Текст книги "10 гениев науки"

Некоторое время Эйнштейн перебивался случайными заработками. Он выполнял расчеты, давал частные уроки, затем некоторое время заменял учителя математики в городе Винтертуре, временно преподавал математику и физику в подготовительном пансионе для иностранцев в Шаффгаузене. Вскоре Эйнштейн вновь заинтересовался наукой. Он написал статью о капиллярности, которая в 1901 году была опубликована в солидном научном журнале «Annalen der Physik». Экземпляр статьи он послал профессору Лейпцигского университета Вильгельму Оствальду, известному физикохимику, ставшему в 1909 году лауреатом Нобелевской премии. Эйнштейн писал профессору:

«Поскольку Ваша книга по общей химии вдохновила меня на написание статьи, я взял на себя смелость послать Вам один экземпляр. По этому случаю я осмеливаюсь также спросить, не найдется ли у Вас применения специалисту по математической физике, знакомому с абсолютными измерениями. Я отваживаюсь обратиться к Вам с подобной просьбой только потому, что нахожусь без средств, а такое место могло бы дать мне возможность продолжить свое образование».

Интересно, что через месяц отец Альберта без ведома сына писал Оствальду с просьбой поощрить молодого ученого парой ободряющих строк по поводу его статьи, а может быть, и подыскать ему место ассистента. Оба письма остались без внимания. С подобной просьбой Альберт обращался и к другим ученым, но также безрезультатно.

На помощь Эйнштейну вновь пришел Марсель Гроссман. Его отец обратился к своему другу Фридриху Галлеру, который занимал должность директора Швейцарского Бюро патентов в Берне. После двухчасовой беседы, в ходе которой обнаружились немалые пробелы в образовании юноши, Галлер все-таки посчитал нужным взять его на работу. В ожидании решения некоторых связанных с этим проблем бюрократического свойства, Альберт вновь принялся за научную работу. Он написал статью, посвященную термодинамике, и представил ее в Цюрихский университет в качестве диссертации на соискание докторской степени по философии. Уже после того как Эйнштейн получил отказ, эта статья была напечатана в «Annalen der Physik».

23 июня 1902 года Эйнштейн был зачислен в патентное бюро на должность технического эксперта-стажера 3-го класса. Это место, которое, казалось бы, так не соответствовало стремлению Эйнштейна к научной деятельности, на поверку оказалось очень удачным. Во-первых, работа была связана с массой всевозможных технических проблем, в которых Альберту приходилось разбираться, во-вторых, оставалось много свободного времени для самостоятельных исследований. Семь с половиной лет, проведенных в Швейцарском Бюро патентов, Эйнштейн считал самым плодотворным и счастливым периодом своей жизни. Бюро он называл «светским монастырем». И в стенах этого «монастыря» молодой исследователь-неудачник превратился в ученого с мировым именем.

Альберт испытывал глубокую благодарность к Марселю Гроссману и его отцу, который помог устроиться в Бюро. После смерти Марселя в 1936 году Эйнштейн писал о своем друге: «Мне вспоминаются наши студенческие годы. Он – образцовый студент; я – пример небрежности и рассеянности. Он – в прекрасных отношениях с преподавателями, схватывает все на лету; я – всем недовольный и не пользующийся успехом нелюдим. Но мы были хорошими друзьями, и наши беседы за чашкой кофе глясе, когда мы по нескольку раз в месяц встречались в "Метрополе", принадлежат к самым приятным моим воспоминаниям. Потом конец учебы… я внезапно оказался всеми покинут, и столкновение с жизнью привело меня в полную растерянность. Но он был рядом со мной, и благодаря ему и его отцу через несколько лет я попал в Бюро патентов к Галлеру. В каком-то смысле это спасло мне жизнь; я бы не умер, конечно, но зачах бы духовно».

