Митио Каку - Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени

• Название: Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени
• Автор: Митио Каку
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-9614-4066-9

Описывая жизнь Альберта Эйнштейна, Митио Каку погружает нас в бурлящую атмосферу первой половины XX в. – две мировые войны, революция в Германии, создание атомной бомбы. Он показывает читателю невидимый обычно за триумфальной стороной открытий и озарений мир ученого – этапы становления, баталии в научном мире, зачастую непростые отношения с близкими. В книге представлен свежий взгляд на новаторскую деятельность Эйнштейна, перевернувшего представления человечества о пространстве и времени. Автор книги, Митио Каку, – всемирно известный физик и популяризатор науки. Его умение доносить научные знания до самого широкого читателя сродни великому Эйнштейну, любившему повторять, что новая теория никуда не годится, если не базируется на зримом образе, достаточно простом, чтобы понять его мог даже ребенок. В своей книге Митио Каку не только удается увлекательно рассказать о жизни великого гения, но и дать четкое представление об открытиях Альберта Эйнштейна даже тем, кто далек от науки.

---

В довершение всех прочих неприятностей предприятие его отца снова обанкротилось. Более того, отец Эйнштейна растратил все наследство жены и залез в долги к ее семье. Альберт остался без всякой финансовой поддержки, ему ничего не оставалось, кроме как искать место учителя, хотя бы самое скромное. В отчаянии он начал просматривать газеты в поисках любых намеков на хоть сколько-нибудь подходящую работу. В какой-то момент Эйнштейн почти отказался от надежды стать когда-нибудь физиком и всерьез задумался о работе в страховой компании.

В 1901 г. он устроился преподавателем математики в Винтертурскую техническую школу. В промежутках между изматывающими занятиями Альберт умудрился выкроить немного времени и написать свою первую статью «Следствия теории капиллярности», которая, как Эйнштейн понимал и сам, не потрясла основы мироздания. На следующий год он устроился на временную работу тьютором в школу-пансионат в Шафхаузене. Верный себе, Альберт не смог найти общий язык с авторитарным директором школы Якобом Нюшем и в конце концов был уволен. (Директор был так разъярен, что обвинил Эйнштейна в подстрекательстве к революции.)

Эйнштейн начинал думать, что всю оставшуюся жизнь ему придется влачить жалкое существование, наставляя нерадивых школьников и просматривая объявления в газетах. Его друг Фридрих Адлер вспоминал, что в то время Альберт жил практически впроголодь. Он потерпел полный крах. Тем не менее отказывался выпрашивать подачки у родных. И в это же время на Эйнштейна обрушились еще две проблемы. Милева во второй раз завалила выпускные экзамены в Политехникуме. Это означало, что ее карьера как физика, по существу, закончилась не начавшись. С такими удручающими результатами никто и никогда не принял бы ее на следующую ступень обучения. Испытав болезненное разочарование, она потеряла интерес к физике. Романтическим мечтам молодых людей о совместном исследовании Вселенной пришел конец. А затем, в ноябре 1901 г., когда Милева была уже дома, Альберт получил от нее письмо с известием о том, что она беременна!

Несмотря на полное отсутствие перспектив, Эйнштейн был счастлив узнать, что скоро станет отцом. Разлука с Милевой была мучительна, но они неистово, почти ежедневно, обменивались письмами. 4 февраля 1902 г. он узнал, что стал отцом девочки, которая родилась в доме родителей Милевы в Нови-Саде и получила имя Лизерль. Эйнштейн был в восторге и хотел знать о малышке все. Он даже умолял Милеву прислать ему фотографию или портрет девочки. Удивительно, но никто точно не знает, что произошло с этим ребенком. Последний раз она упоминается в письме за сентябрь 1903 г., где говорилось, что она больна скарлатиной. Историки считают, что девочка, скорее всего, умерла от этой болезни или, может быть, немного позже была отдана в приемную семью.

И тут, когда уже казалось, что удача окончательно отвернулась от Эйнштейна, он получил неожиданную весточку. Добрый друг Марсель Гроссман сумел выхлопотать для него место мелкого служащего в Бернском патентном бюро. Начав с этой скромной должности, Эйнштейну суждено было изменить мир. (Пытаясь поддержать гаснущие надежды на карьеру физика и профессорство когда-нибудь в будущем, он тогда же уговорил профессора Альфреда Кляйнера из Цюрихского университета стать его консультантом в работе над диссертацией.)

23 июня 1902 г. Эйнштейн начал работать в патентном бюро техническим экспертом третьего класса с весьма скромным жалованьем. Сегодня, задним числом, можно отметить, что в этой работе было по крайней мере три скрытых преимущества. Во-первых, он должен был находить базовые физические принципы, на которых основывалось то или иное изобретение. Днем он оттачивал свои и без того мощные навыки физика, учился отбрасывать все ненужные подробности и выделять в каждом патенте главное, а затем писать по этому поводу отчет. Его отчеты были настолько длинными и содержали такой подробный анализ, что он писал друзьям, что зарабатывает себе на жизнь, «писая чернилами». Во-вторых, во многих заявках речь шла об изобретении всевозможных электромеханических устройств, так что ему очень пригодился старый опыт созерцания внутреннего устройства и работы генераторов и электрических моторов, приобретенный на фабрике отца. И наконец, работа освободила его от тревог и посторонних мыслей и дала время для размышлений над глубокими проблемами света и движения. Часто ему удавалось быстро выполнить свои обязанности, и тогда в свободное время он вновь предавался мечтам, которые преследовали его в юности. В процессе работы, и особенно по ночам, он возвращался к любимой физике. Спокойная атмосфера патентного бюро подходила Эйнштейну, он называл его своим «светским монастырем».

Едва успев освоиться в патентном бюро, Эйнштейн внезапно узнал, что его отец умирает от сердечной болезни. В октябре ему пришлось срочно ехать в Милан. На смертном одре Герман наконец благословил Альберта на брак с Милевой. Смерть отца заставила молодого человека с новой силой почувствовать, как он подвел и разочаровал отца и семью. Это чувство останется с ним навсегда. Его секретарь Хелен Дукас писала: «Много лет спустя он все еще живо помнил то оглушительное ощущение потери. В самом деле, однажды он написал, что смерть отца стала для него самым большим потрясением, какой ему приходилось испытывать в жизни». Майя, в частности, горько замечала, что «печальная судьба не позволила [ее отцу] даже заподозрить, что через два года его сын заложит фундамент своего будущего величия и славы».

В январе 1903 г. Эйнштейн счел наконец свое положение достаточно надежным, чтобы жениться на Милеве. Через год у них родился сын Ганс. Для Эйнштейна началась скромная жизнь ничем не примечательного мелкого чиновника в Берне, мужа и отца. Его друг Давид Райхинштейн живо вспоминал встречу с Эйнштейном в этот период: «Дверь в квартиру была распахнута, чтобы только что вымытый пол и выстиранное белье, развешанное в коридоре, лучше сохли. Я вошел в комнату Эйнштейна. Одной рукой он стоически качал колыбель с ребенком. Во рту у него была плохая, очень плохая сигара, а в другой руке – раскрытая книга. Печь жутко дымила».

Пытаясь подработать, Эйнштейн разместил в местной газете объявление с предложением «частных уроков по математике и физике». Это первое известное упоминание Эйнштейна в какой бы то ни было газете. Первым на объявление откликнулся студент-философ Морис Соловин, румынский еврей. К своей радости, Эйнштейн очень быстро обнаружил, что Соловин – прекрасный собеседник для обсуждения многочисленных идей, имеющих отношение к пространству, времени и свету. Чтобы не дать себе замкнуться и отгородиться от основных физических течений, Эйнштейн придумал остроумный ход: собрать неформальную группу, которую сам он насмешливо называл «Олимпийской академией» для изучения и обсуждения крупнейших вопросов дня.

Задним числом можно сказать, что время, проведенное с этой «академической» группой, было, вероятно, самым счастливым в жизни Эйнштейна. Даже несколько десятилетий спустя воспоминания о ярких и дерзких идеях, которые они выдвигали, жадно поглощая все крупные научные работы того времени, вызывали на его глазах слезы. Их ожесточенные дебаты и споры до хрипоты наполняли кофейни и пивные старого Цюриха. Они готовы были поклясться, что слова Эпикура «Как прекрасна радостная бедность!» относятся непосредственно к ним.

В частности, они бились над противоречивой работой венского физика и философа Эрнста Маха, который был тогда своего рода оводом от науки и нападал на любого физика, говорившего о вещах, недоступных нашим ощущениям. Мах изложил свои теории в книге «Механика»[2], которая приобрела большую популярность. Он поставил под сомнение концепцию атома, поскольку считал, что она выходит далеко за пределы сферы измерений. Но сильнее всего внимание Эйнштейна привлекла уничтожающая критика Маха в адрес эфира и абсолютного движения. По мнению Маха, внушительное строение ньютоновой механики зиждилось на песке, поскольку концепции абсолютного пространства и абсолютного времени неизмеримы и недоказуемы. Мах считал, что относительное движение может быть измерено, а абсолютное – нет. Никому и никогда не удавалось отыскать ту самую мистическую абсолютную шкалу, по которой можно определять движение планет и звезд; кроме того, никому и никогда не удавалось найти ни малейших экспериментальных доказательств существования эфира.

Одну серию экспериментов, указавших на фатальную слабость ньютоновой картины мира, провели в 1887 г. Альберт Майкельсон и Эдвард Морли, решившие измерить с максимально возможной точностью свойства пресловутого невидимого эфира. Они рассуждали так: Земля движется в море эфира, обдуваемая «эфирным ветром», поэтому скорость света, по идее, должна меняться в зависимости от направления движения Земли.