Sự bùng nổ sáng tạo của Einstein trong năm 1905 thật đáng kinh ngạc. Ông đã đưa ra lý thuyết lượng tử ánh sáng mang tính cách mạng cao, giúp chứng minh sự tồn tại của nguyên tử, giải thích chuyển động Brown, thay đổi khái niệm không gian và thời gian rồi đưa ra phương trình khoa học nổi tiếng nhất. Thế nhưng lúc đầu có vẻ không nhiều người để ý đến điều này. Theo em gái ông, Einstein hy vọng loạt bài viết trên tờ báo nổi tiếng có thể giúp ông thoát khỏi hình ảnh mờ nhạt của một nhân viên kiểm định bằng sáng chế bậc ba và được công nhận về mặt học thuật, thậm chí tìm được một công việc mang tính học thuật. Em gái ông viết: “Nhưng anh ấy thất vọng trong cay đắng. Đáp lại các bài báo đó chỉ là sự im lặng đến lạnh lùng.”

Không hoàn toàn đúng như thế. Một số các nhà vật lý đáng kính đã sớm chú ý đến những bài báo của Einstein, và một trong số này hóa ra lại là người ngưỡng mộ quan trọng nhất mà ông thu hút được: Max Planck, vị quân vương đáng kính của ngành vật lý lý thuyết châu Âu, người đã tìm ra hằng số toán học bí ẩn giải thích bức xạ vật đen mà Einstein đã biến nó thành một thực tại nền tảng mới của tự nhiên. Là một thành viên trong ban biên tập của tạp chí Annalen der Physik phụ trách tiểu ban lý thuyết, Planck là người duyệt các bài báo của Einstein, và bài báo về Thuyết Tương đối lập tức thu hút ông, như sau này ông nhớ lại. Ngay sau khi bài báo đó được công bố, Planck đã có một bài giảng về Thuyết Tương đối tại Đại học Berlin.

Planck trở thành nhà vật lý đầu tiên phát triển dựa trên lý thuyết của Einstein. Mùa xuân năm 1906, ông lập luận trong một bài báo được công bố rằng Thuyết Tương đối tuân thủ nguyên lý tác dụng tối thiểu49, vốn là nền tảng vật lý cho rằng ánh sáng hoặc bất cứ vật nào chuyển động giữa hai điểm phải đi theo đường đơn giản nhất.

Bài báo của Planck không chỉ góp phần cho sự phát triển của Thuyết Tương đối, mà còn giúp hợp thức hóa nó trước các nhà vật lý khác. Bất kể Maja Einstein đã thấy nỗi thất vọng nào ở anh trai mình, thì giờ nó cũng tan biến. Ông hoan hỉ nói với Solovine: “Các bài báo của tôi được đánh giá rất cao và được nghiên cứu sâu hơn. Giáo sư Planck vừa viết thư cho tôi về việc đó.”

Chẳng bao lâu, anh chuyên viên kiểm định đầy tự hào của Cục Cấp bằng Sáng chế đã thường xuyên trao đổi thư từ với vị giáo sư xuất chúng này. Khi một nhà lý thuyết khác thách thức luận điểm của Planck rằng Thuyết Tương đối tuân thủ nguyên lý tác dụng tối thiểu, Einstein đã đứng về phía Planck và gửi đến ông một tấm thiệp bày tỏ điều đó. Planck rất hài lòng. Ông trả lời Einstein: “Chỉ cần những người ủng hộ nguyên lý tương đối tạo thành một nhóm nhỏ khiêm tốn như lúc này thì sự đồng thuận của họ trở nên quan trọng gấp đôi.” Ông cũng nói thêm rằng ông hy vọng có thể đến thăm Bern vào năm sau và gặp riêng Einstein.

Cuối cùng Planck đã không đến Bern, nhưng ông đã cử phụ tá tin cậy của mình là Max Laue50 đi. Laue và Einstein trước đó đã trao đổi thư từ với nhau về bài báo lượng tử ánh sáng của Einstein, và Laue cho biết, ông đồng ý với quan điểm tự nghiệm của Einstein là bức xạ chỉ có thể được hấp thu và phát ra theo những lượng tử hữu hạn cụ thể.

Tuy nhiên, cũng giống Planck, Laue quả quyết rằng Einstein đã sai khi cho rằng những lượng tử này là đặc tính của bức xạ. Thay vào đó, Laue dám chắc rằng lượng tử chỉ thuần túy là một dạng mô tả cách mà một mảnh vật chất phát ra hoặc hấp thu bức xạ. Laue viết: “Đây không phải là đặc tính của các quá trình điện từ trong chân không, mà là của vật chất hấp thu hay phát xạ, và vì vậy bức xạ không bao gồm lượng tử ánh sáng như được trình bày ở phần 6 của bài báo đầu tiên của anh.” (Trong phần đó, Einstein nói rằng bức xạ “về mặt nhiệt động lực học hoạt động như thể nó gồm các lượng tử năng lượng độc lập với nhau”).

Hè năm 1907, Laue chuẩn bị cho chuyến thăm, và ông đã rất ngạc nhiên khi biết Einstein không làm ở Đại học Bern, mà ở Cục Cấp bằng Sáng chế, trên tầng ba tòa nhà Bưu chính Điện tín. Cuộc gặp gỡ Einstein ở đó càng làm ông ngạc nhiên. Laue nói: “Chàng trai trẻ đến gặp tôi khiến tôi bất ngờ đến mức tôi không tin nổi đó là cha đẻ của Thuyết Tương đối, vì vậy tôi để anh ta đi qua.” Einstein đi lòng vòng quanh khu vực lễ tân mất một lúc, và Laue cuối cùng cũng nhận ra đó là ai.

Họ đi bộ và nói chuyện với nhau hàng giờ, có lúc Einstein mời ông một điếu xì-gà mà, theo trí nhớ của Laue, “khó chịu đến mức tôi ‘vô tình’ làm rơi nó xuống sông”. Mặt khác, những lý thuyết của Einstein gây một ấn tượng thú vị. Laue viết: “Trong hai giờ đầu của cuộc trao đổi, anh ta đã làm đảo lộn toàn bộ cơ học và điện động lực học.” Thực tế Laue đã mê mệt đến mức suốt bốn năm sau đó, ông đã công bố tám bài báo về Thuyết Tương đối của Einstein và trở thành một người bạn thân của Einstein.

