Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени

Эйнштейн и Розен предложили новаторский метод получения такого решения. Они начали с двух шварцшильдовских черных дыр, определенных на двух параллельных листах бумаги. При помощи ножниц можно вырезать сингулярности той и другой черных дыр, а затем вновь склеить листы. При этом получится гладкое, лишенное сингулярностей решение, которое, по мнению Эйнштейна, может представлять некую элементарную частицу. Таким образом, квантовые частицы можно рассматривать как крохотные черные дыры. (Надо сказать, что эта идея ожила через 60 лет в теории струн, где имеются математические отношения, способные превращать элементарные частицы в черные дыры, и наоборот.)

Однако этот «мост Эйнштейна – Розена» можно рассматривать и иначе. Это, собственно, первое упоминание в научной литературе так называемой кротовой норы, соединяющей две вселенные. Кротовые норы – короткий путь сквозь пространство и время, похожий на врата, или портал, соединяющие два параллельных листа бумаги. Концепцию кротовых нор предложил публике Чарльз Доджсон (более известный как Льюис Кэрролл), оксфордский математик и автор книг «Алиса в Стране чудес» и «Алиса в Зазеркалье», которые его и прославили. Проходя сквозь зеркало, Алиса, по существу, проходит по своего рода мосту Эйнштейна – Розена, соединяющему две вселенные – странный мир Страны чудес и обычные окрестности Оксфорда. Было понятно, разумеется, что всякий, кто пролетит сквозь мост Эйнштейна – Розена, будет раздавлен сильнейшим гравитационным полем, достаточно мощным, чтобы разорвать любой объект на атомы. Прохождение через кротовую нору в параллельную вселенную невозможно, если черная дыра стационарна. (Пройдет еще 60 лет, прежде чем концепция кротовых нор выйдет на ключевую позицию в физике.)

Со временем Эйнштейн отказался от этой идеи, отчасти потому, что был не в состоянии объяснить богатство субатомного мира. Он не мог также полностью объяснить все необычные свойства «дерева» в терминах «мрамора». У элементарных частиц было попросту слишком много свойств (среди них, к примеру, масса, спин, заряд, квантовые числа и т. д.), которые не спешили выводиться из его уравнений. Его целью было найти картину, которая явила бы единую теорию поля во всем ее блеске и величии, но этому мешало одно принципиальное препятствие: в то время слишком мало было известно о свойствах ядерного взаимодействия. Эйнштейн проработал не один десяток лет, прежде чем данные, полученные при помощи мощных ускорителей атомных частиц, помогли разобраться в природе субатомной материи. Но законченная картина так и не возникла.

Глава 8 Война, мир и E = mc^2

В 1930-е г, когда мир находился в тисках Великой депрессии, на улицах Германии вновь воцарился хаос. Обрушение национальной валюты в единый миг обесценило накопления трудолюбивых представителей среднего класса. Набирающая силу нацистская партия, питаемая страданиями и обидами немецкого народа, направляла гнев простых людей на самый удобный объект – евреев. Вскоре эта партия при поддержке могущественных промышленников стала самой влиятельной в рейхстаге. Эйнштейн, много лет боровшийся с антисемитизмом, понял, что на этот раз под угрозой оказывается сама жизнь. Принципиальный пацифист, он тем не менее был реалистом и умел пересматривать свои взгляды под влиянием объективной реальности, в роли которой на этот раз выступил стремительный подъем нацистской партии. «Это означает, что я против применения силы в любых обстоятельствах, кроме столкновения с врагом, конечной целью которого является уничтожение жизни», – писал он. Его взглядам предстояло столкнуться с серьезными испытаниями.

