Дэниэл Смит - Думай, как Эйнштейн

И, наконец, в четвертой работе «чудесного» 1905 года Эйнштейн формулировал свою Специальную теорию относительности. В письме Габихту он описывает ее как «всего лишь грубые наброски на определенную тему», в которых он рассматривает электродинамику движущихся тел и «предлагает модифицировать теорию пространства-времени». Трудно представить более хладнокровный и сдержанный способ заявить о том, что ты готов фундаментально изменить представление человечества об устройстве Вселенной.

В процессе написания этой работы он и поставил несколько умозрительных экспериментов, о которых мы уже упоминали выше. Пытаясь в воображении догнать луч света, Эйнштейн осознал, что как только он достигнет одной с лучом скорости, свет для него остановится – точно так же, как поезд, несущийся в одном направлении и на одной скорости с поездом, в котором едем мы сами, при взгляде из окна покажется нам неподвижным. Теория Максвелла, однако же, таких выводов делать не позволяла, и Эйнштейн решил, что этому явлению должно быть иное, альтернативное объяснение. Точно так же, рассматривая ситуацию с поездом, в который ударила двойная молния, он пришел к выводу о том, что одно и то же событие может выглядеть по-разному в зависимости от позиции наблюдающего.

Стоит отметить, Эйнштейн вовсе не был первым, кто поднял вопросы, рассмотренные в его Специальной теории относительности. Несколько других ученых уже подошли очень близко к нескольким из выводов, которые сделал он. Однако именно Эйнштейн поверил относительностью нежелание расстаться с догмами, которые когда-то считались неоспоримой истиной. Так, например, он развил идеи Анри Пуанкаре, ставившего еще в 1880-е годы вопрос о существовании квазимистического эфира, сквозь который, как считалось, и путешествует свет. Пуанкаре, в свою очередь, основывался на трудах голландского физика Генриха Лоренца, применявшего сложные математические вычисления для объяснения результатов знаменитого эксперимента Майкельсона – Морли (1887) над скоростью света. Однако именно Эйнштейн совершил тот поистине революционный прорыв в воображении, который не удавался никому до него.

Так появилась Специальная теория относительности, в которой Эйнштейн заявил, что законы физики должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скоростей и что скорость света в вакууме постоянна. А это означало: хотя Ньютон считал пространство и время абсолютными величинами, Эйнштейн доказал, что это не так. И уже из этого утверждения многие сделали единственный доступный для себя вывод: еще одна «определенность» в окружающей нас жизни развенчана. В первой декаде XX столетия мир еще с трудом привыкал к постулатам теории Дарвина и продирался к современной эпохе на фоне радикальных культурных новшеств, разрушения общественных и моральных устоев. И тут появился ученый, который утверждает, что даже часы на вашей каминной полке могут тикать не так и находиться не там, где вам кажется.

И все-таки репутация Эйнштейна как «низвергателя непреложных истин» в большой степени зависит от позиции наблюдающего. «Все относительно», – повторяем мы то и дело. Да, он был автором теории относительности, и сам термин «относительность» предполагает сомнение и неопределенность. Известно, однако, что сначала он собирался назвать свой труд «теорией неизменности» – ведь, помимо всего, в ней доказывалась неизменность фундаментальных законов физики. Назови он свою теорию так – его имя неизбежно стало бы ассоциироваться не с сомнением, а с определенностью. И это, возможно, точнее бы отражало истинный дух Эйнштейна, чей raison d’être [6] Смысл бытия (фр.). заключался в поиске правил и законов, объясняющих, почему наш мир и Вселенная именно такие, какие есть. Но хотя влиять на обстановку мировых потрясений начала XX века Эйнштейну было не интересно, сама эта история лишний раз подтверждает чуть ли не самую фундаментальную истину: «Название решает всё».

Никогда не успокаивающийся на достигнутом, Эйнштейн нашел время в том же году и на пятую работу, которая явилась органическим продолжением его Специальной теории. Статья эта была опубликована журналом «Анналы физики» в сентябре 1905 года под названием «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии?» и состояла всего из трех страниц. Однако от выводов, сделанных в ней, захватывало дух. Эйнштейн обнаружил, что масса любого тела есть мера пропорциональности содержащейся в ней энергии. Другими словами, масса и энергия – это разные формы выражения одного и того же объекта. Суть же его открытия сводится к самой знаменитой формуле в истории: E=mc 2(энергия равна массе тела, помноженной на скорость света в квадрате). Для дилетанта это в первую очередь означает, что даже нечто очень маленькое может обладать колоссальным зарядом энергии. И хотя Эйнштейн даже представить не мог, чем обернется его идея, своим открытием он распахнул двери в Ядерный Век.