Читать книгу "Альберт Эйнштейн. Теория вероятности. Маленькие рассказы о большом успехе"

28. Подруга, жена, соперник

Об участии Милевы в открытиях Эйнштейна споры идут до сих пор. Большинство ученых считает, что она лишь помогала Альберту в математических расчетах и сама до конца не понимала сути теории относительности. Некоторые ученые, в том числе и наиболее авторитетные, считают Милеву полноценным соавтором работ Эйнштейна. Наконец, непримиримые враги Эйнштейна говорят о том, что открытия сделаны не им, а Милевой Марич.

Истина, скорее всего, находится где-то посередине. Академик Абрам Федорович Иоффе, близко знавший Эйнштейна, в некрологе, опубликованном в СССР, назвал ученого «Эйнштейн-Марич», подчеркнув роль Милевы в достижениях ее великого супруга. Есть свидетельства и о том, что первые научные работы Эйнштейн подписывал двумя фамилиями, вставляя фамилию супруги, как соавтора. Потом ее имя в работах Эйнштейна упоминаться перестало.

Что же было на самом деле? Можно предположить, что Эйнштейн, увлеченный математикой, но предпочитавшей ей физику, просто перекладывал часть рутинной работы на жену, чтобы самому сосредоточиться на сути исследуемых проблем. Известно шутливое высказывание Эйнштейна о том, что физику в математике нужны лишь сложение и вычитание. Шутка, конечно – шутка. Но отношение ученого к математике, как к науке, налицо…

Сама Милева ни на что не претендовала, кроме… Нобелевской премии. Которую, ее денежную часть, и получила из рук Эйнштейна. Причем, целиком.

29. Судьба дочери Лизерль

Была в истории четы Эйнштейна и Марич и настоящая трагедия. Её обстоятельства целиком не выяснены, но дело это выглядит более чем сомнительно…

В 1902 году Милева, будучи гражданской женой Эйнштейна (а по сути, всего лишь сожительницей) забеременела. Появление незаконнорожденного ребенка могло означать крах научной карьеры Альберта – в те годы к таким «проказам» научная общественность относилась весьма строго.

Рожать Милева уехала к родителям в Венгрию. И здесь родила девочку, которая получила имя Лизерль. Дальше начинаются странности.

Чтобы скрыть появление внебрачного младенца, Милева… отказалась от него. Девочку передали приемным родителям, а Милева Марич подписала обязательство никогда не видеться с дочерью и не искать с ней каких-либо контактов. Затем женщина уехала в Швейцарию к мужу.

Сам Эйнштейн никогда дочку не видел и ничего никому про нее не рассказывал. Девочка прожила очень недолго. В начале 1903 года, нескольких месяцев от роду, Лизерль подхватила скоротечную скарлатину и умерла.

Перед смертью Милева Марич разразилась обличительными откровениями. Она написала, что Альберт Эйнштейн «убил свою дочь, погубил сына и заживо похоронил ее».

На счет дочери более-менее ясно. Младший сын Эдуард всю жизнь страдал психическим расстройством и много лет провел в клинике, где в 1965 году и умер. Что же касается самой Милевы, то ее «похороны» были обставлены не так уж и плохо. Она получила Нобелевскую премию мужа и на эти деньги жила вполне безбедно. Деньги-то по тем временам были огромные.

30. Их дети

Какими бы странными и непонятными ни выглядели отношения Альберта Эйнштейна и Милевы Марич, но это был все-таки брак – со своими радостями и трагедиями, счастливыми моментами и несуразностями.

В 1904 году Милева родила первого мальчика, которого назвали Ганс. А спустя шесть лет, в 1910 году на свет появился второй сын Эйнштейна – Эдуард.

Эйнштейн с удовольствием возился с маленьким Гансом. Навещавшие его в Берне друзья могли видеть Эйнштейна, попыхивающего дешевой сигарой. В одной руке ученый сжимал стопку мятых листов бумаги, исписанных вдоль и поперек его пером. Второй рукой Эйнштейн подталкивал взад-вперед детскую коляску, в которой спал малыш.