Một số nhà lý thuyết thấy loạt bài báo tuyệt vời đến từ Cục Cấp bằng Sáng chế trừu tượng đến khó chịu. Arnold Sommerfeld, sau này trở thành bạn của Einstein, là một trong những người đầu tiên cho rằng có gì đó mang tính Do Thái trong hướng tiếp cận lý thuyết của Einstein, đây là đề tài về sau được nhiều người bài Do Thái nêu ra. Nó thiếu sự tôn sùng ý niệm trật tự và tuyệt đối, và có vẻ không có cơ sở vững chắc. Năm 1907, ông này viết cho Lorentz: “Mặc dù các bài báo của Einstein xuất sắc thật đấy, nhưng đối với tôi dường như vẫn còn có điều gì đó không lành mạnh trong tín điều không thể giải thích và hình dung này. Một người Anh khó có thể đưa ra một lý thuyết như vậy. Có thể ở đây đặc trưng khái niệm trừu tượng theo kiểu Do Thái đã tự bộc lộ như trong trường hợp của Cohn.”

Những sự quan tâm như vậy không làm cho Eintein trở nên nổi tiếng hay mang lại một lời đề nghị việc làm cho ông. Một nhà vật lý trẻ khác có ý định đến thăm ông đã viết: “Tôi ngạc nhiên khi đọc được thông tin rằng anh ta phải ngồi làm việc trong một văn phòng 8 giờ một ngày. Lịch sử đúng là đầy những trò đùa chẳng ra sao.” Nhưng vì ông cuối cùng cũng có được học vị tiến sỹ, nên chí ít ông cũng được thăng chức từ chuyên viên kỹ thuật bậc ba lên chuyên viên kỹ thuật bậc hai, và tiền lương của ông được tăng thêm 1.000 franc, lên thành 4.500 franc một năm.

Năng suất làm việc của ông làm người ta thật bất ngờ. Ngoài công việc làm 6 ngày một tuần tại Cục Cấp bằng Sáng chế, ông tiếp tục viết một loạt bài báo và đánh giá: 6 bài trong năm 1906 và 10 bài nữa trong năm 1907. Ông chơi nhạc với nhóm tứ tấu đàn dây ít nhất một lần một tuần. Ông còn là một người cha tốt đối với cậu con trai ba tuổi mà ông kiêu hãnh đánh giá là “xấc xược”. Như Marić viết cho bạn mình Helene Savić: “Chồng tôi thường dành thời gian rảnh rỗi lúc ở nhà chỉ để chơi với thằng bé.”

Bắt đầu từ mùa hè năm 1907, Einstein cũng tìm thấy thời gian để thử đưa chân vào một lĩnh vực mà, nếu số phận trớ trêu hơn, có thể là một hướng đi sự nghiệp mới cho ông: trở thành một nhà phát minh và kinh doanh thiết bị điện giống như cha và chú mình. Cộng tác với thành viên của Hội nghiên cứu Olympia là Conrad Habicht và anh trai Paul của Habicht, Einstein đã phát triển một loại máy khuếch đại các điện tích li ti để có thể đo và nghiên cứu chúng. Thiết bị này có mục đích học thuật hơn là thực tiễn. Ý tưởng ở đây là tạo ra một thiết bị trong phòng thí nghiệm cho phép nghiên cứu các thăng giáng điện nhỏ.

Ý tưởng này khá đơn giản. Khi hai thanh kim loại chuyển động lại gần nhau, điện tích trên thanh này sẽ cảm ứng với điện tích trái dấu trên thanh kia. Ý tưởng của Einstein là sử dụng một loạt các thanh cảm ứng điện tích lớn hơn gần 10 lần, rồi sau đó truyền nó sang một thanh khác. Quá trình này sẽ được lặp lại cho đến khi điện tích li ti ban đầu được nhân lên rất nhiều lần, nhờ đó có thể đo được dễ dàng. Vấn đề là làm sao để thực hiện được quá trình này.

Với di sản cùng kiến thức được học và thừa hưởng và những năm tháng làm việc tại Cục Cấp bằng Sáng chế, Einstein có nền tảng để trở thành một thiên tài kỹ thuật. Nhưng hóa ra ông thích hợp với công việc lý thuyết hơn. May mắn thay, Paul Habicht là một thợ máy giỏi, và tháng Tám năm 1907, ông đã chế tạo được nguyên mẫu của chiếc Maschinchen, một máy nhỏ, sẵn sàng chờ tung ra. Einstein viết: “Anh làm tôi sửng sốt với tốc độ chế tạo chiếc Maschinchen cực nhanh đấy. Chủ nhật này tôi sẽ có mặt.” Tuy nhiên, chiếc máy này không chạy được. “Tôi đang tò mò đến sốt ruột xem anh định làm gì bây giờ,” Einstein viết khi họ cố gắng sửa chiếc máy.

Trong suốt năm 1908, những bức thư trao đổi qua lại giữa Einstein và gia đình Habicht đầy những biểu đồ và các ý tưởng phức tạp về việc làm thế nào để thiết bị này hoạt động. Bản mô tả chiếc máy của Einstein được công bố trên một tờ báo, và thu hút được một nhà tài trợ tiềm năng. Paul Habicht có thể chế tạo một chiếc tốt hơn vào tháng Mười, nhưng ông gặp khó khăn trong việc giữ điện tích. Ông mang chiếc máy đến Bern, Einstein trưng dụng phòng thí nghiệm của một ngôi trường và kéo một thợ cơ khí địa phương đến làm cùng. Đến tháng Mười một, chiếc máy này có vẻ hoạt động được. Nhưng phải mất thêm một năm hoặc hơn, họ mới được cấp bằng sáng chế và bắt đầu sản xuất một số máy để bán. Tuy nhiên, thậm chí đến lúc đó, chiếc máy chưa thật sự có hoặc tìm được một thị trường nào, và Einstein cuối cùng cũng chẳng quan tâm nữa.

Những thành tích thực tiễn này có thể thú vị nhưng sự tách biệt khỏi giới vật lý học thuật mà Einstein lấy làm thích thú lại bắt đầu đưa đến nhiều bất lợi hơn là thuận lợi. Trong một bài báo viết vào mùa xuân năm 1907, ông bắt đầu bằng việc bày tỏ sự tự tin vui vẻ về việc không có thư viện hay khuynh hướng nào để biết các nhà lý thuyết khác đã viết gì về đề tài này. Ông viết: “Những tác giả khác có thể đã làm rõ phần mà tôi định nói. Tôi cảm thấy tôi có thể bỏ qua việc tiến hành một cuộc thu thập tài liệu (việc này rất rắc rối đối với tôi), đặc biệt là vì có một lý do xác đáng để hy vọng rằng những người khác sẽ bù đắp phần thiếu sót này.” Tuy nhiên khi ông được giao viết một bài tổng kết năm quan trọng về Thuyết Tương đối vào năm đó, sự tự mãn của ông đã giảm đi khi ông cảnh báo biên tập viên rằng có thể ông không nắm được tất cả các tài liệu. Ông viết: “Không may là tôi chưa biết đến tất cả các bài viết đã được công bố về đề tài này vì vào giờ tôi rảnh thì thư viện lại đóng cửa.”