Но вернемся к началу XX века. В январе 1903 года Эйнштейн женился на Милеве Марич. Достоверных сведений о Милеве немного, что зачастую является поводом для всякого рода спекуляций. Поэтому мы постараемся излагать только факты, избегая домыслов. В 1901 году девушка забеременела. Есть сведения о том, что против женитьбы Эйнштейна возражали его родители. Так или иначе, тогда брак не состоялся. Милева отправилась к своим родителям, в доме которых в январе 1902 года родила дочь Лизерль. По некоторым сведениям девочка была удочерена родственниками Милевы. Известно, что вскоре после рождения она сильно заболела. Больше никаких сведений о ней нет. В 1904 году Милева родила сына. Мальчика назвали Ганс. В 1910 году в семье родился еще один сын, Эдуард. Эйнштейн очень любил обоих сыновей. Но в целом его семейная жизнь с Милевой не была счастливой. В 1914 году брак распался. Как мы знаем, «все счастливые семьи счастливы одинаково, все несчастливые семьи несчастливы по-своему». В чем была несчастлива первая семья Эйнштейна и почему этот брак распался, сказать трудно: ученый никогда не любил распространяться по поводу своей личной жизни.

В 1902 году Эйнштейна постигла трагедия: заболел и 10 октября умер его отец. Альберт был к нему очень привязан и испытал настоящее горе и отчаяние. Позже он писал, что смерть отца стала самым большим потрясением в его жизни.

Весной 1902 года, когда Эйнштейн, ожидая назначения, подрабатывал репетиторством, по его объявлению пришел некто Морис Соловин. Соловин изучал философию в Бернском университете, но хотел также иметь представление о точных предметах. Два первых занятия были потрачены на философские споры, после чего Альберт заявил, что подобные беседы интересуют его больше, чем плата за уроки. Дискуссии стали регулярными. Вскоре в них стал принимать участие друг Эйнштейна математик Конрад Габихт. Втроем молодые люди образовали философский кружок, который назвали несколько претенциозно и иронично «Академия Олимпия». На собраниях, которые обычно происходили в квартире у Эйнштейна, обсуждался самый широкий круг вопросов. Членов кружка интересовало все: философия, наука, искусство. Кружок просуществовал недолго: в 1904–1905 годах Габихт и Соловин уехали из Берна. Но собрания «Академии Олимпии» на всю жизнь оставили теплые воспоминания у всех участников. Со своими товарищами по кружку Эйнштейн, в частности, делился первыми научными идеями.

Среди философских трудов, которые обсуждали «олимпийцы», следует особое внимание уделить работам австрийского физика и философа Эрнста Маха, одного из основателей эмпириокритицизма[101]101
  Эмпириокритицизм (махизм) – философское направление, согласно которому отправным пунктом познания является не мышление или субъект, не материя или объект, а чистый опыт в том виде, как он непосредственно познается людьми.


[Закрыть]. С его идеями Эйнштейн познакомился еще будучи студентом. В книге «Механика» Мах критиковал механику Ньютона, выступал против его понятий «абсолютного времени» и «абсолютного пространства». Мах критиковал механистический подход к изучению природы. Важными он считал только те данные, которые можно обнаружить чувственно. На подобных взглядах базировался Эйнштейн, создавая теорию относительности. Мах критиковал механику Ньютона философскими методами, а Эйнштейн подорвал ее физическими. Да, научная работа не стояла на месте. В период с 1902 по 1904 год Эйнштейн написал три статьи, посвященные термодинамике. В 1905 году ученый создал несколько работ, благодаря которым мир и узнал его имя.

1905 год. Четыре статьи

Некоторые исследователи по значению в истории физики сравнивают 1905 год с 1665–1666 годами, когда эпидемия чумы заставила Ньютона покинуть Кембридж и поселиться в провинции. В этом году гений Эйнштейна вырвался из тихого кабинета Швейцарского Бюро патентов и начал свое торжественное шествие по страницам научных изданий. Весной 1905 года Эйнштейн в задорном и шуточном стиле писал Конраду Габихту: «Почему Вы до сих пор не прислали мне свою диссертацию? Разве Вам не известно, жалкая Вы личность, что я оказался бы одним из тех полутора чудаков, которые прочтут ее с интересом и удовольствием? Обещаю Вам взамен четыре работы <…> первая из них <…> является весьма революционной…»