В бытовом плане Эйнштейн был совершенно непритязателен. И потом, став обеспеченным человеком, презирал тягу к роскоши и совершенно не обращал внимание на деньги. А в те годы его интересовала только наука и вот это скромное семейное благополучие…

Старший сын Ганс Эйнштейн прожил 69 лет и скончался в 1973 году. Он оставил воспоминания о великом отце. В этих воспоминаниях нашлось место и матушке Милеве, которую Ганс называл жесткой и даже бесчувственной женщиной.

Младший сын Эдуард Эйнштейн прожил всего 55 лет. Он страдал тяжелым психическим заболеванием и умер в клинике в 1965 году. Он прожил ровно столько, сколько и его дед Герман Эйнштейн.

31. Доктор

Работая в патентном бюро, Эйнштейн активно занимался изучением сил взаимодействия между молекулами и статической термодинамикой. Одна из его первых научных работ «Новое определение размеров молекул» в 1905 году была принята в качестве докторской диссертации Цюрихским университетом. Эйнштейн получил степень доктора наук и в том же 1905 году опубликовал в берлинском журнале «Анналы физики» серию научных работ, которые и стали величайшим научным открытием, обессмертившим его имя.

Одна из работ этой серии объясняла явление броуновского движения – хаотичного перемещения твердых частиц, взвешенных в жидкости, которое можно видеть в микроскоп. Эйнштейн объяснил броуновское движение частиц их столкновениями с невидимыми молекулами. Он предположил, что если причина броуновского движения именно в этом, то массу и число молекул, содержащихся в данном объеме жидкости, можно вычислить… Вроде бы ничего сверхъестественного – Эйнштейн лишь подтвердил существовавшее ранее предположение, что все тела состоят из молекул.

В другой работе Эйнштейн объяснил фотоэлектрический эффект – испускание поверхностью металла электронов под воздействием электромагнитного излучения. В 1900 году немецкий физик Макс Планк описал излучение, испускаемое горячими телами. Он предположил, что энергия испускается не непрерывно, а отдельными (дискретными) порциями – квантами. Величину кванта удалось вычислить (она равняется произведению частоты излучения и неизменного числа – постоянной Планка). Но физический смысл самого кванта оставался неясным.

32. Светлая голова

Эйнштейн решил установить соответствие между квантом электромагнитной энергии (фотоном) и энергией выбитого из поверхности металла электрона. Энергия электрона равна энергии фотона с вычетом той ее части, что была затрачена на выбивание электрона. Чем ярче свет, тем больше фотонов и выбитых ими электронов, но скорость электронов при этом остается неизменной. Увеличения скорости электронов можно добиться увеличением частоты излучения, направляемого на поверхность металла, так как фотоны высокочастотного излучения обладают большей энергией.

Тут же Эйнштейн высказывает предположение, что свет имеет двойственную природу – это и волна, и поток частиц одновременно. Позже, в 1924 году, французский физик Луи де Бройль выдвигает гипотезу, что двойственную природу имеет не только свет, но и материальные объекты – электроны, которые тоже обладают волновыми свойствами. Гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментами и стала основой квантовой механики…

Обратите внимание, все работы Эйнштейна – развитие ранее сделанных открытий. Он лишь объясняет суть уже открытых явлений. Но как объясняет! Вокруг явления тут же выстраивается стройная система, расширяющая границы познания. Броуновское движение – молекулярное строение вещества, фотонное излучение – двойственная природа света. От частного к общему, от малого ко всеобъемлющему. При этом главным инструментом для Эйнштейна является… перо! И светлая голова, конечно.

33. Теория относительности

Третья работа молодого ученого – его знаменитая специальная теория относительности. И опять Эйнштейн идет от частного к общему. Он отвергает существование эфира – загадочного вещества, которое, по мнению ученых того времени, заполняет всю Вселенную и служит средой для распространения световых волн. Но эфир не удается обнаружить экспериментальным способом. В 1887 году американские физики Альберт Майкельсон и Эдвард Морли ставят эксперимент по обнаружению различия в скорости света, движущегося вдоль и поперек движения Земли, но результат оказывается отрицательным. Если бы эфир на самом деле существовал, то скорость движения самого эфира должна была бы складываться со скоростью наблюдаемого света при их попутном движении и вычитаться при противоположном. Точно также изменяется скорость весельной лодки, плывущей по течению и против течения – относительно стоящего на берегу наблюдателя.