Năm đó, ông xin vào làm việc tại Đại học Bern với tư cách là trợ lý giáo sư, nấc khởi đầu dành cho người mới bắt đầu bước lên chiếc thang học thuật, công việc bao gồm đứng lớp giảng dạy và thu từ những người thích đến lớp học một khoản học phí nhỏ. Để trở thành giáo sư tại đa phần các trường đại học ở châu Âu, người ta buộc phải đáp ứng được thời gian học việc như thế. Cùng với đơn xin việc, Einstein đã gửi kèm 17 bài báo đã công bố của mình, bao gồm cả những bài về Thuyết Tương đối và lượng tử ánh sáng. Ông cũng định thêm vào một bài báo chưa công bố, được biết đến là một luận án tiến sỹ Habil, nhưng ông quyết định không viết, vì yêu cầu này đôi khi được bỏ qua đối với những người có “thành tựu nổi bật khác”.

Chỉ có một giáo sư trong hội đồng của khoa ủng hộ việc nhận ông, mà không yêu cầu ông phải viết một luận án mới vì “xét đến các thành tựu khoa học quan trọng của ngài Einstein”. Những người khác lại không đồng ý và yêu cầu này không được miễn. Chẳng có gì ngạc nhiên khi Einstein xem vấn đề này là “buồn cười”. Ông không viết luận án tiến sỹ Habil hay nhận vị trí này.

Sự tương đương giữa lực hấp dẫn và gia tốc

Con đường đến với Thuyết Tương đối rộng của Einstein bắt đầu vào tháng Mười một năm 1907, khi ông cố gắng hoàn thành đúng hạn một bài báo giải thích Thuyết Tương đối hẹp cho cuốn niên giám khoa học. Lý thuyết này vẫn có hai điểm hạn chế khiến ông băn khoăn: nó chỉ đúng với chuyển động có vận tốc không đổi và đều (mọi thứ sẽ được cảm nhận và hoạt động khác đi khi tốc độ hoặc hướng thay đổi), và nó không tích hợp được lý thuyết hấp dẫn của Newton.

Ông nhớ lại: “Khi ngồi tại Cục Cấp bằng Sáng chế Bern, tôi chợt nảy ra một ý nghĩ. Nếu một người rơi tự do thì người đó sẽ không cảm nhận được trọng lượng của mình.” Nhận thức này “khiến ông giật mình”, và ông đã dành tám năm miệt mài nỗ lực để tổng quát hóa Thuyết Tương đối hẹp và đến với lý thuyết hấp dẫn. Sau này, ông gọi đây là ý nghĩ ngây ngất nhất đời mình.

Ý tưởng về một người rơi tự do đã trở thành câu chuyện mang tính biểu tượng; một số người còn kể lại rằng nó quả thật liên quan đến một họa sỹ rơi từ tầng thượng một tòa nhà gần Cục Cấp bằng Sáng chế. Trên thực tế, có lẽ giống như những câu chuyện tuyệt vời khác về việc phát hiện ra lực hấp dẫn – Galileo thả vật nặng từ tháp Pisa hay quả táo rơi xuống đầu Newton, câu chuyện này cũng được thêm thắt phần nào cho phù hợp với những gì mà đại chúng ưa chuộng, và có thể đó chỉ là một thí nghiệm tưởng tượng hơn là thực tế. Dù Einstein chú trọng vào khoa học hơn là những điều thuần túy cá nhân thì ông cũng khó mà nhìn thấy một người thật rơi từ tầng thượng và nghĩ về lý thuyết hấp dẫn, nói gì đến xem đó là ý nghĩ ngây ngất nhất đời mình.

Về sau, Einstein điều chỉnh lại thí nghiệm tưởng tượng của mình để người đó rơi tự do trong một buồng kín, chẳng hạn như trong một thang máy đang rơi tự do bên trên mặt đất.

Trong buồng kín rơi tự do đó (ít nhất là cho đến khi nó chạm đất), người đứng bên trong sẽ cảm thấy tình trạng không trọng lượng. Bất cứ vật nào anh ta rút từ túi và thả ra đều lơ lửng cùng với anh ta.

Từ một cái nhìn khác, Einstein tưởng tượng ra một người đứng trong buồng kín, bồng bềnh trong không gian và cách xa các vì sao cũng như những vật có khối lượng đáng kể khác. Anh ta sẽ trải nghiệm cảm giác không trọng lượng tương tự. Với anh ta, lực hấp dẫn lúc này không tồn tại. Anh ta phải dùng một sợi dây để cố định mình với sàn, nếu không, ngay cả một va chạm nhỏ nhất với sàn cũng sẽ khiến anh ta bay lên đập vào trần nhà.

Sau đó, Einstein tưởng tượng một sợi dây thừng được buộc vào một điểm trên nóc của căn buồng và kéo căn buồng lên bằng một lực không đổi. “Căn buồng cùng với người quan sát bắt đầu chuyển động ‘lên trên’ với một chuyển động có gia tốc không đổi.” Người đứng trong căn buồng sẽ cảm thấy mình bị ép xuống sàn. “Lúc này, anh ta đang đứng trong căn buồng cũng hệt như một người bất kỳ đứng trong một căn phòng trên mặt đất.” Những thứ anh ta rút ra khỏi túi và thả ra sẽ rơi xuống sàn “với một chuyển động tương đối có gia tốc” không đổi bất kể trọng lượng của nó là bao nhiêu – như phát hiện của Galileo về lực hấp dẫn. Người trong căn buồng vì thế sẽ tự đi đến kết luận rằng mình và căn buồng nhỏ đó đang ở trong một trường hấp dẫn. Tất nhiên anh ta sẽ băn khoăn một lúc là tại sao căn buồng nhỏ lại không rơi trong trường hấp dẫn này. Tuy nhiên, ngay khi đó, anh ta phát hiện ra cái móc ở giữa và sợi dây thừng gắn vào cái móc và sau đó tự đi đến kết luận rằng căn buồng này được treo lơ lửng ở trạng thái nghỉ trong trường hấp dẫn.”

Einstein đặt câu hỏi: “Chúng ta có nên cười người đàn ông này và nói rằng nhận định của anh ta sai hay không?” Cũng như với Thuyết Tương đối hẹp, không có tri giác đúng hay sai. “Chúng ta phải thừa nhận rằng cách anh ta hiểu tình huống không vi phạm lập luận hay các định luật cơ học đã biết.”

