Максим Гуреев - Альберт Эйнштейн. Теория всего
Теория относительности возникает из проблемы поля. Противоречия и непоследовательность старых теорий вынуждают нас приписывать новые свойства пространственно-временному континууму, этой арене, на которой разыгрываются все события нашего физического мира.
Теория относительности развивается в два этапа. Первый этап приводит к так называемой специальной теории относительности, применяемой только к инерциальным системам координат, то есть к системам, в которых справедлив закон инерции, как он был сформулирован Ньютоном. Специальная теория относительности основывается на двух фундаментальных положениях: физические законы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга; скорость света всегда имеет одно и то же значение. Из этих положений, полностью подтвержденных экспериментом, выведены свойства движущихся масштабов и часов, изменения их длины и ритма, зависящие от скорости. Теория относительности изменяет законы механики. Старые законы несправедливы, если скорость движущейся частицы приближается к скорости света. Новые законы движения тела, сформулированные теорией относительности, блестяще подтверждаются экспериментом. Дальнейшее следствие теории относительности (специальной) есть связь между массой и энергией. Масса – это энергия, а энергия имеет массу. Оба закона сохранения – закон сохранения массы и закон сохранения энергии – объединяются теорией относительности в один закон, в закон сохранения массы-энергии.
Общая теория относительности дает еще более глубокий анализ пространственно-временного континуума. Справедливость теории относительности больше не ограничивается инерциальными системами отсчета. Теория берется за проблему тяготения и формулирует новые структурные законы для поля тяготения. Она заставляет нас проанализировать роль, которую играет геометрия в описании физического мира. Эквивалентность тяжелой и инертной масс она рассматривает как существенный, а не просто случайный факт, каким та была в классической механике. Экспериментальные следствия общей теории относительности лишь слегка отличаются от следствий классической механики. Они выдерживают экспериментальную проверку всюду, где возможно сравнение. Но сила теории заключается в ее внутренней согласованности и простоте ее основных положений.
Теория относительности подчеркивает важность понятия поля в физике. Но нам еще не удалось сформулировать чистую физику поля. В настоящее время мы должны еще предполагать существование и поля, и вещества».
Альберт Эйнштейн «Эволюция физики». Глава III, «Поле и относительность»Столь пространная цитата не кажется нам чрезмерной, потому что именно в ней ученый подводит своего читателя к вершине своих умозаключений, что уже само по себе удивительно, но и в то же время драматично. Драматично потому, что далеко не всем удалось проследить за ходом мысли исследователя, а следовательно, это трудное восхождение придется повторять снова и снова, пока не произойдет корреляция, взаимное соответствие мыслительных усилий говорящего и слушающего.
В последней главе книги, «Кванты», Альберт Эйнштейн предлагает своему читателю пойти еще дальше, отказаться не только от механистического восприятия мира, но и расширить взгляд на теорию относительности. В этом смысле ученый не щадит и самого себя, ведь наука и познание не стоят на месте, следовательно, и он, открыватель новейших законов, должен постоянно двигаться вперед.
Читаем в «Эволюции физики»: «Богатое разнообразие фактов в области атомных явлений опять вынуждает нас изобретать новые физические понятия. Вещество обладает зернистой структурой; оно состоит из элементарных частиц – элементарных квантов вещества. Зернистую структуру имеет электрический заряд, и, что самое важное с точки зрения квантовой теории, зернистую структуру имеет и энергия. Фотоны – это кванты энергии, из которых состоит свет.
Советское издание книги «Эволюция физики».
Является ли свет волной или потоком фотонов? Является ли пучок электронов потоком элементарных частиц или волной?
Эти фундаментальные вопросы навязаны физике экспериментом. В поисках ответа на них мы должны отказаться от описания атомных явлений как явлений в пространстве и времени, мы должны еще дальше отступить от прежнего механистического воззрения. Квантовая физика формулирует законы, управляющие совокупностями, а не индивидуумами. Описываются не свойства, а вероятности, формулируются не законы, раскрывающие будущее системы, а законы, управляющие изменениями во времени вероятностей и относящиеся к большим совокупностям индивидуумов».
Таким образом, описывая вероятность, исследователь в конечном итоге предсказывает будущее, причем делает это согласно строгим математическим закономерностям. Придя к такому ошеломляющему выводу, читатель закономерно принимает ту аксиому, что мир познаваем и человеческое познание безгранично.
Сама работа над книгой, дискуссии с соавтором Леопольдом Инфельдом чрезвычайно увлекали Эйнштейна, но, как только рукопись была закончена, нобелевский лауреат тут же потерял к ней всякий интерес, он ни разу не взглянул на корректуру и не видел ни одного вышедшего экземпляра.
Леопольд вспоминал впоследствии, что он был вынужден отвечать издателям от имени Эйнштейна, чтобы не обидеть их и чтобы дело не было остановлено в своей финальной фазе.
Этическая сторона этой истории, безусловно, вызывает нарекания, но к тому, что ученый имел свое отдельное мнение на сей счет, все уже давно привыкли.
«Этическое поведение человека должно основываться на сочувствии, образовании и общественных связях. Никакой религиозной основы для этого не требуется».
Альберт Эйнштейн об этикеВыводы, сделанные в конце книги, как мы уже заметили, раскрыли перед читателем огромные возможности, и в первую очередь, этического и духовного свойства. Механизмами сдерживания человеческих страстей и ошибок Эйнштейн назвал «сочувствие», «образование» и «общественные связи». Однако дар сочувствия дан далеко не всем, образование у всех может быть разным, а общественные связи в тридцатых годах ХХ века могли быть чреваты самыми непредсказуемыми последствиями.
И вновь что-то не складывалось в изначально идеальном уравнении, составленном великим ученым. Может быть, поэтому Эйнштейн сразу потерял всякий интерес к «Эволюции физики», по сути – своему программному произведению.
26 сентября 1939 года в Лондоне в возрасте восьмидесяти трех лет скончался Зигмунд Фрейд.
