Маркус Чаун - Гравитация. Последнее искушение Эйнштейна

По аналогии с электромагнетизмом Эйнштейну нужно было создать такую теорию, в рамках которой масса была бы источником гравитационного поля, а уже это поле воздействовало бы на другие объекты, обладающие массой. Что самое важное, это поле должно было бы распространяться с определённой скоростью, которая вписывалась бы в космический лимит.

Однако создание теории гравитационного поля, совместимой со специальной теорией относительности, было ещё не самой сложной из задач Эйнштейна. Третья из его проблем была связана с тем, что источником притяжения в ньютоновской теории была масса. Но Эйнштейн уже выявил, что все формы энергии имеют эффективную массу и, следовательно, силу притяжения. Соответственно, конечным источником гравитации должна быть не масса, а энергия.

Эйнштейн почти наверняка осознавал эти недочёты специальной теории относительности после завершения своей статьи в 1905 году. Но решающей стадии его затруднения достигли в октябре 1907 года, когда немецкий физик Йоханнес Штарк предложил ему сделать краткий пересказ его теории для журнала The Yearbook of Radioactivity and Electronics .

В то время Эйнштейн всё ещё работал в патентном бюро, а 1 апреля 1906 года ему даже был присвоен ранг технического инспектора II класса. Трудясь над статьёй после работы, он управился с ней за два месяца и 1 декабря 1907 года передал её Штарку. В первых четырёх разделах приводились базовые идеи специальной теории относительности, а также объяснялось, что она значит для времени, места, массы и энергии. Пятая часть была озаглавлена «Принцип относительности и гравитация».

Пока другие физики изо всех сил пытались понять запутанные идеи специальной теории относительности, Эйнштейн уже понимал, что это только начало. В письме своему другу Конраду Хабихту в конце декабря он признавался, что работает над новой концепцией относительности, хотя пока у него ничего не выходит. [146] Конрад Хабихт был другом Эйнштейна с их студенческих лет в Цюрихе. Ещё одним их товарищем был Морис Соловин, и вся троица высокопарно называла себя «олимпийской академией». Они встречались в кафе и обсуждали идеи, почерпнутые из чтения научных и философских трудов и литературы.

Это были прозорливые слова. Эйнштейну потребуется ещё восемь лет, чтобы включить в свой принцип относительности гравитацию и создать общую теорию относительности. Возможно, это заняло бы у него ещё больше времени, если бы не озарение, которое посетило его, пока он смотрел в окно патентного бюро.

Bais S. Very Special Relativity. — Cambridge, MA: Harvard University Press, 2007.

Einstein A. Relativity: The Special and General Theory. — London: Folio Society, 2004.

Fölsing A. Albert Einstein. — London: Penguin, 1998.

Jaffe B. Michelson and the Speed of Light. — Garden City, NY: Anchor Books, 1960.

Overbye D. Einstein in Love: A Scientific Romance. — London: Viking, 2000.

Pais A. «Subtle is the Lord...»: The Science and the Life of Albert Einstein. — Oxford: Oxford University Press, 1983.

Падающий человек не чувствует собственного веса. Это осознание, посетившее Эйнштейна в 1907 году, стало краеугольным камнем, на котором он построил свою новую революционную теорию гравитации. К сожалению, как и в случае с его идеей о поимке луча света, мы не знаем точных обстоятельств, которые вызвали это осознание. Мы можем лишь предполагать. Нам известно, что в то время Эйнштейн жил и работал в швейцарской столице. Он писал: «Прорыв произошёл неожиданно, когда я сидел за столом в своём патентном бюро в Берне».

Я представляю себе Эйнштейна на рабочем месте читающим последнюю патентную заявку за день:

«47242

Allgemeine Elektricitätgesellschaft, Берлин

Nägeli & Co., Берн

Машина переменного тока».

Он вытирает кончик своей ручки о промокательную бумагу, а затем берёт свежий бланк Швейцарского федерального патентного бюро. Ему достаточно пары секунд, чтобы сформулировать, что он хочет сказать. Затем он быстро пишет: «Пункт 1. Патентная заявка оформлена неверно и неточно». [149] Einstein A. The Collected Papers of Albert Einstein / Volume 5 — The Swiss Years: Correspondence, 1902–1914. — Princeton: Princeton University Press, 1993. — 67. Swiss Patent Office Letter on the AEG Alternating Current Machine. — P. 80 ( https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol5-doc/130 ). За семь лет (с 1902 по 1909 год) Эйнштейн просмотрел около 2000 патентных заявок, но из всех его комментариев сохранился лишь этот. Швейцарская бюрократическая машина уничтожила остальные его экспертные заключения, несмотря на то что уже в 1905 году Эйнштейна стали считать звездой современной физики.

До пункта 2 он не доходит.

Крик пронизывает его тело, как удар электричества. Эйнштейн вскакивает на ноги и видит, как с черепичной крыши дома напротив срывается рабочий, в отчаянии размахивая руками и неизбежно набирая скорость. За секунду до того, как достичь края крыши и пролететь пять этажей навстречу своей смерти на мостовой улицы Герфенгасс, рабочий успевает схватиться за флагшток. Кажется, что он слишком слаб, чтобы удержать человека, но — чудо из чудес — он лишь гнётся, а не ломается.

Я представляю себе, как Эйнштейн наблюдает за этой драмой, происходящей на крыше бернского Управления почты и телеграфа. Только когда он убеждается, что коллеги оттащили работника от края и он в безопасности, Эйнштейн с облегчением возвращается за свой стол. Его сердце всё ещё сильно бьётся, и ему нужно время, чтобы сосредоточиться на патентной заявке № 47242.

Не слишком ли резко он отозвался о ней? Может быть, на него повлияли горькие воспоминания о том, как когда-то в Мюнхене его отец, владелец компании Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie, безуспешно пытался конкурировать с другими предприятиями своей отрасли, включая и AEG, за поставку энергии для освещения городского центра? Нет, он уверен, что дело не в месте, а лишь в объективности. Во втором пункте он аккуратно и более официальным языком описывает все недочёты, которые видит в патентной заявке № 47242. Затем он промакивает записи, откидывается на спинку кресла и с удовлетворением смотрит на пустой поддон для бумаг.

Его босс и спаситель Фридрих Халлер уехал по делам в Цюрих, а его сосед по офису и друг Йозеф Заутер, пользуясь отсутствием начальства, отправился в Беренграбен, чтобы забрать забытый там зонтик, а заодно купить подарок жене на их годовщину. Эйнштейн чувствует укол совести: он ни разу ещё не дарил Милеве подарков по такому поводу.