Einstein đề cập tới cùng vấn đề này theo một cách tương tự, đặc trưng cho trí tuệ của ông khi xét một hiện tượng phổ biến đến độ các nhà khoa học hiếm khi thắc mắc về nó. Ông nhắc lại rằng, mọi vật đều có một khối lượng hấp dẫn xác định trọng lượng của nó trên bề mặt Trái đất, hoặc nói khái quát hơn là lực hút giữa nó và bất cứ vật nào khác. Nó cũng có một khối lượng quán tính xác định rằng sẽ cần phải tác động lực mạnh đến đâu để khiến nó tăng tốc. Như Newton đã viết, khối lượng quán tính của một vật luôn bằng khối lượng hấp dẫn của vật đó mặc dù chúng được định nghĩa khác nhau. Điều này rõ ràng không chỉ là sự trùng hợp thuần túy, nhưng chưa ai giải thích được một cách đầy đủ tại sao lại như vậy.

Chưa hài lòng với hai cách giải thích cho điều có vẻ như là cùng một hiện tượng, Einstein khảo sát sự tương đương giữa khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn bằng cách sử dụng thí nghiệm tưởng tượng của mình. Nếu chúng ta tưởng tượng rằng buồng thang máy đóng kín kia được gia tốc hướng lên để bay vào một khu vực không có trọng lực trong không gian, thì lực kéo xuống mà người đứng trong đó cảm thấy (hoặc lực kéo xuống tác động lên một vật được treo trên trần bằng sợi dây) là do khối lượng quán tính gây ra. Nếu chúng ta tưởng tượng chiếc thang máy đóng kín kia đứng yên trong một trường hấp dẫn thì lực kéo xuống mà người bên trong căn buồng cảm thấy (hay lực kéo xuống tác động lên một vật được treo trên trần bằng một sợi dây) là do khối lượng hấp dẫn gây ra. Nhưng khối lượng quán tính luôn bằng khối lượng hấp dẫn. Einstein nói: “Từ sự tương ứng này, kết quả là không thể phát hiện bằng thí nghiệm liệu một hệ tọa độ đã cho tăng tốc, hay… các hiệu ứng quan sát được là do trường hấp dẫn.”

Einstein gọi đây là “nguyên lý tương đương”. Các hiệu ứng cục bộ của trường hấp dẫn và của gia tốc đều là tương đương. Nguyên lý này trở thành nền tảng cho nỗ lực tổng quát hóa Thuyết Tương đối nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng của lý thuyết này ra ngoài các hệ chuyển động có vận tốc đều. Kiến giải cơ bản mà ông phát triển trong tám năm tiếp theo là “những hiệu ứng chúng ta quy cho lực hấp dẫn và những hiệu ứng chúng ta quy cho gia tốc được tạo ra bởi cùng một cấu trúc duy nhất”.

Phương pháp mà Einstein sử dụng để đi tới Thuyết Tương đối rộng một lần nữa lại cho thấy cách tư duy của ông:

Tháng Mười một năm 1907, khi đang cố gắng hoàn thành cho kịp thời hạn cuốn Niên giám về Phóng xạ và Điện tử, Einstein đã bổ sung thêm phần thứ năm vào bài viết về Thuyết Tương đối, phần này đưa ra các ý tưởng mới của ông. Ông mở đầu thế này: “Cho đến nay, chúng ta mới chỉ áp dụng nguyên lý tương đối… cho các hệ quy chiếu không có gia tốc. Có thể quan niệm nguyên lý tương đối cũng đúng với các hệ có gia tốc tương đối với nhau hay không?”

Hãy tưởng tượng hai môi trường, một có gia tốc, còn một đứng yên trong một trường hấp dẫn, ông nói. Bạn không thể thực hiện được một thí nghiệm vật lý nào phân biệt được các trường hợp này. “Vì lẽ đó, trong cuộc thảo luận sau đây, chúng ta phải giả định sự tương đương hoàn toàn về mặt vật lý giữa một trường hấp dẫn và một gia tốc tương ứng của một hệ quy chiếu.”

Bằng cách sử dụng nhiều tính toán toán học có thể thực hiện cho một hệ có gia tốc, Einstein tiếp tục chứng tỏ rằng, nếu các tiên đoán của ông đúng, thì những chiếc đồng trong một trường hấp dẫn mạnh hơn sẽ chạy chậm hơn. Ông cũng đưa ra nhiều tiên đoán có thể kiểm chứng, bao gồm việc ánh sáng có thể bị lực hấp dẫn làm cong và bước sóng ánh sáng phát ra từ một nguồn có khối lượng lớn, chẳng hạn như Mặt trời, phải tăng lên một chút khi xảy ra hiện tượng dịch chuyển đỏ do lực hấp dẫn. Ông giải thích với một đồng nghiệp: “Trên cơ sở những suy ngẫm, dù táo bạo, nhưng quả thật có liên quan đến hiện tượng này, tôi đã đi đến kết luận rằng sự khác biệt hấp dẫn có thể là nguyên nhân của sự dịch chuyển về phía đầu đỏ của quang phổ. Hiện tượng tia sáng bị bẻ cong do lực hấp dẫn cũng đến theo những lập luận này.”

Phải mất thêm tám năm nữa, đến tháng Mười một năm 1915, Einstein mới phát hiện những nền tảng của lý thuyết này và tìm ra kiến thức toán học để biểu thị nó. Sau đó, phải mất thêm bốn năm nữa để những tiên đoán táo bạo nhất của ông, đến mức cho rằng lực hấp dẫn bẻ cong ánh sáng, được chứng thực bằng các quan sát ấn tượng. Nhưng ít nhất vào lúc này Einstein đã có một tầm nhìn giúp ông bắt đầu đi trên con đường tiến tới một trong những thành tựu huy hoàng và ấn tượng nhất trong lịch sử vật lý: Thuyết Tương đối rộng.

Có được học vị giáo sư

Đầu năm 1908, ngay cả khi những ngôi sao trong giới học thuật như Max Planck và Wilhelm Wien cũng viết thư tham khảo kiến giải của ông, Einstein vẫn kiềm chế khát vọng trở thành giáo sư đại học của mình. Thay vào đó, ông bắt đầu tìm kiếm công việc giáo viên trung học, dù bạn có tin hay không. Ông nói với Marcel Grossmann, người đã giúp ông có được công việc ở Cục Cấp bằng Sáng chế: “Khao khát này đến từ mong muốn mãnh liệt là tôi có thể tiếp tục tiến hành những nghiên cứu khoa học của riêng mình trong những điều kiện dễ dàng hơn.”

Ông thậm chí còn háo hức mong được về dạy ở trường kỹ thuật Winterhur nơi ông từng làm giáo viên thay thế ở đó trong một thời gian ngắn. Ông hỏi Grossmann: “Làm sao để có công việc này? Tôi có thể gọi cho ai đó và thuyết phục ông ta rằng tôi vừa là một giáo viên vừa là một công dân tuyệt vời không? Liệu tôi có gây ấn tượng không tốt với ông ta hay không nhỉ? (không nói giọng địa phương Thụy Sĩ – Đức, vẻ ngoài Do Thái…)” Ông đã viết những bài báo làm thay đổi ngành vật lý, nhưng ông không biết liệu việc đó có giúp được gì không. “Tôi có nên nhấn mạnh đến các bài báo khoa học của mình vào dịp đó hay không nhỉ?”

