Уолтер Айзексон - Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

37 Письмо Эйнштейна Паулю Эренфесту, 25 апреля и 20 июня 1912 г. Выбрав такой подход, Эйнштейн продолжил множить противоречия с квантовой теорией, которые мучили его всю оставшуюся жизнь. В своей работе по световым квантам он превозносит волновую теорию, но в то же время выдвигает идею о том, что свет можно рассматривать как частицы. Теория излучения света хорошо сочетается с таким подходом. Но и факты, и интуиция заставили его отказаться от этого подхода в теории относительности, причем как раз в тот момент, когда он заканчивал свою статью по квантам света. В предисловии к сборнику статей (Einstein’s Miraculous Year (Princeton: Princeton University Press, 2005), xi) физик сэр Роджер Пенроуз пишет: “Для меня было практически немыслимо представить, что он написал в одном и том же году две работы, в которых излагались его гипотетические взгляды на природу и которые, как он ощущал, противоречили друг другу. Это можно объяснить только тем, что он должен был в глубине души чувствовать (и как выяснилось, так и было), что не было никакого настоящего противоречия между точностью – а на самом деле истинностью – волновой теории Максвелла и альтернативной теорией квантов, которую он изложил в своей статье про кванты. Это напоминает борьбу Исаака

Ньютона около 300 лет назад, по существу, с той же самой проблемой, когда тот предложил любопытный гибрид волнового и частичного подходов для того, чтобы объяснить противоречивые проявления поведения света”. Roger Penrose, предисловие к книге Einstein’s Miraculous Year (Princeton: Princeton University Press, 2005), xi. См. также Miller 1981, 311.

38 Einstein. On the Electrodynamics of Moving Bodies, 30 июня 1905 г., CPAE 2: 23. Изначально Эйнштейн использовал для обозначения постоянной скорости света букву V, а семь лет спустя стал использовать букву с, которая и используется теперь всеми.

39 Во втором параграфе статьи он формулирует постулат о скорости света более точно: “Каждый луч света в “покоящейся” системе координат движется с определенной скоростью V независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом”. Другими словами, в этом постулате утверждается, что скорость света остается той же самой независимо от того, с какой скоростью движется источник света. Многие писатели при формулировке постулата путают это утверждение с более сильным утверждением о том, что свет всегда движется с одинаковой скоростью в любой инерциальной системе координат независимо от того, как быстро движутся и в каком направлении (друг к другу или в противоположные стороны) источник и наблюдатель. Это утверждение тоже правильное, но оно вытекает из объединения принципа относительности и постулата о скорости света.

40 Einstein 1922c. Эйнштейн объясняет это в своей популярной книге 1916 г.: Relativity: The Special and General Theory, в параграфе 7 The Apparent Incompatibility of the Law of Propagation of Light with the Principle of Relativity (“Кажущаяся несовместимость закона распространения света с принципом относительности”).

41 Einstein 1916, параграф 7.

42 Einstein 1922c; Reiser, 68.

43 Einstein 1916, параграф 9.

44 Einstein 1922c; Heisenberg 1958, 114.

45 Sir Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1689); Einstein, The Methods of Theoretical Physics, лекция в Оксфорде, 10 июня 1933 г., в Einstein 1954, 273.

46 Folsing, 174–175.

47 Пуанкаре продолжал ссылаться на себя, утверждая, что он высказал эту идею в статье под названием The Measurement of Time. Артур И. Миллер заметил, что друг Эйнштейна Морис Соловин мог читать эту статью на французском и обсудить ее с Эйнштейном. Позднее Эйнштейн будет ее цитировать, и его анализ синхронизации часов напоминает ход мыслей Пуанкаре. Miller 2001, 201–202.