Итак, в 1905 году Эйнштейн опубликовал несколько статей. Три из них без преувеличения можно назвать историческими. Между тем начало работы не предвещало триумфа. Работник патентного бюро Альберт Эйнштейн начал… «изобретать велосипед». Его заинтересовало броуновское движение. В то время он не был знаком со статистической физикой, созданной знаменитыми учеными Людвигом Больцманом, Джеймсом Максвеллом и другими. Сказались то ли слабый уровень преподавания в Цюрихском политехникуме, то ли невнимательность и лень нашего героя. Как писал знаменитый физик Макс Борн: «Эйнштейн открыл заново все существенные черты статистической механики». Не углубляясь в подробности, скажем только, что ученый самостоятельно вывел статистические законы движения частиц. При этом он несколько расширил результаты, полученные предшественниками. Свою теорию Эйнштейн изложил в статье «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории». В этой работе он, в частности, сопоставил процесс диффузии и броуновское движение. Его выводы и расчеты позволили проводить количественные исследования теплового движения частиц. Но важность статьи заключалась не только в этом. Целью Эйнштейна было ни много, ни мало доказать справедливость атомистической теории:

«Главной моей целью было найти такие факты, которые возможно надежнее устанавливали бы существование атомов определенной конечной величины… Согласие этих выводов (о статистическом законе броуновского движения, с опытом, а также определенная Планком из закона излучения истинная величина молекул <…> убедили многочисленных тогда скептиков (Оствальд, Мах) в реальности атомов».

Здесь хочется отметить, что упомянутый Оствальд – тот самый лейпцигский профессор, который в свое время оставил без внимания письма Эйнштейна и его отца. К чести обоих ученых нужно сказать, что впоследствии они поддерживали дружеские отношения.

Статья «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории» была третьей из опубликованных Эйнштейном в 1905 году. Но порядок написания статей не отвечал хронологии исследований их автора. Поэтому мы и выбрали такую странную последовательность изложения. Сначала ученый написал статью «Новое определение размеров молекул», которая тесно связана с описанной выше, но сильно уступает ей по значению. Эту работу он подал в Цюрихский университет в качестве докторской диссертации. Диссертация была принята не с первого раза из-за ее незначительных объемов. Но все же в 1905 году Эйнштейн стал доктором философии.

Следующий вопрос, которым занялся ученый – изучение природы света. Этой проблемы мы уже касались, когда речь шла о Ньютоне. Напомним, что существовало два основных взгляда на природу света: корпускулярная и волновая гипотезы. К середине XIX века, усилиями многих ученых, особенно Огюстена Френеля, позиции волновой гипотезы усилились, а вскоре стали настолько крепкими, что в ней уже практически не сомневались. Казалось, оставалось только найти объяснения некоторым аномалиям, которые в нее не укладывались. Знаменитый Генрих Герц говорил: «С нашей, человеческой, точки зрения, волновая теория света – несомненный факт». Но на рубеже веков, в 1900 году, Макс Планк, исследуя световое излучение горячих тел, пришел к важному выводу. Спектр такого излучения может быть объяснен, если предположить, что при тепловом излучении энергия испускается не непрерывно, а дискретно, в виде мельчайших порций. Для определения их величины Планк ввел понятие кванта действия, позже названного постоянной Планка. Такие выводы расходились с положениями классической физики. Но сам Планк был ученым довольно консервативных взглядов. Сделав революционное открытие, он стал искать объяснение в рамках традиционных для его времени научных воззрений. Понимая важность полученных им результатов, Планк продолжал сомневаться в их достоверности. О кванте действия он писал: «…либо фиктивная величина, и тогда весь вывод закона излучения был в принципе ложным и представлял собой всего лишь пустую игру в формулы, лишенную смысла, либо же вывод закона излучения опирается на некую физическую реальность, и тогда квант действия должен приобрести фундаментальное значение в физике и означает собой нечто совершенно новое и неслыханное, что должно произвести переворот в нашем физическом мышлении, основывавшемся со времен Лейбница и Ньютона, открывших дифференциальное исчисление на гипотезе непрерывности всех причинных соотношений».

