Уолтер Айзексон - Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

К этому времени пение сирен, обещавших ему единую теорию поля, уже очаровало Эйнштейна. “За этим видится холодная улыбка природы”, – заметил он Вейлю 8. Во время азиатского путешествия на пароходе Эйнштейн дорабатывает новую статью и по приезде в Египет в феврале 1923 года немедленно отправляет ее Планку в Берлин для публикации. Провозглашалось, что цель статьи – “объяснить, что гравитационные и электромагнитные поля составляют единое целое” 9.

И опять заявление Эйнштейна попало в заголовки газет по всему миру. “Эйнштейн описывает свою новейшую теорию”, – заявляла The New York Times. И опять обыгрывалась сложность использованного подхода. Как предупреждал один из подзаголовков, “Дилетантам не понять”.

Но Эйнштейн сказал газетчикам, что его теория совсем не так сложна. “Я могу в одном предложении все объяснить, – цитирует репортер его слова. – Речь идет о связи между электричеством и гравитацией”. Он также отдал должное Эддингтону, утверждая, что его работа “основывается на теориях английского астронома” 10.

В следующих статьях за этот год Эйнштейн ясно дает понять, что его цель – не просто объединение теорий, а поиск возможности избавиться от неопределенностей и вероятностей в квантовой теории. Заголовок одной из статей за 1923 год – “Предоставит ли полевая теория возможность решить проблемы квантов?” [78]– явно указывает на это 11.

Статья начиналась с описания того, как теории электрических и гравитационных полей, основанные на решении дифференциальных уравнений в частных производных с начальными условиями, обеспечивают выполнение принципа причинности. В мире квантов, возможно, нельзя свободно выбирать или применять начальные условия. Но можно ли построить теорию, базирующуюся на полевых уравнениях, которая будет удовлетворять принципу причинности?

“Несомненно”, – оптимистически отвечает Эйнштейн на свой вопрос. То, что нам нужно, говорил он, – это метод, с помощью которого можно “переопределить” полевые переменные в соответствующих уравнениях. Этот метод Эйнштейн предлагал использовать как еще один инструмент, который позволит справиться с тем, что Эйнштейн упорно называл “проблемой” квантовой неопределенности. Однако пользы он не принес.

За два года Эйнштейн пришел к выводу, что такой подход ошибочен. “Моя опубликованная заметка [в 1923 году], – писал он, – не соответствует правильному решению этой задачи”. Но так или иначе Эйнштейн предложил еще один метод. “После непрерывных поисков в течение прошедших двух лет, думаю, теперь я нашел правильное решение”.

Новый подход состоял в том, что следует найти самое простое, какое только получится, формальное выражение для закона тяготения в отсутствии электромагнитных полей, а затем его обобщить. Эйнштейн считал, что таким путем в первом приближении получится теория электромагнетизма Максвелла 12.

Теперь он больше полагался на математику, а не на физику. Метрический тензор – важная характеристика уравнений общей теории относительности – содержит десять независимых величин, но, если сделать его асимметричным, получается шестнадцать величин, чего достаточно и для описания электромагнетизма.

Однако этот подход, как и все другие, тоже вел в никуда. “Беда такой идеи в том, и Эйнштейн это очень хорошо осознавал, что на самом деле нет абсолютно ничего, что связывало бы шесть компонент электрического и магнитного полей с десятью компонентами обычного метрического тензора, описывающего гравитацию, – говорит физик из Техасского университета Стивен Вайнберг. – Преобразование Лоренца, как и любое другое преобразование координат, преобразует электрическое или магнитное поле в комбинацию электрического и магнитного полей, но никакое преобразование не перепутает их с гравитационным полем” 13.

Непоколебимый, Эйнштейн вернулся к работе, решив в этот раз испробовать подход, который он назвал “дальним параллелизмом”. Такой подход допускает связь векторов в разных точках искривленного пространства, откуда возникают новые формы тензоров. Отсюда чудесным образом (так думал Эйнштейн) ему удастся вывести уравнения, в которые не входила бы эта досадная постоянная Планка, олицетворяющая кванты 14.

“Это выглядит старомодно, но мои дорогие коллеги, да и ты тоже, откроют рот от удивления, поскольку в уравнениях нет постоянной Планка, – написал он Бессо в январе 1929 года. – Однако, когда окончательно пройдет их маниакальное пристрастие к статистическим штучкам, они покаянно вернутся к пространственно-временной картине, и тогда эти уравнения станут отправной точкой” 15.