Rabu, 13 Februari 2008

Biologi

AMANKAH MENGKONSUMSI TANAMAN TRANSGENIK?
Rekayasa Genetika (RG), merupakan salah satu teknologi baru dalam bidang biologi. Salah satu produk RG yang dikenal saat ini adalah tanaman transgenik. Tanaman ini dihasilkan dengan cara mengintroduksi gen tertentu ke dalam tubuh tanaman sehingga diperoleh sifat yang diinginkan. Jenis-jenis tanaman TRANSGENIK yang telah dikenal diantaranya tanaman tahan hama, toleran herbisida, tahan antibiotik, tanaman dengan kualitas nutrisi lebih baik, serta tanaman dengan produktivitas lebih tinggi.
Perkembangan teknologi tanaman transgenik mengalami peningkatan cukup pesat. Pada awal tahun 1988, baru ada sekitar 23 jenis tanaman transgenik yang diproduksi. Namun pada tahun 1989, terjadi peningkatan menjadi 30 tanaman dan tahun 1990 terdapat 40 tanaman. Akan tetapi meskipun perkembangannya cukup pesat, terdapat berbagai kekhawatiran masyarakat terhadap tanaman transgenik. Seperti kita ketahui bahwa, ”tidak ada teknologi tanpa resiko”, dan memang masih banyak kelemahan yang harus diperbaiki dan dikontrol dalam pengembangan tanaman transgenik ini. Beberapa kekhawatiran tersebut diantaranya:
1. Kekhawatiran bahwa tanaman transgenik menimbulkan keracunan
Masyarakat mengkhawatirkan bahwa produk transgenik berupa tanaman tahan serangga yang mengandung gen Bt (Bacillus thuringiensis) yang berfungsi sebagai racun terhadap serangga, juga akan berakibat racun pada manusia. Dalam artikel ini, kehawatiran ini disanggah dengan pendapat bahwa gen Bt hanya dapat bekerja aktif dan bersifat racun jika bertemu dengan reseptor dalam usus serangga dari golongan yang sesuai virulensinya. Sebagai contoh gen Cry I pada Bt hanya kompatibel terhadap serangga golongan Lepidoptera, sedangkan gen Cry III kompatibel terhadap serangga golongan Coleoptera. Selain itu, gen-gen tersebut hanya dapat berfungsi pada usus serangga yang berpH basa. Sedangkan pada usus manusia, tidak terdapat reseptor gen Bt dan memiliki pH usus yang bersifat asam. Dengan demikian, penulis artikel ini berpendapat bahwa tanaman yang mengandung Bt Toxin merupakan pestisida alami yang aman bagi serangga, hewan dan manusia. Dalam hal ini, pendapat penulis belum cukup kuat karena masih didasarkan atas asumsi, dan tidak menyodorkan referensi ilmiah yang mendukungnya. Padahal, banyak artikel lain yang juga mengulas hal serupa dan bersifat kontradiktif terhadap keberadaan tanaman transgenik, justru didukung oleh data-data ilmiah. Sebagai contoh penelitian Fares dan El Sayed (1998), melakukan percobaan memberi makan tikus dengan kentang transgenik Bt var. Kurstaki Cry 1. Hasil yang diperoleh ternyata memperlihatkan gejala villus ephitelial cell hypertrophy, multinucleation, disrupted microvili, degenerasi mitokondrial, peningkatan jumlah lisosom, autofagic vacuoles, serta pengaktifan crypt paneth cell.

2. Kekhawatiran terhadap kemungkinan alergi
Sekitar 1-2% orang dewasa dan 4-6% anak-anak mengalami alergi terhadap makanan. Penyebab alergi (allergen) tersebut diantaranya brazil nut, crustacean, gandum, ikan, kacang-kacangan, dan padi. Konsumsi produk makanan dari kedelai yang diintroduksi dengan gen penghasil protein metionin dari tanaman brazil nut, diduga menimbulkan alergi terhadap manusia. Hal ini diketahui lewat pengujian skin prick test yang menunjukkan bahwa kedelai transgenik tersebut memberikan hasil positif sebagai allergen. Dalam artikel ini, penulis berpendapat bahwa alergi tersebut belum tentu disebabkan karena konsumsi tanaman transgenik. Hal ini dikarenakan semua allergen merupakan protein sedangkan semua protein belum tentu allergen. Allergenmemiliki sifat stabil dan membutuhkan waktu yang lama untuk terurai dalam sistem pencernaan, sedangkan protein bersifat tidak stabil dan mudah terurai oleh panas pada suhu >65 C sehingga jika dipanaskan tidak berfungsi lagi. Dalam hal ini, lagi-lagi pendapat tersebut masih berupa asumsi. Akan tetapi, memang saat ini belum ada cara yang dapat diandalkan untuk menguji makanan RG yang bersifat allergen, sehingga kasus ini masih berupa prediksi yang belum jelas kesimpulannya.
3. Kekhawatiran terhadap kemungkinan menyebabkan bakteri pada tubuh manusia dan tahan antibiotik.
Kekhawatiran lain muncul pada tanaman yang diintroduksi antibiotik Kanamicyn R (Kan R), diduga menyebabkan bakteri dalam tubuh menjadi resisten antibiotik. Hal ini dibantah oleh penulis yang berpendapat bahwa kemungkinan terjadinya resistensi tersebut kecil karena sedikit probabilitas terjadinya transfer horizontal gen Kan-R dari tanaman ke usus manusia. Selain itu, penulis berpendapat bahwa gen Kan R tersebut sudah terinkorporasi ke dalam genom tanaman, sedangkan tanaman tidak memiliki mekanisme transfer gen ke dalam sel bakteri. Penulis mengungkapkan sebuah hasil penelitian bahwa resistensi antibiotika pada kasus tersebut, bukan disebabkan oleh konsumsi tanaman transgenik, namun karena adanya residu antibiotik yang berlebihan pada air susu sapi yang diminum. Sebelumnya, sapi tersebut disuntik hormon rBST (hormon peningkat produksi air susu sapi). Meskipun begitu, masih terdapat kejanggalan lagi, yakni tidak dicantumkannya sitasi peneliti yang dimaksud. Dengan demikian, pendapat ini belum cukup kuat untuk mendukung keberadaan tanaman transgenik.
Terhadap berbagai pendapat ini, maka muncul pertanyaan:
sebenarnya amankah produk transgenik untuk dikonsumsi? Sampai saat ini belum ada laporan ilmiah di Indonesia yang membuktikan mengenai bahaya produk transgenik, selain reaksi alergis (produk ini telah ditarik dari pasaran). Sehingga,sampai saat ini, tanaman transgenik masih layak untuk dikonsumsi. Akan tetapi, memang diakui bahwa publikasi mengenai resiko makanan produk RG terhadap hewan dan manusia, masih sangat sedikit. Padahal mungkin sebenarnya dampak negatif konsumsi tanaman transgenik sudah banyak terjadi di masyarakat hanya saja tidak banyak data yang membuktikannya. Di negara maju seperti Amerika, urusan mengenai produk RG ditangani oleh FDA (Badan Makanan dan Obat-Obatan Amerika). Pihak FDA ini membuat pedoman keamanan pangan melalui telaah ulang produk transgenik, dengan didasarkan uji reaksi sifat alergen-non alergen, analisis nutrisi, sifat potensial toksisitas-non toksisitas, sifat fenotip dan reaksi molekuler. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa tanaman transgenik yang diproduksi saat ini masih dalam tahap uji coba, sehingga untuk mengkonsumsinya, dibutuhkan sikap kritis dan ketelitian masyarakat dalam mencari informasi dan penggunaannya. Masyarakat tidak perlu bersikap anti terhadap teknologi, namun sebaiknya dapat menerima dengan sikap kehati-hatian untuk menghindari resiko jangka panjang. Semoga masih ada harapan untuk kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin baik untuk kesejah

Mekanika Kuantum

Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia.

Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tapi diskrit -- berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini revolusioner -- bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.


Sejarah
Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Pada tahun 1905, Albert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton. Pada tahun 1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang benda.

Teori-teori di atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama.

Frase "Fisika kuantum" pertama kali digunakan oleh Johnston dalam tulisannya Planck's Universe in Light of Modern Physics (Alam Planck dalam cahaya Fisika Modern).

Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.

Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.

Bidang kimia kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London, yang mempublikasikan penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan Amerika Linus Pauling.

Berawal pada 1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan. Bidang riset area ini dikembangkan dalam formulasi elektrodinamika kuantum oleh Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, dan Tomonaga Shin'ichirō pada tahun 1940-an. Elektrodinamika kuantum adalah teori kuantum elektron, positron, dan Medan elektromagnetik, dan berlaku sebagai contoh untuk teori kuantum berikutnya.

Interpretasi banyak dunia diformulasikan oleh Hugh Everett pada tahun 1956.

Teori Kromodinamika kuantum diformulasikan pada awal 1960an. Teori yang kita kenal sekarang ini diformulasikan oleh Polizter, Gross and Wilzcek pada tahun 1975. Pengembangan awal oleh Schwinger, Peter Higgs, Goldstone dan lain-lain. Sheldon Lee Glashow, Steven Weinberg dan Abdus Salam menunjukan secara independen bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan menjadi satu gaya lemah elektro.


Eksperimen penemuan
Eksperimen celah-ganda Thomas Young membuktikan sifat gelombang dari cahaya. (sekitar 1805)
Henri Becquerel menemukan radioaktivitas (1896)
Joseph John Thomson - eksperimen tabung sinar kathoda (menemukan elektron dan muatan negatifnya) (1897)
Penelitian radiasi benda hitam antara 1850 dan 1900, yang tidak dapat dijelaskan tanpa konsep kuantum.
Robert Millikan - eksperimen tetesan oli, membuktikan bahwa muatan listrik terjadi dalam kuanta (seluruh unit), (1909)
Ernest Rutherford - eksperimen lembaran emas menggagalkan model puding plum atom yang menyarankan bahwa muatan positif dan masa atom tersebar dengan rata. (1911)
Otto Stern dan Walter Gerlach melakukan eksperimen Stern-Gerlach, yang menunjukkan sifat kuantisasi partikel spin (1920)
Clyde L. Cowan dan Frederick Reines meyakinkan keberadaan neutrino dalam eksperimen neutrino (1955)

Bukti dari mekanika kuantum
Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan apa yang terjadi di mikroskopic level, misalnya elektron di dalam atom. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron (yang bermuatan listrik negatif) beredar seputar nukleus (yang bermuatan listrik positif). Mengapa elektron tidak tertarik menuju nukleus dan melepaskan energinya? Mengapa ada diskrit energi level? Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari energi level yang lebih tinggi (misalnya n=2) ke energi level yang lebih rendah (misalnya n=1), energi berupa sebuah cahaya partikel, foton, dilepaskan:


di mana

adalah energi (J),
adalah tetapan Planck, (Js), dan
adalah frekuensi dari cahaya (Hz).
Dalam spektrometer masa, telah dibuktikan bahwa garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak kontinyu; hanya pada frekuensi/panjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.

Misteri Jagad Raya Yang Tidak Terpecahkan _ Black Hole

Para astronom meyakini sebagian besar (mungkin 90% atau lebih) materi di alam semesta tidak terdeteksi dengan teleskop besar sekalipun. Itulah yang dinamakan dark matter (materi gelap). Mereka tidak tampak, walaupun diyakini keberadaanya secara tidak langsung.

