I present and read several sections of my books on Einstein

book6

I present my two books and read several sections of my books out loud:

books

Until February 29, 2016, you can all receive a generous discount when purchasing my book, General Relativity Conflict and Rivalries: Einstein’s Polemics with Physicists by Cambridge Scholars.

book4

book3

 

Advertisements

Some of the topics discussed in my first book, Einstein’s Pathway to the Special Theory of Relativity

People ask questions about Einstein’s special theory of relativity: How did Einstein come up with the theory of special relativity? What did he invent? What is the theory of special relativity? How did Einstein discover special relativity? Was Einstein the first to arrive at special relativity? Was Einstein the first to invent E = mc2?

Did Poincaré publish special relativity before Einstein? Was Einstein’s special theory of relativity revolutionary for scientists of his day? How did the scientific community receive Einstein’s theory of special relativity when he published it? What were the initial reaction in the scientific community after Einstein had published his paper on special relativity?

In my book, Einstein’s Pathway to the Special Theory of Relativity, I try to answer these and many other questions.The topics discussed in my book are the following:

I start with Einstein’s childhood and school days.

img_4149a

I then discuss Einstein’s student days at the Zurich Polytechnic. Einstein the rebellious cannot take authority, the patent office, Annus Mirabilis, University of Bern and University of Zurich, Minkowski’s space-time formalism of special relativity.

תמונה2

Young Einstein, Aarau Class 1896

Additional topics treeated in my book are the following: Fizeau’s water tube experiment, Fresnel’s formula (Fresnel’s dragging coefficient), stellar aberration, and the Michelson and Michelson-Morley Experiments.

Einpt

Albert Einstein at the Patent office

Mileva Marić and Einstein

תמונה4

img_4152a

img_4152b

Eduard Tete, Mileva Marić and Hans Albert

תמונה6

Einstein’s road to the special theory of relativity: Einstein first believes in the ether, he imagines the chasing a light beam thought experiment and the magnet and conductor thought experiment. Did Einstein respond to the Michelson and Morley experiment? Emission theory, Fizeau’s water tube experiment and ether drift experiments and Einstein’s path to special relativity; “The Step”.

G3

Henri Poincaré’s possible influence on Einstein’s road to the special theory of relativity.

p0038x8l_640_360

Einstein’s methodology and creativity, special principle of relativity and principle of constancy of the velocity of light, no signal moves beyond the speed of light, rigid body and special relativity, the meaning of distant simultaneity, clock synchronization, Lorentz contraction, challenges to Einstein’s connection of synchronisation and Lorentz contraction, Lorentz transformation with no light postulate, superluminal velocities, Laue’s derivation of Fresnel’s formula, the clock paradox and twin paradox, light quanta, mass-energy equivalence, variation of mass with velocity, Kaufmann’s experiments, the principles of relativity as heuristic principles, and Miller ether drift experiments.

Sagan

The book also briefly discusses general relativity: Einstein’s 1920 “Geometry and Experience” talk (Einstein’s notion of practical geometry), equivalence principle, equivalence of gravitational and inertial mass, Galileo’s free fall, generalized principle of relativity, gravitational time dilation, the Zurich Notebook, theory of static gravitational fields, the metric tensor, the Einstein-Besso manuscript, Einstein-Grossmann Entwurf theory and Entwurf field equations, the hole argument, the inertio-gravitational field, Einstein’s general relativity: November 1915 field equations, general covariance and generally covariant field equations, the advance of Mercury’s perihelion, Schwarzschild’s solution and singularity, Mach’s principle, Einstein’s 1920 suggestion: Mach’s ether, Einstein’s static universe, the cosmological constant, de Sitter’s universe, and other topics in general relativity and cosmology which lead directly to my second book, General Relativity Conflict and Rivalries.

Einstein2

My books

Einstein2

My book: Einstein’s Pathway to the Special Theory of Relativity

2015 marks several Albert Einstein anniversaries: 100 years since the publication of Einstein’s General Theory of Relativity, 110 years since the publication of the Special Theory of Relativity and 60 years since his passing.

