Давид Ласерна - Эйнштейн. Теория относительности. Пространство – это вопрос времени.

Июньским днем 1827 года шотландский ботаник Роберт Броун исследовал под микроскопом частички пыльцы, погруженные в воду. Он увидел, что они дрожали, будто под обстрелом из невидимых пулеметов. Невидимые пули заставляли их вращаться и перемещаться по зигзагообразным траекториям. Броун, чей микроскоп обладал лишь трехсоткратным увеличением, не мог увидеть молекулы воды, которые хаотично сталкиваются с мельчайшими погруженными в воду объектами и передают им энергию своего движения. Вплоть до начала XX века некоторые светила науки подвергали сомнению само существование атомов.

В мае 1905 года Эйнштейн закончил статью, которая подлила масла в огонь полемики. Статья называлась «0 движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярнокинетической теорией теплоты»; в ней автор давал статистический анализ тех видимых эффектов, которые могло бы вызвать тепловое движение невидимых молекул. Во введении он упомянул о наблюдениях Роберта Броуна и их возможной связи с выводами статьи:

Диаграмма Жана Перрена, иллюстрирующая беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости.

«В этой работе будет показано, что согласно молекулярно-кинетической теории теплоты взвешенные в жидкости тела микроскопических размеров вследствие молекулярного теплового движения должны совершать движения такой величины, что легко могут быть обнаружены под микроскопом. Возможно, рассматриваемые движения тождественны с так называемым броуновским молекулярным движением».

Три годя спустя французский ученый Жан Перрен с помощью лабораторных исследований подтвердил прогнозы Эйнштейна. В своей книге «Атомы» он делал следующий вывод: «Думаю, что теперь будет сложно найти рациональные аргументы против молекулярных гипотез».

В 1905 году Эйнштейн выступил с одним из самых ярких дебютов в истории науки. Находясь на положении абсолютного маргинала в академической научной системе, он опубликовал пять статей, в которых говорил о квантовой природе света, о броуновском движении, о специальной теории относительности и об эквивалентности массы и энергии. Когда научное сообщество заметило эти работы, ученые стали искать в сносках и библиографии ссылки на авторитетный труд какого-либо профессора, но напрасно. В своей основополагающей статье о теории относительности, «К электродинамике движущихся тел», Эйнштейн ссылался только на Ньютона, Фарадея и Максвелла и с благодарностью упоминал своего коллегу из патентного бюро: «В заключение отмечу, что мой друг и коллега М. Бессо явился верным помощником при разработке изложенных здесь проблем и что я обязан ему за ряд ценных указаний». Это было равноценно заявлению, что самому научному сообществу Эйнштейн ничем себя обязанным не считает.

Наука восторжествовала там, где потерпели поражение история, философия и право, где изо дня в день терпим поражение мы сами – в деле согласования различных точек зрения по поводу того, что происходит в мире на самом деле. И торжеству науки в немалой степени помогли математические вычисления. Конечно, потребовались и жертвы: за борт пришлось выбросить привычные интуитивные понятия времени и пространства.

Первый шаг в направлении принципа относительности сделал еще Галилео Галилей. Во «Втором дне» своего «Диалога о двух главнейших системах мира» он предлагает читателям любопытный эксперимент.

«Уединитесь с кем-либо из друзей в просторное помещение под палубой какого-нибудь корабля, запаситесь мухами, бабочками и другими подобными мелкими летающими насекомыми. Пусть будет у вас там также большой сосуд с водой и плавающими в нем маленькими рыбками. Подвесьте наверху ведерко, из которого вода будет падать капля за каплей в другой сосуд с узким горлышком, подставленный внизу. Пока корабль стоит неподвижно, наблюдайте прилежно, как мелкие летающие животные с одной и той же скоростью движутся во все стороны помещения; рыбы, как вы увидите, будут плавать безразлично во всех направлениях; все падающие капли попадут в подставленный сосуд, и вам, бросая какой-нибудь предмет, не придется бросать его с большей силой в одну сторону, чем в другую, если расстояния будут одни и те же; и если вы будете прыгать сразу двумя ногами, то сделаете прыжок на одинаковое расстояние в любом направлении.