Альберт Эйнштейн и теория относительности

Израильская банкнота достоинством 5 лир (1968) с портретом Эйнштейна



Встревоженный быстрым ростом антисемитизма в Германии, Эйнштейн поддержал призыв сионистского движения создать еврейский национальный очаг в Палестине и выступил на эту тему с рядом статей и речей. Особенно активное содействие с его стороны получила идея открыть Еврейский университет в Иерусалиме (1925). Он пояснил свою позицию:[66]

Вплоть до недавнего времени я жил в Швейцарии, и пока был там, я не сознавал своего еврейства…

Когда я приехал в Германию, я впервые узнал, что я еврей, причем сделать это открытие помогли мне больше неевреи, чем евреи… Тогда я понял, что лишь совместное дело, которое будет дорого всем евреям в мире, может привести к возрождению народа…

Если бы нам не приходилось жить среди нетерпимых, бездушных и жестоких людей, я бы первый отверг национализм в пользу универсальной человечности.

Последовательный интернационалист, он выступал в защиту прав всех угнетённых народов -- евреев, индийцев, американских негров и др. Эйнштейн приветствовал создание государства Израиль (1947). Он писал Паулю Эренфесту в 1921 году: «Сионизм являет собою поистине новый еврейский идеал и может вернуть еврейскому народу радость существования». Уже после Холокоста он заметил: «Сионизм не защитил германское еврейство от уничтожения. Но тем, кто выжил, сионизм дал внутренние силы перенести бедствие с достоинством, не утратив здорового самоуважения».[38] В 1952 году к Эйнштейну даже поступило предложение стать вторым президентом Израиля, от которого учёный вежливо отказался, сославшись на отсутствие опыта подобной работы. Все свои письма и рукописи (и даже копирайт на коммерческое использование своего образа и имени) Эйнштейн завещал Еврейскому университету в Иерусалиме. [67]



15. Философия

Эйнштейн всегда интересовался философией науки и оставил ряд глубоких исследований на эту тему. Юбилейный сборник 1949 года к его 70-летию назывался (надо полагать, с его ведома и согласия) «Альберт Эйнштейн. Философ-учёный». Наиболее близким к себе по мировосприятию философом Эйнштейн считал Спинозу. Рационализм у них обоих был всеохватывающим и распространялся не только на сферу науки, но также на этику и другие аспекты человеческой жизни: гуманизм, интернационализм, свободолюбие и др. хороши не только сами по себе, но и потому, что они наиболее разумны. Законы природы объективно существуют, и они постижимы по той причине, что они образуют мировую гармонию, разумную и эстетически привлекательную одновременно. В этом главная причина неприятия Эйнштейном «копенгагенской интерпретации» квантовой механики, которая, по его мнению, вносила в картину мира иррациональный элемент, хаотическую дисгармонию.

В книге «Эволюция физики» Эйнштейн писал:[68]

С помощью физических теорий мы пытаемся найти себе путь сквозь лабиринт наблюдаемых фактов, упорядочить и постичь мир наших чувственных восприятий. Мы желаем, чтобы наблюдаемые факты логически следовали из нашего понятия реальности. Без веры в то, что возможно охватить реальность нашими теоретическими построениями, без веры во внутреннюю гармонию нашего мира, не могло бы быть никакой науки. Эта вера есть и всегда останется основным мотивом всякого научного творчества. Во всех наших усилиях, во всякой драматической борьбе между старым и новым мы узнаем вечное стремление к познанию, непоколебимую веру в гармонию нашего мира, постоянно усиливающуюся по мере роста препятствий к познанию.

В науке эти принципы означали решительное несогласие с модными тогда позитивистскими концепциями Маха, Пуанкаре и других, а также отрицание кантианства с его идеями «априорного знания». Эйнштейн пояснил суть своих разногласий с ними:[69]

…Априори следует ожидать хаотического мира, который невозможно познать с помощью мышления. Можно (или должно) было бы лишь ожидать, что этот мир лишь в той мере подчинен закону, в какой мы можем упорядочить его своим разумом. Это было бы упорядочение, подобное алфавитному упорядочению слов какого-нибудь языка. Напротив, упорядочение, вносимое, например, ньютоновской теорией гравитации, носит совсем иной характер. Хотя аксиомы этой теории и созданы человеком, успех этого предприятия предполагает существенную упорядоченность объективного мира, ожидать которую априори у нас нет никаких оснований. В этом и состоит «чудо», и чем дальше развиваются наши знания, тем волшебнее оно становится. Позитивисты и профессиональные атеисты видят в этом уязвимое место, ибо они чувствуют себя счастливыми от сознания, что им не только удалось с успехом изгнать бога из этого мира, но и «лишить этот мир чудес».

Философия Эйнштейна была основана на совершенно иных принципах. В своей автобиографии (1949) он писал:[70]

Там, вовне, был этот большой мир, существующий независимо от нас, людей, и стоящий перед нами как огромная вечная загадка, доступная, однако, по крайней мере отчасти, нашему восприятию и нашему разуму. Изучение этого мира манило как освобождение, и я скоро убедился, что многие из тех, кого я научился ценить и уважать, нашли свою внутреннюю свободу и уверенность, отдавшись целиком этому занятию. Мысленный охват в рамках доступных нам возможностей этого внеличного мира представлялся мне, наполовину сознательно, наполовину бессознательно, как высшая цель… Предубеждение этих учёных [позитивистов] против атомной теории можно, несомненно, отнести за счет их позитивистской философской установки. Это интересный пример того, как философские предубеждения мешают правильной интерпретации фактов даже учёным со смелым мышлением и с тонкой интуицией.

В той же автобиографии Эйнштейн чётко формулирует два критерия истины в физике: теория должна иметь «внешнее оправдание» и «внутреннее совершенство». Первое означает, что теория должна согласовываться с опытом, а второе -- что она должна из минимальных предпосылок раскрывать максимально глубокие закономерности универсальной и разумной гармонии законов природы. Эстетические качества теории (оригинальная красота, естественность, изящество) тем самым становятся немаловажными физическими достоинствами.

Теория производит тем большее впечатление, чем проще ее предпосылки, чем разнообразнее предметы, которые она связывает, и чем шире область ее применения.

Веру в объективную реальность, существующую независимо от человеческого восприятия, Эйнштейн отстаивал во время своих знаменитых бесед с Рабиндранатом Тагором, который столь же последовательно такую реальность отрицал[71]. Эйнштейн говорил:

Нашу естественную точку зрения относительно существования истины, не зависящей от человека, нельзя ни объяснить, ни доказать, но в нее верят все, даже первобытные люди. Мы приписываем истине сверхчеловеческую объективность. Эта реальность, не зависящая от нашего существования, нашего опыта, нашего разума, необходима нам, хотя мы и не можем сказать, что она означает.



16. Религиозные взгляды

Религиозные взгляды Эйнштейна являются предметом давних споров. Некоторые утверждают, что Эйнштейн верил в существование Бога, другие называют его атеистом. И те и другие использовали для подтверждения своей точки зрения слова великого учёного.

В 1921 году Эйнштейн получил телеграмму от нью-йоркского раввина Герберта Гольдштейна: «Верите ли вы в Бога тчк оплаченный ответ 50 слов». Эйнштейн уложился в 24 слова: «Я верю в Бога Спинозы, который проявляет себя в закономерной гармонии бытия, но вовсе не в Бога, который хлопочет о судьбах и делах людей».[72] Ещё более резко он выразился в интервью «Нью-Йорк Таймс» (ноябрь 1930 года): «Я не верю в Бога, который награждает и карает, в Бога, цели которого слеплены с наших человеческих целей. Я не верю в бессмертие души, хотя слабые умы, одержимые страхом или нелепым эгоизмом, находят себе пристанище в такой вере».[73]

В 1940 году он описал свои взгляды в журнале «Nature», в статье под названием «Наука и религия».[74] Там он пишет:

По моему мнению, религиозно просвещённый человек -- это тот, кто в максимально возможной для него степени освободил себя от пут эгоистических желаний и поглощён мыслями, чувствами и стремлениями, которых он придерживается ввиду их сверхличностного характера… безотносительно от того, делается ли попытка связать это с божественным существом, ибо в противном случае нельзя было бы считать Будду или Спинозу религиозными личностями. Религиозность такого человека состоит в том, что у него нет сомнений в значимости и величии этих сверхличностных целей, которые не могут быть рационально обоснованы, но в этом и не нуждаются… В этом смысле религия -- древнее стремление человечества ясно и полностью осознать эти ценности и цели и усиливать и расширять их влияние.

Далее он утверждает, что все конфликты между наукой и религией «происходили в результате фатальных ошибок», в результате непонимания того, что «сферы религии и науки сами по себе ясно разграничены». В то же время «между ними существует сильная взаимосвязь и взаимозависимость». «Наука без религии хрома, религия без науки слепа… Подлинного конфликта между религией и наукой не может быть». Он снова пишет, что не верит в персонифицированного Бога, и заявляет:

Не существует ни господства человека, ни господства божества как независимых причин явлений природы. Конечно, доктрина Бога как личности, вмешивающейся в природные явления, никогда не может быть в буквальном смысле опровергнута наукой, ибо эта доктрина может всегда найти убежище в тех областях, куда научное знание ещё не способно проникнуть. Но я убеждён, что такое поведение части представителей религии не только недостойно, но и фатально.

В 1950 году в письме М. Берковитцу Эйнштейн писал: «По отношению к Богу я агностик. Я убеждён, что для отчётливого понимания первостепенной важности нравственных принципов в деле улучшения и облагораживания жизни не требуется понятие законодателя, особенно -- законодателя, работающего по принципу награды и наказания».[75]

В последние годы



Ещё раз Эйнштейн описал свои религиозные взгляды, отвечая тем, кто приписывал ему веру в иудео-христианского Бога:[38][76]

То, что вы читали о моих религиозных убеждениях -- разумеется, ложь, которая систематически повторяется. Я не верю в персонифицированного Бога, и я никогда не отрицал этого, но выразил это отчетливо. Если во мне есть что-то, что можно назвать религиозным, то это только безграничное восхищение устройством мира, насколько наша наука способна его постичь.

В 1954 году, за полтора года до смерти, Эйнштейн так охарактеризовал свое отношение к религии: «Слово „Бог“ для меня всего лишь проявление и продукт человеческих слабостей, а Библия -- свод почтенных, но все же примитивных легенд, которые, тем не менее, являются довольно ребяческими. Никакая, даже самая изощрённая, интерпретация не сможет это (для меня) изменить»[77].

Наиболее полный обзор религиозных взглядов Эйнштейна опубликовал его друг, Макс Джеммер, в книге «Эйнштейн и религия» (1999).[78]

17. Оценки и память

Чарльз Перси Сноу об Эйнштейне:[57]

Если бы не существовало Эйнштейна, физика XX века была бы иной. Этого нельзя сказать ни об одном другом учёном… Он занял в общественной жизни такое положение, какое вряд ли займёт в будущем другой учёный. Никто, собственно, не знает, почему, но он вошёл в общественное сознание всего мира, став живым символом науки и властителем дум двадцатого века.

Он говорил: «Забота о человеке и его судьбе должна быть основной целью в науке. Никогда не забывайте об этом среди ваших чертежей и уравнений». Позднее он также сказал: «Ценна только та жизнь, которая прожита для людей»…

Эйнштейн был самым благородным человеком, какого мы когда-либо встречали.

Роберт Оппенгеймер:[79] «В нём всегда была какая-то волшебная чистота, одновременно и детская, и безгранично упрямая».

Бертран Рассел:[80]

Я думаю, его работа и его скрипка давали ему значительную меру счастья, но глубокое сочувствие к людям и интерес к их судьбе предохранили Эйнштейна от неподобающей такому человеку меры безнадёжности… Общение с Эйнштейном доставляло необычайное удовлетворение. Несмотря на гениальность и славу, он держал себя абсолютно просто, без малейших претензий на превосходство… Он был не только великим учёным, но и великим человеком.

Г.Х. Харди охарактеризовал Эйнштейна двумя словами: «Кроткий и мудрый».

18. Признание

В архивах Нобелевского комитета сохранилось около 60 номинаций Эйнштейна в связи с формулировкой теории относительности; его кандидатура неизменно выдвигалась ежегодно с 1910 по 1922 годы (кроме 1911-го и 1915-го). Однако премия была присуждена только в 1922 году -- за теорию фотоэлектрического эффекта, которая представлялась членам Нобелевского комитета более бесспорным вкладом в науку. В результате этой номинации Эйнштейн получил (ранее отложенную) премию за 1921 год одновременно с Нильсом Бором, который был удостоен премии 1922 года.

Эйнштейну были присвоены почётные докторские степени от многочисленных университетов, в том числе: Женевы, Цюриха, Ростока, Мадрида, Брюсселя, Буэнос-Айреса, Лондона, Оксфорда, Кембриджа, Глазго, Лидса, Манчестера, Гарварда, Принстона, Нью-Йорка (Олбени), Сорбонны.

Некоторые другие награды:[81]

звание почётного гражданина Нью-Йорка (1921) и Тель-Авива (1923);

медаль Маттеуччи (1921);

немецкий орден «За заслуги» (1923, в 1933 году Эйнштейн отказался от этого ордена);

медаль Копли (1925), «за теорию относительности и вклад в квантовую теорию»;

золотая медаль Королевского астрономического общества Великобритании (1926);

медаль имени Макса Планка (1929), Германское физическое общество (Deutsche Physikalische Gesellschaft);

приз Жюля Жансана (1931), Французское астрономическое общество (Societe astronomique de France);

медаль Франклина (Benjamin Franklin Medal, 1935), Franklin Institute, Philadelphia.

Посмертно Альберт Эйнштейн тоже был отмечен рядом отличий:

1992: он был назван номером 10 в подготовленном Майклом Хартом списке самых влиятельных личностей в истории.

1999: журнал «Тайм» назвал Эйнштейна «Личностью века».

1999: опрос Гэллапа дал Эйнштейну номер 4 в списке самых почитаемых в XX веке людей.

2005 год был объявлен ЮНЕСКО годом физики по случаю столетия «года чудес», увенчавшегося открытием специальной теории относительности.

В столице США установлен памятник Эйнштейну работы Роберта Беркса (1979).[82]

Некоторые памятные места, связанные с Эйнштейном:

Берн, улица Крамгассе (Kramgasse), дом 49, проживал с 1903 по 1905 годы. Сейчас в нём располагается «Дом-музей Альберта Эйнштейна».

Цюрих, Муссонштрассе, дом 12, проживал с 1909 по 1911 годы.

Цюрих, Гофштрассе, дом 116, проживал с 1912 по 1914 годы.

Берлин, Виттельсбахерштрассе, дом 13, проживал с 1914 по 1918 годы (этот берлинский дом, как и следующий, был разрушен в ходе военных действий 1945 года).

Берлин, Габерландштрассе, дом 5, проживал с 1918 по 1933 годы.

Принстон, Мерсер-стрит, дом 112, проживал с 1933 по 1955 годы.

Мемориальные доски:

В Аарау

В Праге

В Берлине

В Милане

На Мальте

В честь Эйнштейна названы

Эйнштейн -- единица количества фотонов, применяемая в фотохимии

Химический элемент эйнштейний (№ 99 в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева)

Астероид 2001 Эйнштейн

Кратер на Луне

Спутник-обсерватория НАСА «Эйнштейн» (HEAO2) с рентгеновским телескопом (1978--1982)

Квазар «Крест Эйнштейна»

«Кольца Эйнштейна»



«Кольца Эйнштейна» -- эффект, создаваемый «гравитационными линзами»

Астрофизическая обсерватория в Потсдаме

Институт гравитационной физики общества Макса Планка, Гольм, Германия

Несколько престижных наград за научные достижения:

Международная Золотая медаль ЮНЕСКО имени Альберта Эйнштейна[83]

Albert Einstein Award (фонд Льюиса и Розы Страусс, США)

Медаль Альберта Эйнштейна (швейцарское «Общество Альберта Эйнштейна», Берн)

Albert Einstein World Award of Science (Всемирный Культурный Совет, World Cultural Council)

Einstein Prize (Американское физическое общество, APS)

Гимназии в Мюнхене, в городе Санкт-Августин и в Ангермюнде

Несколько медицинских учреждений, в том числе:

Центр медицины в Филадельфии, Пенсильвания (Albert Einstein Medical Center)

Медицинский колледж при университете Йешива

19. Культурное влияние

Альберт Эйнштейн превратился в героя ряда художественных романов, фильмов и театральных постановок. В частности, он выступает в качестве действующего лица в фильме Николаса Рога «Insignificance», комедии Фреда Шепизи «I.Q.» (в которой его играет Вальтер Маттау), кинофильме Филипа Мартина «Эйнштейн и Эддингтон» (Einstein and Eddington) 2008 года, в советских / российских фильмах «Выбор цели», «Вольф Мессинг», комической пьесе Стива Мартина, романах Жана-Клода Карье «Пожалуйста, месье Эйнштейн» (Einstein S'il Vous Plait) и Алана Лайтмэна «Мечты Эйнштейна» (Einstein's Dreams), поэме Арчибальда Маклиша «Эйнштейн»[84]. Юмористическая составляющая личности великого физика фигурирует в постановке Эда Метцгера «Альберт Эйнштейн: Практичный богемец». «Профессор Эйнштейн», создающий хроносферу и предотвращающий приход к власти Гитлера, является одним из ключевых персонажей созданной им альтернативной Вселенной в серии компьютерных стратегий реального времени Command & Conquer. Учёный в фильме «Каин XVIII» совершенно явно загримирован под Эйнштейна.

Внешний вид Альберта Эйнштейна, в зрелом возрасте обычно появлявшегося в простом свитере с растрёпанными волосами, принят за основу в изображении «безумных учёных» и «рассеянных профессоров» в популярной культуре. Кроме того, в ней активно эксплуатируется и мотив забывчивости и непрактичности великого физика, переносимый на собирательный образ его коллег. Журнал «Тайм» даже назвал Эйнштейна «сбывшейся мечтой мультипликатора».[85] Широкую известность приобрели фотографии Альберта Эйнштейна. Наиболее знаменитая была сделана на 72-м дне рождения физика (1951). Фотограф Артур Сасс попросил Эйнштейна улыбнуться для камеры, на что тот показал язык. Это изображение стало иконой современной популярной культуры, представляя портрет одновременно и гения, и жизнерадостного живого человека. 21 июня 2009 года на аукционе в американском Нью-Гемпшире один из девяти оригинальных фотоснимков, отпечатанных в 1951 г., был продан за 74 тыс. долл. А.Эйнштейн подарил этот снимок своему другу -- журналисту Ховарду Смиту -- и подписал на нём, что «шутливая гримаса адресована всему человечеству».

Популярность Эйнштейна в современном мире столь велика, что возникают спорные моменты в широком использовании имени и внешности учёного в рекламе и торговых марках. Поскольку Эйнштейн завещал часть своего имущества, в том числе использование его изображений, Еврейскому университету в Иерусалиме, бренд «Альберт Эйнштейн» был зарегистрирован в качестве торговой марки. Соответственно, при использовании имени Эйнштейна в коммерческих целях необходимо добавлять к нему символ ™.

20. Явление в массовой культуре

Важный сюжетный персонаж серии игр Command & Conquer: Red Alert.

Сверхспециалист игры Civilization IV, где является выдающимся учёным, подарком цивилизации.

Один из героев американского фильма «Коэффициент интеллекта» (1994).

Фильмография

«Альберт Эйнштейн. Формула жизни или смерти» (англ. Einstein's Equation of Life and Death) -- фильм, снятый BBC в 2005 г.

21. Мифы и альтернативные версии

Разносторонняя научная и политическая активность Альберта Эйнштейна вызвала появление обширной мифологии, а также немалого количества нетрадиционных оценок разных аспектов его деятельности. Уже при жизни учёного возникла обширная литература, преуменьшающая или отрицающая его значение в современной физике. Значительную роль в её возникновении сыграли «арийские» физики Филипп Ленард и Йоганнес Штарк, а также математик Э. Уиттекер. Особенное распространение такая литература получила в нацистской Германии, где, например, специальная теория относительности целиком приписывалась «арийским» учёным Лоренцу и Пуанкаре, а Эйнштейн подвергался антисемитским нападкам и обвинялся в плагиате. Подобные обвинения и преуменьшение его роли в развитии современной физики продолжаются и в настоящее время. Например, не так давно была воскрешена версия о присвоении Эйнштейном научных открытий первой жены, Милевы Марич.[86]

Ниже приводится краткая сводка таких мифов, а также тех альтернативных версий, которые обсуждались в серьёзной литературе.

22. Научные заслуги Милевы Марич

Один из многочисленных мифов, связанных с Эйнштейном, состоит в том, что Милева Марич, его первая жена, якобы помогала ему в разработке теории относительности или даже была её истинным автором. Этот вопрос исследовался историками, см. Mileva Maric: Role in physics. Документальных подтверждений для такого заключения не обнаружено. Милева не показала особых способностей к математике или физике, она даже не смогла (с двух попыток) сдать выпускные экзамены в Политехникуме.[87] Неизвестна ни одна её научная работа -- ни в годы жизни с Эйнштейном, ни позже (она умерла в 1948 году).

23. Кто автор теории относительности -- Эйнштейн или Пуанкаре

В обсуждении истории специальной теории относительности (СТО) время от времени возникает обвинение в адрес Эйнштейна: почему в первой своей статье «К электродинамике движущихся тел» он не сослался на работы предшественников, в частности на работы Пуанкаре и Лоренца? Иногда даже утверждается, что СТО создал Пуанкаре, а в статье Эйнштейна ничего нового не содержалось.

Лоренц до конца жизни так и не стал сторонником теории относительности и всегда отказывался от чести считаться её «предтечей»:[88] «Основная причина, по которой я не смог предложить теории относительности, заключается в том, что я придерживался представления, будто лишь переменная t может считаться истинным временем, а предложенное мной местное время t' должно рассматриваться только в качестве вспомогательной математической величины». В письме Эйнштейну Лоренц вспоминал: «Я ощущал необходимость более общей теории, которую пытался разработать позднее… Заслуга в разработке такой теории принадлежит Вам (и, в меньшей степени, Пуанкаре)».[89]

Недостаточное внимание к содержательным работам Пуанкаре действительно имело место, но, по справедливости, этот упрёк следует адресовать не только к Эйнштейну, но ко всем физикам начала XX века. Даже во Франции в работах по СТО вклад Пуанкаре сначала игнорировался, и лишь после окончательного утверждения СТО (1920-е годы) историки науки вновь обнаружили забытые работы и воздали Пуанкаре должное:

Дав толчок для дальнейших теоретических исследований, работа Лоренца не оказала сколько-нибудь существенного влияния на последующий процесс утверждения и признания новой теории… Но и работе Пуанкаре не удалось решить эту проблему… Фундаментальное исследование Пуанкаре не оказало заметного влияния на взгляды широких кругов учёных…[90]

Причины этого -- отсутствие системности в релятивистских статьях Пуанкаре[91] и существенные различия Эйнштейна и Пуанкаре в физическом понимании релятивизма (см. подробнее в статье: Пуанкаре, Анри). Формулы, приведённые у Эйнштейна, при внешнем сходстве с формулами Пуанкаре имели иное физическое содержание[92] [93].

Истинным создателем теории относительности был Эйнштейн, а не Пуанкаре, не Лоренц, не Лармор и не кто-либо другой. Дело в том, что все эти авторы не отрывались от электродинамики и не рассматривали проблему с более широкой точки зрения… Иное дело -- подход Эйнштейна к этой проблеме. Он взглянул на неё с принципиально новых позиций, с совершенно революционной точки зрения.[94]

Необходимо также отметить, что ни Лоренц, ни Пуанкаре никогда не оспаривали приоритет Эйнштейна в теории относительности. Лоренц относился к Эйнштейну очень тепло (именно он рекомендовал Эйнштейна на Нобелевскую премию), а Пуанкаре дал Эйнштейну высокую и дружественную оценку в своей известной характеристике.[22]

Кто открыл формулу E=mc?

Закон взаимосвязи массы с энергией E=mc? -- самая известная формула Эйнштейна. Некоторые источники приоритет Эйнштейна ставят под сомнение,[95] указывая, что сходные или даже такие же формулы обнаружены историками науки в более ранних работах Умова (1873) [96], Дж.Дж. Томсона (1881), Хевисайда (1890), Анри Пуанкаре (1900) и Ф. Газенорля (1904). Все эти исследования относились к частному случаю -- к предполагаемым свойствам эфира или заряженных тел. Например, Умов изучал возможную зависимость плотности эфира от плотности энергии электромагнитного поля, а австрийский физик Ф. Газенорль в работах 1904-1905 годов[97], предположил, что энергия излучения эквивалентна дополнительной «электромагнитной массе» и связана с ней формулой:

[98].

Эйнштейн первый представил это соотношение как всеобщий закон динамики, относящийся ко всем видам материи и не ограниченный электромагнетизмом. Кроме того, большинство перечисленных учёных связывали этот закон с существованием особой «электромагнитной массы», зависящей от энергии[98]. Эйнштейн объединил все виды масс и отметил обратную зависимость: инертность любого физического объекта растёт с ростом энергии.



24. Гильберт и уравнения гравитационного поля

Как уже говорилось выше, окончательные уравнения гравитационного поля общей теории относительности (ОТО) были выведены практически одновременно (разными способами) Эйнштейном и Гильбертом в ноябре 1915 года. До недавнего времени считалось, что Гильберт получил их на 5 дней раньше, но опубликовал позже: Эйнштейн представил в Берлинскую академию свою работу, содержащую правильный вариант уравнений, 25 ноября, а заметка Гильберта «Основания физики» была озвучена на 5 дней ранее, 20 ноября 1915 года на докладе в Гёттингенском математическом обществе, и затем передана Королевскому научному обществу в Гёттингене. Статья Гильберта была опубликована 31 марта 1916 года. Двое учёных при подготовке своих рукописей вели оживлённую переписку, часть которой сохранилась; из неё ясно видно, что оба исследователя оказывали друг на друга взаимное и плодотворное влияние. В литературе уравнения поля называются «уравнения Эйнштейна».

В 1997 году были обнаружены новые документы, а именно корректура статьи Гильберта, датированная 6 декабря. Из этой находки сделавший её Л. Корри с соавторами сделали вывод, что Гильберт выписал «правильные» уравнения поля не на 5 дней раньше, а на 4 месяца позже Эйнштейна.[99]. Оказалось, что работа Гильберта, подготовленная к печати раньше эйнштейновской, в двух отношениях существенно отличается от своего окончательного печатного варианта:[100]

В ней нет уравнений поля в их классической форме, впервые опубликованных в статье Эйнштейна (не раскрыто выражение с абсолютной производной). Позже, правда, обнаружилось, что верхняя треть 8-го листа корректуры зачем-то была отрезана; однако контекст этой лакуны не даёт оснований предполагать, что именно этот фрагмент содержал уравнения поля.

Помимо уравнений поля, Гильберт ввёл дополнительно 4 необщековариантных условия, которые, по его мнению, необходимы для однозначности решения уравнений.

