Альберт Эйнштейн

Новая механика, как также было ясно, не «отменяла» старую, но включала ее в себя в качестве частного случая (для скоростей, значительно меньших, чем скорость света). Все инженерные и практические расчеты, делаемые на основе классической механики, получали, таким образом, свое законное место. Лишь при убыстрении тел до скоростей, приближающихся к 300 тысячам километров в секунду, — технике пришлось рано или поздно вступить в эту диковинную область! — классически-механические расчеты должны были отпасть, уступив место механике теории относительности, механике Альберта Эйнштейна.

«…Остается несомненным, — записал в 1908 году Ленин, — что механика [22]была снимком с медленных реальных движений, а новая физика есть снимок с гигантски быстрых реальных движений…»

Среди вскрытых этой физикой новых всеобщих закономерностей и связей особый интерес вызвала формула зависимости между массой тела и его скоростью. По мере того как предмет начинает двигаться быстрее, масса его растет, утверждает эта формула. Когда скорость достигает половины быстроты света, прирост еще сравнительно невелик: полпроцента от величины «массы покоя». Но дальше — больше, и предмет, мчащийся со скоростью, исчисляемой 99 1/2 процента от быстроты света, имеет массу уже в сто раз большую, чем в состоянии покоя! (При дальнейшем приближении к предельной скорости света масса, как говорят в математике, ассимптотически стремится к бесконечности.)

Столь диковинное поведение массы, как оказывалось далее, находится в прямой связи с другою, выведенной из новой механики, закономерностью. Речь шла о формуле пропорциональности между массой любого тела и содержащейся в нем полной энергией.

Е = тс ²

Так выглядело это знаменитое и предельно простое соотношение, в котором знаком Еобозначена энергия, т— масса (для состояния относительного покоя), а с ²— постоянный множитель, численно равный квадрату скорости света. Петр Николаевич Лебедев в Москве пятью годами раньше осуществил опыт, из которого вытекала справедливость этой формулы для частного случая массы и энергии света. Эйнштейновская механика распространила ее на все виды материи. О чем говорила эта формула?

Тот факт, что бытие материи немыслимо вне движения и что всякий прирост количественной меры материи должен идти вровень с приростом количественной меры ее движения (и обратно), — эти положения анализировались философским методом диалектического материализма еще задолго до Эйнштейна.

Формула Е = mc ²облекла эти положения в плоть и кровь.

Количественная мера материи в любой ее физической форме — масса — оказалась пропорционально связанной с количественной мерой движения — энергией.

Непредвиденной была тут не столько пропорциональность связи, сколько гигантская величина множителя пропорциональности: 910 ²⁰(в системе единиц сантиметр-грамм-секунда). Это значило, что в крупице любого вещества, даже находящегося в состоянии относительного покоя, незримо таится «дремлющая», скрытая энергия, равная двадцати с лишним триллионам калорий на грамм вещества.

Зародыш нового века — века внутриатомной энергии — скрывался в этой формуле.

Специальному ее разбору была посвящена четвертая и последняя из статей Эйнштейна, опубликованных в 1905 году в берлинских «Анналах». Название этой статьи звучало так: «Зависит ли инертность тела от содержания в нем энергии?» Для ее изложений понадобилось только три страницы журнального текста. В дни, когда заканчивалась работа над этой статьей, в открытке, посланной одному из друзей по «веселой академии», Конраду Габихту, он писал: «…Я пришел к выводу, что масса является мерилом всей содержащейся в телах энергии. Заметным образом убыль массы в связи с выделением энергии должна наблюдаться у радия…Утверждение это весьма занятно и подкупающе. Однако вопрос о том, не смеется ли тут надо мной и не водит ли меня за нос господь бог, остается пока открытым…»

Спустя немного времени Вальтер Кауфман в Мюнхене известил о новом подтверждении им закона зависимости массы от скорости на опыте с быстрыми электронами, полученными в трубочке с солью радия.

Это подводило надежную базу и под формулу Е=mc ²— формулу атомной эры.

Глава шестая. Профессор Альберт Эйнштейн

1

Желтая тетрадь «Анналов физики» со статьей «Zur Electrodynamik bewegter K"orper» попала в руки Макса Планка в день, когда он хворал в своей берлинской квартире. Тетрадь принес ассистент, прорвавшийся, невзирая на протесты домашних, к постели больного. Прочтя, Планк сказал, что болеть больше нельзя. Он сел за стол и написал письмо в Берн, где спрашивал Эйнштейна, кто он такой и каков его научный статус. «Предвещаются после Вашей работы, — писал Планк, — такие научные битвы, сравниться с которыми смогут лишь те, что велись когда-то за коперниковское мировоззрение…» Письмо дошло не сразу: Эйнштейн был в эти дни в Сербии, куда выезжал вместе с женой и годовалым сынишкой погостить на родине Милевы Марич. Кроме жениных родственников, были у него в Сербии еще друзья: инженер Миливое Савич с сестрой Еленой, учительница Ружица Дражич — все однокашники и коллеги по Цюриху. С Савичами он бродил по Белграду, потом поехал в деревню на озеро близ Раковице, потом к родителям жены в Нови Сад. Он прикоснулся тогда в первый раз к жизни славянского народа, он оценил сердечность и гостеприимство простых людей этого народа. Звуки деревенских скрипок, мелодии песен показались ему прекрасными и не похожими на все, что он слышал раньше. На обратном пути из Сербии письмо Планка перенесло в совсем другие края…

