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

Разумеется, это относилось и к Альберту Эйнштейну. Первый шаг в его карьере был коротким: он привел из патентного бюро в Берне в Цюрихский университет, где Эйнштейн стал адъюнкт-профессором. Его ровесник, венский физик Фридрих Адлер, тоже мог претендовать на ту же должность, и цюрихские социал-демократы, несомненно, поддержали бы его, но Адлер предпочел не подавать заявления, поскольку прекрасно понимал масштабы таланта Эйнштейна, с которым вместе учился.

Вскоре молодые физики подружились. У них были квартиры в одном доме, и они часто проводили вместе вечера. «У нас выработалось много параллелей» [86] 86 Письмо Фридриха Виктору Адлеру, 19 июня 1908 года. , как писал Адлер отцу. И в самом деле, сходство было даже пугающим: они практически одновременно женились, причем оба — на необычайно умных и способных студентках из Восточной Европы, у них были дети примерно одного возраста, которые часто играли вместе, они писали диссертации у одного и того же руководителя, который обоих доводил до бешенства, вели похожий богемный образ жизни и придерживались близких взглядов и в политике, и в науке.

Фридрих Адлер, этот Doppelgänger — темный двойник — Эйнштейна, имел все основания войти в Urkreis ; сходилось все — кроме того, что в те годы он жил не в Вене. Мало того, его отец Виктор Адлер, основатель Австрийской социал-демократической партии, настаивал, чтобы Фридрих поехал учиться за границу, поскольку опасался, что дома он отвлечется на политику. Юный Адлер, как и Эйнштейн, изучал математику и физику в Цюрихе и окончил Политехникум. После чего быстро завоевал признание как физик, однако его голова была забита идеями Маха. И подобно тому как Эрнст Мах отказывался верить в атомы, Фридрих Адлер скептически относился к недавно открытым электронам. Ведь эти новомодные гипотетические частицы еще меньше атомов, а значит, их даже труднее увидеть!

В 1911 году Эйнштейна переманили из Цюриха в Прагу — предложили должность штатного профессора теоретической физики в бывшем институте Эрнста Маха. На свое цюрихское место Эйнштейн предложил кандидатуру Адлера. Однако Адлер отказался, поскольку к тому времени переключился с физики на политику. Опасения его отца, увы, оправдались.

Фридрих Адлер вернулся в Вену и посвятил себя борьбе за социал-демократические идеи. Физику он отложил в долгий ящик, кисло отметив, что «мои идеи в этой области оказались недоступными для других физиков». Но вскоре его новые коллеги начали сетовать, пусть на первых порах и в шутку, что его мышление излишне математично и что он пал жертвой «логической чумы» [87] 87 Adler. 1918b. .

Эйнштейн тоже живо интересовался политикой, но в отличие от Адлера не мог отречься от первой любви — физики. Тем не менее, чтобы занять должность профессора в Австрии (в то время Прага находилась еще в Австрии), он должен был сообщить, какого он вероисповедания. Какое именно вероисповедание он укажет, было безразлично, но что-то нужно было написать — старый монарх Франц Иосиф настаивал на подобных вещах. Эйнштейн охотно подчинился и указал, что принадлежит к древнееврейской вере.

К этому времени он уже работал над радикальным обобщением теории относительности. Специальную теорию относительности потому и называют специальной, что она имеет ограничения — касается только наблюдателей, которые движутся равномерно друг относительно друга, — а общая теория относительности должна была быть гораздо шире и работать и для наблюдателей, которые движутся произвольно друг относительно друга. (Не все знают, что первую теорию относительности стали называть прилагательным «специальная» только после того, как была сформулирована общая теория: тем самым подчеркивалось, что первая теория «специальна», поскольку ограничивается существенно меньшим классом ситуаций.)

Обобщение с систем отсчета, движущихся равномерно друг относительно друга, на системы отсчета, движущиеся произвольно, означало, что Эйнштейн переключился на системы отсчета, которые движутся друг относительно друга с ускорением. С характерной для него сверхъестественной интуицией Эйнштейн предположил, что гравитация и ускорение каким-то образом глубоко взаимосвязаны. На эту мысль его натолкнула одна особенность ньютонова закона всемирного тяготения. Эту особенность мог заметить кто угодно после Ньютона — наблюдение Эйнштейна было поразительно простым, — но почему-то никто не обратил на него внимания. Фантастически значимая идея, которая была у всех под носом триста лет, но осталась незамеченной. А Эйнштейн нашел эту прекрасную ракушку, когда сидел в одиночестве на берегу моря, и подобрал ее.

Вот что он заметил: каждое тело подвергается воздействию силы тяжести, пропорциональной его массе, однако его сопротивление гравитационному тяготению (как и любому тяготению) тоже пропорционально его массе (таков смысл третьего закона движения Ньютона). Это совпадение, если его можно так назвать, означает, что эти эффекты уравновешивают друг друга. А следовательно, если разные тела подвержены воздействию одного и того же гравитационного поля, они должны двигаться по идентичным траекториям, независимо от массы.

Хорошо, а что все это значит? Эйнштейн со студенческой скамьи в Цюрихе помнил, что то же утверждение применимо к телам в ускоряющейся системе отсчета — то есть, например, к ящику, который падает в сторону Земли со скоростью, растущей с каждым мгновением. Как ни удивительно, если наблюдатель, запертый внутри этого ящика, который несется навстречу неведомому, будет смотреть исключительно на тела внутри ящика, он не сможет сказать, движется ящик или покоится в пустом пространстве, поскольку все предметы будут парить, как будто гравитация отсутствует и на них не действуют никакие силы (сегодня это явление прекрасно известно как «невесомость», и все мы видели его в фильмах об астронавтах на орбитальных космических станциях, но в те дни о нем, естественно, никто не слышал и не мог себе его представить — никто, кроме Эйнштейна).

А вот если тот же ящик утаскивает вверх волшебный ангел, который непрерывно ускоряется, то, с точки зрения наблюдателя, внутри предметы будут падать на пол, будто ящик стоит на земле. Короче говоря, картина внутри ящика, который несет ангел, поднимающийся в космос с ускорением, будет неотличимой от картины внутри ящика, который стоит на поверхности Земли (Луны, Венеры и пр.), подвергаясь ее притяжению.

Проделав эти два мысленных эксперимента на основании подмеченного совпадения, Эйнштейн пришел к важнейшему заключению: ускорение и гравитация глубоко аналогичны. А после этого он сделал отважный логический переход: они не просто аналогичны , а неотличимы друг от друга. Это озарение позволило провести неожиданную связь между двумя привычными явлениями, которые на первый взгляд не имеют между собой ничего общего. Эту радикально новую идею Эйнштейн назвал «принципом эквивалентности», а в дальнейшем вспоминал момент открытия как «самую радостную мысль в моей жизни».