Salah satu kelompok matarei gelap itu adalah black hole. Black hole diyakini ada di pusat galaksi. Black hole itu super amat sangat padatnya, hingga gravitasinya luar biasa besarnya. Cahaya pun tertarik oleh medan gravitasinya. Bila ada bintang yang berdekatan dengannya, materinya akan tersedot oleh black hole.

Black hole bisa terbentuk dari inti bintang raksasa yang meledak sebagai supernova. Bagian luarnya tampak hancur berhamburan ke luar, tetapi intinya memadat ke dalam. Kepadatan black hole dapat diumpamakan bila bola matahari yang berdiameter 1,4 juta km (109 kali diameter bumi) dan bermassa 2 milyar milyar milyar (dengan 27 angka nol) ton dimampatkan hingga diameternya hanya 3 km.

Dalam dimensi sosial, fenomena seperti itu juga ada dan harus mejadi perhatian para pemimpin dalam segala tingkatan. Apa yang dikenal sebagai the silent majority, mayoritas yang diam, mirip dengan dark matter di alam semesta. Jumlahnya mayoritas, tetapi tidak terdeteksi suaranya atau sikapnya yang sebenarnya. Mungkin karena takut, pasrah, atau tak peduli.

Di antara yang diam itu ada yang seperti black hole. Punya kekuatan besar, tetapi tidak tampak. Mungkin terbentuk dari tokoh raksasa yang telah runtuh. Mungkin juga dari orang biasa. Tetapi ciri utama fenomena seperti black hole itu adalah perasaan teraniaya dan sakit hati. Perasaan orang tidak tampak. Tetapi kekuatan orang yang teraniaya dan sakit hati itu sangat luar biasa.

Allah memberi hak kepada orang yang teraniaya untuk membalas secara setimpal dan berjanji akan menolongnya. Dan barangsiapa membalas seimbang dengan penganiayaan yang pernah ia derita kemudian ia dianiaya (lagi), pasti Allah akan menolongnya (QS 22:60). Bahkan ucapan kasar pun diizinkan bagi mereka ketika membela diri: Allah tidak menyukai ucapan buruk, (yang diucapkan) dengan terus terang kecuali oleh orang yang dianiaya (QS 4:148). Pembalasan orang teraniaya bukan dosa, justru dosanya terletak pada penganiayanya (QS 42:41-42).

Allah dan Rasul-Nya menjamin bahwa orang yang teraniaya akan diberi hak khusus, tanpa memandang agama mereka. Ketika Muadz diutus menjadi gubernur Yaman, Nabi berpesan bahwa dia akan menghadapi kaum ahli kitab (Nasrani atau Yahudi). Di sampaing pesan da"wah, Rasulullah berpesan agar masalah hak asasi kaum ahli kitab tersebut diperhatikan sungguh-sungguh. "Jagalah harta mereka dan takutlah doa orang yang teraniaya, karena tidak ada pembatas antara doa mereka dengan Allah." (HR Bukhari-Musim).

Ibarat black hole, kelak mereka pun dapat menyedot keutamaan para penganiayanya. Nabi berpesan: "Orang yang pailit dari ummatku adalah orang yang pada hari qiyamat berbekal pahala shalat, puasa, dan zakatnya. Tetapi suka mencaci, menuduh, dan memakan harta orang lain serta menumpahkan darah dan memukul orang. Maka pahalanya diambil untuk diberikan kepada orang-orang yang teraniaya itu,sedangkan pahalanya tak cukup membayarnya hingga dosa orang yang teraniaya yang ditimpakan kepadanya, ia masuk neraka." (HR Bukhari-Muslim).

Berhati-hatilah dalam bersikap dan bertutur kata. Bila tidak, berarti kita telah menciptakan sekian banyak black hole di sekitar kita. Ancaman bahaya di dunia dan di akhirat telah diperingatkan Allah dan Rasul-Nya.



--------------------------------------------------------------------------------
T. Djamaluddin adalah peneliti bidang matahari & lingkungan antariksa, Lapan, Bandung.