G2

What is so special about this year that deserves celebrations? My new book on Einstein: Einstein’s Pathway to the Special Theory of Relativity has just been returned from the printers and I expect Amazon to have copies very shortly.

img_4153b

The Publisher uploaded the contents and intro.

Cam

I hope you like my drawing on the cover:

Ein

Einstein, 1923: “Ohmmm, well… yes, I guess!”

albert-einstein-lg-1

G3

The book is dedicated to the late Prof. Mara Beller, my PhD supervisor from the Hebrew University of Jerusalem who passed away ten years ago and wrote the book: Quantum Dialogue (Chicago University Press, 1999):

images

Have a very happy Einstein year!

Albert Einstein and Hermann Minkowski’s Space-time Formalism

Vesselin Petkov writes: “Minkowski’s contributions to modern physics have not been fully and appropriately appreciated. […] Einstein called Minkowski’s approach ‘superfluous learnedness’. Also, Sommerfeld’s recollection of what Einstein said on one occasion can provide further indication of his initial attitude towards Minkowski’s development of the implications of the equivalence of the times of observers in relative motion: ‘Since the mathematicians have invaded the relativity theory, I do not understand it myself any more’. […] Despite his initial negative reaction towards Minkowski’s four-dimensional physics Einstein relatively quickly realized that his revolutionary theory of gravity would be impossible without the revolutionary contributions of Minkowski”. x

First let us correct a myth here: it is not quit true that Minkowski’s contributions have not been appreciated. Hermann Minkowski was Einstein’s former mathematics professor at the Zürich Polytechnic. During his studies at the Polytechnic Einstein skipped Minkowski’s classes; but Einstein also skipped Prof. Carl Friedrich Geiser’s lectures as much as he skipped Prof. Adolf Hurwitz’s classes… They were all mathematicians. Einstein never showed up the classes of mathematicians. At that time Einstein was less interested in mathematics than in the visible process of physics. He found it difficult to accept for a long time the importance of abstract mathematics, and found high mathematics necessary only when developing his gravitation theory – he discovered the qualities of high mathematics around 1912

Einstein and his wife around 1905

Second, On September 21, 1908, in the 80th annual general meeting of the German Society of Scientists and Physicians at Cologne, Minkowski presented his famous talk, “Space and Time”. x

Minkowski

May years later his assistant, the physicist Max Born wrote: “I went to Cologne, met Minkowski and heard his celebrated lecture ‘Space and Time’, delivered on 21 September 1908. […] He told me later that it came to him as a great shock when Einstein published his paper in which the equivalence of the different local times of observers moving relative to each other was pronounced; for he had reached the same conclusions independently but did not publish them because he wished first to work out the mathematical structure in all its splendor. He never made a priority claim and always gave Einstein his full share in the great discovery”. x

Scott Walter writes, “This story of Minkowski’s recollection of his encounter with Einstein’s paper on relativity is curious, in that the idea of the observable equivalence of clocks in uniform motion had been broached by Poincaré in one of the papers studied during the first session of the electron-theory seminar. It is possible, of course, that Poincaré’s operational definition of local time escaped Minkowski’s attention, or that Minkowski was thinking of an exact equivalence of timekeepers”. [In the
summer of 1905, Minkowski and David Hilbert led an advanced seminar on electrodynamical theory]. x

Before 1905 Poincaré stressed the importance of the method of clocks and their synchronization by light signals. He gave a physical interpretation of Lorentz’s local time in terms of clock synchronization by light signals, and formulated a principle of relativity. However, Poincaré did not pronounce “the equivalence of the different local times of observers moving relative to each other”. Einstein was the first to do so