В 1931 г. была выпущена книга под названием «Сто авторов против Эйнштейна», в которой содержались всевозможные антисемитские оскорбления в адрес знаменитого физика. «Цель этой публикации – противопоставить террору эйнштейнианцев рассказ о силе их противников», – заявлялось в брошюре. Позже Эйнштейн пошутил, что для уничтожения теории относительности не нужно было набирать целых сто авторов. Если бы теория была неверна, достаточно было бы и одного крохотного факта. В декабре 1932 г. Эйнштейн, будучи не в состоянии противостоять наступлению нацизма, навсегда покинул Германию. Он велел Эльзе посмотреть на их сельский дом в Капуте, а затем грустно сказал: «Отвернись, ты больше никогда его не увидишь». В январе 1933 г. нацисты, и без того имевшие в парламенте крупнейшую фракцию, наконец получили власть, и ситуация резко ухудшилась. Адольф Гитлер был назначен канцлером Германии. Нацисты конфисковали собственность Эйнштейна и банковский счет, оставив его формально нищим; они отобрали у Эйнштейна любимый загородный дом в Капуте, объявив, что нашли в нем опасное оружие. (Позже выяснилось, что это был хлебный нож. При нацистах капутский дом использовался Лигой немецких девушек). 10 мая нацисты организовали публичное сожжение запрещенных книг, в том числе и книг Эйнштейна. В том году Эйнштейн писал народу Бельгии, оказавшемуся в мрачной тени Германии: «В сегодняшних условиях, будь я бельгийцем, я бы не отказался от военной службы». Его замечания были подхвачены международными средствами массовой информации и сразу же вызвали ненависть и презрение к нему со стороны как нацистов, так и коллег-пацифистов, многие из которых были убеждены, что противостоять Гитлеру можно только мирными средствами. Эйнштейн, понимая подлинную глубину варварства, в которое тащил Германию нацистский режим, был непоколебим: «Антимилитаристы накинулись на меня, как на нечестивого отступника… эти ребята попросту зашорены».

Вынужденный покинуть Германию, Эйнштейн-космополит вновь стал практически бездомным. В 1933 г., оказавшись в Англии, он заехал повидаться с Уинстоном Черчиллем в его усадьбу. В графе «Адрес» в книге гостей Черчилля он написал «Нет». В то время Эйнштейн занимал одно из первых мест в списке людей, ненавистных нацистам, и потому вынужден был заботиться о личной безопасности. Один немецкий журнал, публикуя список врагов нацистского режима, поместил на обложке фотографию Эйнштейна и надпись «Еще не повешен». Антисемиты с гордостью говорили, что если уж им удалось выгнать из Германии Эйнштейна, то удастся выгнать и остальных еврейских ученых. Тем временем нацисты приняли новый закон, требующий увольнения всех чиновников-евреев, что стало для немецкой физики настоящей катастрофой. Девяти нобелевским лауреатам пришлось покинуть Германию из-за нового закона о государственных служащих; в первый же год действия этого закона были уволены 1700 научных работников, что сильно обескровило немецкую науку. Массовый исход евреев из подвластной нацистам Европы поражает воображение; уехали чуть ли не все представители научной элиты.

Макс Планк, всегда склонный к примирению, отверг все предложения коллег открыто противостоять Гитлеру. Он предпочел воспользоваться частными каналами и даже встречался с Гитлером лично в мае 1933 г.; это была, по существу, последняя попытка предотвратить коллапс немецкой науки. Планк писал: «Я надеялся убедить его в том, что он наносит гигантский вред… изгоняя наших коллег-евреев; показать, насколько бессмысленно и совершенно аморально преследовать людей, которые всегда считали себя немцами и посвящали свои жизни Германии, как все остальные». На встрече Гитлер сказал, что ничего не имеет против евреев, но что они все коммунисты. Когда Планк попытался ответить, Гитлер накричал на него: «Говорят, что у меня бывают приступы нервной слабости, но на самом деле у меня стальные нервы!» После этого он хлопнул себя по колену и продолжил свои тирады против евреев. После встречи Планк сожалел: «Я не сумел понятно объяснить… Просто не существует языка, на котором можно говорить с такими людьми».

