Эйнштейн

И дальше Эйнштейн продемонстрировал, как из уравнений Лоренца рождаются уравнения Максвелла и наоборот, то есть доказал, что странные вещи, происходящие со временем и длиной, суть законы физики, и они справедливы для всего - и для динамомашины, и для электромотора. При чем тут эфир? А ни при чем. Его нет.

Пока Эйнштейн готовил статью, Лоренц и Пуанкаре тоже работали; практически все формулы у них одинаковые. Лоренц в 1904 году предложил новый вариант своей теории, предположив, что при больших скоростях механика Ньютона нуждается в поправках; Пуанкаре в 1905м написал (и почемуто опубликовал в малоизвестном итальянском журнале) статью «О динамике электрона», в которой, как и Эйнштейн, провозгласил принцип относительности для всех физических явлений, в том числе электромагнитных. Естественно, «страшилки» уверяют, что Эйнштейн все у старших своровал. Николай Жук: «Базовые идеи он взял у Пуанкаре, математический аппарат заимствовал у Лоренца… Порядочный ученый обязан давать ссылки на своих предшественников, такова научная этика. В своей работе Эйнштейн не дал ни одной ссылки, тем самым выдавая чужие открытия за свои. В научном мире это называется плагиатом, то есть интеллектуальным воровством». Игорь Смородин: «Редакция журнала „Annalen der Physik“ была подкуплена сионистами. Обстоятельства появления на свет СТО носят криминальный характер, а Эйнштейн вошел в науку через черный ход».

Дарвин украл, Конан Дойл украл, Дюма украл, Пушкин - и тот украл; столько раз приходилось все это читать… Но тут, конечно, калибр обвинений потяжелее. Пусть сами Лоренц и Пуанкаре не считали, что Эйнштейн у них чтото украл, Лоренц его как сына любил, на работу к себе звал - ну, дураки, видно, были. Нет, хуже, их просто убивали! Жук: «Пуанкаре в 1911 г. отказался от преобразований Лоренца. Не потому ли и он так скоропостижно скончался в 1912 г., что, вопервых, стал представлять опасность для авторитета Эйнштейна?… В 1911 г. Эйнштейн впервые столкнулся с фактом непостоянства скорости света в гравитационном поле. Другой ученый тех времен, М. Абрагам, предпринял попытку распространить этот вывод и на специальную теорию относительности… Умер Абрагам в 1922 г. от опухоли мозга в возрасте 45 лет. Ктото не только избавился от противника Эйнштейна, уложив его в больницу, где „лечили“ от опухоли мозга (а была ли такова?), но и показал, что спорить с гением мог только больной на голову… Следует также отметить, что среди друзей Эйнштейна всегда числились юристы или профессора, преподающие уголовное право, а также врачи, в том числе и психиатры (среди друзей был и упоминаемый выше профессор Генрих Цангер, директор Института судебной медицины). И, повидимому, это не случайно…»

Но, допустим, никто не убивал и не грабил, но всетаки мысли насчет относительности времени Эйнштейн позаимствовал, особенно у Пуанкаре? Распространена, и не только среди авторов «страшилок», но и среди ученых, точка зрения, что роль Пуанкаре замалчивают, потому что он был: а) француз, а их в науке вечно обижали; б) слишком скромный. Сам Эйнштейн, однако, утверждал, что помог ему Бессо:

«Я потратил впустую почти год, пытаясь несколько видоизменить идеи Лоренца, и пришел к выводу, что загадка совсем не проста. Неожиданно мне помог мой друг из Берна. В один поистине прекрасный день я пришел к нему и сказал: „Я недавно натолкнулся на трудноразрешимую проблему и обращаюсь к тебе за помощью“. Мы с ним рассматривали ее со всех сторон, пока я не понял, в чем дело. На следующий день я вновь пришел к нему и, не здороваясь, сказал: „Спасибо! Я наконец решил эту задачу“. Решение заключалось в пересмотре понятия времени, т. е. оказалось, что время не может определяться абсолютно - имеется неразрывная связь между временем и скоростью распространения сигналов… Через пять недель с того момента, как я это осознал, специальная теория относительности была готова». Похожее было с Дарвином: все говорили, что на него повлиял зоолог Ламарк, а он клялся, что социолог Мальтус. Может, им самим виднее, как у них все в голове происходило?

Есть ли всетаки разница между теориями Эйнштейна, Лоренца и Пуанкаре? Она не в математике: идентичные формулы неизбежны, поскольку у всех все крутилось вокруг Максвелла. Например, фундаментальное для теории относительности математическое преобразование - формула, названная Пуанкаре «преобразованием Лоренца», еще в 1898 году была на основе уравнений Максвелла получена Джозефом Лармором. Разница скорее физикофилософская.

