Книга: Эйнштейн Альберт «Эйнштейн о религии». Эйнштейн альберт книги


Эйнштейн Альберт, Книги читать онлайн, Cкачать бесплатно в формате fb2, txt, html, epub

Рейтинг: 6,17 Дата рождения: 14 марта 1879 
Пол: мужской Место рождения: Ульм, Королевство Вюртемберг, Германская империя 
  Дата смерти: 18 апреля 1955 (76 лет) 
  Место смерти: Принстон, Нью-Джерси, США 
Об авторе

Альберт Эйнштейн (нем.  Albert Einstein, МФА ['albt 'antan] (i)) — физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года, общественный деятель-гуманист. Жил в Германии (1879—1893, 1914—1933), Швейцарии (1893—1914) и США (1933—1955). Почётный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почётный член АН СССР (1926).

Эйнштейн — автор более 300 научных работ по физике, а также около 150 книг и статей в области истории и философии науки, публицистики и др. Он разработал несколько значительных физических теорий:

  • Специальная теория относительности (1905).
    • В её рамках — закон взаимосвязи массы и энергии: .
  • Общая теория относительности (1907—1916).
  • Квантовая теория фотоэффекта.
  • Квантовая теория теплоёмкости.
  • Квантовая статистика Бозе — Эйнштейна.
  • Статистическая теория броуновского движения, заложившая основы теории флуктуаций.
  • Теория индуцированного излучения.
  • Теория рассеяния света на термодинамических флуктуациях в среде.

Он также предсказал «квантовую телепортацию», предсказал и измерил гиромагнитный эффект Эйнштейна — де Хааза. С 1933 года работал над проблемами космологии и единой теории поля. Активно выступал против войны, против применения ядерного оружия, за гуманизм, уважение прав человека, взаимопонимание между народами.

Эйнштейну принадлежит решающая роль в популяризации и введении в научный оборот новых физических концепций и теорий. В первую очередь это относится к пересмотру понимания физической сущности пространства и времени и к построению новой теории гравитации взамен ньютоновской. Эйнштейн также, вместе с Планком, заложил основы квантовой теории. Эти концепции, многократно подтверждённые экспериментами, образуют фундамент современной физики.

detectivebooks.ru

Читать книгу Альберт Эйнштейн Сергей Иванов : онлайн чтение

Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]

Альберт Эйнштейн

Автор-составитель Сергей Иванов

© Текст, ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2015

КоЛибри®

Введение

Когда мы произносим имя Эйнштейна, сразу всплывают воспоминания о школьном курсе физики и два малопонятных слова – «теория относительности». А перед глазами встает портрет доброго, улыбающегося дедушки с копной седых волос. Но в чем на самом деле заключается феномен Альберта Эйнштейна? Каким образом он смог стать олицетворением гения человечества XX в.?

Журнал Time в течение многих лет проводил опрос читателей, чтобы узнать их мнение, кто из деятелей XX в. может быть назван символом ушедшего столетия. Был опубликован следующий список: Зигмунд Фрейд, Махатма Ганди, Уинстон Черчилль, Адольф Гитлер, Альберт Эйнштейн, Мао Цзэдун, Пабло Пикассо, Мерилин Монро, Че Гевара, Франклин Рузвельт, Мартин Лютер Кинг, мать Тереза, папа Иоанн Павел II, Маргарет Тэтчер, аятолла Рухолла Мусави Хомейни, Михаил Горбачев, Нельсон Мандела, Билл Гейтс, принцесса Диана. Большинство выбрало Эйнштейна.

Автор знаменитой формулы E = mc2еще в молодости обосновал теорию относительности, основы квантовой физики и атомного строения мира. В 1905-м «удивительном году» Эйнштейн опубликовал большинство своих научных трудов. Они-то и легли в основу всей физической науки XX в. Работы Эйнштейна перевернули науку и технологию человечества. А необыкновенная личность ученого в 1930–1940-е гг. часто вызывала ненависть. Физики, историки и философы до сих пор не закончили описание наследия, которое он оставил.

Когда Альберт Эйнштейн впервые встретился с Чарли Чаплином, он воскликнул: «Вы знамениты, потому что вас все понимают, а я знаменит, хотя меня никто не понимает». Невероятная известность Эйнштейна тем более удивительна, что большинство его работ предназначено узкому кругу специалистов – физиков-теоретиков. А может быть, он всем известен потому, что искал ответы на вопросы, которые задает себе любой житель планеты Земля: «Кто есть Бог?», «Зачем Он создал нас?», «Зачем существует мир?». Эйнштейн искал ответы как ученый, пытаясь проникнуть в тайны Вселенной с помощью квантовой физики.

Альберту Эйнштейну посвящены сотни биографий. Его творчество, жизнь и мысли подвергнуты самому тщательному анализу. В этой книге мы постараемся, не претендуя на оригинальность, просто рассказать о нем как о человеке.

Детство и учеба

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 г. в семье немецких евреев, в городе Ульме королевства Вюртемберг, сейчас это часть Германии. Старинный Ульм, история которого начинается с IX в., когда-то был наиболее передовым и процветающим из городов Швабского союза. В XVI в. Ульм, уже ставший большой крепостью, участвовал в борьбе протестантских князей против католической церкви и императорской власти. Во времена Наполеоновских войн город стяжал известность благодаря происшедшему здесь разгрому австрийской армии Макка. Так и вышло, что на этой земле сочетались мелкобуржуазные швабские традиции и национализм с высокомерием и нетерпимостью пруссаков, которые постепенно просачивались в Вюртемберг.

Отец Альберта, Герман Эйнштейн, был спокойным и уравновешенным человеком. Он имел определенные способности к математике и в свое время хотел поступить в университет, однако, чтобы содержать семью, занялся коммерцией. Его жена Паулина, урожденная Кох, прекрасная пианистка, привила детям любовь к музыке, которую они пронесли через всю жизнь. Альберт играл на скрипке, а его младшая сестра Майя (род. 18 ноября 1881 г.) – на фортепиано. В семье царила либеральная атмосфера, религиозные проблемы не обсуждались.

В 1880 г. родители Альберта переселились в Мюнхен. Герман и его брат Якоб открыли здесь электротехническую мастерскую. Когда Альберту исполнилось 5 лет, семья перебралась на жительство в Зендлинг – предместье Мюнхена. Здесь Эйнштейны построили дом и небольшую фабрику, где изготовлялись динамо-машины, дуговые фонари и измерительные приборы. На постройку ушли остатки приданого Паулины.

Интерес к технике у Альберта проявился в 4 года, когда он впервые увидел стрелку компаса: малыш смотрел на нее как завороженный. Позднее его дядя Якоб в занимательной форме рассказал ему о математике.

Несмотря на то что Альберт интересовался алгеброй и геометрией, его отчислили из лицея Луитпольд, где, как и во многих немецких учебных заведениях, царила атмосфера строгой дисциплины.

В 1894 г. в поисках лучшей доли Эйнштейны переехали из Германии в Италию. В 1894 г. Герман и Якоб основали электротехническую фабрику в Милане, но она не приносила доходов. Тогда братья переехали в Павию, но и здесь их преследовали неудачи. В 1895 г. 16-летний Альберт Эйнштейн, находившийся в то время в Швейцарии, решил присоединиться к своей семье в Павии. Осенью он сдал экзамены в Федеральное высшее политехническое училище, но, несмотря на великолепные отметки по математике и физике, не выдержал экзаменов по современным языкам и истории, в связи с чем поступил в старший класс кантональной школы в Аарау. Он поселился у одного из своих преподавателей, Йоста Винтелера. Сестра Майя вспоминала, что Альберт считал этот период своей жизни не только весьма продуктивным, но и одним из самых счастливых. В Аарау поощрялись интеллектуальная независимость и самостоятельная работа. Здесь Альберт впервые влюбился – в Марию Винтелер, дочку преподавателя.

Первые шаги в физике

В 1896 г. Эйнштейн закончил школу и был без экзаменов принят на педагогический (а по сути, физико-математический) факультет Цюрихского политехникума, где готовили преподавателей физики и математики. Здесь Альберт учился с октября 1896 г. по август 1900 г. Эйнштейн записался на курсы математики и физики и на некоторые специальные курсы по философии, истории, экономике и литературе.

В то время в Цюрихе было много учащейся молодежи со всей Европы, среди них попадались и эмигранты-революционеры, такие как Роза Люксембург, Бенито Муссолини, Владимир Ульянов (Ленин) и другие. Во время учебы в Политехникуме Эйнштейн обрел близких друзей, Марселя Гроссмана и Конрада Хабича, и встретил свою будущую жену, революционерку Милеву Марич. Университетский профессор физики, Генрих Фридрих Вебер, не понравился Эйнштейну, поэтому он изучал физику самостоятельно, вместе с друзьями. Напротив, профессора математики, Адольф Гурвич и Герман Минковский, признанные европейские ученые, пришлись Альберту по душе. Минковскому мы обязаны четырехмерным понятием пространства-времени. Правда, Эйнштейн не очень активно посещал его занятия, и Минковский считал его нерадивым. В своей «Творческой автобиографии» Эйнштейн писал:

«К тому времени, когда я в возрасте 17 лет поступил в Цюрихский политехникум в качестве студента по физике и математике, я уже был немного знаком и с теоретической физикой. Там у меня были прекрасные преподаватели (например, Гурвич, Минковский), так что, собственно говоря, я мог бы получить солидное математическое образование. Я же большую часть времени работал в физической лаборатории, увлеченный непосредственным соприкосновением с опытом. Остальное время я использовал для того, чтобы дома изучать труды Кирхгофа, Гельмгольца, Герца и т. д. Причиной того, что я до некоторой степени пренебрегал математикой, было не только преобладание естественно-научных интересов над интересами математическими, но и следующее своеобразное чувство. Я видел, что математика делится на множество специальных областей, и каждая из них может занять всю отпущенную нам короткую жизнь. И я увидел себя в положении буриданова осла, который не может решить, какую же ему взять охапку сена. Дело было, очевидно, в том, что моя интуиция в области математики была недостаточно сильна, чтобы уверенно отличить основное и важное от остальной учености, без которой еще можно обойтись. Кроме того, и интерес к исследованию природы, несомненно, был сильнее; мне как студенту не было еще ясно, что доступ к более глубоким принципиальным проблемам в физике требует тончайших математических методов. Это стало мне выясняться лишь постепенно, после многих лет самостоятельной научной работы. Конечно, и физика была разделена на специальные области, и каждая из них могла поглотить короткую трудовую жизнь, так и не удовлетворив жажды более глубокого познания. Огромное количество недостаточно увязанных эмпирически фактов действовало и здесь подавляюще. Но здесь я скоро научился выискивать то, что может повести в глубину и отбрасывать все остальное, все то, что перегружает ум и отвлекает от существенного. Тут была, однако, та загвоздка, что для экзамена нужно было напихивать в себя – хочешь не хочешь – всю эту премудрость. Такое принуждение настолько меня запугивало, что целый год после сдачи окончательного экзамена всякое размышление о научных проблемах было для меня отравлено» [3, с. 76].1   Здесь и далее см. список источников цитат в конце книги.

[Закрыть]

Студентка Цюрихского политехникума сербка греко-католического вероисповедания Милева Марич была эмигранткой из Австро-Венгрии. Очень серьезная, молчаливая студентка не отличалась ни живостью ума, ни внешностью. Тем не менее Милева стала одной из первых женщин, принятых в Цюрихский политехникум. Она изучала физику, и с Эйнштейном ее сблизил интерес к трудам великих ученых. Ее загадочная улыбка, нежное лицо, ум и страсть к математике привлекли Эйнштейна. Очень быстро увлечение наукой превратилось в любовную связь.

Через год она ушла из Политехникума, чтобы провести следующие семестры в Университете Гейдельберга. Там она занималась на курсе профессора Филиппа Ленарда, пытавшегося обосновать кинетическую теорию газов, весьма заинтересовавшую Милеву. Эта теория позднее стала отправной точкой в работах Эйнштейна по броуновскому движению. В феврале 1898 г. он написал Милеве письмо, в котором убеждал вернуться в Политехникум, высоко оценивая научный уровень преподавания.

Средства у Эйнштейна были весьма скудные. Дела отца не улучшались, и Альберт ежемесячно получал по 100 франков от богатых генуэзских родственников, из них 20 откладывал: он решил принять швейцарское подданство, а на это нужны были деньги.

В 1900 г. Эйнштейн сдал экзамены и получил диплом Цюрихского политехникума. Отметки у него (по 6-балльной системе) были следующие:

• теоретическая физика – 5;

• физический практикум – 5;

• теория функций – 5,5;

• астрономия – 5;

• дипломная работа – 4,5;

• общий балл – 4,91.

Однако, несмотря на великолепные оценки и все свои усилия, молодой выпускник в отличие от своих друзей не получил желаемую должность ассистента. Можно предположить, что профессор физики Вебер сыграл здесь не последнюю роль. Пришлось искать работу вне Политехникума. Немного – сущие гроши – Эйнштейн зарабатывал вычислительной работой для Цюрихской федеральной обсерватории. Остальное время он ходил по городу в поисках постоянной службы, которую надеялся найти уже в новом качестве – гражданина Швейцарии.

В феврале 1901 г., отдав все свои сбережения, ответив на вопросы о здоровье и нравах дедушки и заверив власти об отсутствии наклонностей к алкоголю, Эйнштейн получил швейцарское подданство. В швейцарскую армию нового гражданина не взяли, поскольку у него нашли плоскостопие и расширение вен.

Альберт продолжал поиски работы, но по-прежнему безуспешно. Что касается Милевы, то она провалилась на экзамене в 1900 г. и следующий год также не смогла завершить успешно. Возможно, помешала беременность, о которой она узнала накануне испытаний. Родители Альберта были крайне недовольны связью сына и сербской революционерки, которая не была еврейкой и к тому же хромала. Не такую спутницу жизни желали они своему ребенку. Родителям Эйнштейн заявил, что Милева стала его женой еще до официального вступления в брак, но Герман и Паулина были настолько шокированы этим известием, что разрешения на женитьбу сыну не дали.

Начало научной деятельности

В начале 1901 г. положение молодой семьи оставалось неопределенным. Отсутствие работы у Альберта не мешало им с женой страстно предаваться любимому занятию – физике. В это время Эйнштейн, ставший швейцарским гражданином, опубликовал первую статью – о явлении капиллярности. Несмотря на все трудности, о Швейцарии он всегда вспоминал как о «самом прекрасном уголке Земли». В свои 22 года он все свободное время посвящал исследованиям, впоследствии прославившим его.

В поисках работы он написал голландскому физику Хейке Камерлингу-Оннесу (тот первым сумел получить жидкий гелий и открыл явление сверхпроводимости) в Лейден, но не получил ответа. Между тем Милева вернулась к своим родителям в Сербию. Эйнштейн писал ей, что ему «пришла в голову идея о молекулярных связях». На этот же период приходится и начало его работы над теорией относительности. Электродинамика движущихся тел весьма занимала молодого ученого, но не только она. Он интересовался кинетической теорией газов и жидкостей, а также природой света.

Статья Филиппа Ленарда, вышедшая в 1901 г., о воздействии ультрафиолета на катодные лучи произвела на Альберта сильное впечатление. Эйнштейн с увлечением занялся теорией молекулярных сил, термоэлектричеством, физической и даже органической химией. Знания, полученные в Политехникуме, охватывали многие области науки. Он очень рано прочел труды Германа Гельмгольца, Густава Кирхгофа, Генриха Герца, Пауля Друде, Макса Планка, Хендрика Лоренца, Анри Пуанкаре, Людвига Больцмана, Эрнста Маха, Фридриха Оствальда. Из этих книг Эйнштейн узнал об актуальных проблемах физики, о различных взглядах ученых на одни и те же проблемы. Например, Больцман был убежденным атомистом и одним из первых авторов теории, основанной на атомарном строении материи. Мах и Оствальд – яростными противниками атомистики. Осмысливая все это, Эйнштейн имел возможность выработать свою точку зрения на физические явления и сформулировать собственные теории.

В январе 1902 г. Милева родила дочь Лизерль. Эйнштейн, находившийся в это время в Берне, писал жене: «Я уже так люблю ее, хотя пока еще не знаю!» Но… Альберт предложил в «связи с материальными трудностями» отдать младенца на удочерение в богатую бездетную семью родственников Милевы. Дальнейшая судьба девочки неизвестна. По одним сведениям, она оказалась в детском приюте, по другим – у опекунов. Большинство исследователей уверены, что она умерла в двухлетнем возрасте от скарлатины в семье своей матери. Даже сегодня, когда опубликовано множество архивных материалов, об этом ребенке никто не знает правды.

Финансовое положение оставалось напряженным, хотя постепенно у Альберта появилось несколько временных должностей в разных лицеях. В апреле 1902 г. он писал Гроссману: «Милый Марсель! Когда я вчера нашел твое письмо, оно меня тронуло верностью и человеколюбием, заставившими тебя не забыть старого неудачливого друга. Нелегко было бы найти лучших друзей, чем ты… Не стоит даже говорить, как был бы я счастлив, если бы мне удалось приобрести такой круг деятельности; я приложил бы все старания, чтобы с честью оправдать данные мне рекомендации. Уже три недели нахожусь у родителей, чтобы отсюда добиться места ассистента при каком-нибудь университете. Давно я бы добился места, если бы Вебер не интриговал против меня. Но, невзирая на это, не пропускаю ни одной возможности и не теряю юмора… Бог сотворил осла и дал ему толстую кожу. Сейчас у нас прелестнейшая весна, и весь мир глядит на тебя с такой счастливой улыбкой, что поневоле отбрасываешь всякую хандру. Кроме того, музыкальные встречи оберегают меня от скисания. В отношении науки – задумано несколько прекрасных идей, но их еще следует высиживать…» [4, с. 15].

Наконец благодаря отцу Марселя Гроссмана в июне 1902 г. Эйнштейн получил место технического эксперта 3-го класса в Патентном бюро города Берна. 6 января 1903 г., после смерти отца, он женился на Милеве. В Берне молодожены вели научный образ жизни, обсуждали проблемы философии и физики со своими друзьями – Мишелем Бессо и его женой, Морисом Соловиным и Конрадом Хабичем. Работа в патентном ведомстве не мешала Эйнштейну заниматься теоретической физикой. В 1904 г. Милева родила ему сына, которого назвали Гансом.

Удивительный год

Самый удивительный год в жизни Эйнштейна – 1905-й. Из шести опубликованных им статей четыре стали известны во всем мире. В начале года он написал другу Конраду Хабичу: «Я обещаю тебе четыре статьи, первая из которых весьма революционна» [4, с. 21]. Написанная в марте 1905 г., эта первая статья вышла 9 июня 1905 г. Она называлась «Эвристическая точка зрения, касающаяся генерации и трансформации света». В ней Эйнштейн впервые выдвинул теорию о квантовой природе энергии. Он сформулировал невероятное предположение, что и волны имеют квантовую структуру. Так родилась квантовая физика.

Эйнштейн был не первым, кто заговорил о квантах. За пять лет до него, в 1900 г., понятие кванта (или элемента) энергии ввел Макс Планк. Но для него это было всего лишь техническим приемом. Кванты энергии не рассматривались в его системе как физическая реальность, а использовались как некая «промежуточная» условность, помогающая теоретическим рассуждениям, но выпадающая из окончательного результата. О мелких частичках света говорил еще Ньютон, но и в начале XX в. физики не располагали никакими экспериментальными данными, позволяющими верить в их объективное существование. К тому же все оптические явления прекрасно описывались теорией электромагнитных волн, опирающейся на общие уравнения электромагнетизма Максвелла.

В начале 1905 г. Эйнштейн задался вопросом, не приходившим тогда в голову ни теоретикам, ни экспериментаторам: почему материя атомарна (т. е. дискретна), а свет непрерывен? Конфликт непрерывности и дискретности проступает особенно остро, если свет и атомы взаимодействуют, – когда, например, атомы излучают или поглощают свет. Эта ситуация, глубоко прочувствованная и продуманная Эйнштейном, подсказала ему новый неожиданный подход к физической природе света. Он сформулировал его так: когда луч света распространяется в пространстве от точки к точке, его энергия не распределяется непрерывно по возрастающему объему пространства; напротив, она состоит из конечного числа квантов энергии, каждый из которых движется как целое без дробления и затем поглощается (атомом) тоже целиком как некое неделимое целое.

Следующая статья – «Новый метод определения размеров молекул» – была готова в апреле и стала основой диссертации Альберта Эйнштейна. Третья статья посвящалась броуновскому движению, т. е. макроскопическому подтверждению существования атомов. Она была напечатана в журнале «Анналы физики»2   «Анналы физики» (Annalen der Physik – один из старейших немецких научных журналов, посвященный проблемам физики; издается с 1799 г. С конца XIX в. ежегодно выходили три выпуска журнала, примерно по 1000 страниц каждый. В настоящее время издаются 12 книг в год объемом около 800 страниц. Здесь и далее – Прим. ред.

[Закрыть] 11 мая и называлась «О движении малых частиц, взвешенных в стационарных жидкостях, требуемом молекулярно-кинетической теории теплоты». Эта статья была дополнена в декабре 1905 г., но опубликована только в 1906 г., с приложением о статистической теории броуновского движения.

Явление движения частиц взвеси (цветочной пыльцы и т. п.) в воде оставалось загадкой с 1820-х гг., когда оно было открыто ботаником Робертом Броуном (или, точнее, Брауном). Эйнштейн первым разгадал природу этого движения: случайные блуждания взвешенных частиц – проявление хаотического теплового движения молекул жидкости. Многократные случайные толчки молекул заставляют частицы перемещаться в беспрерывном неупорядоченном танце. При таком понимании частицы цветочной пыльцы служат «увеличительным стеклом», позволяющим взглянуть на мир движущихся атомов и молекул.

Главный результат теории Эйнштейна – статистический закон перемещения броуновской частицы: расстояние частицы от исходной точки пропорционально корню квадратному из времени, затраченного на перемещение. Этот закон случайных блужданий был выведен молодым ученым из кинетической теории газа (примененной к частицам взвеси) и гидродинамики (примененной к движению частиц в вязкой жидкости). В качестве множителя между смещением частицы и корнем квадратным из времени в этот закон входит комбинация размера взвешенных частиц, коэффициента вязкости жидкости и ее температуры (умноженной на постоянную Больцмана). Тем самым соотношение Эйнштейна устанавливало прямую связь между случайным смещением одной макроскопической частицы и хаотическим тепловым движением огромного множества микроскопических частиц жидкости. В 1908 г. это соотношение было проверено и полностью подтверждено в лабораторных опытах Жана Перрена в Сорбонне. Работы Эйнштейна по броуновскому движению завершили целую эпоху в физике – эпоху становления атомизма. Теорией Эйнштейна и опытами Перрена вопрос о реальности атомов был полностью и окончательно решен.

Четвертая статья, «К электродинамике движущихся тел», наиболее известна в научном сообществе, поскольку она специально посвящена теории относительности. Впервые в истории физической науки, восходящей к Галилею и Ньютону, фундаментальные основы физики ставились под сомнение. Теория Эйнштейна основывалась на двух постулатах: первый – принцип относительности, выдвинутый Галилеем, согласно которому все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Второй – гипотеза о постоянстве скорости света. Проблема в том, что соединение этих двух постулатов приходит в противоречие с классической механикой, применяемой в течение столетий.

Летом 1905 г. Эйнштейн писал Хабичу: «Принцип относительности, связанный с фундаментальными уравнениями Максвелла, приводит к тому, что масса тела есть мера содержания энергии в этом теле…» [4, с. 51]. Через три месяца Эйнштейн представил в «Анналы физики» пятую статью под названием «Зависит ли инерция тела от содержащейся в ней энергии?». В этой статье, ставшей фундаментальной для науки XX в., показано: если тело освобождает некоторое количество энергии E в форме света, его масса уменьшается по формуле E/c2: речь идет о соотношении между энергией покоя и массой тела. Формула E = mc2 – самая знаменитая формула прошлого века. Эйнштейн даже и представить себе не мог, что через 100 лет молодежь всего мира будет носить майки с его формулой, о ней будут снимать фильмы, ее станут использовать в рекламе.

В мае 1906 г. Эйнштейн возвратился к этой теме и опубликовал вторую статью о гравитации. Во вступительной части он фактически признал приоритет Пуанкаре: «Мы показали, что изменение энергии должно соответствовать эквивалентному изменению массы на величину, равную изменению энергии деленному на квадрат скорости света… Несмотря на то что простое формальное рассмотрение, которое должно быть приведено для доказательства этого утверждения, в основном содержится в работе А. Пуанкаре (1900 г.), мы из соображений наглядности не будем основываться на этой работе» [4, с. 52]. Заслуга Эйнштейна в том, что этот закон, первоначально выведенный лишь для лучистой энергии, он обосновал для всех форм энергии, и это дает полное основание называть знаменитое соотношение его именем.

