Теория относительности Эйнштейна за 1 час - Наталья Сердцева

«Мой милый котенок! – пишет своей возлюбленной Эйнштейн. – Я только что прочел статью Ленарда о влиянии ультрафиолетового излучения на возникновение катодных лучей, она доставила мне такое удовольствие, вызвала такой восторг». Вот что девушка пишет ему в ответ: «Я сомневаюсь, что человек не способен постигнуть понятие бесконечности, потому что таково устройство его мозга. Он понял бы, что такое бесконечность, если бы в юные годы, то есть тогда, когда формируются его представления и способности к восприятию, ему позволили устремить свой ум в просторы мироздания, а не удерживали бы его дух, как в клетке, в пределах интересов к земному или, хуже того, в четырех стенах застойной провинциальной жизни. Если человек способен помыслить о бесконечном счастье, он должен уметь постигнуть бесконечность пространства – я думаю, второе куда проще сделать…»

Чашка чая и диссертация

Во время работы в патентном бюро Эйнштейн задумался о получении докторской степени. Для этого нужно было написать диссертацию. В качестве темы он хотел взять время и движение, но в Цюрихском университете ее отвергли как слишком умозрительную. Профессора и не подозревали, что молодой ученый не отступится от интересующей его темы и в итоге напишет работу, которая перевернет всю физику с ног на голову.

Но это будет позже. А пока нужно было придумать, о чем писать будущую диссертацию. Как-то раз в гости к Эйнштейну пришел его друг и коллега Мишель Бессо. Они пили чай, беседовали, и вот, размешивая ложечкой сахар в чашке, Эйнштейн внезапно осознал: зная точный объем чашки и измерив скорость, с которой растворяется сахар, можно совершенно точно подсчитать, сколько молекул сахара находится в этой чашке чая и каков их размер.

Позже он составил систему уравнений, позволяющую сделать подобные расчеты, и написал статью «Новое определение размеров молекул», которая была опубликована в одном из научных журналов и была принята университетом в качестве докторской диссертации.

Гений за работой

Эйнштейн мог работать в любых условиях, ему не мешали ни шум, ни присутствие посторонних, ни отвлекающие вопросы. Один из его друзей однажды зашел к нему в гости и застал такую картину: ученый сидел в кресле, на коленях у него лежала рукопись, одной рукой он качал колыбельку с маленьким сыном, в другой держал трубку. Взгляд его был устремлен в неведомые дали. Время от времени он бросал трубку и делал записи. Когда сын начинал плакать, он брал его на руки, менял пеленки, потом снова усаживался и продолжал работать. «Я продумывал так много научных планов, пока возил тебя в коляске!» – говорил он позже своему старшему сыну.

Вообще, когда ему ничто не мешало, Альберт Эйнштейн любил работать сидя в своем любимом кресле. Он делал записи на отдельных листах бумаги, заполненные листы бросал на пол. Через какое-то время весь пол вокруг него был усеян исписанными листами. Потом он собирал их, сортировал, раскладывал в стопки.

Жена Эйнштейна в роли доктора Ватсона

Как и любое революционное открытие, теория относительности за время своего существования обросла множеством самых фантастических домыслов. Один из них заключается в том, что реальным автором этой теории является не Альберт Эйнштейн, а его жена. Якобы это она была выдающимся математиком и физиком, писала за него все статьи, а он использовал плоды ее трудов.

Милева на самом деле была способным математиком. Она училась в Цюрихском Политехникуме и в Гейдельбергском университете, изучала проективную геометрию, теоретическую физику, интегральные исчисления и другие точные науки. Ее оценки были довольно высокими. И она действительно помогала Эйнштейну – была для него достойным собеседником, с которым он мог делиться своими мыслями и гипотезами.

Многим людям, и Эйнштейну в том числе, обсуждение, проговаривание вслух помогает разобраться в проблемах. Для Эйнштейна на протяжении многих лет важнейшей проблемой, занимавшей все его время, была теория относительности, сначала специальная, позже общая. И эту проблему он всесторонне обсуждал со своей женой, которая выполняла при нем ту же роль, что и доктор Ватсон при Шерлоке Холмсе.