Poincaré

 John Stachel explains Poincaré’s clock synchronization: “Poincaré had interpreted the local time as that given by clocks at rest in a frame moving through the ether when synchronized as if – contrary to the basic assumptions of Newtonian kinematics – the speed of light were the same in all inertial frames. Einstein dropped the ether and the ‘as if’: one simply synchronized clocks by the Poincaré convention in each inertial frame and accepted that the speed of light really is the same in all inertial frames when measured with clocks so synchronized”. x

Einstein in the Patent Office

In the text of the lecture of the Cologne talk immediately after presenting Lorentz’s local time it is written: “However, the credit of first recognizing sharply that the time of the one electron is just as good as that of the other, i.e., that t and t’ are to be treated the same, is of A. Einstein”. And Minkowski referred to Einstein’s 1905 relativity paper and to his 1907 review article

Read my short paper (a note) on Einstein, Minkowski and Max Born’s recollections of Minkowski’s work

איינשטיין ותורת היחסות הפרטית: איינשטיין במשרד הפטנטים Einstein and Relativity: Patent Office

Einstein’s business card, Princeton  כרטיס ביקור

In the Patent Office Einstein hatched his most beautiful ideas, and there he spent his “Happy Bern Years”. These wonderful ideas led to his miraculous year works of 1905. Einstein was not an expert in academic matters, and he was out of academic world. Neither did he meet influential professors, or attend academic meetings. He discussed his ideas with his close friends and colleagues from the Patent Office. In 1907 he finally got his foot into the academic doorway; Einstein became a privatdozent and gave lectures at the University of Bern. However, his first students consisted again of his two close friends and another colleague from the Patent Office. Read my papers in the link below

Einstein and the Theory of Relativity

Helge Kragh Writes in his paper “A Sense of Crisis: Physics in the fin-de-siecle Era”:

If mass is of electromagnetic origin it will increase with the speed or kinetic energy of the body in question, such as shown by Abraham, Lorentz and other electron theorists in the early twentieth century. It followed that the concepts of mass and energy could not be strictly separate, but that they must be connected by an equivalence relation of the same kind that Einstein famously proposed in 1905 (namely, E = mc2). According to this point of view, matter was not really dead, it had merely metamorphosed into energy. Proposals of a mass-energy relationship predated Einstein’s theory of relativity, and they added to the feeling that the entire foundation of physics had to be reconsidered. Young Einstein agreed, but for very different reasons. He saw no merit in the fashionable electromagnetic research program”. x

I don’t agree with Kragh. Einstein was the first to propose the inertial mass-energy equivalence (namely, E0 = m0c2). Abraham, Lorentz, and Poincaré (fin-de-siecle scientists) did not explore the inertial mass-energy equivalence, “an equivalence relation of the same kind that Einstein famously proposed in 1905”. In 1908 Einstein wrote the German physicist Johannes Stark: “I was a little surprised to see that you did not acknowledge my priority regarding the relationship between inertial mass and energy”. See my paper. x

איינשטיין פקיד במשרד פטנטים.

נתחיל בשתי תובנות קלאסיות של חבריו של איינשטיין, שהן אופייניות מאוד לעולם האינטיליגנציה:

מקס תלמוד כתב ב-1932: “מצאתי את חברי [איינשטיין בברן]. סביבתו העידה על מידה רבה של עוני. הוא גר בחדר קטן ומרוהט בעוני. למדתי שהיה לו מאבק חיים קשה עם משכורת דחוקה של פקיד במשרד הפטנטים. קשייו הועצמו בגלל אנשים שקינאו בו והניחו בדרכו מכשולים. כבונוס חברי נתן לי עותק של פרסומו הראשון [על קפילאריות]”.