Эйнштейн заканчивает статью рассуждением, что принцип сохранения массы – часть принципа закона сохранения энергии. Профессор Минковский, преподававший Эйнштейну математику в Политехникуме, обратил внимание на его статью и на одном из семинаров, к большому удивлению собравшихся, воскликнул: «Ах, этот Эйнштейн, всегда пропускавший лекции; я бы никогда не поверил, что он способен на такое!» Новое воззрение на пространство и время, сформулированное в работе Эйнштейна, требовало, по мнению Минковского, существенной доработки в смысле математического оформления. Своим студентам он говорил: «Эйнштейн излагает свою глубокую теорию с математической точки зрения неуклюже – я имею право так говорить, поскольку свое математическое образование он получал в Цюрихе у меня».

30 апреля 1905 г. Эйнштейн направил в Университет Цюриха текст докторской диссертации на тему «Новое определение размеров молекул». Рецензентами были профессора Кляйнер и Буркхард. 15 января 1906 г. он получил степень доктора наук по физике.

Можно предположить, что появление всех этих материалов вызовет настоящий взрыв в мире физики, но это не так. Позднее Майя Эйнштейн написала в воспоминаниях о брате: «Молодой ученый думал, что публикации в таком известном журнале немедленно привлекут всеобщее внимание. Он был весьма разочарован. Публикация его статей была встречена ледяным молчанием. В последующих номерах журнала не было никаких упоминаний. Профессиональное сообщество ограничилось ожиданием. Некоторое время спустя Эйнштейн получил письмо из Берлина от известного профессора Планка, который просил разъяснений некоторых неясных моментов. После длительного ожидания это было первое указание на то, что его статьи прочитали. Молодой ученый был бесконечно рад тому, что признание его работ получено от одного из самых известных физиков того времени» [4, с. 21].

Многие исследователи биографии Эйнштейна отмечают вклад его жены Милевы в научную деятельность мужа.

В 1907 г. Эйнштейн продолжил работу над принципом эквивалентности энергии и в новой статье написал: «По отношению к энергии масса m эквивалентна энергии mc2. Этот результат имеет исключительное значение…» Затем он задался вопросом, каким образом можно экспериментально доказать эту формулу. Он был абсолютно уверен, что доказательства можно получить только при помощи экспериментов с радиоактивностью. Молодой ученый писал о том, что предполагает в будущем открытие процессов радиоактивного распада, при котором исходная масса атома, преобразованная в различные виды излучений, окажется значительно большей того, что известно об этом атоме. Это было гениальное предвидение. Реакция атомного распада, открытая через 30 лет, полностью подтвердила предположения Эйнштейна.

iknigi.net

Эйнштейн Альберт. Эйнштейн о религии

Эйнштейн Альберт

Эйнштейн (Einstein) Альберт (14.3.1879, Ульм, Германия, ‒ 18.4.1955, Принстон, США), физик, создатель относительности теории и один из создателей квантовой теории и статистической физики. С 14 лет вместе с семьей жил в Швейцарии. По окончании Цюрихского политехникума (1900) работал учителем сначала в Винтертуре, затем в Шафхаузене. В 1902 получил место эксперта в федеральном патентном бюро в Берне, где работал до 1909. В эти годы Э. были созданы специальная теория относительности, выполнены исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения и др. Работы Э. получили известность, и в 1909 он был избран профессором Цюрихского университета, затем Немецкого университета в Праге (1911‒12). В 1912 возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Цюрихском политехникуме. В 1913 был избран членом Прусской и Баварской АН и в 1914 переехал в Берлин, где был директором физического института и проф. Берлинского университета. В берлинский период Э. завершил создание общей теории относительности, развил далее квантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретической физики Э. была присуждена Нобелевская премия (1921). В 1933 он был вынужден покинуть Германию, впоследствии в знак протеста против фашизма отказался от германского подданства, вышел из состава академии и переехал в Принстон (США), где стал членом Института высших исследований. В этот период Э. пытался разработать единую теорию поля и занимался вопросами космологии.

Работы по теории относительности. Главное научное достижение Э. ‒ теория относительности, которая по существу является общей теорией пространства, времени и тяготения. Господствовавшие до Э. представления о пространстве и времени были сформулированы И. Ньютоном в конце 17 в. и не вступали в явное противоречие с фактами, пока развитие физики не привело к появлению электродинамики и вообще к изучению движений со скоростями, близкими к скорости света. Уравнения электродинамики (Максвелла уравнения) оказались несовместимыми с уравнениями классической механики Ньютона. Противоречия особенно обострились после осуществления Майкельсона опыта, результаты которого не могли быть объяснены в рамках классической физики.

Специальная, или частная, теория относительности, предметом которой является описание физических явлений (и в том числе распространения света) в инерциальных системах отсчёта, была опубликована Э. в 1905 в почти завершенном виде. Одно из её основных положений ‒ полная равноправность всех инерциальных систем отсчёта ‒ делает бессодержательными понятия абсолютного пространства и абсолютного времени ньютоновской физики. Физический смысл сохраняют лишь те выводы, которые не зависят от скорости движения инерциальной системы отсчёта. На основе этих представлений Э. вывел новые законы движения, сводящиеся в случае малых скоростей к законам Ньютона, а также дал теорию оптических явлений в движущихся телах. Обращаясь к гипотезе эфира, он приходит к выводу, что описание электромагнитного поля не требует вообще какой-либо среды и что теория оказывается непротиворечивой, если помимо принципа относительности ввести и постулат о независимости скорости света от системы отсчёта. Глубокий анализ понятия одновременности и процессов измерения интервалов времени и длины (частично проведённый также А. Пуанкаре) показал физическую необходимость сформулированного постулата. В том же (1905) году Э. опубликовал статью, где показал, что масса тела m пропорциональна его энергии Е, и в следующем году вывел знаменитое соотношение Е = mc2 (с ‒ скорость света в вакууме). Большое значение для завершения построения специальной теории относительности имела работа Г. Минковского о четырёхмерном пространстве‒времени. Специальная теория относительности стала необходимым орудием физических исследований (например, в ядерной физике и физике элементарных частиц), её выводы получили полное экспериментальное подтверждение.

Специальная теория относительности оставляла в стороне явление тяготения. Вопрос о природе гравитации, а также об уравнениях гравитационного поля и законах его распространения не был в ней даже поставлен. Э. обратил внимание на фундаментальное значение пропорциональности гравитационной и инертной масс (принцип эквивалентности). Пытаясь согласовать этот принцип с инвариантностью четырёхмерного интервала, Э. пришёл к идее зависимости геометрии пространства ‒ времени от материи и после долгих поисков вывел в 1915‒16 уравнение гравитационного поля (уравнение Эйнштейна, см. Тяготение). Эта работа заложила основы общей теории относительности.

Э. сделал попытку применить своё уравнение к изучению глобальных свойств Вселенной. В работе 1917 он показал, что из принципа её однородности можно получить связь между плотностью материи и радиусом кривизны пространства ‒ времени. Ограничиваясь, однако, статической моделью Вселенной, он был вынужден ввести в уравнение отрицательное давление (космологическую постоянную), чтобы уравновесить силы притяжения. Верный подход к проблеме был найден А. А. Фридманом, который пришёл к идее расширяющейся Вселенной. Эти работы положили начало релятивистской космологии.

В 1916 Э. предсказал существование гравитационных волн, решив задачу о распространении гравитационного возмущения. Тем самым было завершено построение основ общей теории относительности.

Общая теория относительности объяснила (1915) аномальное поведение орбиты планеты Меркурий, которое оставалось непонятным в рамках ньютоновской механики, предсказала отклонение луча света в поле тяготения Солнца (обнаружено в 1919‒22) и смещение спектральных линий атомов, находящихся в поле тяготения (обнаружено в 1925). Экспериментальное подтверждение существования этих явлений стало блестящим подтверждением общей теории относительности.

Развитие общей теории относительности в трудах Э. и его сотрудников связано с попыткой построения единой теории поля, в которой электромагнитное поле должно быть органически соединено с метрикой пространства ‒ времени, как и поле тяготения. Эти попытки не привели к успеху, однако интерес к указанной проблеме возрос в связи с построением релятивистской квантовой теории поля.

Работы по квантовой теории. Э. принадлежит важная роль в разработке основ квантовой теории. Он ввёл представление о дискретной структуре поля излучения и на этой основе вывел законы фотоэффекта, а также объяснил люминесцентные и фотохимические закономерности. Идеи Э. о квантовой структуре света (опубликована в 1905) находились в кажущемся противоречии с волновой природой света, которое нашло разрешение только после создания квантовой механики.

Успешно развивая квантовую теорию, Э. в 1916 приходит к разделению процессов излучения на самопроизвольные (спонтанные) и вынужденные (индуцированные) и вводит Эйнштейна коэффициенты А и В, определяющие вероятности указанных процессов. Следствием рассуждений Э. оказался статистический вывод Планка закона излучения из условия равновесия между излучателями и излучением. Эта работа Э. лежит в основе современной квантовой электроники.

Применяя такое же статистическое рассмотрение уже не к излучению света, а к колебаниям кристаллической решётки, Э. создаёт теорию теплоёмкости твёрдых тел (1907, 1911). В 1909 он выводит формулу для флуктуации энергии в поле излучения. Эта работа явилась подтверждением его квантовой теория излучения и сыграла важную роль в становлении теории флуктуаций.

Первая работа Э. в области статистической физики появилась в 1902. В ней Э., не зная о трудах Дж. У. Гиббса, развивает свой вариант статистической физики, определяя вероятность состояния как среднее по времени. Такой взгляд на исходные положения статистической физики приводит Э. к разработке теории броуновского движения (опубл. в 1905), которая легла в основу теории флуктуаций.

В 1924, познакомившись со статьей Ш. Бозе по статистике световых квантов и оценив её значение, Э. опубликовал статью Бозе со своими примечаниями, в которых указал на непосредственное обобщение теории Бозе на идеальный газ. Вслед за этим появилась работа Э. по квантовой теории идеального газа; так возникла Бозе ‒ Эйнштейна статистика.

Разрабатывая теорию подвижности молекул (1905) и исследуя реальность токов Ампера, порождающих магнитные моменты, Э. пришёл к предсказанию и экспериментальному обнаружению совместно с нидерландским физиком В. де Хаазом эффекта изменения механического момента тела при его намагничивании (Эйнштейна ‒де Хааза эффект).

Научные труды Э. сыграли большую роль в развитии современной физики. Специальная теория относительности и квантовая теория излучения явились основой квантовой электродинамики, квантовой теории поля, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой электроники, релятивистской космологии и др. разделов физики и астрофизики.

Идеи Э. имеют огромное методологическое значение. Они изменили господствовавшие в физике со времён Ньютона механистические взгляды на пространство и время и привели к новой, материалистической картине мира, основанной на глубокой, органические связи этих понятий с материей и её движением, одним из проявлений этой связи оказалось тяготение. Идеи Э. стали основной составной частью современной теории динамической, непрерывно расширяющейся Вселенной, позволяющей объяснить необычайно широкий круг наблюдаемых явлений.

Открытия Э. были признаны учёными всего мира и создали ему международный авторитет. Э. очень волновали общественно-политическое события 20‒40-х гг., он решительно выступал против фашизма, войны, применения ядерного оружия. Он принял участие в антивоенной борьбе в начале 30-х гг. В 1940 Э. подписал письмо к президенту США, в котором указал на опасность появления ядерного оружия в фашистской Германии, что стимулировало организацию ядерных исследований в США.

Э. был членом многих научных обществ и академий мира, в том числе почётным членом АН СССР (1926).

Соч.: Собр. научных трудов, т. 1‒4, М., 1965‒67 (лит.).

Лит.: Эйнштейн и современная физика. Сб. памяти А. Эйнштейна, М., 1956; Зелиг К., Альберт Эйнштейн, пер. с нем., М., 1964; Кузнецов Б. Г., Эйнштейн. 3 изд., М., 1967.

Я. А. Смородинский.

Источник: Эйнштейн Альберт

dic.academic.ru

Читать книгу Альберт Эйнштейн Юлии Потерянко : онлайн чтение

Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]

Юлия ПотерянкоАльберт Эйнштейн

© Юлия Потерянко, 2017

© ООО «Яуза-каталог», 2017

© Агентство «IPIO», 2017

* * *

Все очень просто. Все люди считают, что это сделать невозможно. Но находится один смельчак, который с этим не согласен.

Альберт Эйнштейн о том, откуда берутся гении

Почти в каждом классе есть умник, который, кажется, знает все на свете. О чем этого человека ни спроси – ответ найдется. А если и не полноценный ответ, то хотя бы удачная догадка. Чаще всего такого человека называют «эйнштейном». Но что значит это слово? Откуда взялось такое странное прозвище?