Misteri Jagad Raya Yang Tidak Terpecahkan _ Black Hole

Para astronom meyakini sebagian besar (mungkin 90% atau lebih) materi di alam semesta tidak terdeteksi dengan teleskop besar sekalipun. Itulah yang dinamakan dark matter (materi gelap). Mereka tidak tampak, walaupun diyakini keberadaanya secara tidak langsung.

Salah satu kelompok matarei gelap itu adalah black hole. Black hole diyakini ada di pusat galaksi. Black hole itu super amat sangat padatnya, hingga gravitasinya luar biasa besarnya. Cahaya pun tertarik oleh medan gravitasinya. Bila ada bintang yang berdekatan dengannya, materinya akan tersedot oleh black hole.

Black hole bisa terbentuk dari inti bintang raksasa yang meledak sebagai supernova. Bagian luarnya tampak hancur berhamburan ke luar, tetapi intinya memadat ke dalam. Kepadatan black hole dapat diumpamakan bila bola matahari yang berdiameter 1,4 juta km (109 kali diameter bumi) dan bermassa 2 milyar milyar milyar (dengan 27 angka nol) ton dimampatkan hingga diameternya hanya 3 km.

Dalam dimensi sosial, fenomena seperti itu juga ada dan harus mejadi perhatian para pemimpin dalam segala tingkatan. Apa yang dikenal sebagai the silent majority, mayoritas yang diam, mirip dengan dark matter di alam semesta. Jumlahnya mayoritas, tetapi tidak terdeteksi suaranya atau sikapnya yang sebenarnya. Mungkin karena takut, pasrah, atau tak peduli.

Di antara yang diam itu ada yang seperti black hole. Punya kekuatan besar, tetapi tidak tampak. Mungkin terbentuk dari tokoh raksasa yang telah runtuh. Mungkin juga dari orang biasa. Tetapi ciri utama fenomena seperti black hole itu adalah perasaan teraniaya dan sakit hati. Perasaan orang tidak tampak. Tetapi kekuatan orang yang teraniaya dan sakit hati itu sangat luar biasa.

Allah memberi hak kepada orang yang teraniaya untuk membalas secara setimpal dan berjanji akan menolongnya. Dan barangsiapa membalas seimbang dengan penganiayaan yang pernah ia derita kemudian ia dianiaya (lagi), pasti Allah akan menolongnya (QS 22:60). Bahkan ucapan kasar pun diizinkan bagi mereka ketika membela diri: Allah tidak menyukai ucapan buruk, (yang diucapkan) dengan terus terang kecuali oleh orang yang dianiaya (QS 4:148). Pembalasan orang teraniaya bukan dosa, justru dosanya terletak pada penganiayanya (QS 42:41-42).

Allah dan Rasul-Nya menjamin bahwa orang yang teraniaya akan diberi hak khusus, tanpa memandang agama mereka. Ketika Muadz diutus menjadi gubernur Yaman, Nabi berpesan bahwa dia akan menghadapi kaum ahli kitab (Nasrani atau Yahudi). Di sampaing pesan da"wah, Rasulullah berpesan agar masalah hak asasi kaum ahli kitab tersebut diperhatikan sungguh-sungguh. "Jagalah harta mereka dan takutlah doa orang yang teraniaya, karena tidak ada pembatas antara doa mereka dengan Allah." (HR Bukhari-Musim).

Ibarat black hole, kelak mereka pun dapat menyedot keutamaan para penganiayanya. Nabi berpesan: "Orang yang pailit dari ummatku adalah orang yang pada hari qiyamat berbekal pahala shalat, puasa, dan zakatnya. Tetapi suka mencaci, menuduh, dan memakan harta orang lain serta menumpahkan darah dan memukul orang. Maka pahalanya diambil untuk diberikan kepada orang-orang yang teraniaya itu,sedangkan pahalanya tak cukup membayarnya hingga dosa orang yang teraniaya yang ditimpakan kepadanya, ia masuk neraka." (HR Bukhari-Muslim).

