W 1905 roku, niejaki A. Einstein, ekspert techniczny III klasy w Szwajcarskim Biurze Patentowym publikuje w 17 tomie "Annalen der Physik" trzy artykuły, pisane w dwumiesięcznych odstępach: w marcu o emisji i transformacji światła [1], w maju o ruchu termicznym zawiesin w cieczy [2], w końcu czerwca o elektrodynamice ciał w ruchu [3], a w tomie 18, pisany we wrześniu tekst o masie ciał w ruchu [4].
Nie były to pierwsze prace Einsteina: w 1901 roku pisał o kapilarności, w latach 1902-1904 o termodynamice. W 1907 roku [5] wracając do pracy Plancka napisał: "...Pan Planck wprowadził nowy hipotetyczny element do fizyki - hipotezę fotonów". Ale prace z 1905 roku były niezwykłe: mało kto i kiedy, może chyba tylko Newton w 1701 roku zapisał tyle nowych idei w tak krótkim czasie.
Cztery rękopisy z 1905 roku zmieniły nasze rozumienie fizyki, a licząc, że relatywistyczny efekt masy - to energia atomowa, a rozważania o populacji fotonów - to laser - rękopisy te zmieniły cały nasz współczesny świat.
[1] Über einen die Erzeugung
und Verwandlung des Lichtes betreffendedn heuristichen Gesichtspunkt, Annalen
der Physik 17 (1905) 133-148 [O emisji i transformacji światła, z punktu
widzenia heurestycznego]
[2] Über die von molekularkinetichen Theori der Wärma gefordert Bewegung
von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen, Annalen der Physik
17 (1905) 549-560 [O ruchu termicznym cząstek zawieszonych w nieruchomych
cieczach, w oparciu o molekularną teorię ciepła.]
[3] Zur Elektrodynamik bewegter Körper, Annalen der Physik 17 (1905) 891-921
[O elektrodynamice ciał w ruchu]
[4] Ist die Trägheit eines Körpes von seinem Energieinhalt abhänging, Annalen
der Physik 18 (1906) 639-641 [Czy inercja ciał zależy od posiadanej przez
nie energii?]
[1] Pierwszy z tekstów z 1905
roku, wyjaśniający efekt fotoelektryczny, przyniósł Einsteinowi nagrodę Nobla.
Nie jest to tekst powstały "z głowy - czyli z niczego". W 6-ciu paragrafach
Einstein dyskutuje wyniki Plancka, w 7-mym regułę Stokesa, dlaczego widmo
emisji jest przesunięte w stosunku do widma absorpcji. Dopiero na końcowych
stonach, opierając się na nowych wynikach Lenarda, który pokazał (w 1902
r.), że energia fotoelektronów nie zależy od natężenia światła, Einstein
pisze wzór na potencjał wyjścia.
[2] Drugi tekst dotyczy ruchów Browna. Zakładając, że zawiesina w cieczy
ma postać kulek o promieniu P, średnia droga przebyta przez jedną
cząstkę w czasie t zależy od temperatury T , lepkości cieczy
k i liczby Avogadro N
[3] "O elektrodynamice ciał w ruchu", to klasyczny dziś wykład szczególnej
teorii względności. Zakładając stałość prędkości światła w różnych układach
odniesienia, Einstein wyprowadza transformacje Lorentza układu współrzędnych
przestrzennych i czasu. Udowadnia niezmienniczość praw Maxwella dla tych
transformacji; rozważa też efekt Dopplera i dynamikę elektronu w ruchu.
Artykuł ten stanowi podstawę teorii względności, choć jej nie wyczerpuje.
[4] W tej pracy, wychodząc ponownie ze stałości prędkości światła, Einstein
wyprowadza zmianę masy ciała, które wypromieniowało energię L. Zmiana ta
wynosi, według użytych przez Einsteina symboli, L/V2.