Физик Вольфганг Паули: «В работе Пуанкаре были заполнены формальные пробелы, оставшиеся у Лоренца. Принцип относительности был им высказан в качестве всеобщего и строгого положения… Работа же Эйнштейна давала изложение совершенно нового и глубокого понимания всей проблемы». Лоренц - в дополнении ко второму изданию своих колумбийских лекций: «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». Пуанкаре тоже продолжал считать, что есть реальное время (temps vrai) и - для тех, кто едет в поезде, - «кажущееся» (temps apparent). Грубо (очень грубо) говоря, Пуанкаре и Лоренц предполагали, что замедление времени - иллюзия, порождаемая загадочными свойствами эфира. У Эйнштейна это твердый физический закон, свойство самого времени и пространства.

Лоренц его подход принял. Пуанкаре - не совсем. В 1912 году на лекции в Лондонском университете он говорил: «Каково же будет наше отношение к этим новым представлениям?… Теперь некоторые физики хотят принять новое условное соглашение. Это не значит, что они были вынуждены это сделать; они считают это новое соглашение более удобным, вот и все». Физик Луи де Бройль: «Еще немного, и Анри Пуанкаре, а не Альберт Эйнштейн, первым построил бы теорию относительности во всей ее общности, доставив тем самым французской науке честь этого открытия… Однако Пуанкаре так и не сделал решающего шага и предоставил Эйнштейну честь разглядеть все следствия из принципа относительности и, в частности, путем глубокого анализа измерений длины и времени выяснить подлинную физическую природу связи, устанавливаемой принципом относительности между пространством и временем. Почему Пуанкаре не дошел до конца в своих выводах?… Пуанкаре, как ученый, был прежде всего чистым математиком… Пуанкаре занимал по отношению к физическим теориям несколько скептическую позицию, считая, что существует бесконечно много логически эквивалентных точек зрения и картин действительности, из которых ученый, руководствуясь исключительно соображениями удобства, выбирает какуюто одну. Вероятно, такой номинализм иной раз мешал ему признать тот факт, что среди логически возможных теорий есть такие, которые ближе к физической реальности…» Физик А. Н. Петров: «Склонность ума к „номиналистическому удобству“ помешала Пуанкаре понять значение идеи относительности (заложенной в его же принципе относительности) во всей ее грандиозности».

Нет, непонятно, вы нам на пальцах объясните, какая разница между Эйнштейном и Пуанкаре… Хорошо, вот пример из понятной, человеческой области. Биологи знают, что лишь четверть взрослых землян - северные европейцы в основном - могут пить молоко, так как в их кишечнике вырабатывается лактаза, фермент для усвоения молока, и что мутация, заставляющая организм производить лактазу, появилась в Европе 9-10 тысяч лет назад в период распространения скотоводства, и закрепилась эта мутация благодаря открытому Дарвином естественному отбору: пьющие молоко мутанты получили выгоду, так как для них стало больше доступной еды. Так вот, генетики объясняют наше умение пить молоко именно законом естественного отбора. А если бы они объясняли его тем, что таковы свойства эфира, в котором мы живем, или что так повелел Й’уухоо с планеты У532, то это была бы позиция раннего Лоренца; и если бы они говорили: «Да черт его знает, сыграл ли тут роль естественный отбор, или эфир, или Й’уухоо, примем любое, что нам кажется удобнее» - это была бы позиция Пуанкаре.

И все же Эйнштейн, конечно, поступил бестактно, не сославшись в своей работе на Пуанкаре и Лоренца. Пайс с его слов пишет, что он их поздних работ просто не читал, да и ранние - не все. Он вообще давал в своих работах мало ссылок (тот же упрек предъявляли и Менделееву с Дарвином). Картер и Хайфилд: «Эйнштейн либо не отдавал себе отчета, что следует платить дань уважения предшественникам, либо, по его мнению, их работы были настолько широко известны, а он пошел настолько дальше них, что указывать источники бессмысленно». Пайс приводит отрывок из предисловия к одной эйнштейновской статье: «Представляется естественным, что последующее могло быть уже частично выяснено другими авторами раньше; однако… я позволил себе отказаться от весьма затруднительного для меня просмотра литературы». Пайс: «Я в этих словах вижу лишь радостный задор, абсолютную уверенность в себе и полное отсутствие такта».

