Альберт Эйнштейн

Но в октябре 1902 года Эйнштейн получил грустное известие – заболел его отец. Ученый покинул Швейцарию и отправился к семье в Италию. С больным папой он успел провести всего несколько дней. Герман Эйнштейн умер, не оставив семье практически ничего.

Как уже повелось в судьбе Альберта, за печальным событием вскоре последовало радостное. Работа ладилась, у ученого появились личные сбережения, и в январе 1903 года он смог сыграть свадьбу с любимой Милевой. Прошло чуть более года – и, когда на дворе стоял цветущий май, у пары появился сын, которого назвали в честь отца Гансом-Альбертом.

Параллельно с личной жизнью у Эйнштейна пошла на лад и научная работа. Его стал нанимать научный журнал «Анналы физики». Вначале редакция просила ученого писать отзывы на чужие работы. Но Альберт очень быстро убедил свое новое начальство, что и сам может излагать научные теории не хуже своих коллег. В 1905 году на страницах журнала начали выходить собственные статьи молодого исследователя. Так наступил «Год чудес» физики.

Вопросы

• Как Альберт относился к своему затруднительному положению после окончания Политехникума?

• Почему дети любили Эйнштейна?

• Какое событие помогло ему заработать деньги, чтобы оплатить получение паспорта?

• Куда великого физика устроил на работу отец студенческого друга Марселя Гроссмана?

Глава пятая, в которой Альберт Эйнштейн устраивает «год чудес»

Гениальные мысли приходят в голову так редко, что их нетрудно запомнить.

Эйнштейн о том, как он смог запомнить все свои великие открытия

Так уж получилось, что все свои самые выдающиеся открытия Эйнштейн впервые показал миру в течение всего лишь одного-единствен– ного года. Это был 1905 год, когда ученый опубликовал шесть статей, четыре из которых позднее совершили переворот в науке. Еще в начале года Альберт обещал друзьям эти четыре публикации.

Первую статью Эйнштейн завершил в мае, в ней шла речь о движении мельчайших частиц материи. Если вы еще не изучали химию, то нуждаетесь в небольшом пояснении, чем именно занялся Альберт.

Итак, представьте, все вокруг нас – предметы и организмы – состоят из каких-то веществ. Например, вода состоит из кислорода и водорода, а воздух, которым мы дышим, – это смесь газов азота, кислорода, аргона и других. Химические элементы, из которых состоит наш мир, описаны в таблице Менделеева (ее изучают в школе на уроках химии). Мельчайшую частицу таких веществ называют атомом.

Так вот, эти атомы не стоят на месте, даже если предмет, который из них состоит, просто лежит на столе. И хотя нам кажется, что состоящие из атомов предметы неподвижны, сами мельчайшие частицы все время колеблются – передвигаются в своем крошечном пространстве.

Первооткрывателям это движение атомов показалось совершенно беспорядочным. Эйнштейн же смог понять и оценить их «логику», описать некоторые законы, которым это движение подчиняется. Он также научился оценивать количество атомов, из которых состоит вещество. Для этого ему пришлось связать температуру вещества, с объемом которое оно занимает (ведь известно, что при нагревании материя увеличивается в объеме), и вывести специальную формулу зависимости одного параметра от другого. И это была главная формула будущей молекулярно-кинетической теории. Кроме того, ученый окончательно доказал существование атомов – до него еще находились физики, которые сомневались в этом.

Вторая статья вышла в начале июня. В ней Эйнштейн размышлял о природе света. До него физики представляли свет как своеобразную волну. Считалось, что он распространяется, как волны на поверхности воды. Но такая теория не могла объяснить взаимодействия света с материей. Эйнштейн же описал свет как движение порций энергии в пространстве во взаимодействии с атомами материи. Эйнштейн назвал эти порции «световыми квантами», а в 1926 году они получат название «фотоны».

