Б Кузнецов - Эйнштейн (Жизнь, Смерть, Бессмертие)

1 Helle Zeit, 50-51.

2 Ibid., 51.

В 1953 г. Эйнштейн на пресс-конференции, устроенной в связи с его 74-летием, говорил:

"Как только была завершена общая теория относительности, т.е. в 1916 г., появилась новая проблема, состоявшая в следующем. Общая теория относительности весьма естественно приводит к теории гравитационного поля, но не позволяет найти релятивистскую теорию для любого поля. С тех пор я стремился найти наиболее естественное релятивистское обобщение закона тяготения, надеясь, что обобщенный закон будет общей теорией поля. В течение последних лет мне удалось получить такое обобщение, выяснить формальную сторону проблемы, найти необходимые уравнения. Но математические трудности не позволяют получить из этих уравнений выводы, сопоставимые с наблюдением. Мало надежды, что это удастся до конца моих дней".

Эту характеристику своих результатов Эйнштейн повторял неоднократно вплоть до последнего дня жизни, когда он уже знал о близости смерти и был уверен, что теория останется незавершенной, ее математическая корректность не гарантирует физической однозначности.

347

Но Эйнштейн понимал, что дело не только в последующей математической разработке физической теории, в последующем преодолении математических трудностей и получении численных решений уравнений поля. Для Эйнштейна теория но имеет права называться физической, если она по включает физической идеи, допускающей сопоставление с наблюдениями.

Подобная идея была тесно связана с тем или иным отношением к теории микромира. Эйнштейн думал, что единая теория поля позволит вывести квантово-статистические закономерности микромира из нестатистических (управляющих не вероятностями, а самими фактами), более глубоких и общих закономерностей бытия. Тем самым были бы устранены и некоторые позитивистские тенденции в физике.

"Я работаю, - писал Эйнштейн Соловину в 1938 г., - со своими молодыми людьми над чрезвычайно интересной теорией, которая, надеюсь, поможет преодолеть современную мистику вероятности и отход от понятия реальности в физике..." [3]

В письме к Соловину через двенадцать лет Эйнштейн признает, что единая теория поля еще не может быть проверена, так как математические трудности не позволяют придать ей вид, допускающий однозначную оценку. Общие, философские и логические аргументы не убеждают физиков.

"Единая теория поля теперь уже закончена... Несмотря на весь затраченный труд, я не могу ее проверить каким-либо способом. Такое положение сохранится на долгие годы, тем более что физики не воспринимают логических и философских аргументов" [4].

3 Lettres a Solovine, 75.

4 Ibid., 107.

Неужели беспримерное напряжение всех сил гениального мыслителя, продолжавшееся почти тридцать лет, было бесплодным?

Попытке ответа на этот вопрос должно предшествовать изложение другой линии развития физики в тридцатые - пятидесятые годы.

348

Квантовая механика, созданная в 1924-1926 гг., была нерелятивистской теорией. В ней не учитывались процессы, предсказанные теорией относительности, например изменение массы электрона в зависимости от его скорости. В 1929 г. Дирак написал релятивистское волновое уравнение, которому подчинено движение электрона. В нем учитывались такие релятивистские поправки, как изменение массы электрона. Уравнение Дирака точнее описывало движение электрона, обладающего большой энергией, движущегося с очень большой скоростью. Но при этом у Дирака в его расчетах появились отрицательные значения энергии электрона. Этот физически неприемлемый вывод заставил Дирака предположить, что найденное им релятивистское волновое уравнение описывает не только поведение электрона, но и поведение другой частицы, которая отличается от электрона только зарядом - она имеет не отрицательный, как электрон, а положительный электрический заряд. Такая частица была экспериментально найдена и получила название позитрона.

Оказалось, что электрон и позитрон могут слиться и превратиться в два или три фотона. Со своей стороны, фотоны могут превращаться в электронно-позитронные пары. Понятие превращения частиц, их трансмутации, уничтожения одних и порождения других частиц было совершенно новым понятием для "классического идеала" в целом. Классическая наука сталкивалась с качественными превращениями вещества, но сводила такие превращения к перегруппировке атомов, т.е. к движению неуничтожаемых, не превращающихся в другие, тождественных себе атомов. Когда были обнаружены превращения элементов один в другой, это объясняли перегруппировкой составных частей атомов и атомных ядер, т.е. электронов, протонов и нейтронов. Но в случае трансмутации элементарных частиц за ними не стоят перегруппировки и вообще движения каких-то еще меньших субчастиц. В современной научной картине мира трансмутация рассматривается как процесс, который не сводится к перемещению, хотя, может быть, неотделим от перемещения.

Элементарные трансмутации как будто стоят вне тех процессов, которые описывает теория относительности. Здесь нет движения в механическом смысле, т.е. перемещения, смены положения в пространстве с течением времени. Следовательно, здесь теряют смысл, по крайней

349

мере на первый взгляд, понятия скорости частицы и другие понятия механики. Нет смысла говорить об относительности движения в смысле перемещения, если нет самою движения. С другой стороны, трансмутации элементарных частиц являются процессами, возможность которых вытекает из теории относительности. Когда электроны и позитроны превращаются в фотоны, исчезает масса покоя этих частиц. Фотон не обладает массой покоя. Превращение фотонов в электроны и позитроны означает возникновение массы покоя из массы движения. Это чрезвычайно общая и фундаментальная закономерность. При быстрых движениях тел, сопоставимых по скорости с распространением света, становится существенным возрастание массы частицы по сравнению с массой покоя. В случая превращения электронов и позитронов в фотоны масса покоя полностью переходит в массу движения. Такие эффекты следует назвать уже не релятивистскими, а ультрарелятивистскими.

Здесь мы подошли к очень существенному пункту - существенному для оценки творческого пути Эйнштейна во второй половине его жизни. Основной стержень творчества и жизни Эйнштейна - кристаллизация результатов творчества, выходящих за рамки личного. В автобиографических заметках, письмах и беседах Эйнштейна с друзьями тридцать - сорок лет, отданных единой теории поля и выступлениям против официальной квантовой механики, рисуются как очень значительный с этой точки зрения период. Эйнштейн считал его периодом, когда он приблизился к единой концепции, охватывающей все мироздание, к теории, более широкой, чем общая теория относительности. Для Эйнштейна идеи, занимавшие его почти целиком в тридцатые - пятидесятые годы, были итогом творческой жизни, обобщением всего, о чем он размышлял с юности.