И Эйнштейн выдвигает два гениальных предположения. Первое – все законы физики одинаково применимы для двух наблюдателей, независимо от того, как они движутся относительно друг друга. Второе – свет всегда распространяется в свободном пространстве с одной и той же скоростью, независимо от движения его источника.

Эфир для объяснения световых явлений более был не нужен. А постулат о постоянстве скорости света переворачивал все представления о времени, пространстве, массе и размерах тел. По сути, теория Эйнштейна изменила всю классическую физику, оставив на ее долю лишь описание взаимодействия тел при малых относительных скоростях.

34. Гений из гениев

Любое научное открытие – результат последовательных изысканий. Например, для детального изучения берется какое-либо природное явление. Выдвигается гипотеза, объясняющая это явление. Затем ставится эксперимент, подтверждающий или опровергающий эту гипотезу. Если эксперимент дает отрицательный результат, и гипотеза оказывается неверной, выдвигается вторая гипотеза, которая подтверждается или опровергается следующим экспериментом. Так шаг за шагом ученые продвигаются к истине.

Теперь представьте, что кто-либо из ученых берется за исследование не какого-то одного явления, а целой системы устройства мира. Он не ставит экспериментов, не исследует все природные явления, чтобы на основе частных открытий прийти к одной общей теории. Он просто говорит – «я полагаю, что весь мир устроен вот так» – и выдает несколько коротких, удивительно фантастичных постулатов. Весь научный мир недоверчиво прислушивается, затем бросается проверять постулаты смельчака. Но эксперименты лишь подтверждают его правоту. Мир устроен именно так, как говорит этот никому неизвестный гений!

История мировой науки знает всего лишь один случай, когда человеку исключительно умозрительным путем удалось открыть основополагающие законы природы и на основе этих предположений таким же умозрительным способом выстроить целую теорию, объясняющую тайну тайн природы – устройство и взаимодействие любых материальных тел, начиная от элементарных частиц, заканчивая звездами и планетами. Имя этого человека – Альберт Эйнштейн.

35. «Год чудес»

Эти работы, которые вылились в четыре научные статьи, Эйнштейн закончил в 1904 году и тут же отправил в Берлин. Но в журнале «Анналы физики» эти статьи появились лишь спустя некоторое время – в 1905 году. Уж слишком смелыми, слишком революционными были выводы Эйнштейна… Но можно только представить тот шок, который испытала мировая научная общественность, ознакомившись с положениями эйнштейновской теории относительности.

Этот 1905 год стал годом триумфа Эйнштейна. Друзья и коллеги ученого назвали 1905 год «годом чудес», подчеркивая значение сделанных Эйнштейном открытий. Ученая степень доктора наук подтвердила статус Альберта, как физика-теоретика. А его статьи (кстати, совсем небольшие по объему) превратили его в знаменитость.

Между тем Эйнштейн продолжал работать в должности эксперта третьего класса федерального Бюро патентования изобретений в Берне. Жизнь, конечно, менялась – у Эйнштейна появились деньги, семья более не бедствовала. Но дело было в том, что сам ученый не желал никаких перемен!

Когда весной 1909 года из Цюриха пришло приглашение занять должность профессора университета, Эйнштейн тяжко задумался. Главное, что он боялся потерять – комфортное уединение, так необходимое ему для работы. До октября 1909-го он не решался оставить работу в Бюро. Но он был уже ученым с именем. Пора было определиться с будущим.

36. Профессор

Осенью 1909 Эйнштейны переехали в Цюрих. Город юности Альберта и Милевы. Знакомые улицы. Тихая милая Швейцария, самое ее сердце. Места, которые Эйнштейн так любил…

Это был большой университет, в котором Эйнштейн стал экстраординарным (то есть назначенным сверх утвержденного штата, на должность, специально организованную для Альберта) профессором теоретической физики. Новые люди, новые коллеги. Большинство из них относились к молодому коллеге настороженно – как к выскочке, появившемуся неведомо откуда. К тому же мало кто из старой профессуры понимал суть открытия Эйнштейна. А из родного Политехникума раздались «разоблачительные» реплики бывших учителей Эйнштейна, главным из которых был профессор Вебер.