На самом деле это – фамилия одного из самых умных людей в истории. Ученого, который перевернул представления об устройстве мира и возможностях человека. Его звали Альбертом Эйнштейном, и вот его необычайная история.

Глава первая,в которой маленький воробышек Берти то радует, то разочаровывает своих родителей

Вы думаете, все так просто? Да, все просто. Но совсем не так.

Эйнштейн о том, как все устроено

На юге Германии, на берегу голубого Дуная, стоит живописный городок Ульм. В самом его центре над сотнями оранжевых черепичных крыш величественно возвышается Ульмский собор, самый высокий в мире. Крышу собора украшает скульптура воробья. Эта маленькая птичка – символ древнего города.

Но известен Ульм не только своим собором. Именно в этом городе 14 марта 1879 года за полчаса до полудня родился мальчик, о котором вскоре узнает весь мир. Звали его Альберт Эйнштейн.

Древнее немецкое имя Альберт происходит от имени Адальберт и означает «благородный», «яркий», «блистательный». Альберт вовсе не был благородных кровей. Он родился в самой обычной немецкой семье еврейского происхождения. Его папу звали Герман Эйнштейн, и он зарабатывал на жизнь изготовлением матрацев и перин. Мама мальчика, Паулина, была из семьи торговца зерном. Но вот то, что этот маленький, похожий на воробышка с крыши собора мальчик станет необычайно ярким, блистательным ученым, его имя словно «угадало».

Впрочем, если бы мы перенеслись в то время и понаблюдали за Альбертом, когда ему было три или четыре года, мы ни за что не заподозрили бы в нем будущего гения. Ведь до трех лет Альберт не сказал ни слова! Соседи Эйнштейнов, слуги и даже его собственные родители иногда думали, что он немного не развит. Ведь даже младшая сестра Альберта, Майя, заговорила, не достигнув и года.

Альберт с самого раннего детства был странным ребенком. Возьмите любого мальчика, которому три или четыре года. Какие у него будут любимые занятия (если учесть, конечно, что на дворе конец XIX века и компьютеры с телевизорами еще не изобрели)? Бегать во дворе, искать в ручье лягушек, ловить муравьев, лазить по деревьям, а зимой – лепить снеговиков или целые снежные замки. Маленького Эйнштейна все эти замечательные занятия не интересовали. Больше всего он любил стоять возле пианино и слушать, как его мама играет Бетховена1   Людвиг ван Бетховен – знаменитый немецкий композитор (1770–1827), автор множества выдающихся музыкальных произведений, в том числе знаменитой симфонии № 9 и «Лунной сонаты». В 26 лет начал терять слух и к концу жизни был совершенно глухим, что не мешало ему создавать прекрасную музыку.

[Закрыть].

– Берти, иди погуляй, – говорила она ему.

А он продолжал молча стоять и слушать. Ему казалось, что на его глазах происходит чудо: мама ведь просто нажимает пальцами на клавиши, а из этого получается замечательная музыка. Возможно, ему хотелось разгадать загадку «волшебного» инструмента.

Соседи Эйнштейнов шутили, что из Альберта выйдет музыкант или часовщик. Именно эти профессии казались им самыми подходящими для немногословного и сосредоточенного человека. Но вскоре Альберт удивил их всех.

Случилось это, когда Эйнштейну-младшему исполнилось четыре или пять лет. Однажды папа решил показать ему компас. Потом ученый не раз рассказывал эту чудесную историю своим друзьям и биографам. Берти долго и внимательно смотрел на табло, по которому бегала стрелка, упорно показывая только в одном направлении. А затем малыш, которого до сих пор считали не слишком умным ребенком, вдруг спросил:

– Если эта стрелка движется, то выходит, что обязательно должно быть что-то, что ею движет?

Сегодня мы с вами можем сказать, что так Берти впервые проявил свой интерес к физике и устройству мира.

Родители мальчика невероятно обрадовались такому повороту дела. Они сразу же поверили в возможности Альберта (а как иначе, ведь родители всегда должны верить в своих детей). Мама и папа решили, не теряя времени, пригласить домой учительницу, чтобы та научила мальчика чтению и письму. Ведь с таким умом ему все должно даваться легко!

Но тут их ждало настоящее разочарование. Несмотря на всю любознательность и острый ум мальчика, наука давалась Альберту непросто. Когда учительница настаивала, чтобы ее ученик лучше старался, он в ответ злился, нервничал и даже кидал в нее игрушками. Герман и Паулина решили, что не стоит больше мучить ребенка, и отказались от частных уроков. Пусть их чудаковатый воробышек еще подрастет!

Вопросы:

Какой символ у древнего города Ульм, в котором родился Альберт?

Чем занимался Берти вместо того, чтобы играть, как все мальчишки?

Какое будущее мальчику пророчили окружающие?

Благодаря какому предмету родители поняли, что их сын не такой уж обычный, как кажется?

Глава вторая,в которой «безнадежный» ученик ни во что не вписывается

Счастливый человек слишком удовлетворен настоящим, чтобы слишком много думать о будущем.

Из школьного сочинения Эйнштейна

В первый класс Эйнштейн пошел в школу при церкви, содержащуюся на деньги города Мюнхена. Семья мальчика переехала сюда, когда ему был год. Школу он любил не больше, чем домашние уроки. То есть не любил вообще.

Тут от мальчика требовали дисциплины – игрушки уже не побросаешь. А еще Берти приходилось общаться с учителем прямо на глазах у одноклассников. Странно звучит, но вспомните, как трудно мальчику было начать говорить вообще! Так что несложно представить, каких усилий ему стоило заговорить с чужими людьми. Альберт постоянно робел и испытывал неловкость. Вот так разочарование!

Впрочем, выбора у Альберта не было. Пришлось начинать с простых односложных ответов вроде «да» или «нет», позднее добавлять к ним разные другие слова, учиться составлять предложения… Мальчик и опомниться не успел, как под конец первого класса уже довольно свободно общался с разными людьми. И кто теперь скажет, что школа – это так плохо и от нее один лишь вред?

Примерно в то же время мама, Паулина, решила: раз Альберт так любит слушать ее игру на пианино, то стоит его самого начать учить музыке. И вот маленький Эйнштейн стал брать уроки игры на скрипке. Тут и пригодились ему врожденные сосредоточенность и терпение, потому что каждый раз играть одни и те же гаммы – та еще скукота, которую надо пережить и перетерпеть перед тем, как ты начнешь играть настоящую красивую музыку. Эйнштейна же повторение гамм вовсе не тяготило. Более того, игра на скрипке позднее стала одним из его любимых видов развлечения. Он всю жизнь возвращался к занятиям музыкой и даже однажды дал самый настоящий концерт2   А. Эйнштейн дал благотворительный концерт в Принстоне (США) в 1934 году, когда ему было 55 лет. Он исполнял на скрипке произведения Моцарта. Все собранные средства были направлены эмигрировавшим из нацистской Германии ученым и деятелям культуры.

[Закрыть].

А вот с обычной школой у Альберта по-прежнему не складывалось. Выяснилось это, когда десятилетний мальчик пошел учиться в Мюнхенскую гимназию. Учителя заставляли гимназистов заучивать материал из учебника, не требуя его понимания. Альберту это совсем не нравилось. Он любил размышлять над прочитанным, делать выводы, приходить к собственному мнению.

Альберт не вписывался в школьную схему, и потому некоторые учителя считали его безнадежным учеником. Никого из наставников не интересовало, что 10-летний мальчик читает книжки, которые не каждому взрослому под силу, а математику любит и понимает глубже, чем его собственный учитель.

В школе Берти мог рассчитывать только на то, что его похвалят за выученные наизусть страницы. А вот поразмышлять о выученном, о новых книгах и открытиях мальчику было не с кем. Если бы не дядя Якоб – инженер и математик-любитель, – мальчик был бы и вовсе одинок.

Одной из самых любимых книжек детства у Эйнштейна был труд древнегреческого математика Евклида3   Евклид (еще говорят Эвклид) был древнегреческим математиком. О его жизни известно очень мало. Считается, что Евклид родился около 325 года до нашей эры. В зрелом возрасте ученый жил в Александрии (город в Египте). Всю свою жизнь Евклид посвятил математике. В труде «Начала» он не только описал свои открытия, но и свел воедино математические достижения своих предшественников. Аксиомы и теоремы из «Начал» до сих пор изучают в школах на уроках геометрии. Например, теорему Пифагора.

[Закрыть] «Начала». Это первая в истории книга по геометрии, написанная, шутка сказать, за 2200 лет до рождения Альберта. В ней записаны все основные геометрические законы и правила, которые изучают в школах до сих пор. Когда Берти читал эту книгу, то не мог удержаться от восторга: насколько точно и полно можно описать все вокруг с помощью записанных в ней формул и правил!

Оканчивал нелюбимую школу Альберт уже без родительского присмотра. Когда он был в предпоследнем классе, отец его разорился, и семья приняла решение уехать в Италию, чтобы начать жизнь заново. Мальчика оставили в Мюнхене у родственников, чтобы он спокойно завершил обучение.

Но доучиться Эйнштейну не дали. За год до окончания лицея он был отчислен по личному распоряжению директора. Оценки, хоть и не самые лучшие, позволяли ему получить аттестат зрелости, но руководству школы не нравилось то, что у мальчика были еврейские корни. С этим предубеждением будущий ученый столкнется еще не раз. А пока он с удовольствием покинул Германию, которая уже тогда начала готовиться к Первой мировой войне, и отправился к семье.

Вопросы:

На каком инструменте учился играть Альберт?

Нравился ли ему процесс обучения в гимназии? К чему в обучении стремился Берти?

Какая книга была самой любимой у Эйнштейна в детстве?

Почему наш герой не смог окончить школу?

Глава третья,в которой Альберт побеждает экзаменационного дракона и попадает в пещеру с сокровищами

Воображение важнее, чем знания. Знания ограниченны, тогда как воображение охватывает целый мир, стимулируя прогресс, порождая эволюцию.

Эйнштейн о том, как важно понимать то, что ты знаешь

Германия, где Альберту были так не рады, осталась позади. Но и в Италии юношу встречали с печальными новостями. Маленькая фабрика по производству и ремонту электротехнических приборов, которую открыли в Милане его отец и дядя, разорилась. Поэтому прямо во время долгожданной встречи на вокзале папа попросил юного Эйнштейна не тянуть с образованием. Ему предстояло стать специалистом, начать зарабатывать самостоятельно и помочь своим родным выбраться из нищеты.

Альберт был готов помогать, чем мог, но вот незадача: итальянский язык он знал совсем плохо. Юноша решил продолжить свою учебу в Швейцарии. По крайней мере здесь все прекрасно говорят на немецком, и не придется тратить время на то, чтобы заново учиться общаться на незнакомом языке (Берти, как мы помним, хватило и первого раза).

Выбор учебного заведения пал на знаменитый Политехникум4   Швейцарская высшая техническая школа Цюриха была основана в 1855 году. Цюрихский Политехникум считается самым престижным вузом Швейцарии.

[Закрыть] в Цюрихе. Это было высшее техническое училище, в стенах которого за всю его историю учились или преподавали, подумать только, целых 22 будущих лауреата Нобелевской премии! Поступать Эйнштейну пришлось как и большинству – через экзамены. Аттестат в Германии ему так и не выдали, поэтому стать студентом через прямое зачисление на один из факультетов он не мог.

«Я был своевольным, хотя и ничем не выделяющимся молодым человеком, самоучкой, набравшим (с большими пробелами) некоторых специальных познаний… С жаждой более глубоких знаний, но с недостаточными способностями к усвоению, и к тому же обладая неважной памятью, приступал я к нелегкому для меня делу учения. С чувством явной неуверенности в своих силах я шел на приемные испытания…» – так сам Эйнштейн описал позже свои впечатления от экзаменов в Политехникуме. Их он провалил. Подвело слабое знание языков и ботаники.

Но все оказалось не так плохо, как казалось на первый взгляд. Дело в том, что, решая экзаменационную задачу, Берти нашел блестящее и совершенно необычное решение! Решение, которое заставило профессоров обратить на Альберта внимание. Директор Политехникума лично пришел поговорить с талантливым абитуриентом. Именно от него Эйнштейн получил мудрый совет поступить в любую школу Швейцарии, чтобы получить наконец злополучный аттестат и на следующий год быть зачисленным в училище без всей этой мороки с экзаменами.

