Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени
Шрифт:
Распространение сообщения о новой теории гравитации Эйнштейна было прервано началом войны. Убийство в 1914 г. наследника австро-венгерского престола послужило поводом для кровопролитнейших событий того времени и втянуло Британскую, Австро-Венгерскую, Российскую и Прусскую империи в катастрофический конфликт, жертвами которого стали десятки миллионов молодых людей. Чуть ли не мгновенно тихие, достойные профессора германских университетов превратились в кровожадных националистов. Почти весь факультет Берлинского университета заразился военной лихорадкой и направил все свои усилия на войну. В поддержку кайзера девяносто три немецких интеллектуала подписали известный манифест «К цивилизованному миру», в котором призвали весь народ сплотиться вокруг кайзера и угрожающе заявили, что немецкий народ должен отразить «русские орды вкупе с монголами и неграми, которых натравливают на белую расу». Манифест оправдывал германское вторжение в Бельгию и гордо заявлял: «Немецкое войско и немецкий народ едины. Это сознание связывает сегодня семьдесят миллионов немцев без различия образования, положения и партийности».
Эйнштейн, убежденный пацифист, отказался подписать манифест. Георг Николаи, врач Эльзы и известный антивоенный активист, попросил сто других интеллектуалов подписать контрманифест, но из-за ошеломляющей военной истерии, охватившей Германию, только четверо действительно подписали его, и среди них Эйнштейн. Происходящее вызвало в нем тяжелое чувство. Он написал: «Европа в своем безумии совершила нечто невероятное, – и грустно добавил: – В такое время каждому становится ясно, к сколь жалкой породе животных принадлежит человек».
В 1916 г. мир Эйнштейна вновь покачнулся, на этот раз от поразительной вести о том, что его близкий друг-идеалист Фридрих Адлер – тот самый физик, который великодушно отказался от светившей ему профессорской должности в Цюрихском университете в пользу Эйнштейна, убил в переполненном венском ресторане австрийского премьер-министра графа Карла фон Штюргка с криком «Долой тиранию! Мы хотим мира!». Вся страна замерла, услышав, что сын основателя австрийской социал-демократической партии совершил такое неописуемое преступление против государства. Адлера тут же отправили в тюрьму, ему грозила смертная казнь. В ожидании суда он вновь обратился к любимому развлечению – физике и начал писать длинную статью, посвященную критике эйнштейновой теории относительности. В центре переполоха, возникшего в связи с убийством премьер-министра и его потенциальными последствиями, он целиком отдался мысли о том, что ему удалось отыскать в теории относительности критическую ошибку!
Отец Адлера Виктор ухватился за единственную стратегию защиты, доступную его сыну. Понимая, что душевная болезнь передается по наследству, Виктор объявил, что его сын психически неуравновешен, и попросил о снисхождении. В качестве доказательства безумия Виктор указал, что его сын пытался опровергнуть общепринятую теорию относительности Эйнштейна. Сам Эйнштейн предложил выступить в суде с показаниями о поведении и репутации Адлера-младшего, но его так и не вызвали.
Первоначально суд признал Адлера виновным и приговорил к смерти через повешение, однако позже приговор заменили на пожизненное заключение, отчасти благодаря петициям Эйнштейна и других представителей общественности. (По иронии судьбы в 1918 г., когда после Первой мировой войны правительство рухнуло, Адлер был освобожден; даже избран в Австрийскую национальную ассамблею и стал одной из самых популярных фигур в рабочем движении.)
Война и громадные умственные усилия [15] , необходимые для создания общей теории относительности, отрицательно сказались на здоровье Эйнштейна, которое никогда не было особенно крепким. В 1917 г. он свалился с болями в желудке и был близок к нервному срыву. Он так был ослаблен титаническим умственным трудом, что не мог даже выйти из дома. За два месяца похудел на 25 кг и превратился буквально в тень самого себя. Эйнштейн был уверен, что умирает от рака, но врачи обнаружили у него лишь язву желудка и рекомендовали полный покой и смену рациона питания. В этот период Эльза стала его постоянной спутницей; она ухаживала за больным Эйнштейном, помогая постепенно восстанавливать здоровье. Он очень сблизился и с Эльзой, и с ее дочерьми, особенно после того как поселился в соседней с ними квартире.
15
Хаос, вызванный окончанием Первой мировой войны, едва не привел к закрытию Берлинского университета, когда студенты захватили университетский городок и пленили ректора с сотрудниками. Члены факультета сразу же вызвали Эйнштейна, чтобы тот помог провести переговоры об их освобождении. Эйнштейн, в свою очередь, предложил физику Максу Борну составить ему компанию в опасной поездке на переговоры со студентами. Борн позже писал, что они пробирались «в Баварский квартал по улицам, полным дикого вида вопящих юнцов с красными повязками… Принадлежность Эйнштейна к левому крылу, если не к “красным”, была хорошо известна, и он был идеальной фигурой для переговоров». Студенты узнали Эйнштейна и передали ему свои требования. Они согласились отпустить своих пленников, если на то даст согласие новоизбранный президент – социал-демократ Фридрих Эберт. После этого Эйнштейн и Борн двинулись во дворец рейхсканцлера и обратились к президенту с просьбой; он согласился подкрепить своим авторитетом освобождение пленников. Позже Борн вспоминал: «Мы покинули дворец рейхсканцлера в самом лучшем настроении, с чувством, что приняли участие в историческом событии, и надеждой на то, что время прусской надменности прошло, что все кончено с юнкерами, с гегемонией аристократов, с кликой чиновников и военных, что теперь германскую демократию ждет победа». Эйнштейн и Борн – два физика-теоретика, интересовавшиеся прежде всего тайнами атома и Вселенной, очевидно, нашли более практичное применение своим талантам: они спасали свой университет. – Прим. авт.
