Карл Зигмунд - Точное мышление в безумные времена. Венский кружок и крестовый поход за основаниями науки

Эйнштейн предположил, что непредсказуемые метания видимых частиц вызваны постоянными столкновениями с гораздо более мелкими частицами, из которых состоит окружающая жидкость, иначе говоря, столкновениями с невидимыми атомами или молекулами, существование которых в те годы еще было предметом жарких споров. Однако Эйнштейн проделал тщательные статистические расчеты на основании численных данных, полученных благодаря наблюдениям случайных движений видимых частиц, и сумел вывести и размер, и скорость их невидимых партнеров в танце. Этот остроумный результат стал последним гвоздем в крышку гроба антиатомистов, а картина атомов, которую нарисовал Эйнштейн, вскоре полностью подтвердилась в ходе экспериментов французского физика Жан-Батиста Перрена (1870–1942).

«Эйнштейн преобразил самые основы наших представлений о природе гораздо глубже Коперника… Проводником, указавшим нам путь к этим вершинам, стал Альберт Эйнштейн. Он провел поразительно остроумный анализ и тем самым очистил самые фундаментальные научные понятия от скрытых предубеждений, которые столетиями никто не замечал» Мориц Шлик

Хотя Мах пытался оказать жалкое сопротивление доводам Эйнштейна, его мировоззрение было обречено. С этого момента термин «атомная гипотеза» употребляли разве что историки науки.

Через год после того, как Эйнштейн опубликовал статью о броуновском движении, Людвиг Больцман свел счеты с жизнью. Больцман, как и Моисей, встретился с Создателем близ Земли обетованной, однако, увы, неясно, знал ли он, что его представления об атомах наконец нашли подтверждение. Мало того, по иронии судьбы бывший студент с факультета Больцмана, физик Мариан Смолуховский (1872–1917), уроженец Австрии, покинув Вену и заняв профессорскую должность во Львове, независимо получил те же результаты, что и Эйнштейн.

Очевидно, Больцман смирился с тем, что кое-кто всегда предпочтет говорить не «атомы существуют», а «соответствующие ментальные репрезентации формируют простую и практичную картину наблюдаемых явлений», даже если это означает примерно одно и то же.

В последние годы Больцман проводил больше времени в Философском обществе, а не на семинарах по физике. Он ощущал, что расцвет классической физики, его сферы интересов, остался, в сущности, позади. Электроны, рентген, а главное — темная лошадка под названием радиоактивность со дня на день сулили революцию. И это должна была быть в первую очередь революция Эйнштейна.

Альберт Эйнштейн был примерным ровесником молодых дарований из Urkreis . Он был серьезным, целеустремленным юношей, который в пятнадцать лет решил уйти из мюнхенской гимназии и отказался одновременно и от немецкого подданства, и от иудейского вероисповедания. Через год Эйнштейн, убежденный, что самостоятельно овладел всеми необходимыми знаниями, решил поступать в Цюрихский политехникум (ныне Федеральный технологический институт, Eidgenossische Technische Hochschule ), однако, к собственному удивлению, не выдержал вступительного экзамена на инженерное отделение. Это был удар для юного Альберта, однако молодой человек не пал духом и записался в выпускной класс средней школы в швейцарском городе Арау. На следующий год он сдал экзамен и был принят в Цюрихский политехникум, а в 1900 году окончил его с дипломом преподавателя.

Чтобы свести концы с концами, он начал давать частные уроки математики и физики, но особых успехов не добился. «Моим сыновьям нужен репетитор, а не Сократ», — раздраженно сказал один клиент и уволил его (по крайней мере так гласит легенда). Но в дальнейшем благодаря помощи друга Эйнштейн получил место помощника инспектора в патентном бюро в Берне — в табели о рангах его должность была самой скромной: технический эксперт третьего класса.

Именно в такой крайне неподходящей обстановке гений Эйнштейна вспыхнул, будто сверхновая. В 1905 году, одновременно с получением докторской степени, этот кудрявый служащий патентного бюро опубликовал подряд четыре поистине фундаментальные статьи и не только доказал, что атомы существуют, и сформулировал теорию относительности, но и выдвинул невероятно дерзкую гипотезу, что свет состоит из частиц, хотя представляет собой волну.

Статья о свете, упомянутая последней и опубликованная в марте annus mirabilis [80] 80 Чудесный год (лат.). Эйнштейна, на самом деле была первым плодом этого года, и в ней изложена гипотеза, которую сам Эйнштейн считал самой революционной среди своих идей. И она и правда была настолько революционной, что ее долго никто не принимал всерьез, даже обожатели Эйнштейна. И даже члены Urkreis , если уж на то пошло. Тем не менее следует рассказать о ней подробно, поскольку эта история противоречит всем теориям, претендующим на стандартизацию методологии науки.

Статья Эйнштейна «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света», начинается с простой, но неочевидной аналогии между электромагнитным спектром так называемого абсолютно черного тела (пустой полости, содержащей только световые лучи, с постоянной температурой стенок) и распределением скорости молекул в подобном сосуде, наполненном идеальным газом (распределение Максвелла — Больцмана). Эта аналогия после нескольких страниц математических расчетов привела Эйнштейна к потрясающему выводу, что свет в каком-то непостижимом смысле состоит из частиц.

Эта гипотеза была значительно радикальнее более ранней гипотезы Макса Планка о существовании квантов энергии в излучении черного тела. Идея Планка, которая ограничивала способы вибрации материальных тел, была первой квантовой гипотезой в истории, и хотя она была неожиданной и ее сложно было примирить с прежними законами, никому не казалось, что она так уж грозит ниспровергнуть все стройное здание классической физики.

А предположить, что свет по природе состоит из частиц, было, несомненно, опасно. Благодаря великим уравнениям Джеймса Клерка Максвелла, опубликованным в середине шестидесятых годов девятнадцатого века, и великим экспериментам Генриха Герца, проведенным примерно двадцать лет спустя (а также бесчисленному множеству других данных), всякий, кто что-то знал о свете, был убежден без тени сомнения, что свет — это волны; более того, это представление служило незыблемым столпом, на котором зиждилась основательная часть тогдашней физики. Поэтому, когда Эйнштейн предположил, что свет состоит из частиц, это был полный и радикальный подрыв практически всей классической физики. Такая ересь, бесспорно, угрожала целостности стройного здания.