Эйнштейн совет с благодарностью принял и отправился в маленький живописный городок Арау на севере Швейцарии. Там он записался в местную школу. Учились здесь в основном такие же бедняки, как и сам Альберт. Будущему прославленному гению пришлось жить дома у одного из своих преподавателей – тот считал своим долгом помогать бедным, но способным ученикам. Зато никто тут не заставлял Альберта глупо заучивать учебники и ходить строем, а свободного времени оставалось столько, что он активно начал интересоваться физикой. Внимание Берти привлекли работы Джеймса Максвелла5   Джеймс Клерк Максвелл – выдающийся шотландский ученый (1831–1879), который создал теорию электромагнитного поля, разработал теорию света, теорию цветов и др. Автор принципа цветной фотографии.

[Закрыть] об электричестве и теории полей. Считается, что именно в это время, в Арау, Эйнштейн встал на путь к удивительным открытиям будущего, было положено начало его блестящей научной карьере.

Как бы там ни было, 3 октября 1896 года выпускнику Эйнштейну наконец вручили долгожданный аттестат. В документ каллиграфическим почерком были вписаны оценки, которые и не снились мальчику в период его обучения в мюнхенском лицее. По большей части пятерки и шестерки по шестибалльной шкале. Только языки снова подкачали – единственная тройка в аттестате Альберта красуется за знание французского. Что ж, гуманитарные дисциплины на всю жизнь останутся слабым местом великого ученого. К счастью, эта оценка не помешала талантливому абитуриенту в тот же месяц по прямому зачислению стать студентом педагогического факультета Политехникума и приступить к углубленному изучению любимых физики и математики.

Годы обучения в Политехникуме Эйнштейн позже вспоминал как одни из самых счастливых в своей жизни – он словно попал в пещеру с сокровищами. Еще бы – здесь ему наконец-то объясняли научные факты и открывали доступ к любым наукам, ценили нестандартное мышление и желание постигать мир глубже. Разозлившись за все пережитые неприятности на свою родину, Альберт принял решение отказаться от немецкого гражданства. Но и стать швейцарцем у бедного студента сразу не получилось – на это нужна была огромная сумма в тысячу швейцарских франков. Ее он скопит только через пять лет.

Впрочем, никого в Политехникуме не смущало, что студент Эйнштейн – апатрид (так называют людей без гражданства). Здесь его ценили за ум и талант. И именно в стенах цюрихского училища у Альберта случились три судьбоносные встречи – с любимым учителем, лучшим другом и первой любовью.

Учителем был выдающийся математик Герман Минковский6   Герман Минковский – немецкий математик (1864–1909). Он разработал геометрическую теорию чисел и предложил геометрическую четырехмерную модель теории относительности, которая показывала, что время и пространство не существуют отдельно друг от друга. «Отныне время само по себе и пространство само по себе становятся пустой фикцией, и только единение их сохраняет шанс на реальность», – заявил ученый.

[Закрыть]. Уже тогда Эйнштейн понимал, что посвятит свою жизнь физике, но Минковский все же долго пробовал увлечь Берти миром цифр и чисел. Он был одним из первых, кто поверил в великое научное будущее Альберта. Хоть и считал его нерадивым студентом за то, что тот не слишком регулярно посещал занятия по математике. Физику талантливый студент любил гораздо больше. Кстати, руководитель кафедры физики Политехникума, Генрих Вебер, Эйнштейна недолюбливал и позднее даже называл его научный успех ошибкой. Он просто слишком уважал классическую науку, чтобы поверить в новаторские теории своего студента.

Другом Эйнштейну стал Марсель Гроссман. Вот он как раз больше увлекался математикой, что очень помогло Альберту во время работы над знаменитой теорией относительности. Друг с радостью стал соавтором великого открытия.

А первую любовь Эйнштейна звали Милева Марич. Она приехала из Сербии, которая тогда входила в состав Австро-Венгрии. Милева была одной из первых девушек, принятых на обучение в Политехникум. В то время высшее образование все еще считалось мужским делом. Как и Альберт, Милева изучала физику. С этого и начался их роман.

Четыре года учебы пролетели быстро, и в августе 1900 года Эйнштейн получил диплом Политехникума с великолепным средним баллом 4,91 из шести.

Вопросы:

В какой стране наш герой решил продолжить обучение?

Какой совет дал Альберту директор Политехникума после того, как он провалил экзамены?

Как относился Эйнштейн к процессу обучения в Политехникуме? Нравился ли он ему?

Какие важные встречи произошли у него в те годы?

Глава четвертая,в которой Эйнштейн радует детей и возмущает взрослых

Вопрос, который ставит меня в тупик: «Сумасшедший я или все остальные?»

Эйнштейн о том, почему иногда ничего не получается

После выпуска из Политехникума талантливый молодой ученый Альберт Эйнштейн вновь оказался в затруднительном положении. Швейцарского паспорта у него по-прежнему не было, и устроиться учителем физики (а именно эту специальность он получил в училище) он не имел права. Не брали его и на другую работу.

Человек с менее веселым характером, чем у Эйнштейна, наверное, в такой ситуации махнул бы на себя рукой. Но Альберт был не таким. Расстраиваться и бросать все он не любил. Поэтому рассудил так: да, нет работы, а раз нет работы, то и нет денег… Зато сколько свободного времени для занятий любимой наукой – физикой! Знал бы Эйнштейн, как скоро эти занятия принесут совершенно ошеломительные результаты…

Тем не менее деньги Эйнштейну были очень нужны. Хотя бы для того, чтобы наконец заплатить пошлину и получить гражданство Швейцарии (да, он все еще жил без паспорта и гражданства). А еще Альберт всерьез задумал жениться на своей подруге Милеве Марич, а свадьба – тоже дело весьма затратное. А тут даже на еду каждый день не хватает.

Целых два года молодой специалист перебивался случайными заработками, потому что на настоящую работу его не брали. Профессора из Политехникума, даже Герман Минковский, не нанимали Эйнштейна себе в ассистенты, а в школах для него находилось разве что место преподавателя на замену или репетитора.

Объясняли это по-разному. Кто-то говорил, что перспективный парень – иностранец (подразумевали, конечно же, еврей – людей этой национальности в Европе все так же за что-то недолюбливали), кого-то не устраивал внешний вид Альберта, его забавные костюмы и курчавая прическа, кому-то он казался слишком молодым. Поговаривали также, что невзлюбивший своего студента Вебер делал все возможное, чтобы Эйнштейна никуда не взяли.

Как бы там ни было, а зарабатывал Эйнштейн от случая к случаю и очень небольшие суммы. Их не хватало не то что на содержание семьи – на собственное пропитание было мало.

Кстати, не любили Эйнштейна только взрослые. Дети, к которым он приходил с уроками, своего учителя просто обожали. Так что если бы директор какой-нибудь гимназии, принимая решение насчет Эйнштейна, спросил мнение учеников, то услышал бы дружное: «Да, брать!»

Ученикам нравилось в молодом учителе все – необычная внешность, привычка всегда улыбаться, безграничная любовь к своему предмету и талант преподносить, казалось бы, скучные цифры и функции легко, увлекательно и весело. Даже родители, которые приходили в школу забирать своих детей с уроков, удивлялись – из-за двери, за которой Эйнштейн рассказывал об алгебре или геометрии, то и дело раздавались взрывы хохота.

Все время, не занятое поиском работы или периодическими уроками, Альберт продолжал упорно штудировать физику. Так что уже в 1901 году он смог написать свою первую самостоятельную научную статью, которую взял напечатать серьезный журнал «Анналы физики». Гонорара, который Эйнштейну выплатили за эту работу, наконец хватило на то, чтобы оплатить все собеседования и пошлины для получения долгожданного швейцарского гражданства. Но, увы, документ все равно не принес долгожданной устроенности – на работу перспективного выпускника по-прежнему отказывались брать.

Отказались от него и в швейцарской армии. Когда Альберт, как и положено тогда было всем швейцарским гражданам мужского пола, получил повестку и явился на медосмотр, врачу пришлось признать, что к службе новобранец не пригоден. Долгие месяцы самого настоящего голода подорвали здоровье Эйнштейна. Болезнь печени, вызванная постоянным недоеданием, преследовала гения до конца жизни. Поэтому солдат из него бы точно не получился – слишком слабым он стал за это время.

Спасение от всех неприятностей Эйнштейн по-прежнему находил в физике – она была его главным развлечением и увлечением. Немного оторваться от непрерывных исследований ему пришлось в середине 1902 года. Студенческий друг Марсель Гроссман7   Марсель Гроссман – швейцарский математик. Родился в 1878 году в Будапеште. Изучал неевклидову геометрию – геометрию, законы которой отличаются от описанных Евклидом. Был соавтором ранних работ Эйнштейна по общей теории относительности. В честь ученого учреждена международная премия Марселя Гроссмана.

[Закрыть] больше не мог смотреть на мучения своего товарища и попросил отца помочь устроить его на работу. Так Эйнштейн попал в Бюро патентования изобретений в городе Берн. Тут он, кстати, проработал целых семь лет. Получал заявки на патенты разных электрических приборов, проверял их и давал заключение – настоящее изобретение пытаются запатентовать или нет. Параллельно с этим Альберт подтягивал знания в физике электричества. То есть наукой он занимался не только в свободное время, но и на работе. Да и возвращаясь домой, ученый продолжал свои изыскания.

Но в октябре 1902 года Эйнштейн получил грустное известие – заболел его отец. Ученый покинул Швейцарию и отправился к семье в Италию. С больным папой он успел провести всего несколько дней. Герман Эйнштейн умер, не оставив семье практически ничего.

Как уже повелось в судьбе Альберта, за печальным событием вскоре последовало радостное. Работа ладилась, у ученого появились личные сбережения, и в январе 1903 года он смог сыграть свадьбу с любимой Милевой. Прошло чуть более года – и, когда на дворе стоял цветущий май, у пары появился сын, которого назвали в честь отца Гансом-Альбертом.

Параллельно с личной жизнью у Эйнштейна пошла на лад и научная работа. Его стал нанимать научный журнал «Анналы физики». Вначале редакция просила ученого писать отзывы на чужие работы. Но Альберт очень быстро убедил свое новое начальство, что и сам может излагать научные теории не хуже своих коллег. В 1905 году на страницах журнала начали выходить собственные статьи молодого исследователя. Так наступил «Год чудес» физики.

Вопросы:

Как Альберт относился к своему затруднительному положению после окончания Политехникума?

Почему дети любили Эйнштейна?

Какое событие помогло ему заработать деньги, чтобы оплатить получение паспорта?

Куда великого физика устроил на работу отец студенческого друга Марселя Гроссмана?

iknigi.net

Читать книгу Альберт Эйнштейн. Теория всего Максима Гуреева : онлайн чтение

Текущая страница: 1 (всего у книги 19 страниц) [доступный отрывок для чтения: 13 страниц]

Максим ГуреевАльберт Эйнштейн. Теория всего

© М. А. Гуреев, 2017

© ООО «Издательство АСТ», 2017

* * *

Альберт Эйнштейн

(1879–1955)

Детство

Все с детства знают, что то и это невозможно. Но всегда находится невежда, который этого не знает. Он-то и делает открытие.

А. Эйнштейн

1879 году, 14 марта, в 11 часов 30 минут по местному времени в доме номер 135 по Банхофштрассе города Ульм, что в земле Баден-Вюртемберг, у подножья Швабских Альп, у Германа Эйнштейна и Паулины Эйнштейн (урожденной Кох) родился мальчик Альберт.

Мать новорожденного, Паулина Эйнштейн, увидев своего малолетнего сына, голова которого была вытянута и приплюснута, воскликнула: «О Боже, какого же уродца я произвела на свет!»

Конечно, сказались болезненные эмоции юной роженицы, но пройдут годы, и мать по-прежнему будет не вполне довольна своим сыном, даже тогда, когда он станет мировой величиной и гуру для многих поколений.

А пока – неизбежные переживания, связанные с маленьким Альбертом – достаточно замкнутым, недоверчивым и неестественно спокойным.

Майя Эйнштейн, младшая сестра Альберта, вспоминала, что ее брат получил у сверстников о многом говорящее прозвище «господин Зануда»: «Долго казалось, что Альберт вообще не научится говорить: семилетним мальчиком он все еще упорно повторял про себя короткие фразы, которым учили его взрослые, делая это не легко, не играючи, как другие дети».

Паулина Кох, мать Альберта Эйнштейна.

Многочисленные биографы Эйнштейна впоследствии будут до бесконечности муссировать факт своеобразной заторможенности развития будущего гения.

Приведем некоторые примеры.