Атмосфера складывалась тяжелой. Однако, Эйнштейн с головой погрузился в преподавательскую работу, не забывая при этом и свои теоретические изыскания.

И все же жилось непросто. Эйнштейну приходилось вести лекции для студентов, но, как выяснилось, для этого нужно было увлечься педагогикой, отдать всего себя преподаванию. А главным увлечением Эйнштейна была все же наука.

Интриги, разговоры за спиной, многозначительные взгляды. Эйнштейн старался не придавать этой возне большого значения. Однако, разговоры усиливались – коллеги по университету начали говорить, что никакого открытия нет вовсе, что Эйнштейн воспользовался работами других ученых, не испросив на то разрешения и не упомянув их имена в своих статьях.

37. Прага

Он решил эту проблему самым простым способом – покинул стены Цюрихского университета, благо предложений о работе было хоть отбавляй. В конце зимы 1911 года Эйнштейна пригласили в Прагу – возглавить специально созданную для него кафедру теоретической физики. Альберт тут же согласился и после недолгих сборов переехал в столицу Чехии.

Здесь в немецком Карловом университете он проработал более года – до лета 1912-го. Жил очень скромно. Милева поначалу отказывалась переезжать, считая, что долго в Праге они не задержатся. Впрочем, и сам Эйнштейн полагал, что эта работа дело временное. И что он все равно вернется в Швейцарию. Вот только поработает в собственной лаборатории.

В эти годы он активно трудился на общей теорией относительности, стараясь обобщить специальную теорию и выстроить новую концепцию природы сил тяготения. Научная работа отнимала массу сил и времени. Эйнштейн если не забросил, то явно уклонялся от ведения лекций для студентов. Дела кафедры шли не очень хорошо, чтобы оправдать ожидания ректората, пригласившего Эйнштейна в Прагу. К этим мелким трениям добавились неудобства бытового плана. Эйнштейн в бытовом плане был совершенно не самостоятелен, как ребенок… Примечательный факт – еще в ноябре 1896 года юный Эйнштейн, едва став студентом Политехникума и еще не прервавший отношений с Мари Винтелер, отправлял возлюбленной приготовленное для стирки белье в… почтовых посылках. А девушка, выстирав одежду, высылала ее посылками обратно в Цюрих.

38. Снова в Цюрих

Летом 1912 года Эйнштейн получил предложение, которого ждал все последние годы. Его пригласил на должность профессора физики родной Политехникум в Цюрихе. Господину Веберу предстояло «подвинуться» и уступить место «неспособному к обучению» гению. Эйнштейн тут же согласился и вернулся в Цюрих. Профессор Вебер подал в отставку…

Семья воссоединилась. Но и без того неважные отношения между Милевой и Альбертом испортились окончательно – между супругами образовалась неодолимая пропасть. Не выдерживая равнодушия Альберта и его бесконечных измен, Милева уезжала к родителям в Венгрию, возвращалась, снова уезжала. Жить под одной крышей становилось невыносимо.

В Политехникуме Эйнштейна встретили, как триумфатора. Он стал знаменем этого знаменитого училища. Эйнштейну выделили целую лабораторию и предоставили все необходимые для исследований инструменты. Эйнштейн возобновил свои лекции. Бывший ученик, он стал преподавателем – одним из лучших в стенах Цюрихского Политехникума, и ведущим исследователем в области теоретической физики.

Подходил к концу долгий швейцарский период жизни Эйнштейна. Постепенно по всему миру распространялась его известность. Специальная теория относительности вызывала и жаркие споры, и восхищение коллег. Её стройность и красота очаровывала даже людей, далеких от науки. И вскоре популярность Эйнштейна разрослась до небывалых для мира науки масштабов.