Эйнштейн же в этом отношении был прямой противоположностью Планка. Авторитетов для него не существовало. 17 марта 1905 года ученый послал в редакцию «Annalen der Physik» статью «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». Это и была та самая «революционная» статья, о которой он писал другу. В начале статьи Эйнштейн указал на то, что ученые с разных позиций рассматривают материю и излучение. Он математически доказал, что такое несоответствие должно привести к непреодолимым противоречиям. Дальше Эйнштейн рассуждал в рамках, казалось бы, странной для его времени рабочей гипотезы корпускулярной природы света. Он высказал мысль о том, что поглощение света происходит такими же порциями, как и, по Планку, его выделение. Дальше следовал вывод: «однородный свет состоит из зерен энергии (световых квантов), <…> несущихся в пустом пространстве со скоростью света». Таким образом ученый ввел понятие фотона – светового кванта. Такой подход позволил объяснить сразу несколько явлений, не укладывавшихся в рамки волновой теории света. С помощью фотонной теории Эйнштейн рассмотрел и объяснил закономерности фотоэффекта – высвобождения электронов под действием света, флуоресценцию, фотоионизацию. 26-летний ученый-аматор фактически создал квантовую теорию света, одну из базовых теорий современной физики. Через 16 лет именно за эту работу Эйнштейн получил Нобелевскую премию.

Ну и, наконец, перейдем к рассказу о четвертой статье 1905 года. 30 июня 1905 года статья «К электродинамике движущихся тел», 30 страниц печатного текста, уже была в редакции «Annalen der Physik». Таким образом, со времени окончания работы «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света» прошло всего три с половиной месяца. Работа «К электродинамике движущихся тел» излагала специальную теорию относительности. Поскольку именно теория относительности принесла Эйнштейну наибольшую известность, остановимся на ней подробнее.

Теория относительности

Приступая к разговору о теории относительности, нам придется сделать небольшой обзор предпосылок ее появления. Со времен Ньютона в науке господствовали представления об абсолютном пространстве и абсолютном времени. Вот как определял их Ньютон:

«Абсолютное пространство остается в силу своей природы и безотносительно к какому-либо внешнему предмету всегда одинаковым и неподвижным».

«Абсолютное, истинное и математическое время течет само по себе и в силу своей природы равномерно и безотносительно к какому-либо внешнему предмету».

Можно смело сказать, что такая точка зрения вполне отвечает нашим бытовым представлениям о времени и пространстве. Теперь обратимся к другому вопросу, казалось бы, мало связанному с предыдущими утверждениями знаменитого англичанина. Речь вновь пойдет о свете и его природе. Согласно волновой гипотезе, свет представляет собой волны, распространяющиеся в особой среде – световом (светоносном) эфире. Считалось, что эфир проникает во все тела и вещества, но не перемещается вместе с ними.

В 1860-х годах английский физик Джеймс Клерк Максвелл вывел уравнения, описывающие электромагнитные явления в средах и вакууме. Одним из важнейших следствий этих уравнений стала конечность скорости распространения электромагнитных взаимодействий. Эта конечная скорость оказалась равна приблизительно 300000 км/с, то есть скорости света в вакууме.

Теперь осталось связать эти два представления между собой. Поскольку гипотетический эфир не участвует в движении тел, значит, он находится в состоянии абсолютного покоя, а следовательно, и является олицетворением абсолютного пространства, относительно которого движутся все тела. Значит, и Земля движется относительно эфира. И движется, согласно законам планетарной механики, с большой скоростью. Следовательно, скорость световых волн, движущихся параллельно движению Земли, должна отличаться от скорости световых волн, движущихся перпендикулярно ему. Такой гипотетический эффект назвали «эфирным ветром». Еще в начале XIX века совершались попытки экспериментально обнаружить эфирный ветер. Сделать этого не удалось, как тогда казалось, из-за недостаточного качества приборов. Но в 1888 году американский физик Альберт Майкельсон провел более точный эксперимент и… тоже не обнаружил эффекта эфирного ветра, а точнее, доказал его отсутствие. Ирландец Джон Фитцджеральд, а вслед за ним голландец Хенрик Антон Лоренц попытались спасти гипотезу эфира, предположив, что быстро движущиеся тела уменьшаются в направлении движения. К 1904 году Лоренц, для того чтобы уничтожить противоречия между уравнениями Максвелла и результатами опыта Майкельсона, разработал математический аппарат, позволяющий решить проблему, отталкиваясь от данного предположения. В основе этого решения лежали преобразования системы координат и времени какого-либо события при переходе от одной системы отсчета в другую. Позже эти преобразования были названы по имени их автора. Однако Лоренц не решился опровергнуть закон о сложении перемещений и скоростей, лежащий в основе ньютоновской физики. Поэтому он попытался ввести в свои расчеты силы, вызывающие сокращение быстро движущихся тел.

Теперь вернемся назад, в еще доньютоновские времена. Как мы уже писали, на рубеже XVI–XVII веков Галилео Галилей сформулировал принцип относительности движения. На этот принцип, как на следствие своих законов, указывал и Ньютон. Француз Анри Пуанкаре обобщил этот принцип, распространив его не только на движение, но и на другие физические процессы. Сначала, в 1899 году, Пуанкаре сформулировал принцип относительности в качестве рабочей гипотезы, а затем, в 1904 году, – в качестве предположения. В 1905 году, почти одновременно с Эйнштейном, Пуанкаре отправил в научные журналы две статьи под одинаковым названием «О динамике электрона». В первой из них он исправил ошибку, допущенную Лоренцом, а во второй развил математические следствия принципа относительности. И о Лоренце, и о Пуанкаре часто пишут, что они близко подошли к созданию теории относительности. Но, наверное, правильнее будет сказать, что эти ученые рассматривали свою деятельность, как некое физико-математическое моделирование. Чтобы воспринять теорию относительности как физическую реальность, требовался менее консервативный и более смелый человек. Им и стал Эйнштейн. Писатель Чарлз Перси Сноу в своей книге «Эйнштейн» писал: «…статья излагала специальную теорию относительности, соединявшую в одно целое материю, пространство и время.

В этой статье не было ни цитат, ни ссылок на авторитеты. Да и остальные статьи написаны в такой манере, которая не походила на работы других физиков-теоретиков. В эйнштейновских статьях было мало математических расчетов и много логического анализа. Приводимые в статьях доводы выглядели несокрушимыми, а выводы – совершенно невероятные выводы! – казалось, возникали с величайшей легкостью. К этим выводам он пришел, пользуясь силой и логикой своей мысли, не прислушиваясь к мнению других. Это кажется поразительным, но именно так и создавалась большая часть его трудов.

Можно с уверенностью сказать: пока существует физика, ни у кого больше не хватит сил выступить с тремя такими работами в течение одного года».

Очевидно, что о работах Пуанкаре 1905 года Эйнштейн знать не мог. Не знал он весной 1905 года и о преобразованиях Лоренца. Теперь перейдем к ходу его рассуждений, изложенных в статье «К электродинамике движущихся тел». Для начала он самостоятельно, независимо от Пуанкаре, формулирует специальный принцип относительности. Затем вводит второй постулат: скорость света в вакууме постоянна и не зависит от скорости движения его источника (или наблюдателя). Этот постулат вполне отвечает волновым представлениям о свете и подтверждается опытами Майкельсона. Интересно, что, взяв от волновой гипотезы такое утверждение, Эйнштейн тут же отказался от гипотезы светового эфира. Ранее эти гипотезы были неразрывны. Одна статья нашего героя привела к тому, что доминировавшая длительное время гипотеза светоносного эфира сдала свои позиции. Впоследствии некоторые ученые пытались реанимировать ее. Даже в наше время предпринимаются такие попытки, но оправиться от удара, нанесенного Эйнштейном, гипотеза эфира так и не смогла. Затем, основываясь на введенных постулатах, ученый делает целый ряд неожиданных и поразительных выводов. Для начала он расправляется с понятием «абсолютной одновременности». Если бы передаваемые сигналы могли распространяться моментально, то понятие «абсолютная одновременность» для двух событий, происходящих в разных точках пространства, было бы вполне правомерным. Но поскольку максимальная скорость передачи информации ограничивается скоростью света, говорить об «абсолютной одновременности» каких-то событий невозможно. Здесь налицо идеи Маха. Важным является не сам момент события в ньютоновском «абсолютном времени», а момент получения информации о событии.

Дальше Эйнштейн принимается за понятие времени вообще. Он пишет: «Желая описать движение какой-нибудь материальной точки, мы задаем значения ее координат как функций времени. При этом следует иметь в виду, что подобное математическое описание имеет физический смысл только тогда, когда предварительно выяснено, что подразумевается здесь под "временем". Мы должны обратить внимание на то, что все наши суждения, в которых время играет какую-либо роль, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Если я, например, говорю: "Этот поезд прибывает сюда в 7 часов", – то это означает примерно следующее: "Указание маленькой стрелки моих часов на 7 часов и прибытие поезда суть одновременные события"».

Но понятие об «абсолютной одновременности» событий разрушено. Следовательно, ньютоновское «абсолютное время», одинаковое во всех точках пространства, также неправомерно. Для каждой системы отсчета существует свое «локальное время». Свои рассуждения Эйнштейн иллюстрирует мысленными физическими экспериментами. (К сожалению, у нас нет возможности рассмотреть их из-за ограниченного объема книги. Популярное изложение мысленных экспериментов, объясняющих теорию относительности, можно найти в научно-популярной литературе.) Дальше – больше. Как пишет Б. Хофман в своей книге «Альберт Эйнштейн: творец и бунтарь»: «Ведь время относится к фундаментальным понятиям, и коренное изменение нашего представления о нем разрушает все здание теоретической физики, как карточный домик. И в этом крахе не уцелеет ничего».

Участь «абсолютной одновременности» и «абсолютного времени» постигает понятия «абсолютного движения», «абсолютного расстояния». Все они теряют смысл. Теперь время, движение, расстояния можно рассматривать только в рамках каждой конкретной инерциальной системы отсчета {5}5
  Инерциальная система отчета – система отсчета, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы отсчета поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной системой отсчета.


[Закрыть], то есть становятся относительными. Хофман пишет: «И видимо, эту „эпидемию относительности“ остановить невозможно. Скорость, ускорение, сила, энергия – все эти понятия (и не только они) зависят от времени и расстояния; таким образом, изменилась сама структура физики».

Но если это так, спрашивается, каким образом можно рассматривать в рамках одной инерциальной системы отсчета процессы, происходящие в другой? Для этого Эйнштейн самостоятельно приходит к уравнениям преобразования Лоренца.

Например, формула показывает, во сколько раз процессы в теле, движущемся со скоростью v относительно некоторой инерциальной системы отсчета, протекают медленнее, чем в данной инерциальной системе. Подобные формулы вводятся для длины и массы. Одним из важнейших достижений Эйнштейна считается то, что он ввел в качестве универсальной постоянной во все основные законы физики скорость света в вакууме, сейчас обозначаемую буквой с. Также необходимо отметить, что в конце статьи ученый благодарит Микеланджело Бессо, своего друга, с которым он познакомился в Цюрихе и который был принят на работу в Бюро патентов по настоянию Альберта: «В заключение я хотел бы сказать, что, работая над исследуемой здесь проблемой, я опирался на преданную помощь моего друга и коллеги М. Бессо и обязан ему несколькими предложениями».

В конце сентября Эйнштейн отправил в «Annalen der Physik» еще одну трехстраничную статью-дополнение «Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?». В ней ученый на основании уравнений из своей предыдущей статьи вывел формулу, в которой связывал энергию, выделяемую телом, с изменением его массы:

Формула выведена для выделения энергии в виде света, но Эйнштейн предполагает ее универсальность – независимость от формы выделяемой энергии. Также в этой статье ученый настаивает на том, что любая энергия обладает массой. Только через два года он смог сделать обратный вывод: всякая масса обладает энергией. Энергия и масса эквивалентны. Следующий шаг – знаменитая формула:

Е=mс²

Эта формула позволила свести воедино законы сохранения энергии и массы. Свои рассуждения и выводы Эйнштейн опубликовал в 1907 году.

Пожалуй, первым крупным ученым, который оценил значение специальной теории относительности, стал Макс Планк. Летом 1907 года маститый немецкий физик написал 28-летнему работнику Бюро патентов длинное письмо, в котором были следующие строки: «Я, вероятно, отправлюсь в будущем году в горы в окрестностях Берна. Пусть это произойдет еще не скоро, но сама мысль об удовольствии лично с Вами познакомиться делает меня счастливым».

В одной из своих лекций Планк сказал: «Концепция времени Эйнштейна превосходит по смелости все, что до этого было создано в умозрительном естествознании и даже в философской теории познания».

Несмотря на такую поддержку со стороны именитого ученого, идеи Эйнштейна были признаны далеко не всеми учеными и далеко не сразу. Неожиданного единомышленника и последователя Эйнштейн нашел в лице своего бывшего преподавателя Германа Минковского. Интересно, что во время учебы в Цюрихском политехникуме Альберт часто пропускал лекции Минковского, а тот, в свою очередь, считал его лентяем. Но это не помешало преподавателю по достоинству оценить достижения своего нерадивого студента через несколько лет.