Ông cũng nộp đơn theo một quảng cáo tuyển “một giáo viên toán và hình học họa hình” vào một trường trung học ở Zurich, trong đơn xin việc, ông không quên lưu ý “tôi cũng sẵn sàng dạy cả vật lý”. Rốt cuộc, ông quyết định gửi kèm tất cả các bài báo của mình tính đến thời điểm đó, bao gồm cả Thuyết Tương đối hẹp. Có 21 người nộp hồ sơ. Einstein thậm chí còn không lọt vào danh sách ba người vào vòng cuối.

Cuối cùng Einstein cũng vượt qua được sự tự cao và quyết định viết một luận án để có thể trở thành trợ lý giáo sư tại Bern. Như ông giải thích với người đỡ đầu ông ở đó: “Cuộc trò chuyện giữa tôi và ông tại thư viện thành phố, cũng như lời khuyên của nhiều người bạn đã thuyết phục tôi thay đổi quyết định lần thứ hai và cố gắng thử vận may với luận án tiến sỹ Habil tại Đại học Bern.”

Bài báo mà ông gửi đi, với nội dung mở rộng công trình mang tính cách mạng của ông về lượng tử ánh sáng, nhanh chóng được chấp nhận, và cuối tháng Hai năm 1908, ông đã trở thành trợ lý giáo sư. Cuối cùng ông vượt qua được các trở ngại, ít nhất là trở ngại cuối cùng của môi trường đại học. Thế nhưng vị trí này không cho ông mức lương đủ sống, cũng như không đủ quan trọng để ông từ bỏ công việc tại Cục Cấp bằng Sáng chế. Vì lẽ đó, những bài giảng của ông tại Đại học Bern chỉ đơn giản là một việc làm thêm.

Đề tài bài giảng của ông cho mùa hè năm 1908 là về lý thuyết nhiệt, bắt đầu từ 7 giờ sáng các ngày thứ ba và thứ bảy, ban đầu ông chỉ thu hút được ba người tham dự: Michele Besso và hai đồng nghiệp khác làm việc tại sở Bưu chính. Đến khóa học mùa đông, ông chuyển sang giảng về lý thuyết bức xạ và có một sinh viên thực thụ tên là Max Stern nhập hội cùng với ba đồng nghiệp của ông. Mùa hè năm 1909, Stern là người duy nhất tham dự khóa giảng, và Einstein đã hủy các buổi giảng của mình. Trong thời gian này, ông bắt đầu hình thành vẻ ngoài mang phong cách giáo sư: cả đầu tóc và quần áo của ông đều trở thành nạn nhân của tính bừa bộn đã thành bản chất.

Alfred Kleiner, giáo sư vật lý của trường Đại học Zurich, người giúp Einstein có được học vị Tiến sỹ, khuyến khích ông theo đuổi vị trí trợ lý giáo sư. Kleiner cũng đã nỗ lực thuyết phục những người có thẩm quyền ở Zurich nâng tầm trường đại học này bằng cách lập ra một vị trí thích đáng phụ trách môn vật lý lý thuyết, nỗ lực này cuối cùng đã thành công vào năm 1908. Người đảm nhận vị trí ấy sẽ không phải là một giáo sư chính thức, mà sẽ là một phó giáo sư dưới quyền của Kleiner.

Đây là vị trí hiển nhiên dành cho Einstein, nhưng có một trở ngại. Kleiner còn có một lựa chọn khác trong đầu: Friedrich Adler – phụ tá của ông, một nhà hoạt động chính trị sôi nổi có nước da nhợt, ông này là bạn của Einstein hồi họ còn ở trường Bách khoa. Cha của Adler là lãnh đạo Đảng Dân chủ Xã hội ở Áo; Adler thích triết học chính trị hơn là vật lý lý thuyết. Vì vậy, một buổi sáng tháng Sáu năm 1908, Adler đến gặp Kleiner, và hai người họ đã kết luận rằng Adler không thích hợp với công việc đó như Einstein.

Trong một bức thư gửi cho cha mình, Adler đã kể lại cuộc trò chuyện này và nói rằng Einstein “không biết cách quan hệ với mọi người” và “bị các giáo sư ở trường Bách khoa xem thường ra mặt”. Nhưng Adler nói rằng với tài năng của mình, Einstein xứng đáng và có khả năng được nhận công việc này. “Họ cảm thấy đã đối xử không phải lẽ với anh ấy trước đây. Cả ở đây lẫn ở Đức người ta đều thấy đáng hổ thẹn vì để một người như thế mà phải ngồi tại Cục Cấp bằng Sáng chế.”

Adler đảm bảo rằng những chức sắc ở Zurich, cũng như tất cả những người khác, đều biết rằng mình đã chính thức bước sang một bên để nhường chỗ cho người bạn của mình. Ông viết: “Nếu một người như Einstein muốn làm việc cho đại học của chúng ta thì việc chỉ định tôi thay vì Einstein quả thật quá phi lý.” Việc này đã giải quyết được vấn đề chính trị mà ủy viên phụ trách giáo dục của hội đồng thành phố, người theo đường lối Dân chủ Xã hội, phải đối mặt. Einstein giải thích với Michele Besso: “Ernst định chọn Adler vì anh ấy là thành viên cùng đảng. Nhưng những tuyên bố của Adler về bản thân anh ấy và về tôi khiến việc đó không thể xảy ra.”

Vì vậy, cuối tháng Sáu năm 1908, Kleiner đã đi từ Zurich tới Bern để dự thính một trong những tiết giảng của Einstein để, nói như Einstein, “đánh giá con quái vật”. Đáng tiếc, đó không phải là một màn trình diễn xuất sắc. Einstein than vãn với một người bạn: “Tôi dạy không cuốn hút, một phần vì không chuẩn bị kỹ, phần khác là do việc bị người khác soi xét khiến tôi phát cáu.” Kleiner cau mày ngồi nghe, và sau khi bài giảng kết thúc, ông nói với Einstein rằng phong cách dạy của Einstein không đáp ứng được vị trí giáo sư. Einstein điềm tĩnh tuyên bố, ông cũng xem vị trí đó với mình là “hoàn toàn không cần thiết”.