Berhati-hatilah dalam bersikap dan bertutur kata. Bila tidak, berarti kita telah menciptakan sekian banyak black hole di sekitar kita. Ancaman bahaya di dunia dan di akhirat telah diperingatkan Allah dan Rasul-Nya.



--------------------------------------------------------------------------------
T. Djamaluddin adalah peneliti bidang matahari & lingkungan antariksa, Lapan, Bandung.

Selasa, 05 Februari 2008

Albert Einstein (14 Maret 187918 April 1955) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika Teoretis".
Setelah teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Wajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia.

Albert Einstein, Tokoh Abad Ini (Person of the Century)
Pada tahun 1999, Einstein dinamakan "Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama "Einstein" digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan lain, dan akhirnya "Albert Einstein" didaftarkan sebagai merk dagang.
Untuk menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein.
Rumus Einstein yang paling terkenal adalah (lihat E=mc²):

Biografi

Masa muda dan universitas
Einstein dilahirkan di Ulm di Württemberg, Jerman; sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad Cannstatt. Keluarga mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan di sekolah Katholik dan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola.
Pada umur lima tahun, ayahnya menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bahwa sesuatu di ruang yang "kosong" ini beraksi terhadap jarum di kompas tersebut; dia kemudian menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang paling menggugah dalam hidupnya. Meskipun dia membuat model dan alat mekanik sebagai hobi, dia dianggap sebagai pelajar yang lambat, kemungkinan disebabkan oleh dyslexia, sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada otaknya (diteliti setelah kematiannya). Dia kemudian diberikan penghargaan untuk teori relativitasnya karena kelambatannya ini, dan berkata dengan berpikir dalam tentang ruang dan waktu dari anak-anak lainnya, dia mampu mengembangkan kepandaian yang lebih berkembang. Pendapat lainnya, berkembang belakangan ini, tentang perkembangan mentalnya adalah dia menderita Sindrom Asperger, sebuah kondisi yang berhubungan dengan autisme.
Einstein mulai belajar matematika pada umur dua belas tahun. Ada gosip bahwa dia gagal dalam matematika dalam jenjang pendidikannya, tetapi ini tidak benar; penggantian dalam penilaian membuat bingung pada tahun berikutnya. Dua pamannya membantu mengembangkan ketertarikannya terhadap dunia intelek pada masa akhir kanak-kanaknya dan awal remaja dengan memberikan usulan dan buku tentang sains dan matematika.
Pada tahun 1894, dikarenakan kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah dari Munich ke Pavia, Italia (dekat kota Milan). Albert tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah, menyelesaikan satu semester sebelum bergabung kembali dengan keluarganya di Pavia.
Kegagalannya dalam seni liberal dalam tes masuk Eidgenössische Technische Hochschule (Institut Teknologi Swiss Federal, di Zurich) pada tahun berikutnya adalah sebuah langkah mundur dia oleh keluarganya dikirim ke Aarau, Swiss, untuk menyelesaikan sekolah menengahnya, di mana dia menerima diploma pada tahun 1896, Einstein beberapa kali mendaftar di Eidgenössische Technische Hochschule. Pada tahun berikutnya dia melepas kewarganegaraan Württemberg, dan menjadi tak bekewarganegaraan.

'Einsteinhaus' di kota Bern di mana Einstein dan Mileva tinggal (di lantai 1) pada masa Annus Mirabilis
Pada 1898, Einstein menemui dan jatuh cinta kepada Mileva Marić, seorang Serbia yang merupakan teman kelasnya (juga teman Nikola Tesla). Pada tahun 1900, dia diberikan gelar untuk mengajar oleh Eidgenössische Technische Hochschule dan diterima sebagai warga negar Swiss pada 1901. Selama masa ini Einstein mendiskusikan ketertarikannya terhadap sains kepada teman-teman dekatnya, termasuk Mileva. Dia dan Mileva memiliki seorang putri bernama Lieserl, lahir dalam bulan Januari tahun 1902. Lieserl Einstein, pada waktu itu, dianggap tidak legal karena orang tuanya tidak menikah.