Гитлер и Сталин против Эйнштейна

Теория относительности, особенно та ее часть, что связана с замедлением времени, человеку неподготовленному кажется невероятной. Ее положения противоречат обычному здравому смыслу: все мы из опыта знаем, что время идет своим чередом, не замедляясь и не ускоряясь. Возможно, поэтому у теории Эйнштейна так много доморощенных ниспровергателей. В последние годы они обитают в основном в интернете, а раньше их можно было встретить на властных вершинах.

Адольф Гитлер «запретил» теорию относительности как несоответствующую арийской науке. Известно, что Сталин тоже планировал объявить эту теорию идеалистическим извращением, чуждым духу марксизма-ленинизма. До того как развернуть широкую идеологическую кампанию и начать искать новых врагов народа, вождь решил побеседовать с учеными, работавшими над атомной бомбой. Они, не дрогнув, заявили, что без теории относительности никакой атомной бомбы быть не может. Кампания была приостановлена.

А между тем теория относительности давно доказана экспериментально. Один из самых известных экспериментов был проведен в 1971 году. Американские физики взяли сверхточные атомные часы, одни установили в военно-морской обсерватории, другие отправили вокруг Земли на реактивном самолете. После чего сравнили их показания. Выяснилось, что вторые часы замедлились – как и должно было быть на сверхбыстрой скорости.

Непредставительный гений

Первым физиком, признавшим специальную теорию относительности и выразившим искреннее восхищение Эйнштейну, был Макс Планк. В то время он занимал профессорскую должность в Берлинском университете, был признанным и авторитетным ученым. Будучи старше Эйнштейна на 20 лет, Планк отнесся к нему по-отечески. Поинтересовался в письме, где он работает, как живет. Когда узнал, что такой великий ум прозябает в заштатном бюро патентов города Берна, ужаснулся и начал хлопотать об устройстве «гениального юноши, одного из величайших физиков нашего времени» в один из европейских университетов. Правда, усилия его не увенчались успехом.

Но все же Планк существенно поддержал Эйнштейна: он включил специальную теорию относительности в свой курс лекций, пропагандировал ее среди студентов и коллег-физиков. Однажды ассистент Планка оказался в Берне и, заинтригованный фигурой таинственного гения, отправился в бюро патентов, чтобы с ним познакомиться. Позже он рассказывал Планку, что встретил в коридоре бюро лохматого парня и спросил его, где найти доктора Эйнштейна. В ответ парень рассмеялся и заявил, что он и есть Эйнштейн. «Он выглядел почти мальчиком и смеялся таким громким смехом, какого мне не довелось никогда раньше слыхивать!» – удивлялся ассистент.

Новый профессор и нерадивые студенты

После публикации теории относительности признание пришло к Эйнштейну далеко не сразу. В 1907 году он подал заявку на место приват-доцента в Бернском университете. Эта должность соответствует самому низкому рангу в академическом мире, но и она Эйнштейну не досталась. Один из профессоров назвал теорию относительности «очень проблематичной», а другой заявил: «Я не понял ни слова».

Его взяли в университет через год, после того как он написал вполне нейтральную статью об излучении черного тела. Лекции нового преподавателя о молекулярной теории тепла были назначены на семь часов утра, поэтому студенты на них отнюдь не рвались. Нередко бывало так, что присутствовали всего два-три человека, причем одной из них была сестра Эйнштейна, Майя, учившаяся в университете.

При таком положении вещей рассчитывать на приемлемую оплату Эйнштейн не мог, и ему пришлось продолжить работу в патентном бюро просто для того, чтобы иметь возможность прокормить семью.

Без носков и в соломенной шляпе

Альберт Эйнштейн был известен своей эксцентричной манерой одеваться. В то время как все его коллеги носили костюмы-тройки, галстуки и шляпы из благородного фетра, он щеголял в удобных свитерах и свободных брюках. Впервые он поразил публику своим видом, явившись на торжественную церемонию присуждения почетного звания доктора в мятом летнем пиджаке и соломенной шляпе. Среди солидных профессоров и дам в вечерних платьях он выглядел белой вороной, но его это не волновало. Для Эйнштейна имело значение лишь удобство одежды, других ее функций он не признавал.

Самым серьезным прегрешением против этикета было то, что он часто не носил носки, надевая ботинки прямо на босые ноги. По тем временам это было вопиющим нарушением правил приличия. «Когда я был молодым, я узнал, что большой палец всегда заканчивается дыркой в носке. Так что я перестал носить носки», – говорил гений по этому поводу.