Надо заметить, что от этой своей черты Эйнштейн нередко страдал и «открывал» чтонибудь давно открытое другими. Из интервью журналу «Америкэн мэгэзин», июнь 1930 года: «Чрезмерное чтение после определенного возраста отвлекает ум от творчества. Любой человек, который слишком много читает и использует свои собственные мозги слишком мало, становится ленив в мышлении, как человек, который проводит слишком много времени в театрах, довольствуясь пьесами вместо того, чтобы жить собственной жизнью».

Впрочем, позднее Эйнштейн несколько «исправился». Отчет о его лекции по теории относительности в Лондоне 13 июня 1921 года: «Он энергично возражал против утверждения, будто новый принцип является революционным. Этот принцип, сказал он, есть прямое следствие, в некотором смысле естественное завершение работ Фарадея, Максвелла и Лоренца». Карлу Зелигу в 1955м он писал: «Вспоминая историю развития специальной теории относительности, мы можем с уверенностью сказать, что к 1905 году открытие ее было подготовлено. Лоренц уже знал, что преобразование, получившее впоследствии его имя, имеет существенное значение для анализа уравнений Максвелла, а Пуанкаре развил эту мысль». Если с Лоренцем они обожали друг друга, то с Пуанкаре было сложнее, виделись лишь раз, расстались прохладно; как Эйнштейн не упоминал о Пуанкаре, так и тот - о нем. Пайс: «Немыслимо, чтобы Пуанкаре, ознакомившись со статьями Эйнштейна 1905 года, не понял их… Не исключено, что Пуанкаре только пролистал статьи Эйнштейна и поспешно заключил, что все это ему уже известно и в них нет ничего нового».

Но есть ли доказательства, что замедление времени - реальность, а не иллюзия или математическая условность? Оно было измерено в 1971 году американскими физиками Хейфелем и Кити в опыте с точнейшими часами: одни неподвижно стояли в военноморской обсерватории в Вашингтоне, другие были установлены на реактивном самолете, который облетел вокруг света. Разница в показаниях часов совпала с теоретически рассчитанной величиной.

Другое подтверждение - жизнь частиц по прозвищу мюоны. Они очень мало живут: 0,0 000 022 секунды. Рождается мюон в верхних слоях атмосферы, движется к Земле, регистрируется приборами, и оказывается, что пройденный им путь соответствует гораздо большей продолжительности времени, чем 0,0 000 022 секунды. А значит, по отношению к системе отсчета Земли время мюона замедлилось. (Увы, он этим не насладился: в его бедном маленьком организме так и прошло 0,0 000 022 секунды с рождения до смерти…) Тем не менее Интернет забит «опровержениями» СТО. Физик Е. Б. Александров: «Справедливость СТО подтверждена с огромной точностью безмерным количеством наблюденных фактов экспериментальной физики: практика ускорителей частиц показала, что СТО выполняется с точностью не хуже одной миллионной процента. Тем не менее безуспешные наскоки на СТО продолжаются и по сей день. Теория действительно противоречит бытовому „здравому“ смыслу, что и провоцирует протесты у неофитов. (За мои почти 50 лет знакомства с множеством ниспровергателей теории относительности мне встретился среди них лишь один профессионалфизик - в основном это были философы, инженеры, геологи и т. д.) В настоящее время СТО является столь же рутинной истиной для физики, как таблица умножения для арифметики. Если школьник не знает эту таблицу (или предъявляет „альтернативное знание“), ему ставят двойку - свобода мнений тут неуместна. А если физик не признает СТО, то он не физик».

Но СТО потому и называется специальной теорией относительности, что она охватывает частный случай - ровное прямое движение без ускорений. Что было бы, если бы Эйнштейн ею ограничился? Да ужас был бы: вот пример. Садясь за руль, мы слышим женский голос: «Через сто метров поверните направо». Откуда девушка знает, где мы находимся и когда и куда нам поворачивать? Сведения ей дает GPS - глобальная система позиционирования. Вокруг Земли летают спутники. Каждый из них имеет часы и радиопередатчик. А находящийся в машине GPSнавигатор - часы и радиоприемник. Спутник излучает сигнал с указанием точного времени его передачи. Приемник принимает сигнал и, зная, что тот шел со скоростью света, рассчитывает время его движения и расстояние до передатчика. А если таким же образом навигатор узнает расстояние до нескольких спутников, он определит свое местоположение на Земле. Но спутники движутся по отношению к Земле, так что - в соответствии со СТО - их часы идут медленнее, чем наши, и если на них ориентироваться - ошибешься. Значит, на спутниках надо ставить особые часы, которые идут быстрее, дабы компенсировать разницу. Вот только если бы мы так и сделали, на дорогах воцарился бы невероятный хаос со смертельными исходами. Почему? Это Эйнштейн нам позже объяснит.