«Он начал поздно говорить, и его родители беспокоились. Наконец, однажды, когда на стол подали ужин, он неожиданно нарушил молчание и сказал: “Суп слишком горячий”. Вздохнув от облегчения, родители спросили его, почему он до этого молчал. Альберт ответил: “Потому что до этих пор все было в порядке”».

Историк Отто Нойгебаутер о первых сказанных Альбертом словах и о причине их произнесения

«В обычном же состоянии он был неестественно спокоен, почти заторможен… Эта кажущаяся апатичность заставляла родителей беспокоиться о его душевном здоровье. Разговаривать он начал поздно и, пока ему не исполнилось семь лет, имел привычку негромко и медленно повторять каждую произнесенную им фразу… Причина была, по-видимому, не только в неумении, но и в нежелании общаться».

Биографы Эйнштейна Роджер Хайфилд и Пол Картер о детских годах Альберта

Впрочем, загадку своего нежелания или неготовности общаться с миром спустя годы раскрыл сам Альберт Эйнштейн. В частности, он писал:

«Слова, написанные или сказанные, кажется, не играют никакой роли в моем механизме мышления. Психические сущности, которые, кажется, служат элементами моего мышления, – это определенные знаки и более или менее четкие изображения, которые я могу волюнтаристски воспроизводить и комбинировать. Существует, конечно, определенная связь между этими элементами и соответствующими логическими понятиями. Ясно также, что желание прийти наконец к логически связанным понятиям является эмоциональной основой этой довольно смутной игры с вышеупомянутыми элементами… Они у меня носят визуальный характер, а некоторые – мышечный. Обычные слова или знаки я ищу потом, когда ассоциативная игра сыграна и может быть воспроизведена по моей воле».

Открытка с видом Ульма. Ок. 1900 г.

Летом 1880 года семья Эйнштейна переехала в Мюнхен, где отец будущего ученого Герман и его родной брат Якоб открыли электротехническую мастерскую.

Позже, когда Альберту было пять лет, братья перевели бизнес в Зендлинг – предместье Мюнхена, где построили небольшую фабрику по изготовлению динамомашин, дуговых фонарей и измерительных приборов «Якоб Эйнштейн и К˚».

На постройку ушли средства от приданого матери Альберта – Паулины. Следует заметить, что и впоследствии все коммерческие начинания братьев Эйнштейн (почти всегда неудачные) поддерживали богатые родственники Паулины.

Паулина (Полина) Кох происходила из семьи Юлиуса Дерцбахера (в 1842 году он сменил фамилию на Кох) и Йетты Бернхаймер. Это была весьма состоятельная еврейская семья, ведшая свой зерновой бизнес в Германии и Италии, а посему имевшая возможность помогать Эйнштейнам в их технических и торговых делах.

В 1881 году у Германа и Паулины родилась дочь Мария (Майя), соответственно, младшая сестра Альберта.

Вполне естественно, что основное время с детьми проводила мать. Это именно она, увлеченная игрой на фортепиано – особенно ею был любим Бетховен, – пристрастила сына к музыке. В течение семи лет мальчик старательно, но без воодушевления занимался на скрипке и, лишь достигнув зрелого возраста, осознал, каким прекрасным навыком он овладел.

«Больше всего я люблю музыку Баха, Моцарта и некоторых старых итальянских и английских композиторов; Бетховена значительно меньше и конечно же Шуберта… Восхищаюсь изобретательностью Вагнера, но отсутствие четкого архитектурного рисунка рассматриваю как декадентство… Штраус одарен, но в нем нет внутренней правдивости и он озабочен внешними эффектами».

Альберт Эйнштейн о своих музыкальных пристрастиях в 1939 году

Одна из самых ранних фотографий А. Эйнштейна – ему примерно 5 лет. Он запечатлен с младшей сестрой Майей.

Однако жизнь семьи Эйнштейн была не столь идиллична, как могло бы показаться на первый взгляд. По воспоминаниям Майи, мать была человеком жестким и авторитарным, была холодна и честолюбива, любила порядок и требовала полного подчинения. Последствия неподчинения порой бывали весьма плачевны для нарушителя раз и навсегда заведенного порядка вещей. Впрочем, что и понятно, юный Альберт научился обходить подобные домашние строгости.

«Когда мама спрашивает: “Почему такой бедлам в комнате?”, надо отвечать: “Только дурак нуждается в порядке – гений господствует над хаосом”». Эти слова Эйнштейна в полной мере объясняют его «мягкую силу», умение не согласиться, но сделать это изящно, без конфликта.

Это качество очень пригодится будущему ученому, когда он войдет во взаимодействие с коллегами, чиновниками, среди которых будет достаточное количество недоброжелателей, да и просто завистников.

Отдать маленького Альберта в местную еврейскую школу не получилось по финансовым соображениям (начальное образование в Германии было привязано к вероисповеданию), и потому Эйнштейн был принят в расположенную рядом с их мюнхенским домом католическую школу.

Впервые оказавшись в большом коллективе, Альберт замкнулся; ему претили традиционные забавы мальчишек его возраста – игры в войну, дружеские потасовки. Он всегда был в стороне, всячески избегая шумных компаний своих одноклассников и ровесников. Казалось, что существовал только один человек, с которым ему было интересно всегда, – это он сам.

А может быть, все дело было в страхе?

Биограф Альберта Эйнштейна Филипп Франк писал: «Эйнштейн испытывал страх перед близостью с другим человеком. Из-за этой своей черты он всегда был один».

Эти слова кажутся удивительными, ведь мы знаем, что с годами ученый окажется в самом центре коловращения человечества, а круг его друзей и знакомых будет огромен. Следовательно, Альберт или победил в себе эту мизантропию, или спрятал ее слишком далеко, научился не подавать вида, улыбаться, сохранять нейтралитет.

Открытки с видами Мюнхена. Ок. 1900 г.

«Его называли пай-мальчиком за болезненную любовь к правде и справедливости. То, что тогда окружающим казалось болезненным, представляется сейчас выражением исконного, неистребимого инстинкта. Кто знает Эйнштейна как человека и ученого, тому ясно, что эта детская болезнь была лишь предвестницей его несокрушимого морального здоровья».

Ученый и журналист А. Мошковский о школьных годах Эйнштейна

«Если бы Эйнштейн мог обозначить границы своего мира, то он оказался бы в нем самой важной персоной: запросы ближних его не заботили. Как и в период своей детской “религиозности”, побег в надличное, который он затевал, оказывался побегом в чисто личное».

Биографы Альберта Эйнштейна Роджер Хайфилд и Пол Картер о мироощущении Эйнштейна

Кстати, о «религиозности» юного Альберта. Долгие напряженные внутренние споры с самим собой приводили двенадцатилетнего Альберта к самым неожиданным и парадоксальным выводам. В школе преподавали католицизм, а в семье Эйнштейнов к религии были вообще равнодушны, и юный питомец мюнхенской школы скорее из чувства противоречия неожиданно увлекся иудаизмом, начал петь псалмы и штудировать Тору. Впрочем, это увлечение довольно быстро прошло, так как Альберт полностью и окончательно разочаровался во всяком виде и роде религиозной деятельности, найдя ее предсказуемой и однообразной.

Альберту Эйнштейну 14 лет. 1902 г.

«Будучи довольно скороспелым молодым человеком, я осознал ничтожность тех надежд и стремлений, которые гонят сквозь жизнь большинство людей… Скоро я увидел и жестокость этой гонки, которая <…> прикрывалась лицемерием и красивыми словами. Каждый был вынужден участвовать в этой гонке ради своего желудка. Участие это могло удовлетворить желудок, но не всего человека как мыслящего и чувствующего существа. Выход отсюда указывался прежде всего религией… Вполне ясно, что этот религиозный рай моей юности <…> был первой попыткой избавиться от уз «слишком человеческого», от существования, которое всецело подчинено надеждам, страхам и примитивным инстинктам… Чем больше я читал, тем больше изумлялся порядку, царившему во Вселенной, и беспорядку в человеческих умах, так как среди ученых были разногласия по поводу того, как, когда и почему все сотворено. И вот однажды студент принес мне Канта. Прочтя его, я начал сомневаться во всем, чему меня учили. Я стал верить не в библейского бога, а в таинственного Бога, который выражает себя в природе».

Альберт Эйнштейн о смысле своей веры

Экзистенциальные переживания гимназиста Эйнштейна все более и более удаляли его от метафизического и приближали к области точного арифметического знания, которое ему казалось всеобъемлющим, если не вселенским.

Огромное влияние в этом смысле на мальчика оказал его дядя Якоб Эйнштейн, который любил говорить: «Алгебра – это веселая наука. Когда мы не можем обнаружить животное, за которым охотимся, мы временно называем его икс и продолжаем охоту, пока не засунем его в сумку».

Слова, которые произвели на юного племянника сильнейшее впечатление.

Как известно, в младших классах Альберт своих родителей академической успеваемостью не радовал.

«Его математических талантов в то время еще не замечали; он не блистал даже по арифметике, то есть мог ошибиться в вычислениях и делал их не слишком быстро, хотя обладал логическими способностями и упорством».

Майя Эйнштейн о школьных успехах брата

Видимо, в те годы и сложился миф о том, что Альберт плохо учился в Луитпольдовской гимназии в Мюнхене, был невнимателен на уроках, рассеян, чем вызывал постоянные нарекания своих преподавателей.

Открытка с изображением Луитпольдовской гимназии, где учился А. Эйнштейн. 1898 г.

Но подобное утверждение твердо можно считать безосновательным. Так, мать Эйнштейна Паулина с гордостью вспоминала: «Вчера Альберту вручили табель – он снова лучший ученик в классе, и характеристику ему дали отличную».

Тут следует обратить внимание на слово «снова». Очевидно, что успехи мальчика носили стабильный характер и были неоднократно отмечены учителями.

Хотя взаимоотношения Альберта с преподавателями действительно складывались непросто.

«Из вас, Эйнштейн, никогда ничего путного не выйдет» – эти слова одного из гимназических педагогов, пожалуй, в полной мере объясняли все глубину пропасти между учеником и его учителями.

Муштра, полное отсутствие свободы, преподаватели, подражающие офицерам прусской армии, – все это не могло не вызывать у Эйнштейна активного не только внутреннего, но и внешнего противодействия. Хотя эта неприязнь была взаимной. Однажды учитель в сердцах признался, что был бы счастлив, если бы Альберт больше никогда не появится на его занятиях. «Но я же ничего не сделал!» – в отчаянии вскричал мальчик. «Это правда, но ты сидишь там, на задней парте, с такой улыбкой, что исчезает вся почтительная атмосфера, необходимая для урока».

Вспоминая о школьных и гимназических годах, Альберт Эйнштейн заметит: «Учителя в начальной школе казались мне сержантами, а в гимназии – лейтенантами».

Наверное, это и были ростки того конфликта, который со временем стал ключевым – категорическое неприятие ограниченности и скудоумия, несвободы и ксенофобии, которые в европейском обществе и науке (как следствие) рубежа веков расцветут пышным цветом.

Спустя годы уже известный ученый вспоминал, что его вход в науку был осенен двумя предметами – компасом, подаренным Альберту отцом на день рождения, и томом «Начал» Евклида.

История с компасом, впрочем, заслуживает особого комментария. С таинственным прибором, который подчинялся неведомым законам природы, мальчик не расставался никогда. Однажды Альберт увидел компас в руках сестры. Ни секунды не раздумывая, он схватил кегельный шар и запустил его в голову Майи, после чего забрал компас из руки окровавленной девочки и с чувством выполненного долга удалился в свою комнату. Интересно заметить, что впоследствии брат и сестра Эйнштейны были самыми близкими людьми в этой большой семье.

«В возрасте двенадцати лет я пережил еще одно чудо [первым чудом был компас] совсем другого рода: источником его была книжечка по Евклидовой геометрии на плоскости, которая попалась мне в руки в начале учебного года. Там были утверждения, например, о пересечении трех высот треугольника в одной точке, которые хотя и не были сами по себе очевидны, но могли быть доказаны с уверенностью, исключавшей как будто всякие сомнения. Эта ясность и уверенность произвела на меня неописуемое впечатление».

Альберт Эйнштейн о книге Евклида «Начала»

Завод семьи Эйнштейн в Италии.

В июне 1894 года Якоб и Герман Эйнштейны приняли решение закрыть фабрику в Зендлинге – дела шли все хуже и хуже – и перебраться в Милан, а точнее, в Павию, город, расположенный в Ломбардии, в тридцати пяти километрах к югу от Милана. Здесь семья поселилась на Виа Фосколо, 11. В Мюнхене остался только Альберт, чтобы завершить курс обучения в гимназии.

Это время, проведенное юным Эйнштейном в столице Баварии, можно назвать временем прощания с детством, с иллюзиями, с несбыточными надеждами и мечтаниями.