Эйнштейн ответил Планку, что служит чиновником в бюро патентов и вскоре должен повыситься в чине: его будут именовать уже не «экспертом 3-го», а «экспертом 2-го класса»! Что касается преподавания, то он ломает сейчас голову над вопросом, какую тему взять для аттестации на звание доцента. Это дало бы ему возможность перейти в высшее учебное заведение, если представится вакансия. Работа по новой механике, пожалуй, покажется швейцарцам слишком абстрактной. Что же касается квантов света и броуновского движения, то атомы не в слишком большом почете в Цюрихе и Берне! Это показал опыт с его первой диссертацией на тему об определении размеров молекул. Диссертация, правда, была принята, но без особого сочувствия…

Это письмо одновременно и умилило и разозлило Планка. Разбрызгивая чернила и бормоча под нос, он написал профессору Грунеру в Берн об «этом гениальном юноше, я хочу сказать, об одном из величайших физиков нашего времени, некоем г. Альберте Эйнштейне…»

Нельзя сказать, чтобы профессор Грунер остался безразличен к рекомендации знаменитого Планка. Он попросил Эйнштейна представить какую-нибудь из своих работ в Бернский университет, где Грунер занимал кафедру теоретической физики. Может быть, удастся устроить что-нибудь вроде приват-доцентуры. Поколебавшись, Эйнштейн вручил свою теорию относительности. Прочтя эйнштейновскую статью (чего за недосугом ему не удалось сделать раньше), Грунер сказал, что теория кажется ему несколько странной и, так сказать, проблематичной. Однако препятствий с его стороны нет. Профессор экспериментальной физики Форстер, которого также попросили познакомиться с работой, вернул ее со словами: «Прочел, но ровно ничего не понял!» После краткого обсуждения факультет признал, что притязания г. Альберта Эйнштейна на чтение лекций в университете города Берна не являются обоснованными…

Между тем экземпляры «эйнштейновских» номеров «Анналов физики» продолжали расходиться по научным учреждениям Европы, и кое-где возник острый интерес к статьям Эйнштейна и понимание необычайности содержавшихся в них мыслей. Математик Германн Минковский, читавший когда-то лекции в цюрихском политехникуме (и не сохранивший, честно говоря, особенно ярких воспоминаний о студенте по имени Эйнштейн), занимал с 1906 года кафедру в Геттингене. Собрав своих ассистентов, он в течение нескольких часов знакомил их с теорией относительности. «Сознаюсь вам, что я не ожидал этакого от парня!» — сказал Минковский, закончив свои чтения. Потом, словно бы невзначай, заметил, что намерен углубить один из аспектов теории…

Среди откликов было письмо из Америки. Писал Чарлз Протеус Штейнметц, знаменитый электротехник, жизнь которого была легендой, передававшейся из уст в уста. Юноша-пролетарий, боровшийся некогда в социалистическом подполье Германии, возглавлял теперь лабораторный центр крупнейшего концерна «Дженерал Электрик» недалеко от Нью-Йорка. Газеты называли его «электрическим волшебником» и «победителем молнии» — он открыл способ защиты высоковольтных линий, а также новый метод расчета переменных полей и многое другое, без чего немыслима техника передачи тока. По его книгам учились инженеры на обоих полушариях. Он писал Эйнштейну, что все эти годы искал экспериментальных путей для спасения теории эфира, но после эйнштейновской работы пришел к выводу, что должен «начать учиться заново». Теория относительности представляется ему самым революционным событием за всю тысячелетнюю историю науки. Он выражал надежду, что ему удастся увидеть когда-нибудь Эйнштейна и поговорить с ним.

В Париже Ланжевен, в Москве Умов, в польском городе Вроцлаве (называвшемся тогда Бреслау) передовая школа теоретиков, группировавшаяся вокруг немца Ладенбурга и поляка Лория, занялись усердным изучением эйнштейновских световых квантов и новой механики. Многочисленные ученики Планка, побуждаемые своим учителем, распространяли теорию относительности на физических факультетах Германии. Сам Планк включил ее в свой курс лекций по теоретической физике. Возникло у многих желание встретиться с автором удивительных работ и обсудить с ним с глазу на глаз трудные вопросы. Из Вюрцбурга поехал в Берн ассистент известного оптика Вилли Вина Лауб, из Берлина отправился Макс Лауэ (прославившийся вскоре тем, что получил на рентгеновском фотоснимке узор черных пятен, отобразивший расположение атомов в кристалле свинцовой соли).