Максим Гуреев - Альберт Эйнштейн. Теория всего

В 1938 году в издательстве Кембриджского университета вышла книга «Эволюция физики». В предисловии к изданию сообщалось: «Мы не писали учебника по физике. Здесь нет систематического изложения элементарных физических фактов и теорий. Мы скорее стремились широкими мазками обрисовать попытки человеческого разума найти связь между миром идей и миром явлений. Мы хотели указать на силы, которые вынуждают науку создавать идеи, соответствующие реальности нашего мира…

Когда мы писали книгу, мы вели длинные дискуссии о характере нашего идеального читателя и сильно беспокоились о нем. Мы восполняли отсутствие у него каких-либо конкретных сведений по физике и математике большим числом его достоинств. Мы считали его заинтересованным в физических и философских идеях и были вынуждены восхищаться тем терпением, с каким он пробивался через менее интересные и более трудные страницы.

Книга – это беседа между вами и нами. Вы можете найти ее скучной или интересной, утомительной или интригующей. Наша цель будет достигнута, если эти страницы дадут некоторое представление о вечной борьбе изобретательного человеческого разума за более полное понимание законов, управляющих физическими явлениями».

Альберт Эйнштейн и Леопольд Инфельд.

«Мы» в этой цитате – это Альберт Эйнштейн и польский физик-теоретик Леопольд Инфельд.

Мысль написать книгу не столько о физике, сколько о философии в физике, – заслуга Леопольда Инфельда. Он задумал ее в 1937 году. Не без волнения он поделился этим замыслом с Эйнштейном, который с радостью согласился принять участие в этом начинании со словами: «Эта мысль недурна. Совсем недурна! Мы сделаем это».

«Эйнштейн не захотел писать популярную книгу о теории относительности. Его привлек, а потом и захватил другой план – показать логику основных физических идей, последовательно входивших в научную картину мира. Именно физических, без математического аппарата. Историческое изложение физики неизбежно улавливает предварительные, чисто физические картины, которые сменяются формулами и расчетами при позднейшем строгом и систематическом изложении. В историческом аспекте явственно выступает романтика поисков и идейных столкновений».

Итак, «Эволюция физики» состояла из предисловия и четырех глав – «Расцвет механистического воззрения», «Упадок механистического воззрения», «Поле и относительность», «Кванты». По сути, эта книга стала своего рода творческим отчетом ученого не перед коллегами и научным сообществом, а перед обычным читателем, который не вполне осведомлен в тонкостях теоретический физики и высшей математики, но при этом любит науку (так, как он ее понимает), стремится к познанию мира и, наконец, неравнодушен к автору – Альберту Эйнштейну.

«Это драма, драма идей… Наша книга должна быть интересной, захватывающей для каждого, кто любит науку», – замечает Эйнштейн в своей записной книжке.

Но почему драма?

Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к самой книге.

Глава первая, «Расцвет механистического воззрения», начинается весьма неожиданно и даже парадоксально, но, впрочем, вполне в эйнштейновском стиле: «Со времени великолепных рассказов Артура Конан Дойла почти в каждой детективной новелле наступает такой момент, когда исследователь собрал все факты, в которых он нуждается, по крайней мере, для некоторой фазы решения своей проблемы. Эти факты часто кажутся чрезвычайно странными, непоследовательными и в целом несвязанными. Однако великий детектив заключает, что в данный момент ему не требуются никакие дальнейшие розыски и что только чистый разум приведет его к установлению связи между собранными фактами. Он играет на скрипке или, развалившись в кресле, с удовольствием покуривает трубку, как вдруг – о Юпитер! – эта связь найдена! У него на руках не только объяснения для всех обстоятельств дела, но он знает также, какие другие события должны были случиться. Так как теперь ему совершенно точно известно, где искать их, он может, если ему захочется, идти собирать новые подтверждения своей теории».

Шерлок оказывается Эйнштейном. Или наоборот! Прием, который не может не привлечь внимания читателя!

А меж тем герой «Эволюции физики» приступает к сбору научных фактов о мироздании. Задача не из простых, ведь исследователю предстоит погрузиться в хаос явлений, предметов, законов и вычленить из них самое главное, что впоследствии сложится в стройную и выверенную теорию. Конечно, на помощь приходит интуиция, которая сродни музыкальному слуху (вспомним умение играть на скрипке), способности безошибочно чувствовать, слышать и различать самые тонкие смысловые (музыкальные) оттенки.

Основополагающей проблемой, над которой уже на протяжении многих веков бьется человечество, Эйнштейн называет проблему движения и, как производную, – соотношение движущихся в пространстве тел. Подступив к этому вопросу, ученый приходит к выводу, что «до тех пор, пока мы имеем дело с прямолинейным движением, мы далеки от понимания движений, наблюдаемых в природе. Мы должны рассмотреть криволинейные движения. Наш следующий шаг – определить законы, управляющие такими движениями. Это нелегкая задача».

По мысли Эйнштейна, «определение законов», поиск и нахождение своего рода констант абсолютно не освобождает ученого-исследователя от попадания в самые неожиданные и непредсказуемые ситуации.

Читаем в книге: «У заново изучающих механику создается впечатление, что все в этой отрасли науки просто, основательно и сохраняется на все времена. Едва ли кто-нибудь подозревал о существовании новой важной руководящей идеи, которая никем не была замечена в течение трех столетий. Эта оставшаяся вне поля зрения идея связана с одним из фундаментальных понятий механики – с понятием массы».

Создается эффект «снежного кома»: чем больше узнаешь, тем перед большим количеством проблем оказываешься. Но подобное положение вещей не может не вдохновлять настоящего ученого, ведь чем больше фактов будет собрано в процессе исследования, тем глубже и многогранней будет сделанный им вывод.

Температура, теплота, энергия, вещество, электричество – список ключевых понятий, о которых мы даже не задумываемся в повседневной жизни, но из которых она (повседневная жизнь) складывается, вырастает. И каждому из них Альберт Эйнштейн дает детальное объяснение.