Trở lại Zurich, Kleiner báo cáo rằng Einstein “chỉ độc thoại” và “còn lâu mới trở thành giáo viên được”. Điều đó có vẻ như đã đặt dấu chấm hết cho các cơ hội của Einstein. Như Adler thông báo cho người cha quyền lực của mình: “Thành ra mọi chuyện chuyển hướng và chuyện của Einstein khép lại tại đây.” Einstein vờ tỏ ra lạc quan. Ông viết cho một người bạn: “Chuyện trở thành giáo sư đã thất bại nhưng điều đó không có vấn đề gì với tôi. Mà chẳng có tôi thì họ vẫn có đủ giáo viên.”

Trên thực tế, Einstein rất buồn bực, và càng buồn bực hơn nữa khi nghe nói những lời phê bình của Kleiner về kỹ năng giảng dạy của ông đang được rỉ tai ở khắp nơi, thậm chí cả ở Đức. Vì vậy, Einstein đã viết thư cho Kleiner, tức giận trách cứ ông ta “vì đã lan truyền những lời đồn bất lợi về tôi”. Ông vốn đã thấy khó mà kiếm được một công việc học thuật thích hợp rồi, giờ thì đánh giá của Kleiner sẽ biến việc này thành vô vọng.

Lời phê bình của Kleiner không hẳn vô lý. Einstein chưa bao giờ là một giáo viên xuất sắc, và những bài giảng của ông thường được đánh giá là thiếu tính tổ chức cho đến khi sự nổi tiếng của ông khiến mọi va vấp trở thành giai thoại thú vị. Tuy nhiên, Kleiner thông cảm. Ông cho biết, ông vui lòng giúp Einstein có được công việc ở Zurich nếu Einstein có thể cho thấy “khả năng giảng dạy nào đó”.

Einstein đáp lại bằng lời đề nghị sẽ đến Zurich và chính thức giảng một bài (có lẽ là chuẩn bị kỹ) cho hội vật lý ở đó, và ông đã thực hiện đề nghị này vào tháng Hai năm 1909. Không lâu sau, Einstein thuật lại: “Tôi thật may mắn. Khác với mọi lần, buổi đó tôi đã dạy tốt.” Sau đó khi ông đến thăm Kleiner, vị giáo sư thông báo rằng ông sẽ sớm nhận được lời mời làm việc.

Một vài ngày sau khi Einstein trở lại Bern, Kleiner chính thức đề cử Einstein cho Đại học Zurich. Ông viết: “Einstein nằm trong số các nhà vật lý lý thuyết quan trọng nhất, và đã được công nhận như thế vì công trình của anh ta về nguyên lý tương đối.” Đối với kỹ năng sư phạm của Einstein, ông nói một cách lịch sự nhất có thể rằng các kỹ năng này đã vào độ chín muồi để cải thiện: “Tiến sỹ Einstein cũng sẽ sớm chứng tỏ giá trị của mình trong vai trò giáo viên, anh ta quá thông minh và tận tâm nên chắc chắn sẽ sẵn sàng đón nhận các lời khuyên khi cần thiết.”

Một vấn đề là xuất thân Do Thái của Einstein. Một số giảng viên xem đây là vấn đề tiềm tàng, nhưng Kleiner đảm bảo với họ rằng Einstein không biểu hiện “những đặc điểm lập dị khó chịu” gắn liền với người Do Thái. Kết luận của họ là một cái nhìn cởi mở về cả chủ nghĩa bài Do Thái vào thời điểm đó lẫn những nỗ lực vượt lên nó:

Những ý kiến của đồng nghiệp chúng tôi, ông Kleiner, vốn dựa trên nhiều năm tiếp xúc và làm việc với Tiến sỹ Einstein, một người gốc Do Thái, là rất đáng quý cho cả hội đồng cũng như cho toàn bộ đội ngũ giảng viên, để tránh những vấn đề do những đặc tính Do Thái gây ra như tính hay xâm phạm, hỗn xược, tâm lý con buôn hay trong nhận thức về công việc mang tính học thuật – những tính cách như thế đã ăn sâu đúng nơi các học giả người Do Thái (trong nhiều trường hợp không phải là hoàn toàn không có nguyên nhân). Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng trong số những người Do Thái có những người không bị chi phối bởi những tính cách khó chịu này, và không nên loại một người vì anh ta ngẫu nhiên là người Do Thái. Quả thật, đôi lúc ta cũng sẽ thấy những học giả tuy không phải là người Do Thái nhưng cũng có nhận thức thương mại và lợi dụng nghề nghiệp mang tính học thuật để tư lợi như một người Do Thái. Do đó, cả hội đồng lẫn toàn thể giảng viên đều không cho rằng sẽ phù hợp với phẩm giá của mình khi áp dụng chính sách bài Do Thái.

Kết quả cuộc bỏ phiếu kín của các giảng viên vào cuối tháng Ba năm 1909 là 10 phiếu ủng hộ và 1 phiếu trắng. Bốn năm sau khi tiến hành cuộc cách mạng cho ngành vật lý, Einstein đã nhận được công việc giáo sư đầu tiên của mình. Không may là mức lương đề xuất cho ông thấp hơn mức lương ở Cục Cấp bằng Sáng chế, nên ông đã từ chối. Cuối cùng, các quan chức ở Zurich quyết định tăng mức lương đề xuất, và Einstein nhận lời. Ông hoan hỉ nói với một đồng nghiệp: “Thế là giờ tôi cũng là một thành viên chính thức của phường hội này rồi đấy.”

Trong số những người thấy thông báo về việc bổ nhiệm Einstein trên báo có một phụ nữ làm nội trợ ở Basel tên là Anna Meyer-Schmid. Mười năm trước, khi bà còn là một thiếu nữ 17 tuổi độc thân, họ đã gặp nhau trong một kỳ nghỉ của Einstein với mẹ ông tại Khách sạn Paradies. Đối với ông, đại đa số các khách đều là “những kẻ tầm thường”, nhưng ông thích Anna và thậm chí đã viết một bài thơ trong cuốn album của bà: “Viết gì cho em đây? / Tôi có thể nghĩ ra rất nhiều điều / Kể cả một nụ hôn / Trên cái miệng xinh xắn của em / Nếu em giận vì thế / Đừng khóc nhé / Cách trừng phạt tốt nhất / Là đáp lại tôi bằng một nụ hôn”. Ông ký: “Người bạn tinh quái của em”.

Trước tấm thiệp chúc mừng của bà, Einstein đáp lại bằng một bức thư lịch sự và hơi có tính khơi gợi. Ông viết: “Có lẽ tôi trân trọng ký ức về những tuần thú vị mà tôi được ở gần em tại Paradies hơn là em trân trọng chúng nhiều đấy. Giờ đây tôi đã là một giảng viên mà tên tuổi thậm chí còn được nhắc tới trên báo chí. Thế nhưng tôi vẫn là con người giản dị.” Ông kể mình đã cưới một người bạn học cùng cao đẳng tên là Marić, và ông cũng cho bà địa chỉ cơ quan của mình. “Nếu em tình cờ đến Zurich và có chút thời gian, hãy ghé qua. Tôi sẽ rất vui.”