Альберт был не первым, кому в голову пришла такая мысль. Но именно его теория оказалась настолько совершенной, что положила начало еще одному разделу науки – квантовой физике. Это очень сложная и захватывающая область знания, открытия в которой только начались. Например, совсем недавно благодаря выводам Эйнштейна появилась возможность создавать космические корабли, сверхмощные компьютеры, мгновенно передавать информацию на огромные расстояния с большой точностью… Кто знает, какие еще более невероятные изобретения и открытия ждут нас уже в ближайшем будущем благодаря квантовой физике и Альберту Эйнштейну.

Летом Эйнштейн опубликовал еще две статьи, после которых как отдельный раздел физики возникла теория относительности (именно она принесла ученому наибольшую славу). До этого в основе физической науки была классическая механика и законы Исаака Ньютона [8] , открытые на 200 с хвостиком лет раньше. С помощью выведенных английским ученым законов земная реальность описывается очень хорошо. Но Эйнштейн еще в школе начал задавать себе вопросы, которые не вписываются в рамки классической механики и выходят за пределы возможного на Земле. Например, что будет со временем, если какой-нибудь предмет будет двигаться со скоростью света (почти 300 000 километров в секунду)? Оно будет так же течь или, например, замрет?

8

Исаак Ньютон – английский математик, физик, астроном (1642–1727). Открыл закон всемирного тяготения и три закона механики. Он изложил их в труде «Математические начала натуральной философии», который стал основой классической физики. Разработал теорию цвета, заложил основы современной оптики и др.

В 17 веке для Ньютона существовало только пространство, в котором действуют разные физические законы. Например, сила тяготения. Это когда земной шар притягивает к себе все, что на нем находится. И потому яблоко, поспев, падает с ветки в траву, а не, например, взлетает в небо. По легенде, именно после того, как яблоко упало Ньютону просто на голову, этот гениальный англичанин и открыл закон всемирного тяготения. Время же для Ньютона было абсолютом – оно неумолимо двигалось в одном направлении, с одной и той же скоростью, и остановить его было невозможно. Он принимал его во внимание, но сделать с ним ничего не мог. Но гениальный немец пришел к выводу, что законы Ньютона все же нарушаются! Только случается это при условиях, которые невозможны во время наблюдения невооруженным глазом. Например, Эйнштейн сделал вывод, что элементарные частицы существуют по другим законам. И для них время и пространство имеют иной смысл. То же происходит, если объекты макромира (видимые невооруженным взглядом) передвигаются со скоростью, близкой к скорости света. В таких условиях течение времени перестает быть стабильным и изменяется в зависимости от скорости движения объекта.

Теория относительности открыла двери в изучение мира элементарных частиц [9] . Именно с ее помощью были созданы все мобильные и электронные устройства, которыми люди пользуются каждый день. А еще эта теория сделала возможным, например, создание крошечных устройств – нанороботов, с помощью которых в будущем будут лечить самые тяжелые болезни и даже создавать части живых организмов. На теории относительности возникла также наука кибернетика.

9

Элементарные частицы – общее название для ряда мельчайших частиц материи, которые нельзя расщепить на составные части. К элементарным частицам относят электроны, протоны, нейтроны, нейтрино, кварки, бозон Хиггса и другие.

Более того, со временем, используя эту теорию, ученые планируют научиться искривлять пространство и время по своему желанию (Эйнштейн доказал, что такое искривление возможно). Так могут стать реальностью мгновенные путешествия в далекий космос [10] . Ведь пока что, в условиях классической физики, дорога на соседнюю к Земле планету Марс отнимает почти что год. А вот к Плутону, карликовой планете на «задворках» Солнечной системы, космический зонд New Horizons («Новые горизонты») летел целых девять с половиной лет!

10

Один из вариантов такого путешествия – через так называемую кротовую нору. Кротовая нора – это тоннель, соединяющий «коротким путем» две отдаленные точки Вселенной за счет искривления пространства и времени. Существование кротовых нор допускается в физике, но пока не доказано. Тоннели в космическом пространстве часто описываются в научно-фантастических книгах и фильмах.