Это означает, что вариант Гильберта был вначале не закончен и не вполне общековариантен, окончательный вид работа приняла только перед печатью, когда эйнштейновская работа уже увидела свет. В ходе завершающей правки Гильберт вставил в свою статью ссылки на параллельную декабрьскую работу Эйнштейна, добавил замечание о том, что уравнения поля можно представить и в ином виде (далее он выписал классическую формулу Эйнштейна, но без доказательства), и убрал все рассуждения о дополнительных условиях. Историки полагают, что эта правка во многом была проведена под влиянием эйнштейновской статьи.[101]

Вывод Л. Корри был также подтверждён в статье Т. Зауэра.[102]

В дальнейшей полемике, кроме Корри, участвовал Ф. Винтерберг, критиковавший Корри (в частности, за умолчание о наличии лакуны в корректуре).[103]

Академик А.А. Логунов (с соавторами) также предпринял попытку оспорить приведенные Корри и повторенные рядом других авторов выводы.[104]. Он отметил, что не сохранившаяся часть 8-го листа может содержать что-то существенное, например, уравнения в классическом виде, и, кроме того, эти уравнения могут быть получены «тривиальным путём» из явно выписанного в корректуре лагранжиана. На этом основании Логунов предложил называть уравнения поля «уравнениями Гильберта-Эйнштейна». Это предложение Логунова не получило заметной поддержки научного сообщества.

Недавняя статья Ивана Тодорова[105] содержит довольно полный обзор современной ситуации и истории вопроса. Тодоров характеризует реакцию Логунова как слишком гневную (uncommonly angry reaction), однако считает, что она спровоцирована чрезмерной односторонностью позиции Корри с соавторами. Он соглашается с тем, что «только на этапе печати Гильберт убрал все дополнительные условия и признал безусловную физическую значимость ковариантных уравнений» (англ. Only at the stage of proofreading does Hilbert suppress all extra conditions and recognize the unqualified physical relevance of the covariant equation), но отмечает, что влияние Гильберта и сотрудничество с ним было решающим для принятия общековариантности также и самим Эйнштейном. Тодоров не находит полезным для истории науки излишнюю конфликтность и считает, что гораздо более правильным было бы, по примеру самих Эйнштейна и Гильберта, вообще не делать приоритетный вопрос камнем преткновения.

Следует подчеркнуть также, что собственно приоритет Эйнштейна в создании общей теории относительности никогда не оспаривался, в том числе и Гильбертом. Один из мифов, связанных с Эйнштейном, утверждает, что Гильберт сам, без всякого влияния Эйнштейна, вывел главные уравнения ОТО. Сам Гильберт так не считал и никогда не претендовал на приоритет в какой-либо части ОТО:[106]

Гильберт охотно признавал и часто об этом говорил на лекциях, что великая идея принадлежит Эйнштейну. «Любой мальчик на улицах Гёттингена понимает в четырёхмерной геометрии больше, чем Эйнштейн, -- однажды заметил он. -- И тем не менее именно Эйнштейн, а не математики, сделал эту работу».

25. Признавал ли Эйнштейн эфир

Встречается утверждение, что Эйнштейн, поначалу отрицавший эфир в своей работе 1905 г. «К электродинамике движущихся тел», где он называл введение «светоносного эфира» излишним, позднее признал его существование и даже написал работу под названием «Эфир и теория относительности» (1920).[107]

Здесь чисто терминологическая путаница. Светоносный эфир Лоренца--Пуанкаре Эйнштейн никогда не признавал. В упомянутой статье он предлагает вернуть термину «эфир» его исконный (с античных времён) смысл: материальный заполнитель пустоты. Другими словами, и Эйнштейн об этом прямо пишет, эфир в новом понимании -- это физическое пространство общей теории относительности:[107]

Можно привести некоторый важный аргумент в пользу гипотезы об эфире. Отрицать эфир -- это в конечном счете значит принимать, что пустое пространство не имеет никаких физических свойств. С таким воззрением не согласуются основные факты механики…

Резюмируя, можно сказать, что общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова. Однако этот эфир нельзя представить себе состоящим из прослеживаемых во времени частей; таким свойством обладает только весомая материя; точно так же к нему нельзя применять понятие движения.

Этот новый смысл старого термина не нашёл, однако, поддержки в научном мире, и Эйнштейн больше не настаивал на своём предложении.

26. Эйнштейн и советская наука

Утверждение эйнштейновских идей (квантовой теории и особенно теории относительности) в СССР было непростым. Часть учёных, особенно научная молодёжь, восприняли новые идеи с интересом и пониманием, уже в 1920-е годы появились первые отечественные работы и учебные пособия на эти темы. Однако были физики и философы, которые решительно воспротивились концепциям «новой физики»; среди них особенно активен был А.К. Тимирязев (сын известного биолога К.А. Тимирязева), критиковавший Эйнштейна ещё до революции.[108] После его статей в журналах «Красная новь» (1921, № 2) и «Под знаменем марксизма» (1922) последовало критическое замечание Ленина:[109][110]

Если Тимирязев в первом номере журнала должен был оговорить, что за теорию Эйнштейна, который сам, по словам Тимирязева, никакого активного похода против основ материализма не ведёт, ухватилась уже громадная масса представителей буржуазной интеллигенции всех стран, то это относится не к одному Эйнштейну, а к целому ряду, если не к большинству великих преобразователей естествознания, начиная с конца XIX века.