Bất kể Einstein có định để lá thư hồi đáp của mình lửng lơ giữa sự trong sáng và khơi gợi hay không, thì Anna có lẽ chỉ chú ý vào ý sau. Bà viết một bức thư hồi âm, bức thư này đã bị Marić bắt được. Cơn ghen nổi lên, Marić sau đó viết một bức thư cho chồng của Anna khẳng định (theo tưởng tượng của bà hơn là thật) rằng Einstein cảm thấy bị xúc phạm bởi “bức thư khiếm nhã” và nỗ lực vô liêm sỉ của Anna nhằm nhen nhóm lại mối quan hệ với Einstein.

Einstein cuối cùng phải xoa dịu vấn đề bằng việc xin lỗi người chồng. Ông viết: “Tôi rất lấy làm tiếc nếu tôi khiến anh bực mình bởi cách cư xử bất cẩn của tôi. Có lẽ tôi đã trả lời tấm thiệp chúc mừng mà vợ anh gửi cho tôi nhân dịp tôi được bổ nhiệm một cách quá nồng nhiệt, và do đó vô ý làm liên tưởng đến tình cảm trước đây chúng tôi dành cho nhau. Nhưng không có ý định bất chính nào. Cách cư xử của vợ anh, người tôi rất tôn trọng, hoàn toàn đáng trân trọng. Vợ tôi đã sai – và chỉ có thể tha thứ vì lý do quá đỗi ghen tuông – khi tự tiện hành xử mà tôi không hề hay biết.”

Mặc dù vụ việc này không gây ra hậu quả gì nhưng nó đã đánh dấu bước ngoặt trong mối quan hệ giữa Einstein với Marić. Trong mắt ông, tính ghen tuông cả nghĩ khiến bà trở nên u ám hơn. Hàng chục năm sau, vẫn day dứt vì cách cư xử của Marić, ông đã viết cho con gái của Anna khẳng định rằng sự ghen tuông của vợ mình là một thói xấu bệnh hoạn đặc trưng của một người đàn bà “đặc biệt xấu xí”.

Marić quả thực có tính ghen tuông. Bà không chỉ phẫn nộ vì việc chồng tán tỉnh những người phụ nữ khác, mà còn cả vì thời gian ông dành cho các đồng nghiệp nam. Vì giờ ông đã trở thành một giáo sư, nên bà không cưỡng lại nổi sự đố kỵ đáng thông cảm do sự nghiệp khoa học mà lẽ ra bà phải có. Bà tâm sự với Helene Savić: “Với sự nổi tiếng đó, anh ấy không có nhiều thời gian dành cho vợ mình nữa. Bạn đã viết chắc là tôi ghen tị vì ước mơ khoa học. Nhưng ta có thể làm gì đây? Kẻ thì đắc ngọc, người thì chỉ có cái bao.”

Đặc biệt, Marić lo rằng sự nổi tiếng của chồng mình sẽ khiến ông lạnh nhạt và chỉ biết nghĩ cho bản thân. Trong một bức thư khác, bà viết: “Tôi rất vui về thành công của anh ấy, vì nó thật sự xứng đáng với anh ấy. Tôi chỉ hy vọng rằng sự nổi tiếng đó không tác động tiêu cực lên anh ấy.”

Ở một mức độ nào đó, những lo lắng của Marić có phần vô lý. Thậm chí cả khi nổi tiếng gấp bội, Einstein vẫn giữ được đức tính giản dị riêng, một phong cách không thay đổi và chí ít là vẻ khiêm nhường vui vẻ. Nhưng từ một góc nhìn khác, ông quả thật có những thay đổi cá nhân. Vào thời điểm nào đó trong năm 1909, ông bắt đầu xa cách vợ mình. Sự phản kháng trước những ràng buộc và mối kết nối ngày càng khiến ông trốn vào công việc và xa rời những gì mà ông xem là “thuần túy cá nhân.”

Vào một trong những ngày làm việc cuối cùng tại Cục Cấp bằng Sáng chế, ông nhận được một phong bì lớn có tờ giấy rất đẹp viết bằng ngôn ngữ có vẻ là tiếng Latin. Vì trông nó hơi lạ và không liên quan đến ai nên ông vứt nó vào sọt rác. Thật ra đó là giấy mời gửi cho những người được nhận học vị tiến sỹ danh dự nhân dịp lễ kỷ niệm ngày thành lập Đại học Geneva vào tháng Bảy năm 1909, và ban tổ chức cuối cùng phải nhờ một người bạn của Einstein thuyết phục ông tham dự. Einstein chỉ đội một chiếc mũ rơm và mặc một bộ đồ tuềnh toàng, chính vì thế mà ông nổi bật một cách kỳ lạ, cả trong buổi diễu hành và bữa tối trọng thể vào tối hôm đó. Buồn cười vì tình huống này, ông quay sang nhà quý tộc ngồi cạnh mình và bàn luận về nhà lãnh đạo khổ hạnh của phong trào Cải cách Tin lành đồng thời là người sáng lập ra trường đại học này: “Anh có biết ngài Calvin sẽ làm gì nếu có mặt ở đây không?” Quý ông ngờ nghệch đó nói không biết. Einstein trả lời: “Ông ấy sẽ dựng một cái cọc lớn rồi thiêu tất cả chúng ta vì sự phung phí tội lỗi này.” Về sau Einstein nhớ lại: “Người đàn ông đó không nói thêm lời nào với tôi nữa.”

Ánh sáng có thể là cả sóng lẫn hạt

Cũng vào cuối mùa hè năm 1909, Einstein được mời đến phát biểu tại Hội nghị Naturforscher hằng năm, một hội nghị cao cấp của các nhà khoa học nói tiếng Đức, được tổ chức vào năm đó ở Salzburg. Ban tổ chức đã cho Thuyết Tương đối và bản tính lượng tử của ánh sáng vào nội dung chương trình hội nghị, và họ yêu cầu ông phát biểu về Thuyết Tương đối. Thế nhưng, Einstein lại quyết định rằng ông muốn nhấn mạnh về điều mà ông cho là cấp thiết hơn: làm sao để diễn giải lý thuyết lượng tử và làm nó phù hợp với lý thuyết sóng ánh sáng mà Maxwell đã phát biểu quá đẹp đẽ.

