Чтение онлайн

Теория относительности 1905 года со всеми выводами и следствиями сегодня принадлежит к экспериментально подтвержденным основам физики и почти превратилась в инженерную науку. Она имеет необычайно широкую сферу применения. Она, собственно, служит исчерпывающим толкованием физических экспериментов, пока не принимается во внимание сила тяжести. В ней содержится вся электродинамика. Она указывает путь в царство атомов. Ускорители частиц в ядерных институтах в Дубне, Женеве, Беркли и т.д. не могли бы работать и малейшую долю секунды, если бы учение Эйнштейна во всех составляющих его частях не было верным отражением действительности.

Как писал в одном из писем Макс Планк, эйнштейновская теория относительности "настолько высоко усовершенствовала и одновременно упростила строение теоретической физики, что последняя более немыслима без нее". Американские атомные бомбы 1945 года стали пробным камнем ее правоты. Они уничтожили последние сомнения и колебания многих ученых.

Известный французский физик Луи де Бройль так характеризовал методологическое значение теории относительности: "Она показала нам, что можно преодолевать кажущиеся неприступными препятствия и открывать неожиданные точки зрения, стоит только отказаться от предвзятых мнений, которые считаются справедливыми скорее в силу привычки, чем логики. Теория относительности была великолепным средством упражнять дух физиков".

Свое гениальное теоретическое открытие Эйнштейн осуществил будучи независимым ученым. Он не принадлежал ни к какому университету и в момент подготовки своей первой рукописи по теории относительности еще не имел докторской степени.

Не известно, удалось ли бы ему сохранить независимость и свободу мысли, столь необходимые для осуществления революции в физике, если бы он был тогда ассистентом какого-либо института. Сам Эйнштейн считал счастливым стечением обстоятельств то, что первые годы его творческих исканий прошли "в мирском монастыре", как он шутливо называл Патентное бюро - на такой службе, которая оставляла ему достаточно времени и сил для занятий собственными научными проблемами.

Такой личный опыт объясняет позднейшие высказывания Эйнштейна, утверждавшего, что юные теоретики, особенно математики и философы, должны работать на маяках или брандерах. Он считал, что это даст дм твердый заработок и одновременно поможет углубленным занятиям наукой, избавив их от необходимости постоянно и как можно больше публиковаться, что было характерным для обычного академического пути и располагало молодых ученых к поверхностности, если они не обладали достаточной твердостью характера.

Лишь немногие физики тотчас же поняли эпохальное значение теории относительности. К их числу принадлежал Макс Планк, который стал одним из первых и величайших покровителей молодого ученого. "Вы были одним из самых деятельных зачинателей современной физики, - сказал Эйнштейн в 1929 году в своей речи по поводу золотого докторского юбилея Планка.
– Вы первый выступили в защиту теории относительности".

Планк с самого начала указывал на организующее и созидательное начало принципа относительности, признавая, что оно преобладает над разлагающим и разрушительным его действием. К числу сторонников теории относительности быстро примкнули Зоммерфельд и Лауэ В 1911 году Лауэ издал первую книгу о принципе относительности, которая внесла существенный вклад в распространение учения Эйнштейна.

Среди противников теории относительности были прежде всего физики-экспериментаторы того типа, о котором Эйнштейн позднее сказал иронически: "Все, чему они научились к 81-му году своей жизни, - это эмпирия. О чем они услышали лишь позднее, есть теория и логика".

Одним из самых непримиримых врагов теории относительности был Филипп Ленард, до конца своей жизни защищавший механистическую гипотезу эфира и даже открывший особый "проэфир". Однако исследователям масштаба и характера Рентгена или Вилли Вина переход к новому воззрению также готовил трудности и угрызения совести. Ученик Планка Макс Абрахам, один из последних представителей классической электродинамики, еще в 1920 году надеялся, что астрономические наблюдения опровергнут теорию относительности и тем самым честь "абсолютного" эфира будет восстановлена.

Примерно в это же время Рентген писал в одном из писем: "У меня все еще не укладывается в голове, что для объяснения природных явлений нужно употреблять такие совершенно абстрактные соображения и понятия". Даже Лоренцу, крупнейшему последователю специальной теории относительности, нелегко дался отказ от наглядного представления о покоящемся вещественном носителе световых волн.

В оформлении эйнштейновского принципа относительности участвовали многие математики и физики. Среди них в первую очередь должен быть назван Герман Минковский, учитель Эйнштейна в Цюрихе.

В своей работе "Основы электромагнетических процессов в движущихся телах" Минковский дал гениальной теории своего бывшего студента-прогульщика законченную математическую форму Минковскому принадлежит мысль, что пространство и время, по существу, должны рассматриваться как единство, как "союз". Три пространственные координаты связаны в единое целое с временной координатой в релятивистское пространство - время, в четырехмерный "мир".

Так же как позднее Зоммерфельд и Лауэ, Минковский в применении математических методов ушел настолько далеко от исходных представлений теории относительности, что Эйнштейн однажды, смеясь, заметил по этому поводу: "С тех пор как математики накинулись на мою теорию относительности, я ее больше сам не понимаю". Еще в 1910 году он рассматривал вклад Минковского в теорию относительности как поверхностное математическое дополнение и относился к нему, по свидетельству Борна, откровенно отрицательно. Вскоре, однако, о" переменил это мнение.

В год его величайшего открытия - 1905 - Эйнштейн получил в Цюрихском университете степень доктора философии, защитив диссертацию по молекулярной физике. Его диссертация носила название: "Новое определение размеров молекул".

Три года спустя он получил право преподавания теоретической физики в Бернском университете. В своей конкурсной работе на соискание доцентуры "Следствия из закона сохранения энергии в излучении черного тела, касательно структуры излучения" он рассматривал вопросы квантовой теории света.

Видимые успехи приват-доцента, который продолжал работать в Патентном бюро, были незначительными. В первый семестр его преподавательской деятельности в аудитории сидели четверо слушателей, двое из них были приятелями лектора. Во втором семестре явился один студент, так что объявленная лекция не состоялась. Но после назначения Эйнштейна в 1909 году профессором Цюрихского университета быстро пришло признание.

Осенью 1908 года на собрании естествоиспытателей в Кёльне Минковский изложил релятивистское учение о пространстве - времени и привлек внимание специалистов к создателю теории относительности. Сделанный Эйнштейном год спустя на собрании естествоиспытателей в Зальцбурге доклад о квантовой теории света укрепил мнение о нем коллег как о выдающемся и многостороннем ученом.

В Цюрихском университете Эйнштейн преподавал только три семестра. Затем последовало почетное приглашение на кафедру теоретической физики в Немецкий университет в Праге, где долгие годы трудился Эрнст Мах. В этом приглашении, которое исходило из круга учеников Маха, важную роль сыграло то обстоятельство, что Эйнштейна считали сторонником взглядов Маха. Он сам способствовал этому мнению, объявляя себя в своих письмах учеником и почитателем Маха.

С женой Милевой, которая прежде училась вместе с ним и была родом из Южной Словении, и двумя маленькими сыновьями Эйнштейн три семестра провел в Праге. За триста лет до него в этом городе работал Иоганн Кеплер. Здесь путем упорных расчетов он вывел, основываясь на наблюдениях Тихо Браге за Марсом, два своих первых закона движения планет и написал "Новую астрономию".