39. Переезд в Берлин

Весной 1914 года Эйнштейн получил очередное приглашение, от которого не мог отказаться. Его звали в Берлин – на должность профессора престижнейшего и крупнейшего в Европе Берлинского университета. Одновременно предлагалось возглавить Физический институт кайзера Вильгельма.

Вернуться на Родину в качестве гражданина Швейцарии? А почему бы и нет? Пусть о нем узнают преподаватели мюнхенской гимназии, прочившие Эйнштейну жалкое будущее… Но Милева отказалась от переезда наотрез. И они расстались – на долгие пять лет. Милева с сыновьями осталась в цюрихском доме Эйнштейна, чтобы встретиться в 1919 году для оформления развода. А Эйнштейн, снова собрав пожитки – книги, личный архив, немногочисленные личные вещи – сел на поезд, отправляющийся в Берлин.

Он вернулся в Германию с тяжкими предчувствиями. Но почести, которыми осыпали его немецкие власти, сделали свое дело. На Эйнштейна пролился денежный дождь. Он получил в свое распоряжение большую квартиру в Берлине, а спустя некоторое время купил загородный особняк и даже яхту.

Человек лёгкий, трудолюбивый и жизнерадостный, Эйнштейн с энтузиазмом взялся за работу. На этот раз в его распоряжении был целый исследовательский институт. И дело построения общей теории относительности пошло семимильными шагами.

В Германии Эйнштейн прожил долгих 19 лет. Но и предположить не мог, что его отъезд за океан будет, по сути, бегством.

40. По разные стороны войны

И вдруг разразилась мировая катастрофа. Началась мировая война. Эйнштейн и Милева оказались полностью отрезанными друг от друга. Нет, он навещал детей и супругу, которая к тому времени окончательно стала чужой. Но редко, эпизодически. Выезд из воюющей Германии в нейтральную Швейцарию был связан с многочисленными дипломатическими препонами. А работа в университете и Физическом институте занимала слишком много времени.

Не признающий насилия в принципе и пацифист по убеждению Эйнштейн не мог остаться равнодушным к тому, что происходит в Европе. Его собственная родина, Германия, стала поджигателем войны и главной силой, противостоящей всему просвещенному миру. И это тяготило ученого точно так же, как если бы преступником оказался член его семьи. В интервью, в публичных выступлениях, в общении с коллегами Эйнштейн недвусмысленно высказывался против милитаризации Германии и против завоевательных устремлений ее руководителей. И это не прошло мимо внимания германских властей и прессы.

Однажды кто-то из журналистов, а газетчики, буквально, следили за Эйнштейном, поскольку статья о нем была беспроигрышным материалом, спросил, не желает ли ученый проигрыша Германии в мировой войне. И физик ответил, что он не желает продолжения самой войны, кто бы в ней ни выиграл или проиграл. И газеты тут же сделали вывод – Эйнштейн не патриот и, возможно, даже скрытый враг Германии. Пока это были лишь опасные, тревожные, но – слова.

41. Общая теория относительности

В 1915 году Эйнштейн в основном завершил формулировку общей теории относительности, над которой работал с 1907 года. В 1916 году теория была опубликована в научной печати. Так же как и специальная теория, общая теория ввергла ученый мир в изумление. Правда, в отличие от работы 1905 года общая теория относительности давала не только ответы, но и выдвигала целый ряд не решенных вопросов. На некоторые из них ответы не найдены до сих пор.

Объясняя явление гравитации, Эйнштейн выдвинул предположение, что гравитация обусловлена не взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве и времени, а деформацией самого пространства-времени, которая связана с присутствием массы-энергии. То есть гравитация не является силовым взаимодействием тел. В отличие от других теорий общая теория относительности отличается использованием уравнения Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в пространстве материей…

Эта фундаментальная работа – главный вклад Альберта Эйнштейна в мировую науку. На сегодняшний день общая теория относительности самая успешная теория гравитации, подтвержденная множеством экспериментов. Но это сегодня, после проведения многочисленных экспериментов. А в шестнадцатом году постулаты Эйнштейна выглядели не более, чем гипотеза. Нужно было практическое подтверждение. А Эйнштейн принципиально не занимался экспериментальной физикой. Его коньком была чистая теория.