Александр Унцикер - Особенности американского мышления. Закат физики в западной цивилизации

Хотя в летных экспериментах Отто Лилиенталя уже была проделана важная предварительная работа, первый полностью управляемый полет на самолете 74 74 Для этого необходимо регулировать три различных вращательных движения, которые также называются крен, тангаж, рысканье. был реализован братьями Райт в 1903 году 75 75 По этому поводу существует исторический спор, однако достоверных свидетельств в пользу противоположной точки зрения не хватает. . И это несмотря на то, что за несколько лет до этого светило физики лорд Кельвин утверждал, что тело с плотностью, превышающей плотность воздуха, никогда не сможет взлететь. Братья Райт, вероятно, никогда не слышали о Кельвине, и это было хорошо. Подобным образом французский математик Анри Пуанкаре «доказал», что радиосвязь с Америкой невозможна из-за кривизны Земли. Вскоре после этого ее реализовал Гульельмо Маркони из Болоньи, который в этом отношении, безусловно, обладал «американским» предпринимательским духом 76 76 Маркони извлек выгоду из отражения волн на ионосферу, о которой в то время еще не было известно. . Тем не менее тогда США все еще безнадежно отставали в плане фундаментальных исследований в области физики.

Альберт Эйнштейн, родившийся в 1879 году, как никто другой, олицетворяет европейскую научную культуру. Будучи по методам работы одиночкой, он исследовал всю область теоретической физики и даже первым поставил важные эксперименты 77 77 Например, в 1915 году был проведен эксперимент Эйнштейна – де Хааса, в котором измерялся угловой момент электронов. . Совершенно не интересуясь технологиями и их применением, он сосредоточился на фундаментальных вопросах природы и, благодаря своему особому таланту, проник в суть дела глубже, чем большинство других. Своей сильной стороной он считал интуицию – в гораздо большей степени, чем умение вычислять. Он практически «изобрел» мысленный эксперимент и следовал традиции выведения естественных законов из элементарных принципов.

Я доверяю интуиции.

Во время его работы в США практически не было теоретических исследований, но в Европе были вполне определенные технологические приложения. Например, отец Эйнштейна Херрманн руководил в Мюнхене компанией по установке электрического уличного освещения – высокотехнологичным предприятием того времени. Альберт, с другой стороны, был больше увлечен абстракцией. Мальчик-интроверт, которого с ранних лет очаровывала магнитная игла компаса, в возрасте двенадцати лет нашел доказательство теоремы Пифагора. Однако в гимназии, где царила прусская дисциплина, он не чувствовал себя как дома. Когда его родители переехали в Верхнюю Италию, он бросил школу в возрасте 15 лет и позже получил «Абитур» 78 78 Аттестат для поступления в вуз. в Ааргау, Швейцария. Примерно в это время он уже размышлял о том, что произойдет, если он будет двигаться со скоростью света вместе со световой волной.

Думать важнее, чем рассчитывать

В своих автобиографических мемуарах « Мое мировоззрение» Эйнштейн сообщает, что эти соображения уже легли в основу специальной теории относительности, которую он сформулировал в 1905 году, будучи клерком патентного бюро в Берне. Это интересно, потому что теория относительности часто ассоциируется со сложной математикой, которую Эйнштейн, конечно, еще не освоил в том юном возрасте. Хотя, вопреки легенде, в студенческие годы у него были отличные оценки. Позже также стало очевидно, что математические способности Эйнштейна хотя и были на высоком профессиональном уровне, не могли конкурировать, например, с математическими способностями Давида Гильберта или Эли Картана. Своим мастерством в дифференциальной геометрии, которое ему понадобилось для формулировки общей теории относительности, он также был обязан в первую очередь своему другу Марселю Гроссману. Интуиция Эйнштейна, с другой стороны, была непревзойденной в открытии фундаментальных, абстрактных принципов, составляющих самое ядро естественного закона. Он часто использовал свои мысленные эксперименты, которые не могли быть осуществлены из-за технических трудностей (некоторые были реализованы спустя десятилетия), но привели к решающим открытиям.

Предчувствие, многолетний поиск в темноте с его напряженной тоской, чередованием уверенности и усталости и окончательным прорывом к истине, которую знают только те, кто пережил ее сам.

Специальная теория относительности, изложенная в эссе 1905 года « Об электродинамике движущихся тел» (Zur Elektrodynamik bewegter Körper), нанесла удар по идеальному миру классической физики. Понятия пространства и времени, лежащие в основе всех теоретических рассуждений со времен Ньютона, вдруг оказались странным образом переплетенными. Это проявляется в так называемом замедлении времени, которое было экспериментально подтверждено: движущиеся часы идут медленнее. Также частью теории была формула E=mc 2, о которой в то время никто не знал, что она предскажет взрывы ядерного оружия. Решающая идея, которую Эйнштейн развил в своей работе 1905 года, не имела никакого отношения к расчетам: он признал, что согласно уравнениям Максвелла, волна, то есть свет, распространяется в пустом пространстве без какой-либо связи с источником излучения. Поэтому скорость света должна быть независимой от движения такого источника или наблюдателя. Все уравнения вытекают из этого единственного принципа.

У меня нет особых талантов, я просто ужасно любопытен.

Общая теория относительности, которую Эйнштейн завершил десять лет спустя, также была основана на простом мысленном эксперименте, так называемом принципе эквивалентности. Согласно этому, нет разницы, воспринимает ли человек в комнате на Земле ее притяжение или его толкают к земле с соответствующей силой, поскольку он находится в ускоренной системе в невесомом пространстве, например, в ракете во время фазы движения. Поскольку инерция материи перед лицом ускорения отвечает за последнюю силу, а гравитация – за первую, этот принцип также называют равенством инерционной и тяжелой массы.

Упрямые натурфилософы

Удивительно, что современная физика, несмотря на все культовое почитание Эйнштейна, так мало ориентирована на метод работы, с которым он был успешен. Сегодня десятки тысяч физиков занимаются чрезмерными расчетами, которые Эйнштейн не смог бы выполнить, но за более чем сто лет не было открыто ни одного принципа, сравнимого по важности с принципом эквивалентности Эйнштейна.

Эйнштейн также отличался замкнутым стилем работы; он часто настаивал на своих идеях в абсолютно самоуверенной, а иногда и упрямой манере. В своей собственной самоуничижительной скромности он сказал об этом так: