Первым снова был Галилей.
Тот факт, что все тела в поле земного тяготения падают с одинаковым ускорением, — главное доказательство равенства инертной и тяжелой массы.
Убедимся в этом. В поле Земли на тело массы m действует сила
F = f · m т · M т/ r 2.
Здесь m т— тяжелая масса тела, определяемая из закона тяготения; M т— тяжелая масса Земли; r — расстояние до центра Земли [30] .
Не будем предрешать равенство тяжелой и инертной массы и, используя второй закон механики, найдем ускорение тела в поле земного тяготения:
f · (m т · M т)/( m и · r 2) = g,
где m и— инертная масса тела; g — ускорение в поле тяготения Земли.
В этой формуле сомножитель f · M т/ r 2для всех тел на поверхности Земли постоянен; второй сомножитель — отношение m т/ m икак мы допустили, — может меняться в зависимости от природы и характера физических тел.
Но так как все предметы в поле земного тяготения падают с одинаковым ускорением ( g = 9,81 М/сек 2), мы заключаем, что отношение тяжелой и инертной массы m т/ m ипостоянно для всех тел независимо от их физической природы.
Следовательно, тяжелая масса тела полностью определяется его инертной массой и при соответствующем выборе единиц измерения может считаться просто равной инертной массе.
Выбор единицы измерения уже не принципиальный вопрос.
Итак, тяготение тел зависит от их инерции и только от инерции.
Трудно представить более неожиданный результат. Заранее (из общих соображений) ожидать наличие такой связи было столь же обоснованно, как, скажем, предполагать, что планеты и звезды в момент рождения человека определяют его дальнейшую судьбу.
Однако в отличие от положений астрологии, черной и белой магии и прочих оккультных наук тот факт, что тяготение тел целиком определяется их инерцией, опирался на незыблемый фундамент точного эксперимента. Причем поразительность результата заставляла физиков вновь и вновь возвращаться к его экспериментальной проверке.
Сам Ньютон проверил результаты Галилея, исследуя движение маятников, изготовленных из разных материалов.
В 1828 году немецкий математик и физик Бессель тем же способом исследовал самые разнообразные вещества и с точностью 1/ 60 000убедился в пропорциональности инертной и тяжелой массы.
Венцом экспериментального мастерства были работы венгра Этвеша и его сотрудников (1896–1910 гг.). Пропорциональность инертной и тяжелой массы установлена с невероятной точностью — 5 · 10 –9.
А в 1916 году Эйнштейн предложил окончательный вариант общей теории относительности — теории, в которой он наметил невероятно неожиданный путь для исследования загадочной теории тяготения.
Воспользуемся случаем, чтобы сказать несколько слов о самом Эйнштейне — ученом и человеке. Об Альберте Эйнштейне написано столько, что вряд ли стоит подробно рассказывать о его жизненном пути.
В науке так же, как Ньютон, «разумом он превосходил род человеческий», и только имя Ньютона можно назвать рядом с его именем. Взгляды Эйнштейна вне науки — образец настоящего боевого гуманизма, гуманизма в высоком смысле этого слова.
В личной жизни он был предельно прост, мягок и для себя не требовал ничего, кроме возможности работать.
Для Эйнштейна напряженная интеллектуальная деятельность, страстное желание отыскать еще какой-либо «яркий камешек» были столь естественны, столь неразрывно связаны с его существованием, что, мне кажется, по этому поводу даже не приходится восторгаться. Просто та необъяснимая совокупность качеств, которую обычно определяют как гениальность, привела к тому, что стремление работать было у него почти инстинктивно. Пожалуй, восхищения заслуживает другое — удивительная цельность и внутренняя честность Эйнштейна как физика и как человека. В силу своей аномальной одаренности он имел полную возможность без особого труда достигать важнейших результатов в любых областях физики и наслаждаться сознанием успешно законченной интересной и важной работы. Но последние 30 лет своей жизни он посвятил попыткам решения той проблемы, которую считал важнейшей, и отошел от центрального направления современной физики. Как писал он сам, много раз его обманывала надежда, и столько же раз он испытывал горечь разочарования.
Читать дальше