В том же 1922 году Эйнштейн был избран иностранным членом-корреспондентом РАН. Тем не менее за 1925--1926 годы Тимирязев опубликовал не менее 10 анти-релятивистских статей.[111]

Не принял теорию относительности и К.Э. Циолковский, который отверг релятивистскую космологию и ограничение на скорость движения, подрывавшее планы Циолковского по заселению космоса:[112] «Второй вывод его: скорость не может превышать скорости света… это те же шесть дней, якобы употреблённые на создание мира.» [112] Тем не менее к концу жизни, видимо, Циолковский смягчил свою позицию, потому что на рубеже 1920--1930-х годов он в ряде трудов и интервью упоминает релятивистскую формулу Эйнштейна E = mc2 без критических возражений.[113] Однако с невозможностью двигаться быстрее света Циолковский так никогда и не смирился.

Хотя в 1930-е годы критика теории относительности среди советских физиков прекратилась, идеологическая борьба ряда философов с теорией относительности как «буржуазным мракобесием» продолжалась и особенно усилилась после смещения Н.И. Бухарина, влияние которого ранее смягчало идеологический нажим на науку.[111] Следующая фаза кампании началась в 1950 году; вероятно, она была связана с аналогичными по духу тогдашними кампаниями против генетики (лысенковщина) и кибернетики. Незадолго до того (1948) издательство «Гостехиздат» выпустило перевод книги «Эволюция физики» Эйнштейна и Инфельда, снабжённый обширным предисловием под названием: «Об идеологических пороках в книге А. Эйнштейна и Л. Инфельда „Эволюция физики“».[114] Спустя 2 года в журнале «Советская книга» была помещена разгромная критика как самой книги (за «идеалистический уклон»), так и издательства, её выпустившего (за идеологическую ошибку).

Эта статья открыла целую лавину публикаций, которые формально были направлены против философии Эйнштейна, однако заодно обвиняли в идеологических ошибках ряд крупных советских физиков -- Я.И. Френкеля, С.М. Рытова, Л.И. Мандельштама и других. Вскоре в журнале «Вопросы философии» появилась статья «О философских взглядах Эйнштейна» (1951)[115], где учёный обвинялся в субъективном идеализме, неверии в бесконечность Вселенной и других уступках религии. В 1952 году была опубликована другая статья видного философа[116], которая клеймила уже не только философию, но и лично Эйнштейна, «которому буржуазная пресса создала рекламу за его многочисленные нападки на материализм, за пропаганду воззрений, подрывающих научное мировоззрение, выхолащивающих идейно науку».[114] Однако критическая важность «атомного проекта» в те годы, авторитет и решительная позиция академического руководства предотвратили разгром советской физики, аналогичный тому, который устроили генетикам.[111] После смерти Сталина анти-эйнштейновская кампания была быстро свёрнута, хотя немалое количество «ниспровергателей Эйнштейна» встречается и в наши дни.[117]

В 1962 году была впервые опубликована логическая головоломка, известная как «Загадка Эйнштейна». Такое название ей дали, вероятно, в рекламных целях, потому что нет никаких свидетельств того, что Эйнштейн имеет какое-либо отношение к этой загадке. Ни в одной биографии Эйнштейна она также не упоминается.

В известной биографии Эйнштейна[118] утверждается, что в 1915 году Эйнштейн якобы участвовал в проектировании новой модели военного самолета. Это занятие трудно согласовать с его пацифистскими убеждениями. Исследование показало, однако,[119] что Эйнштейн просто обсуждал с мелкой авиафирмой одну идею в области аэродинамики -- крыло типа «кошачья спина» (горб на верхней части профиля). Идея оказалась неудачной и, как позже выразился Эйнштейн, легкомысленной; впрочем, развитой теории полёта тогда ещё не существовало.

Эйнштейна часто упоминают в числе вегетарианцев. Хотя он в течение многих лет поддерживал это движение, строгой вегетарианской диете он начал следовать только в 1954 году, примерно за год до своей смерти.[120]

Существует ничем не подтверждённая легенда[121], что перед смертью Эйнштейн сжёг свои последние научные работы, содержащие открытие, потенциально опасное для человечества. Часто эту тему связывают с «Филадельфийским экспериментом». Легенда нередко упоминается в различных СМИ, на её основе снимается фильм «Последнее уравнение» (англ. The Last Equation).[122]

Размещено на Allbest.ru