פרידריך אדלר [חברו של איינשטיין לספסל הלימודים בפוליטכניון] כתב לאביו ב-19 ליוני 1908 לאחר שזכה בתחרות מול איינשטיין על משרת פרופסורה באוניברסיטת ציריך ובסוף ויתר לאיינשטיין על המשרה: “איש בשם איינשטיין, שלמד באותו הזמן בו אני למדתי. אפילו שמענו כמה הרצאות יחד. התפתחותנו נראתה מקבילה: הוא התחתן עם סטודנטית בערך באותו הזמן כמוני ויש לו ילדים. אבל אף אחד לא תמך בו ולמשך זמן הוא כמעט גווע ברעב. כסטודנט הפרופסורים התייחסו אליו בבוז, הספרייה פעמים רבות הייתה סגורה בפניו, ועוד. לא הייתה לו כל הבנה כיצד להסתדר עם האנשים החשובים… לבסוף, הוא מצא משרה במשרד הפטנטים בברן, ובמהלך כל התקופה הוא המשיך בעבודתו התיאורטית למרות כל ההפרעות”.

איינשטיין במשרד הפטנטים

ב-23 ליוני 1902, בשמונה בבוקר בדיוק איינשטיין התייצב לעבודה במשרד הפטנטים הפדראלי השווצרי. הוא עלה למשרדו בבנין הדואר והטלגרף שליד מגדל השעון המפורסם מעל שער העיר ברן. תפקידו היה עורך פטנטים; מומחה טכני זמני בדרגה 3 והוא הרוויח משכורת של 3500 פרנקים לשנה. הוא העריך פניות פטנטים, כתב שוב את הפניות שהתקבלו במשרד, כדי להגן על הממציא כנגד השגות גבול אפשריות. הוא בדק המצאות מקוריות והשלמות להמצאות שהוגשו למשרד; ניסח בבהירות את מהותן והיה צריך לבדוק בזהירות רבה האם הן מקוריות או לא. העבודה דרשה ידיעה של חוק הפטנטים ויכולת לקרוא ספציפיקציות טכניות, וידע בהנדסה ובפיזיקה, למעשה פיזיקה מאוד מעשית. בסירובו לפניות פטנטים מסוימות לא פעם הוא כתב: “פניית פטנט זו היא בלתי נכונה, בלתי מדויקת וכתובה לא ברור”. כאשר שאלו את איינשטיין כיצד פועל משרד הפטנטים? הוא הסביר, שיותר מכל, צריך להיות מסוגל לבטא בבהירות ונכון את הפטנט המקורי מתוך התיאור של התגלית והטיעונים של מגיש הפטנט.

אינשטיין הרגיש בבית במשרד הפטנטים ובין ערימות הפטנטים. כילד הוא הביט בדודו יעקב המהנדס והממציא במפעל המשפחתי, שהגיש ששה פטנטים על המצאותיו. במעבדה של פרופסור הינריך פרידריך וובר הוא לבטח גם כן בא במגע עם המצאות חדשות עליהן הוגשו פטנטים. חרף ניסיונות אלה, נדרשה מאיינשטיין רמת דיוק ואובייקטיביות, שהרי הקריטריונים לפיהם נבדקו הפטנטים לא פעם יכלו להיות נדונים בבית המשפט. איינשטיין היה פיסיקאי והיה לו מעט ניסיון בקריאה ובפירוש של איורים טכניים ובטח היה חסר ניסיון הנדסי, ולכן מנהל משרד הפטנטים פרידריך האלר הדריכו בקפדנות.

באקדמיה לעומת זאת, המקוריות והיצירתיות לא היו הקריטריון הראשי לטיפוס בסולם האקדמי, בייחוד בעולם דובר הגרמנית. לו איינשטיין היה מתקבל לאקדמיה הוא היה חש לחץ להתאים עצמו לדעות הקדומות או לממסד ולדעה המקובלת של פטרוניו, להתקבל כאסיסטנט לפרופסור, “קריירה אקדמית שבה אדם מאולץ ליצור כתבים מדעיים בכמויות עצומות יוצרת סכנה של שטחיות אינטלקטואלית”, אינשטיין אמר פעם מאחור יותר. כתוצאה יד המקרה שהביאה לו את משרד הפטנטים בברן, במקום משרה באקדמיה היוקרתית, כנראה שעודדה כמה מהתכונות שנועדו לגרום לו להיות מוצלח: עצמאות חשיבה יצירתית ושיפוט שאפשרו לו לערער על הנחות היסוד הבסיסיות. לא היה לחץ ודחיפה מצד בוחני הפטנטים להתנהג אחרת.