Sau ý nghĩ “ngây ngất nhất” cuối năm 1907 về việc sự tương đương giữa trường hấp dẫn và gia tốc có thể dẫn tới việc tổng quát hóa Thuyết Tương đối ra sao, Einstein đã gạt đề tài này sang một bên để tập trung vào “vấn đề bức xạ” (tức lý thuyết lượng tử). Càng suy nghĩ nhiều về ý tưởng “tự nghiệm” rằng ánh sáng được cấu tạo từ các lượng tử hoặc các gói bất khả phân tách bao nhiêu, ông càng lo lắng bấy nhiêu rằng mình và Planck đã tạo ra một cuộc cách mạng phá hủy nền móng cổ điển của vật lý, đặc biệt là các phương trình của Maxwell. Đầu năm 1908, ông viết cho một nhà vật lý: “Tôi đã đi đến quan điểm bi quan này chủ yếu là vì những nỗ lực liên tục, vô ích để diễn giải… hằng số Planck theo trực giác. Tôi thậm chí nghi ngờ việc có thể duy trì giá trị chung của các phương trình Maxwell.” (Hóa ra, tình yêu đối với các phương trình của Maxwell cũng có vị trí quan trọng trong Einstein. Chúng nằm trong số ít các yếu tố của vật lý lý thuyết không bị thay đổi bởi Thuyết Tương đối và những cuộc cách mạng lượng tử mà Einstein góp phần tạo ra).

Khi Einstein, vẫn chưa chính thức là giáo sư, đến dự hội nghị Salzburg vào tháng Chín năm 1909, cuối cùng ông cũng được gặp Max Planck và những nhân vật kiệt xuất khác mà trước đó ông chỉ biết đến qua thư. Vào buổi chiều ngày thứ ba, ông bước ra trước hơn 100 nhà khoa học nổi tiếng và đọc bài phát biểu mà Wolfgang Pauli51, người sẽ trở thành nhà tiên phong trong lĩnh vực cơ học lượng tử, về sau tuyên bố là “một trong những dấu mốc trong sự phát triển của vật lý lý thuyết”.

Einstein bắt đầu bằng việc giải thích lý thuyết sóng ánh sáng không còn hoàn chỉnh ra sao. Ông nói rằng ánh sáng (hay bất cứ bức xạ nào) cũng có thể được xem là một chùm gồm các hạt hoặc gói năng lượng mà ông cho là giống với nhận định của Newton. Ông tuyên bố: “Ánh sáng mang những tính chất cơ bản nhất định có thể hiểu được rõ ràng hơn nếu xét từ quan điểm về lý thuyết phát xạ của Newton, thay vì từ quan điểm lý thuyết sóng. Do đó, tôi cho rằng giai đoạn tiếp theo của vật lý lý thuyết sẽ mang tới cho chúng ta một lý thuyết ánh sáng có thể được diễn giải bằng sự hợp nhất các lý thuyết sóng và lý thuyết phát xạ ánh sáng.”

Việc kết hợp lý thuyết hạt với lý thuyết sóng, như ông tiên lượng, sẽ đưa đến “một thay đổi sâu sắc”. Ông e rằng đây không phải là điều tốt lành. Nó có thể làm suy yếu tính chắc chắn và tất định luận vốn cố hữu trong vật lý cổ điển.

Suốt một thời gian, Einstein đã nghĩ rằng có lẽ tương lai đó có thể tránh được nếu chấp nhận cách diễn giải hạn chế hơn về lượng tử của Planck: rằng chúng là những đặc điểm của cách thức bức xạ được phát ra và hấp thu bởi một bề mặt, hơn là đặc điểm của sóng ánh sáng thực tế khi truyền trong không gian. Ông đặt ra câu hỏi: “Có phải là ta không thể nào giữ lại ít nhất là các phương trình truyền bức xạ và chỉ hình dung ra quá trình phát xạ và hấp thu khác nhau không?” Nhưng sau khi so sánh hoạt động của ánh sáng với hoạt động của phân tử khí, như ông đã thực hiện trong bài báo về lượng tử ánh sáng năm 1905, Einstein đã kết luận rằng không phải như vậy.

Do đó, Einstein khẳng định, ánh sáng phải được xem là cư xử vừa giống một sóng uốn lượn vừa giống một chùm hạt. Cuối bài phát biểu của mình, ông tuyên bố: “Hai đặc điểm về cấu trúc được thể hiện đồng thời trong hiện tượng bức xạ này không nên bị cho là không thể cùng tồn tại.”

Đó là công bố chính thức đầu tiên về lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng, và nó có những tác động sâu sắc không kém gì những bước đột phá lý thuyết trước đó của Einstein. Ông vui vẻ viết cho một người bạn là nhà vật lý: “Có thể kết hợp lượng tử năng lượng và các nguyên lý sóng của bức xạ không? Bề ngoài thì không, nhưng Thượng Đế toàn năng dường như đã điều khiển việc này.”

Sau bài phát biểu của Einstein, một cuộc thảo luận sôi nổi đã diễn ra dưới sự chủ trì của Planck. Chưa sẵn sàng chấp nhận thực tại vật lý là cơ sở cho hằng số toán học do chính mình đưa ra chín năm trước, hoặc chấp nhận các nhánh vật lý mang tính cách mạng mà Einstein hình dung ra, vào lúc đó Planck đóng vai trò người bảo vệ trật tự cũ. Ông thừa nhận rằng bức xạ có liên quan đến “lượng tử rời rạc, được quan niệm như là các nguyên tử hoạt động.” Nhưng ông một mực nói rằng những lượng tử này chỉ tồn tại như là một phần của quá trình bức xạ được phát ra hoặc hấp thụ. Ông nói: “Vấn đề là tìm các lượng tử này ở đâu. Theo ngài Einstein, cần phải quan niệm rằng bức xạ tự do trong chân không và như vậy sóng ánh sáng gồm có lượng tử nguyên tử, do đó buộc chúng ta phải từ bỏ các phương trình của Maxwell. Điều này có lẽ là một bước đi chưa cần thiết đối với tôi.”

Trong vòng hai thập kỷ, Einstein cũng đảm nhận vai trò tương tự là người bảo vệ trật tự cũ. Thật ra, ông đã tìm cách thoát ra khỏi những nan đề kỳ lạ mà lý thuyết lượng tử đặt ra. Ông viết cho một nhà vật lý trẻ đang làm việc cùng mình: “Tôi rất hy vọng có thể giải quyết vấn đề bức xạ, và tôi sẽ làm như thế mà không cần đến lượng tử ánh sáng.”

Chí ít là vào thời điểm đó, tất cả đều quá đỗi bí ẩn. Vì vậy, trong quá trình tiến dần lên trong hàng ngũ giáo sư ở các trường đại học nói tiếng Đức của châu Âu, ông đã hướng sự chú ý của mình quay trở lại đề tài độc đáo của riêng mình, Thuyết Tương đối, và né tránh mảnh đất thần tiên của lượng tử. Như ông than thở với một người bạn: “Lý thuyết lượng tử càng thành công bao nhiêu thì nó càng có vẻ ngớ ngẩn bấy nhiêu.”