominal. Na realidade, Einstein queixava-se de problemas
abdominais desde o período de grande intensidade de trabalho
enquanto completava a teoria geral da relatividade e nos anos
subsequentes. Em Abril de 1955 deu-se uma ruptura do aneurisma e
Einstein morreu. O seu corpo foi cremado mas só depois de o cérebro
e os olhos tirem sido retirados durante uma autópsia não autorizada.
No próprio dia da sua morte Einstein pediu à sua secretária, Helen
Dukas, o seu caderno de notas com o projecto inacabado de mais
uma teoria unificada da gravitação e do electromagnetismo.