Окончить гимназию будущему великому ученому так и не удалось. Опережая своих соучеников по математике и физике, Эйнштейн абсолютно не выносил латынь и греческий, в преподавании которых в полной мере выражался казарменный дух гимназических властей. Своего отношения к учителям, что и понятно, заносчивый гимназист не скрывал. Конфликт разрешился категорическим предложением начальства покинуть учебное заведение за год до его окончания. Конечно, это был демарш, и Эйнштейн это понял.

Итак, юноша не стал заставлять просить себя дважды и в 1895 году выехал в Милан.

28 января 1896 года по собственной просьбе и с согласия родителей семнадцатилетний Альберт Эйнштейн был лишен гражданства Вюртемберга. Разумеется, это был ответный жест, своеобразный «привет» из северной Италии тем, кто остался у подножия Баварских Альп.

Ловец эфира

Поразительно забавна жизнь в духе Шопенгауэра, какую я здесь веду.

Альберт Эйнштейн

Швейцарская высшая техническая школа (Политехникум) в Цюрихе была основана в 1855 году и считалась одним из наиболее престижных высших учебных заведений не только Швейцарии, но и Европы. По совету отца и дяди Альберт Эйнштейн направился именно сюда, в Цюрих, где блестяще сдал математику, но провалил иностранные языки, ботанику и зоологию. Впрочем, этого следовало ожидать – отсутствие гимназического аттестата, ненависть к школьной муштре и несвободе, а также нежелание заниматься нелюбимыми предметами не могли не повлечь за собой столь печальных последствий.

Итак, осенью 1895 года Эйнштейн был вынужден сделать шаг назад, как ему казалось, а именно – поступить в последний класс кантональной школы в городке Арау на севере Швейцарии, который он окончил весной 1896 года. И уже без экзаменов он был зачислен в Политехникум на педагогический факультет.

Совершенно увлеченный наукой и плененный абсолютно демократичной системой преподавания в институте, Эйнштейн записался на следующие курсы:

• дифференциальные и интегральные уравнения

• начертательная геометрия

• аналитическая геометрия

• теория инвариантов

• теория определителей

• теория определенных интегралов

• теория линейных уравнений

• геометрическая теория чисел

• теория функций

• эллиптические функции

• дифференциальные уравнения в частных производных

• вариационное исчисление

• аналитическая механика

• общая механика

• применения аналитической механики

• физика

• электротехника

• физическая практика

• астрофизика

• астрономия

• теория научного мышления

• философия Канта

А также его заинтересовали курсы по ряду необязательных предметов:

• проектирование

• внешняя баллистика

• древняя история

• геология

• история Швейцарии

• экономика

• статистика

• страхование

• произведения и мировоззрение Гёте

Список впечатляет!

Дом в Арау, где жил Альберт Эйнштейн.

Казалось бы, искомое было обретено, среди предметов не было нелюбимых, только то, к чему лежала душа. Однако вскоре выяснилось, что склонность к свободомыслию, научному в том числе, никуда не подевалась, и даже более чем либеральная местная система образования вызвала у Эйнштейна массу нареканий. И как следствие – первый год обучения стал весьма непростым.

«Для экзамена нужно было впихивать в себя хочешь не хочешь всю премудрость. Такое принуждение настолько меня запугивало, что целый год после сдачи экзаменов размышление о науке было для меня отравлено. При этом я должен сказать, что мы в Швейцарии страдали от такого принуждения… значительно меньше, чем студенты во многих других местах. Было всего два экзамена, в остальном можно было делать более или менее что хочешь… Я скоро обнаружил, что должен довольствоваться ролью посредственного студента. Чтобы стать хорошим, надо было обладать способностью к концентрации всех сил на выполнении заданий и любви к порядку, который необходим для записывания лекций и их последующей проработки. Эти черты характера, как я с прискорбием убедился, были мне не присущи! В сущности, почти чудо, что современные методы обучения еще не совсем удушили святую любознательность, ибо это нежное растеньице требует, наряду с поощрением, прежде всего свободы – без нее оно неизбежно погибает».

Альберт Эйнштейн о своем обучении в Швейцарской высшей технической школе в Цюрихе

В группе Альберта Эйнштейна, состоявшей из пяти студентов, была лишь одна девушка – сербка Милева Марич. Она происходила из зажиточной семьи из городка Титель, расположенного недалеко от Нови-Сада.

Получив прекрасное образование в Королевской классической гимназии в Загребе, Милева также окончила женскую гимназию Цюриха, изучала медицину в Цюрихском университете и осенью 1896 года перешла в Политехникум.

«Она была достаточно способным человеком, но математическим дарованием не обладала… С тяжелым, замкнутым характером жить и учиться Милеве порой было нелегко. Знакомым она казалась несколько угрюмой, молчаливой, недоверчивой. Но те, кто знал ее ближе, уважали Милеву за чисто славянское гостеприимство, за скромность, с которой она слушала часто разгоравшиеся споры. Своей внешности она совсем не уделяла внимания, так как женское кокетство было ей совершенно чуждо. Милева страдала туберкулезом суставов, хромала, была неврастенична и очень ревнива. Все это порой обращало в мучение и ее жизнь, и жизнь ее близких».

Карл Зелиг, первый биограф Эйнштейна, о Милеве Марич

Знакомство Милевы с Эйнштейном довольно продолжительное время носило «профессиональный» характер. Они много разговаривали о математике, физике, обсуждали научные проблемы, спорили. В компаниях, в которых они появлялись вместе, в них видели только друзей, коллег и не более того. В те годы никто не мог и подумать, что эти два человека впоследствии свяжут свои судьбы, до такой степени они были не похожи друга на друга, и что этот союз опять же со временем обретет драматические очертания.

Новый круг общения, полная погруженность в учебную и научную деятельность, дружба с Милевой Марич все более и более отдаляли Эйнштейна от семьи, от матери и сестры, еще совсем недавно имевших на него большое влияние.

Вид на Политехникум до перестройки. 1880 г.

«Моя мать и сестра кажутся мне ограниченными, несмотря на привязанность, которую я к ним испытываю. Удивительно, жизнь меняет нашу душу во всем, до такой степени, что самые близкие родственные связи слабеют, превращаясь в обычную неприязнь. В глубине души мы уже не понимаем друг друга и не способны ни по-настоящему друг другу сопереживать, ни понять, какое чувство движет некогда близким человеком».

Альберт Эйнштейн о взаимоотношениях с родственниками

Вполне возможно, что это было своего рода бунтом молодого человека, который вырвался из-под опеки, почувствовал себя самостоятельным и вполне способным строить свою жизнь по своему усмотрению.

Со временем мы узнаем, что он глубоко заблуждался…

Впрочем, в этом юношеском максимализме не было ничего удивительного и противоестественного. Жизнь шла дальше, и Эйнштейн наполнял ее новыми увлечениями и интересами, одним из которых было строительство прибора для улавливания эфира как вещества или поля, заполняющего пространство, как своеобразной и загадочной среды для передачи и распространения электромагнитных и гравитационных сил. Известно, что эта мысль то преследовала молодого ученого, то оставляла его: он то энергично приступал к ее реализации, то решительно отказывался от задуманного.

И вновь, забегая вперед, заметим, тема эфира станет краеугольной в научной судьбе ученого, своего рода «яблоком раздора» между великими физиками и экспериментаторами. Например, в отношениях с сербским гением Николой Теслой.

«Я все более и более убеждаюсь в том, что электродинамика движущихся тел в том виде, в каком она существует сегодня, не соответствует действительности и что в будущем будет возможно представить ее в более простом виде. Введение понятия «эфир» в электрические теории привело к пониманию среды, о движении которой мы можем говорить только без приписывания этому понятию какого-либо физического смысла».

Альберт Эйнштейн о понятии «эфир» в письме Милеве Марич

Всякий раз девушка горячо отвечала своему другу на его научные письма, однако постепенно их отношения стали обретать иную окраску, а переписка носить более приватный характер.

Альберт Эйнштейн, вдохновленный чувством к Милеве, осенью 1900 года отлично сдает выпускные экзамены в Политехникуме и получает диплом.

Его отметки таковы:

Теоретическая физика – 5

Физический практикум – 5

Теория функций – 5

Астрономия – 5

Дипломная работа – 4,5

Общий балл – 4,91

Однако, невзирая на отличные показатели и репутацию талантливого студента, Эйнштейн не был оставлен в Политехникуме для продолжения научной работы. Это известие поразило Альберта Эйнштейна, он не понял причины такого демарша, ведь он был в числе лучших, если не лучший. Друзья же во всем винили его свободолюбивый и непростой характер.

Проблема поиска работы стала для молодого ученого первоочередной, и ее поиски шли без особых успехов, что не могло не вызвать у него депрессию.

«Меня глубоко удручает, что я, взрослый человек, вынужден сидеть сложа руки, не способный оказать хоть какую-нибудь помощь. Я стал обузой для семьи… Лучше бы мне вовсе не родиться на свет».

Альберт Эйнштейн сестре Майе о своем бедственном положении

Перечислим места временной работы, куда на короткий срок Эйнштейну удалось устроиться, а затем расстаться безо всякого сожаления:

Цюрихская федеральная обсерватория

техническая школа в Винтертуре

репетитор в частном пансионе в Шафгаузене-на-Рейне

Разумеется, отец – Герман Эйнштейн – предлагал сыну работу у себя на фирме, но тот отказался. То ли потому, что семейный бизнес был на грани банкротства и затея «не стоила свеч», то ли потому, что работать под началом собственного отца означало для Альберта Эйнтштейна полностью лишиться всякой самостоятельности и свободы, а эта мысль была для двадцатидвухлетнего молодого человека совершенно невыносимой.

13 апреля 1901 года Герман Эйнштейн (бывший при этом уже смертельно больным – сердце) написал письмо Вильгельму Освальду, заведующему кафедрой физической химии Лейпцигского университета, с просьбой помочь его сыну в трудоустройстве. В этом письме были такие слова: «Люди, мнению которых можно доверять, превозносят его талант, я же в любом случае могу заверить Вас, что он необычайно усерден и трудолюбив и чрезвычайно предан науке. Моего сына очень огорчает отсутствие работы, и с каждым днем им все более овладевает идея, что он неудачник… Кроме того, его угнетает мысль, что он живет за наш счет – ведь мы не очень обеспеченные люди».

Ответа, увы, не последовало.

Шли дни, месяцы, и ничего не менялось, но вдруг весной 1902 года из Милана пришло письмо от бывшего однокашника по цюрихскому Политехникуму Марселя Гроссмана.

Эйнштейн с волнением вскрыл конверт – это было приглашение на работу в Бернское патентное бюро.

Марсель Гроссман. 1909 г.

Марсель Гроссман родился в 1878 году в Будапеште, но в 1893 году его семья переехала в город Тальвиль в кантоне Цюрих. А через три года юноша поступил в цюрихский Политехникум, где и подружился с Альбертом Эйнштейном.

В отличие от своего товарища Марсель был предельно дисциплинирован и пунктуален – никаких прогулов лекций и «вольного» графика посещения семинаров, а также полная сосредоточенность на учебном процессе.

В 1902 году Гроссман защитил диссертацию в Цюрихском университете по начертательной геометрии, с 1907 года он занимал должность профессора математики в Политехникуме, а в 1911 году стал деканом местного физико-математического факультета.

Удивительно, но каким-то немыслимым образом «ловец эфира» Эйнштейн и строгий академист Марсель Гроссман нашли друг друга, вероятно ценя в своем товарище именно те черты характера, которых не было у каждого из них в отдельности.

«Милый Марсель! Когда я вчера нашел твое письмо, оно меня тронуло верностью и человеколюбием, заставившими тебя не забыть старого неудачливого друга. Нелегко было бы найти лучшего друга, чем ты… Не стоит даже говорить, как был бы я счастлив, если бы мне удалось приобрести такой круг деятельности; я приложил бы все старания, чтобы с честью оправдать данные мне рекомендации. Сейчас у нас прелестнейшая весна, и весь мир глядит на тебя с такой счастливой улыбкой, что поневоле отбрасываешь всякую хандру».

Из письма Альберта Эйнштейна Марселю Гроссману, весна 1902 года

Итак, Альберт Эйнштейн был принят в Бернское патентное бюро на должность технического эксперта третьего класса с жалованьем в 3500 франков в год. Деньги не чрезмерные, но при отсутствии всякого стабильного заработка вполне достойные.