העבודה במשרד הפטנטים הייתה יצירתית למדי וכנראה שסיפקה לאיינשטיין חומר למחשבה בכיוונים חדשים בפיסיקה. הוא קיבל שכר קבוע ולכן הוא היה פטור מהדאגות החומריות. כעבור שלוש שנים במשרד הפטנטים, האלר הודיע לאיינשטיין בסוף שנת 1905 על העלאתו בדרגה. ומה הייתה תגובתו של אינשטיין? “אבל מה אני אעשה עם כל הכסף הזה?”

בזאת הצליח אינשטיין להתפנות לעבודה האמיתית – העבודה היצירתית המדעית הפיסיקאלית. כך החלה תקופת ברן במשרד הפטנטים של אינשטיין מ-1902 ועד 1909, שבמהלכה אינשטיין השתחרר מדאגות היומיום כדי להפיק את עבודתו היוצרת הטובה ביותר שלו. אינשטיין אהב לתאר את משרד הפטנטים לחבריו כ”מנזר החילוני” שלו.

ניתן ללמוד על תקופת שהותו של אינשטיין במשרד הפטנטים ממכתבו לחברו הטוב קונרד הביכט מספטמבר 1905. אינשטיין כותב להביכט, “אם תצוץ הזדמנות אתן לך דחיפה אצל האלר. אולי נצליח להבריח אותך בין נערי הפטנט. תגלה עדיין שזה נעים למדי. האם למעשה תהיה מוכן לבוא? תחשוב שמלבד שמונה שעות עבודה כל יום, בכל יום ישנן שמונה שעות של שעשועים, ואחר כך ישנו גם יום ראשון. אני מאוד אשמח אם תהיה כאן […] אינך צריך להיות מוטרד מזמני היקר, לא תמיד ישנו נושא רגיש להרהר עליו. לפחות לא כזה מרגש”.

במשרד פטנטים זה איינשטיין בילה את שבע השנים היצירתיות ביותר של חייו – אפילו אחרי שכתב את המאמרים ששינו את פני הפיזיקה. הוא היה מגיע כל יום בשמונה בבוקר, ששה ימים בשבוע ובודק בקשות לפטנטים. הוא בילה שמונה שעות במשרד ולפחות שעה אחת בשעורים פרטיים. אחר כך, בנוסף, הוא עשה עבודה מדעית כלשהי. אבל בדיקת בקשות לפטנטים לא הייתה עבודת פרך. איינשטיין עד מהרה למד שהוא יכול לעבוד על בקשות פטנטים כה מהר שזה הותיר לו זמן לחשוב על המדע במהלך היום.

אנטון רייזר, חתנו של אינשטיין מספר בביוגרפיה שלו, “הוא מהר מאוד גילה שהוא יכל למצוא זמן כדי להקדיש למחקריו המדעיים של עצמו במידה ועשה את עבודתו בפחות זמן. אבל שיקול דעת היה נחוץ, כי למרות שהממונים יכלו להיות מרוצים מהעבודה האיטית, החיסכון בזמן לעיסוקים אישיים היה אסור רשמית. אינשטיין המודאג הקפיד, שגיליונות הנייר הקטנים עליהם כתב ושרטט, ייעלמו לתוך מגירת שולחנו מיד כאשר הוא שמע צעדים מתקרבים מאחורי הדלת. אילו היו מגלים אותו, היו לועגים לו וגם פוגעים בו; המנהל היה צוחק בנוסף לכך שהיה כועס. הוא היה יותר מידי פוזיטיביסט מכדי שיחשוב על מדע ספקולטיבי”.

חמישים שנה אחרי משרד הפטנטים – פרינסטון תמונות של LIFE Ralph Morse

 fifty years after the patent Office – Einstein’s desk

בזמן שגיליונות ניירות מחקריו הזעירים היו נעלמים לתוך מגירת שולחן עבודתו במשרד הפטנטים בעת שהאלר היה מסתובב ושומר, איינשטיין כתב את מאמריו הגדולים ביותר של שנת 1905 ואלה גרמו בסוף למהפכה במאה ה-20.

האם יש לחוש צער על זה שאיינשטיין עבד בהתגנבות, בעודו מנודה מהאכסדרות של האקדמיה? אינשטיין עצמו האמין להפך, שמצב זה היה דווקא יתרון למדע שלו. שם במשרד הפטנטים הרעיונות הטובים ביותר שלו נבטו, כפי שהעיד בפני חברו מיקל’ה בסו מאוחר יותר.

How many scientists did it take to make the discovery of Relativity – Special and General Theories? x

 Albert Einstein? or Albert Einstein, Michele Besso, Marcel Grossmann?… Read my latest paper

Besso, Special Relativity: Einstein ends his 1905 relativity paper by saying that he is indebted to Besso for several valuable suggestions. What could Besso’s valuable suggestions have been? Einstein’s biographer, Carl Seelig, wrote: “Later Besso […] used the following analogy: Einstein the eagle has taken Besso the sparrow under his wing. Then the sparrow fluttered a little higher: ‘I could not have found a better sounding-board in the whole of Europe’, Einstein remarked when the conversation turned one day to Besso. This way Einstein and Besso became inseparable”. x

In 1952 Besso recounted, “Another little fairy tale of mine concerning my view that I had participated in [the formulation of] the special theory of relativity. It seemed to me, as an electrical engineer, I must have brought up, in conversations with you, the question, within the context of Maxwell’s theory, of what is induced in the inductor of an alternator […]”: the Magnet and Conductor thought experiment that opens Einstein’s 1905 Relativity Paper. Maxwell’s theory was not yet on the official program of the Polytechnic School ETH (Einstein’s and Besso’s collage). It was probably Einstein’s self-reading about Maxwell’s theory, who explained to Besso about this theory. Only after such explanation could Besso within the context of Maxwell’s theory refer to his technical work and speak with Einstein or remind him about induction of which Einstein had already read about in books

Einstein and his closest friend, Michele Besso

Grossmann, General Relativity: When Einstein came back to Zurich in 1912 Marcel Grossmann looked through the literature, and discovered that the mathematical problem was already solved by Riemann, Ricci and Levi-Civita. Einstein collaborated with Grossmann and this led to the Einstein-Grossmann theory published in two joint papers. Just before writing the first paper with Grossmann, Einstein had struggled with these new tools in the Zurich Notebook. Einstein wrote Grossmann’s name and considered candidate field equations he would come back to in the first 1915 paper on General Relativity

In this paper Einstein wrote in the introduction, “I completely lost trust in my established field equations [of the Einstein-Grossmann theory], […]. Thus I arrived back at the demand of a broader general covariance for the field equations, from which I parted, though with a heavy heart, three years ago when I worked together with my friend Grossmann. As a matter of fact, we then have already come quite close to the solution of the problem given in the following”. x

Marcel Grossmann, Albert Einstein, Gustav Geissler and Marcel’s brother Eugen
during their time as students at the ETH- here

Besso, General Relativity: During a visit by Besso to Einstein in Zurich in June 1913 they both tried to solve the Einstein-Grossmann theory field equations to find the perihelion advance of Mercury in the “Einstein-Besso manuscript”. Besso was inducted by Einstein into the necessary calculations. Besso collaborated with Einstein on the wrong gravitational Einstein-Grossmann theory, and their calculation based on this theory gave a wrong result. In October 1915 Einstein abandoned the Einstein-Grossmann theory; he transferred the basic framework of the calculation from the Einstein-Besso manuscript, and corrected it according to his new 1915 General Relativity Theory with which he got the correct precession so quickly, because he was able to apply the methods he had already worked out two years earlier with Besso. Einstein though did not acknowledge his earlier work with Besso, and did not mention his name in his 1915 paper that explains the anomalous precession of Mercury