48 Folsing, 155: “Прохожие видели, как он жестикулировал, указывая друзьям и коллегам на одну из колоколен Берна, а затем – на колокольню в соседней деревушке Мури”. В книге Galison, 253 пересказывается та же история. Обе цитаты приводят в качестве источника книгу: Max Fltickiger, Einstein in Bern (1974), 95. Фактически Флюкигер просто цитирует коллегу, который рассказал, что Эйнштейн указывал на эти часы как на гипотетический пример, см. Alberto Martinez, Material History and Imaginary Clocks, Physics in Perspective 6 (2004): 229. Мартинес замечает, однако, что на самом деле интересно то, что часы на башне в Мури не были синхронизованы с часами в Берне, и Эйнштейн демонстрировал именно это, объясняя теорию друзьям.

49 Galison, 222, 248, 253; Dyson. Тезис Галисона основан на его собственном исследовании архива патентных заявок.

50 Norton 2006a, 3, 43: “При другом упрощенном подходе слишком большое внимание уделяется той части работы Эйнштейна, которая особенно восхищает нас сегодня, – гениальной идее использовать световые сигналы и часы, для того чтобы провести анализ концепции одновременности. При этом подходе придается слишком большое значение понятиям, которые им были только кратко сформулированы в конце, спустя годы после начала работы… Они не являются необходимыми для понимания специальной теории относительности или относительности одновременности”. См. также Alberto Martinez, Material History and Imaginary Clocks, Physics in Perspective 6 (2004): 224–240; Alberto Martinez, Railways and the Roots of Relativity, Physics World, ноябрь 2003 г.; Norton 2004. Полезно мнение Дайсона, благодаря которому изыскания и соображения Галисона получают дополнительное подтверждение (см. Dyson). См. также Miller, 2001.

51 Интервью с Эйнштейном, Bucky, 28; Einstein 1956, 12.

52 Moszkowski, 227.

53 Overbye, 135.

54 Miller 1984, 109, 114. Miller 1981, в которой в главе 3 автор объясняет влияние экспериментов Фарадея с вращающимися магнитами на специальную теорию относительности Эйнштейна.

55 Einstein. On the Electrodynamics of Moving Bodies, Annalen der Physik 17 (26 сентября 1905 г.). Существует множество легкодоступных изданий.

В интернете текст статьи выложен на сайте www.fourmiiab.ch/eJexJ5/ emstem/specrel/www/. Полезные комментарии к текстам Эйнштейна можно найти в книгах Stachel, 1998; Stephen Hawking, ed., Selections from the Principle of Relativity (2002); Richard Muller, ed., Centennial Edition of The Theory of Relativity (2005).

56 Einstein, малоизвестное дополнение к книге 1916 г.: Relativity, CPAE 6: 44a.

57 Einstein 1916.

58 Bernstein 2006, 71.

59 Этот пример четко описан в следующих книгах: Miller 1999, 82–83; Panek, 31–32.

60 Лекция Джеймса Хартла в Аспенском центре физики, 29 июня 2005 г.; British National Measurement Laboratory, отчет по экспериментам по растяжению времени, весна 2005 г., www.npl.co.uk/publications/metromma/ issue 18/

61 Письмо Эйнтейна Морису Соловину, без даты, см. также в Solovine, 33, 35.

62 Krauss, 35–47.

63 Seelig 1956a, 28. Полное математическое описание специальной теории относительности см. Taylor and Wheeler 1992.

64 Pais, 1982, 151, цитата из Hermann Minkowski, Space and Time, лекция в Университете Кельна 21 сентября 1908 г.

65 Clark, 159-60.

66 Thorne, 79. Это различие хорошо объяснил также и Миллер: Miller 2001, 200. Он пишет: “Ни Лоренц, ни Пуанкаре, ни любой другой физик не был готов приписать локальному времени Лоренца какой-либо физический смысл… Только Эйнштейн готов был выйти за рамки формальных понятий”. См. также: Miller 2001, 240: “Эйнштейн ввел это понятие, а Пуанкаре – нет. Его мысленный эксперимент позволил ему трансформировать математический формализм в новую теорию пространства и времени, в то время, как для Пуанкаре он был просто обобщением электронной теории Лоренца”. Миллер вернулся к этой теме и в другой книге: Scientific Creativity: A Comparative Study of Henri Poincare and Albert Einstein, Creativity Research Journal 5 (1992): 385.