Коллеги Эйнштейна евреи бежали из Германии, спасая жизни. Лео Силард уехал, спрятав свои сбережения в ботинках. Фриц Габер в 1933 г. направился в Палестину. (По иронии судьбы, будучи лояльным немецким ученым, он участвовал в разработке ядовитых газов для германской армии, в частности печально знаменитого газа «циклон-Б». Позже при помощи этого газа в концлагере Освенцим были убиты многие его родственники.) Эрвин Шрёдингер, вовсе не еврей, тоже пострадал от всеобщей истерии. 31 марта 1933 г., когда нацисты объявили национальный бойкот еврейским магазинам, он случайно оказался в Берлине перед крупным еврейским торговым центром Wertheim, где внезапно увидел, как группы штурмовиков с нацистскими повязками на рукавах избивают лавочников-евреев, а полиция и зеваки стоят в стороне и смеются. Шрёдингер был возмущен; он подошел к одному из штурмовиков и попытался пристыдить его. Тогда штурмовики перестали избивать евреев и набросились на него. Он мог серьезно пострадать, если бы среди штурмовиков не оказалось молодого физика, который сразу же узнал Шрёдингера и сумел вывести его из толпы в безопасное место. Потрясенный Шрёдингер счел за лучшее уехать из Германии в Англию, а затем в Ирландию.

В 1943 г. нацисты оккупировали Данию, и Нильс Бор – наполовину еврей – был внесен в списки на ликвидацию. Он сумел, на шаг опередив гестапо, выехать через нейтральную Швецию, а затем улететь в Британию; в самолете он чуть не умер от удушья из-за плохо подогнанной кислородной маски. Планк – патриот Германии, не пожелавший покинуть родную страну, тоже пострадал. Его сын был арестован по обвинению в покушении на Гитлера; нацисты пытали его, а позже казнили.

Эйнштейна даже в изгнании осаждали предложениями о работе со всего мира. Ведущие университеты Англии, Испании и Франции мечтали заполучить к себе эту мировую знаменитость. Прежде он сотрудничал с Принстонским университетом в качестве приглашенного профессора, проводя зиму в Принстоне, а лето в Берлине. Абрахам Флекснер, представлявший новый институт, который планировалось сформировать в Принстоне в основном за счет пяти миллионов, выделенных Бамбергерами из своих средств, несколько раз встречался с Эйнштейном, предлагая занять пост в этом институте. Эйнштейна привлекало то, что новая должность даст ему время и возможность путешествовать и не будет связана с преподавательскими обязанностями. Его лекции пользовались популярностью, он развлекал аудиторию нестандартным поведением и очаровывал аристократов забавными историями, но преподавание и чтение лекций отнимали время у его обожаемой физики.

Кое-кто из коллег предупреждал Эйнштейна, что переезд в Соединенные Штаты подобен самоубийству. До внезапного наплыва ученых-евреев, бегущих из нацистской Германии, США считались в науке тихой заводью, где почти не было высших учебных заведений, способных состязаться с европейскими. Защищая свой выбор, Эйнштейн писал королеве Елизавете Бельгийской: «Принстон – чудесное тихое местечко… старомодное церемонное селение маленьких полубогов на ходулях. Игнорируя некоторые условности, я смог создать для себя атмосферу, способствующую исследованиям и позволяющую избегать то, что отвлекает от работы». Новость о том, что Эйнштейн обосновался в США, разнеслась по всему миру. «Первосвященник физики» покинул Европу. «Новым Ватиканом» суждено было стать Институту перспективных исследований в Принстоне.

Показывая комнату, которая должна была стать его кабинетом, Эйнштейна спросили, в чем он нуждается. Помимо стола и стула, сказал он, необходима «большая корзина для бумаг… чтобы было куда выбрасывать все мои ошибки». (Судя по всему, институт делал аналогичное предложение и Эрвину Шрёдингеру. Но того часто сопровождали жена и любовница, к тому же он практиковал своего рода «свободный брак» с длинным списком партнерш, поэтому атмосфера Принстона, как говорят, показалась ему слишком душной и консервативной.) Американцы были заинтригованы прибытием в Нью-Джерси человека, который мгновенно стал самым знаменитым ученым страны. Вскоре его знали все. Два европейца на спор отправили письмо с адресом «Доктору Эйнштейну, Америка», чтобы посмотреть, дойдет ли. Дошло.