В июне 1919 г. Эйнштейн наконец женился
на Эльзе. Надо сказать, что эта женщина обладала очень четкими представлениями о том, как должен одеваться и выглядеть уважаемый профессор; она помогла Эйнштейну превратиться из холостого профессора, представителя богемы, в элегантного одомашненного супруга. В какой-то степени это стало подготовкой к следующему этапу его жизни – очень скоро ему предстояло героическое появление на мировой сцене.Глава 5
Новый Коперник
Приходя в себя после разрухи и хаоса Первой мировой, Эйнштейн с нетерпением ждал возможность проанализировать данные следующего солнечного затмения, ожидавшегося 2 мая 1919 г. Британский ученый Артур Эддингтон жаждал провести решающий эксперимент по проверке теории Эйнштейна. Эддингтон был секретарем английского Королевского астрономического общества и чувствовал себя одинаково свободно в обсерватории во время астрономических наблюдений, и в окружении математических формул общей теории относительности. Была у него и другая причина для проведения эксперимента с солнечным затмением: он был квакером и пацифистские убеждения не позволили ему воевать в британской армии в Первую мировую. Более того, он готов был скорее сесть в тюрьму, чем отправиться на войну. Администрация Кембриджского университета опасалась скандала в случае, если кто-то из восходящих светил отправится в тюрьму как уклонист, поэтому Кембридж выговорил у правительства отсрочку для Эддингтона на том основании, что ученый выполнит свой гражданский долг – возглавит экспедицию для наблюдения солнечного затмения 1919 г. и проверки теории Эйнштейна. Так что экспедиция стала для него официальным патриотическим долгом, приравненным к участию в военных действиях.
Артур Эддингтон обосновался на время затмения на острове Принсипи в Гвинейском заливе, у берегов Западной Африки; еще одна команда, которую возглавил Эндрю Кроммелин, отправилась в Собраль на север Бразилии. Плохие погодные условия – дождевые облака, заслонившие солнце, – чуть не погубили весь эксперимент. Но в нужный момент, в 13:30, тучи чудесным образом разошлись и позволили сфотографировать звезды.
Однако до возвращения обеих команд в Англию и возможности тщательно проанализировать полученные данные должен был пройти еще не один месяц. Сравнив, наконец, свои фотографии с фотографиями, сделанными в тот же телескоп в Англии несколькими месяцами раньше, Эддингтон обнаружил среднее отклонение в 1,61 угловую секунду; у собральской команды отклонение составило 1,98 угловой секунды. Усреднив, они получили отклонение 1,79 угловой секунды, что совпало, в пределах экспериментальной погрешности, с предсказанием Эйнштейна (1,74 угловой секунды). Позже Эддингтон будет с гордостью вспоминать, что проверка (и подтверждение) теории стала величайшим моментом его жизни.
22 сентября 1919 г. Эйнштейн получил телеграмму от Хендрика Лоренца, информирующую его о фантастических новостях. Эйнштейн возбужденно писал матери: «Дорогая мама… Сегодня хорошие новости. Х. А. Лоренц телеграфировал мне, что английская экспедиция действительно доказала отклонение Cолнцем света звезд». Макс Планк, судя по всему, не спал всю ночь, чтобы как можно скорее узнать, подтвердили ли данные солнечного затмения общую теорию относительности. Позже Эйнштейн шутил: «Если бы он на самом деле понял общую теорию относительности, он поступил бы так же, как я, – лег спать».
Научное сообщество гудело от поразительных новостей о новой теории гравитации Эйнштейна, но на публике гром прогремел лишь после совместного заседания Королевского общества [16] и Королевского астрономического общества в Лондоне 6 ноября 1919 г. Эйнштейн внезапно превратился из почтенного берлинского профессора физики в фигуру мирового масштаба, достойного преемника Исаака Ньютона. На этом заседании, по замечанию философа Альфреда Уайтхеда, «царила атмосфера напряженного интереса, в точности такая, как в греческой драме». Первым выступал сэр Фрэнк Дайсон. Он сказал: «После тщательного изучения фотопластинок я готов сказать, что они, без всякого сомнения, подтверждают предсказание Эйнштейна. Получен вполне однозначный результат, что свет отклоняется в соответствии с законом гравитации Эйнштейна». Президент Королевского общества Нобелевский лауреат Дж. Томсон торжественно заявил, что это «одно из величайших достижений в истории человеческой мысли. Открыт не случайный изолированный остров, а целый континент новых научных идей. Это величайшее открытие, связанное с гравитацией, с тех пор, как Ньютон сформулировал свои принципы».
16
Британский аналог Академии наук. – Прим. пер.
Согласно легенде, к Эддингтону, когда тот покидал заседание, подошел другой ученый и сказал: «Ходят слухи, что теорию Эйнштейна понимают только три человека во всем мире. Должно быть, вы один из них». Эддингтон молчал, и ученый добавил: «Не скромничайте, Эддингтон». Тот пожал плечами и ответил: «Дело не в скромности. Я пытаюсь понять, кто же третий».
На следующий день лондонская Times вышла с заголовком «Революция в науке – Новая теория Вселенной – Идеи Ньютона повержены – Историческое заявление – Пространство “искривлено”». (Эддингтон писал Эйнштейну: «Вся Англия говорит о вашей теории… Для научных отношений между Англией и Германией это лучшее, что только могло случиться». Кроме того, лондонские газеты одобрительно отмечали, что Эйнштейн не подписал в начале войны печально известный манифест девяноста трех, от которого британские интеллектуалы пришли в ярость.)