Einstein considered his best friend Michele Besso as a sounding board and his class-mate from the Polytechnic Marcel Grossman – as his active partner. Yet, Einstein wrote that Grossman will never claim to be considered a co-discoverer of the Einstein-Grossmann theory – a theory very close to Einstein’s general theory of relativity that he published in November 1915. He only helped in guiding Einstein through the mathematical literature, but contributed nothing of substance to the results of the theory. Hence, Einstein neither considered Besso or Grossmann as co-discoverers or co-inventors of the relativity theory which he himself invented

Read also this paper, “How many scientists does it take to make a discovery? The era of the lone genius , as epitomised by Albert Einstein, has long gone”. Prof. Athene Donald, the author of the paper writes, “Ask people to conjure up an image of a scientist and Albert Einstein is most likely to pop into their head. The iconic image is of a lone genius beavering away in some secluded room until that familiar equation – E=mc2 – crystallised in his brain sufficiently to be written down. I very much doubt doing science was ever quite like that, but it is even more unlikely to apply now”. What do you think? x

Albert Einstein and the Theory of Relativity איינשטיין ותורת היחסות

Age 16. Between 1894 and 1895 Einstein writes an essay and sends it to his uncle Caesar Koch. He believes in the ether. Einstein is also familiar with the principle of relativity in mechanics

A year later, in 1895-1896, while in Aarau, Einstein conceives of a thought experiment: Einstein chases a light beam

In 1899 Einstein studies Maxwell’s electromagnetic theory

Around 1898-1900Einstein invents the magnet and conductor thought experiment

Between 1899 and 1900 Einstein is occupied with the contradiction between the Galilean principle of relativity and the constancy of the velocity of light in Maxwell’s theory

Between 1899 and 1901 Einstein is interested in ether drift experiments, and appears to have designed at least two experiments, the first in 1899

In 1901 Einstein still accepts the Galilean kinematics of space and time, in which the Galileian principle of relativity holds good

In 1902 Einstein reads Hendryk Antoon Lorentz’s 1895 seminal work on electron theory

Between 1901 and 1903 Einstein is working with the Maxwell-Hertz equations for empty space. He tries to find solutions to two problems

Magnet and conductor experiment and Faraday’s induction law lead to a conclusion that there is an asymmetry in the explanation depending on whether the magnet moves or the conductor moves. Einstein analyzed the magnet and conductor thought experiment according to Maxwell’s theory and the Galilean transformations. But covariance of Maxwell equations failed

Einstein confronts a conflict between the principle of Galilean relativity and the constancy of the velocity of light

Between 1901 and 1903 Einstein drops the ether hypothesis and chooses the principle of relativity instead of the postulate of the constancy of the velocity of light, and finds a (temporary) solution for his conflict in the form of an emission theory

Einstein seems to have pondered with this problem for an extra year, from 1903-1904 until almost spring-summer 1904. Einstein discusses Fizeau’s experiment using emission theory. He demonstrates, by using Fizeau’s celebrated experimental result, why this standpoint of emission theories cannot hold true

Towards spring-summer 1904 Einstein dropps emission theory and returns to Lorentz’s theory. He spends almost a year in vain trying to modify the idea of Lorentz in the hope of resolving the above problem. Einstein tries to discuss Fizeau’s experiment in Lorentz’s theory [In 1895 Lorentz managed to derive the Fresnel Formula from the first principles of his theory (stationary ether and moving electrons) without the need of any partial ether drag. Lorentz thus adhered to Fizeau’s original 1851 experimental result, but not to Fresnel’s theoretical interpretation of partial ether drag hypothesis, used to derive his dragging coefficient]. Finally

Age 26. In spring 1905, Einstein found the final solution, the “step”, which solved his dilemma

For footnotes, references, and further details please consult my papers