[sunting] Kerja dan Gelar Doktor
Pada saat kelulusannya Einstein tidak dapat menemukan pekerjaan mengajar, keterburuannya sebagai orang muda yang mudah membuat marah professornya. Ayah seorang teman kelas menolongnya mendapatkan pekerjaan sebagai asisten teknik pemeriksa di Kantor Paten Swiss dalah tahun 1902. Di sana, Einstein menilai aplikasi paten penemu untuk alat yang memerlukan pengatahuan fisika. Dia juga belajar menyadari pentingnya aplikasi dibanding dengan penjelasan yang buruk, dan belajar dari direktur bagaimana "menjelaskan dirinya secara benar". Dia kadang-kadang membetulkan desain mereka dan juga mengevaluasi kepraktisan hasil kerja mereka.
Einstein menikahi Mileva pada 6 Januari 1903. Pernikahan Einstein dengan Mileva, seorang matematikawan, adalah pendamping pribadi dan kepandaian;
Pada 14 Mei 1904, anak pertama dari pasangan ini, Hans Albert Einstein, lahir. Pada 1904, posisi Einstein di Kantor Paten Swiss menjadi tetap. Dia mendapatkan gelar doktor setelah menyerahkan thesis "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen" ("On a new determination of molecular dimensions") dalam tahun 1905 dari Universitas Zürich.
Di tahun yang sama dia menulis empat artikel yang memberikan dasar fisika modern, tanpa banyak sastra sains yang dapat ia tunjuk atau banyak kolega dalam sains yang dapat ia diskusikan tentang teorinya. Banyak fisikawan setuju bahwa ketiga thesis itu (tentang gerak Brownian), efek fotolistrik, dan relativitas khusus) pantas mendapat Penghargaan Nobel. Tetapi hanya thesis tentang efek fotoelektrik yang mendapatkan penghargaan tersebut. Ini adalah sebuah ironi, bukan hanya karena Einstein lebih tahu banyak tentang relativitas, tetapi juga karena efek fotoelektrik adalah sebuah fenomena kuantum, dan Einstein menjadi terbebas dari jalan dalam teori kuantum. Yang membuat thesisnya luar biasa adalah, dalam setiap kasus, Einstein dengan yakin mengambil ide dari teori fisika ke konsekuensi logis dan berhasil menjelaskan hasil eksperimen yang membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade.
Dia menyerahkan thesis-thesisnya ke "Annalen der Physik". Mereka biasanya ditujukan kepada "Annus Mirabilis Papers" (dari Latin: Tahun luar biasa). Persatuan Fisika Murni dan Aplikasi (IUPAP) merencanakan untuk merayakan 100 tahun publikasi pekerjaan Einstein di tahun 1905 sebagai Tahun Fisika 2005.

Gerakan Brown

Albert Einstein, 1905
Di artikel pertamanya di tahun 1905 bernama "On the Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid", mencakup penelitian tentang gerakan Brownian. Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang memuaskan setelah beberapa dekade setlah ia pertama kali diamati, memberikan bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga kontroversial.
Sebelum thesis ini, atom dikenal sebagai konsep yang berguna, tetapi fisikawan dan kimiawan berdebat dengan sengit apakah atom itu benar-benar suatu benda yang nyata. Diskusi statistik Einstein tentang kelakuan atom memberikan pelaku eksperimen sebuah cara untuk menghitung atom hanya dengan melihat melalui mikroskop biasa. Wilhelm Ostwald, seorang pemimpin sekolah anti-atom, kemudian memberitahu Arnold Sommerfeld bahwa ia telah berkonversi kepada penjelasan komplit Einstein tentang gerakan Brown.