После Политехникума Минковский преподавал в Геттингенском университете. В 1909 году этот замечательный человек умер, успев математически развить теорию относительности и разработать ее геометрическую интерпретацию. Он создал понятие «пространственно-временной континуум», называемое также «миром Минковского». В сентябре 1908 года в докладе перед конгрессом естествоиспытателей в Кельне Минковский, в частности, сказал: «Представления о пространстве и времени, которые я собираюсь развить перед вами, выросли на почве экспериментальной физики. В этом заключается их сила. Они приведут к радикальным следствиям. Отныне пространство само по себе и время само по себе полностью уходят в царство теней, и лишь своего рода союз этих понятий сохраняет самостоятельное существование».

Понять масштаб славы, которая обрушилась на Эйнштейна, поможет такой факт: в наше время 17-й том «Annalen der Physik», в котором были опубликованы три исторические статьи ученого, стал предметом вожделения коллекционеров-библиофилов. Немногие библиотеки, в которых сохранился экземпляр этого издания, обычно хранят его с особой бдительностью. Но популярность и слава пришли позже. Мы же вернемся к событиям 1905–1907 годов, когда идеи Эйнштейна привлекли внимание научного мирового сообщества, но до признания было еще далеко.

Жизнь на чемоданах

1 апреля 1906 года судьба отметила праздничной шуткой: человек, недавно перевернувший всю современную физику, получил повышение по службе, стал техническим экспертом 2-го класса Бюро патентов. Но «светский монастырь» уже не вполне устраивал Эйнштейна. Пока наука была своего рода хобби, Альберту вполне хватало свободного времени для изысканий. Но он осознавал масштабы своих научных исследований и желал продолжать серьезную научную работу. И теперь ежедневная восьмичасовая дань, которую приходилось платить Швейцарскому Бюро патентов, стала слишком обременительной.

В конце 1907 года Эйнштейн попытался получить место приват-доцента по теоретической физике в Бернском университете. Первая попытка оказалась неудачной. Для получения должности нужно было подать конкурсную работу. Ученый выбрал свою статью о теории относительности, но она была отвергнута, в частности, как непонятная. В конце января 1908 года с Эйнштейном связался профессор Цюрихского университета Альфред Клейнер. В 1901 году он отклонил его диссертацию, но теперь был заинтересован в молодом ученом. Клейнер хотел предложить ему место экстраординарного профессора в Цюрихском университете. Но для начала надо было все-таки стать приват-доцентом в Берне.

Во второй раз Эйнштейн подал на конкурс другую, более традиционную статью и благополучно получил место. Приват-доценты не получали жалованья, а довольствовались платой, которую студенты вносили за лекции. На первой лекции Эйнштейна присутствовало всего четыре слушателя, одним из которых был его друг Бессо. Надо сказать, что наш герой не был талантливым лектором, и его занятия поначалу не пользовались популярностью. Поэтому он продолжал работать в Бюро патентов. Но такое положение длилось очень недолго. Весной 1909 года в Цюрихском университете на кафедре теоретической физики была введена должность экстраординарного профессора. Ее и занял Эйнштейн.

В сентябре 1909 года он впервые появился перед ученой аудиторией. Эйнштейн выступил на конгрессе естествоиспытателей, проходившем в Зальцбурге. Доклад назывался «О развитии наших взглядов на сущность и структуру излучения». В нем было все: и квантовая теория, и теория относительности. За год до этого Минковский подготовил прекрасную почву, доступно и понятно изложив теорию относительности геометрически. Теперь выступление Эйнштейна произвело благоприятное впечатление на многих крупных ученых.

Вскоре молодой профессор приступил к чтению лекций. В Цюрихе он не излагал студентам свои революционные идеи, а ограничивался преподаванием классической физики. Постепенно оттачивалось преподавательское мастерство Эйнштейна. Он научился завладевать вниманием аудитории, доступно и просто излагать материал. Слушатели подчеркивали еще одну характерную особенность преподавания Эйнштейна. Он старался не нагружать лекции математическими формулами, большее внимание уделяя физической стороне изучаемых процессов. Сам ученый неоднократно говорил о том, что физический смысл гораздо важнее его математического отображения. Например, в одной из бесед он сказал, что ни один ученый не мыслит формулами, а уже в 1950 году написал: «Существует поразительная возможность овладеть предметом математически, не поняв существа дела».