В круг обязанностей молодого специалиста входило проверять и оценивать патентные заявки, улаживать отношения с изобретателями, оформлять авторские права. Отсутствие практического опыта с лихвой восполнялось рвением талантливого новичка доказать всем и себе в первую очередь, что он не неудачник, что он самостоятелен и не подведет своего друга и рекомендателя Марселя Гроссмана.

Вспоминая об этих временах, Эйнштейн напишет в 1936 году: «В каком-то смысле это спасло мне жизнь; я бы не умер, конечно, но зачах бы духовно».

Ощущение того, что долгожданные изменения в жизни все-таки произошли, не могло не подвигнуть его на переосмысление взаимоотношений с Милевой Марич.

«Скоро ты станешь моей счастливой маленькой женушкой, вот увидишь. Все наши трудности позади. Только сейчас, когда у меня с плеч свалился этот ужасный груз, я понимаю, как сильно я тебя люблю. Скоро я обниму мою Долли [так Эйнштейн называл Милеву] и представлю ее всему свету. Меня трясет, я прыгаю от радости, когда думаю об этом. Я даже больше рад за тебя, чем за себя. Вместе мы будем счастливейшими людьми на Земле».

Из письма Альберта Эйнштейна Милеве Марич

Однако не все разделяли эти восторги.

В частности, родители были категорически против этого союза. Узнав о намерении сына жениться на сербке, мать, Паулина Эйнштейн, с рыданием упала на кровать и накрыла голову подушкой.

Милева Марич и Альберт Эйнштейн.

Выслушав рассказ об этой душераздирающей сцене, Милева холодно сказала: «Кажется, будто эта сударыня решила во что бы то ни стало сделать невыносимой не только мою жизнь, но и жизнь собственного сына».

Против этого союза был и отец Эйнштейна, хотя на смертном одре он все же согласился на брак сына, однако кардинальных изменений в конфликт между родственниками это не внесло.

Разумеется, Эйнштейн не мог не переживать это драматическое несовпадение, но он имел свою точку зрения, которой придерживался, отстаивая свою свободу в семейной и личной жизни.

Сопротивление и давление со стороны матери меж тем нарастало. Порой Эйнштейн явственно ощущал ее холодный неподвижный взгляд на себе, выражающий неодобрение и возмущение. Он старательно пытался освободиться, у него многое получилось, но не все. Страх перед матерью навсегда останется в его сердце.

«Я прекрасно понимаю моих родителей. Они считают, что для мужчины жена – роскошь, которую он может позволить себе лишь после того, как добьется надежного материального положения. Но я весьма невысоко ценю подобные идеи об отношениях между мужчиной и женщиной, так как, следуя логике этого представления, жена отличается от проститутки только тем, что благодаря лучшим условиям жизни может добиться от мужчины пожизненного контракта. Такая точка зрения – естественное следствие преобладания разума над чувствами как в случае моих родителей, так и в случае большинства людей. Но нам повезло жить при счастливых обстоятельствах, которые позволяют нам гораздо шире наслаждаться жизнью».

Альберт Эйнштейн об отношении родителей к его предстоящей женитьбе

И все же свадьба состоялась 6 января 1903 года. Никто из родственников жениха и невесты на свадебную церемонию не явился.

После скромного ужина в кругу новых бернских друзей новобрачные отправились домой. Уже перед дверью квартиры, которая находилась по адресу Крамгассе, 49, выяснилось, что молодой супруг где-то потерял ключи.

Ситуация комичная и в то же время симптоматичная.

Для технического эксперта третьего класса, увлеченного идеей молекулярного притяжения (с замыслом поймать эфир Эйнштейн к тому времени окончательно, как ему представлялось, распрощался), обыденное по-прежнему казалось чем-то несущественным, не достойным концентрации умственных усилий, предназначенных для более возвышенных и даже великих целей.

iknigi.net

Эйнштейн Альберт. Эйнштейн о религии

Эйнштейн Альберт

Эйнштейн (Einstein) Альберт (14.3.1879, Ульм, Германия, ‒ 18.4.1955, Принстон, США), физик, создатель относительности теории и один из создателей квантовой теории и статистической физики. С 14 лет вместе с семьей жил в Швейцарии. По окончании Цюрихского политехникума (1900) работал учителем сначала в Винтертуре, затем в Шафхаузене. В 1902 получил место эксперта в федеральном патентном бюро в Берне, где работал до 1909. В эти годы Э. были созданы специальная теория относительности, выполнены исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения и др. Работы Э. получили известность, и в 1909 он был избран профессором Цюрихского университета, затем Немецкого университета в Праге (1911‒12). В 1912 возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Цюрихском политехникуме. В 1913 был избран членом Прусской и Баварской АН и в 1914 переехал в Берлин, где был директором физического института и проф. Берлинского университета. В берлинский период Э. завершил создание общей теории относительности, развил далее квантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретической физики Э. была присуждена Нобелевская премия (1921). В 1933 он был вынужден покинуть Германию, впоследствии в знак протеста против фашизма отказался от германского подданства, вышел из состава академии и переехал в Принстон (США), где стал членом Института высших исследований. В этот период Э. пытался разработать единую теорию поля и занимался вопросами космологии.

Работы по теории относительности. Главное научное достижение Э. ‒ теория относительности, которая по существу является общей теорией пространства, времени и тяготения. Господствовавшие до Э. представления о пространстве и времени были сформулированы И. Ньютоном в конце 17 в. и не вступали в явное противоречие с фактами, пока развитие физики не привело к появлению электродинамики и вообще к изучению движений со скоростями, близкими к скорости света. Уравнения электродинамики (Максвелла уравнения) оказались несовместимыми с уравнениями классической механики Ньютона. Противоречия особенно обострились после осуществления Майкельсона опыта, результаты которого не могли быть объяснены в рамках классической физики.

Специальная, или частная, теория относительности, предметом которой является описание физических явлений (и в том числе распространения света) в инерциальных системах отсчёта, была опубликована Э. в 1905 в почти завершенном виде. Одно из её основных положений ‒ полная равноправность всех инерциальных систем отсчёта ‒ делает бессодержательными понятия абсолютного пространства и абсолютного времени ньютоновской физики. Физический смысл сохраняют лишь те выводы, которые не зависят от скорости движения инерциальной системы отсчёта. На основе этих представлений Э. вывел новые законы движения, сводящиеся в случае малых скоростей к законам Ньютона, а также дал теорию оптических явлений в движущихся телах. Обращаясь к гипотезе эфира, он приходит к выводу, что описание электромагнитного поля не требует вообще какой-либо среды и что теория оказывается непротиворечивой, если помимо принципа относительности ввести и постулат о независимости скорости света от системы отсчёта. Глубокий анализ понятия одновременности и процессов измерения интервалов времени и длины (частично проведённый также А. Пуанкаре) показал физическую необходимость сформулированного постулата. В том же (1905) году Э. опубликовал статью, где показал, что масса тела m пропорциональна его энергии Е, и в следующем году вывел знаменитое соотношение Е = mc2 (с ‒ скорость света в вакууме). Большое значение для завершения построения специальной теории относительности имела работа Г. Минковского о четырёхмерном пространстве‒времени. Специальная теория относительности стала необходимым орудием физических исследований (например, в ядерной физике и физике элементарных частиц), её выводы получили полное экспериментальное подтверждение.

Специальная теория относительности оставляла в стороне явление тяготения. Вопрос о природе гравитации, а также об уравнениях гравитационного поля и законах его распространения не был в ней даже поставлен. Э. обратил внимание на фундаментальное значение пропорциональности гравитационной и инертной масс (принцип эквивалентности). Пытаясь согласовать этот принцип с инвариантностью четырёхмерного интервала, Э. пришёл к идее зависимости геометрии пространства ‒ времени от материи и после долгих поисков вывел в 1915‒16 уравнение гравитационного поля (уравнение Эйнштейна, см. Тяготение). Эта работа заложила основы общей теории относительности.

Э. сделал попытку применить своё уравнение к изучению глобальных свойств Вселенной. В работе 1917 он показал, что из принципа её однородности можно получить связь между плотностью материи и радиусом кривизны пространства ‒ времени. Ограничиваясь, однако, статической моделью Вселенной, он был вынужден ввести в уравнение отрицательное давление (космологическую постоянную), чтобы уравновесить силы притяжения. Верный подход к проблеме был найден А. А. Фридманом, который пришёл к идее расширяющейся Вселенной. Эти работы положили начало релятивистской космологии.

В 1916 Э. предсказал существование гравитационных волн, решив задачу о распространении гравитационного возмущения. Тем самым было завершено построение основ общей теории относительности.

Общая теория относительности объяснила (1915) аномальное поведение орбиты планеты Меркурий, которое оставалось непонятным в рамках ньютоновской механики, предсказала отклонение луча света в поле тяготения Солнца (обнаружено в 1919‒22) и смещение спектральных линий атомов, находящихся в поле тяготения (обнаружено в 1925). Экспериментальное подтверждение существования этих явлений стало блестящим подтверждением общей теории относительности.

Развитие общей теории относительности в трудах Э. и его сотрудников связано с попыткой построения единой теории поля, в которой электромагнитное поле должно быть органически соединено с метрикой пространства ‒ времени, как и поле тяготения. Эти попытки не привели к успеху, однако интерес к указанной проблеме возрос в связи с построением релятивистской квантовой теории поля.

Работы по квантовой теории. Э. принадлежит важная роль в разработке основ квантовой теории. Он ввёл представление о дискретной структуре поля излучения и на этой основе вывел законы фотоэффекта, а также объяснил люминесцентные и фотохимические закономерности. Идеи Э. о квантовой структуре света (опубликована в 1905) находились в кажущемся противоречии с волновой природой света, которое нашло разрешение только после создания квантовой механики.

Успешно развивая квантовую теорию, Э. в 1916 приходит к разделению процессов излучения на самопроизвольные (спонтанные) и вынужденные (индуцированные) и вводит Эйнштейна коэффициенты А и В, определяющие вероятности указанных процессов. Следствием рассуждений Э. оказался статистический вывод Планка закона излучения из условия равновесия между излучателями и излучением. Эта работа Э. лежит в основе современной квантовой электроники.

Применяя такое же статистическое рассмотрение уже не к излучению света, а к колебаниям кристаллической решётки, Э. создаёт теорию теплоёмкости твёрдых тел (1907, 1911). В 1909 он выводит формулу для флуктуации энергии в поле излучения. Эта работа явилась подтверждением его квантовой теория излучения и сыграла важную роль в становлении теории флуктуаций.

Первая работа Э. в области статистической физики появилась в 1902. В ней Э., не зная о трудах Дж. У. Гиббса, развивает свой вариант статистической физики, определяя вероятность состояния как среднее по времени. Такой взгляд на исходные положения статистической физики приводит Э. к разработке теории броуновского движения (опубл. в 1905), которая легла в основу теории флуктуаций.

В 1924, познакомившись со статьей Ш. Бозе по статистике световых квантов и оценив её значение, Э. опубликовал статью Бозе со своими примечаниями, в которых указал на непосредственное обобщение теории Бозе на идеальный газ. Вслед за этим появилась работа Э. по квантовой теории идеального газа; так возникла Бозе ‒ Эйнштейна статистика.

Разрабатывая теорию подвижности молекул (1905) и исследуя реальность токов Ампера, порождающих магнитные моменты, Э. пришёл к предсказанию и экспериментальному обнаружению совместно с нидерландским физиком В. де Хаазом эффекта изменения механического момента тела при его намагничивании (Эйнштейна ‒де Хааза эффект).

Научные труды Э. сыграли большую роль в развитии современной физики. Специальная теория относительности и квантовая теория излучения явились основой квантовой электродинамики, квантовой теории поля, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой электроники, релятивистской космологии и др. разделов физики и астрофизики.

Идеи Э. имеют огромное методологическое значение. Они изменили господствовавшие в физике со времён Ньютона механистические взгляды на пространство и время и привели к новой, материалистической картине мира, основанной на глубокой, органические связи этих понятий с материей и её движением, одним из проявлений этой связи оказалось тяготение. Идеи Э. стали основной составной частью современной теории динамической, непрерывно расширяющейся Вселенной, позволяющей объяснить необычайно широкий круг наблюдаемых явлений.

Открытия Э. были признаны учёными всего мира и создали ему международный авторитет. Э. очень волновали общественно-политическое события 20‒40-х гг., он решительно выступал против фашизма, войны, применения ядерного оружия. Он принял участие в антивоенной борьбе в начале 30-х гг. В 1940 Э. подписал письмо к президенту США, в котором указал на опасность появления ядерного оружия в фашистской Германии, что стимулировало организацию ядерных исследований в США.

Э. был членом многих научных обществ и академий мира, в том числе почётным членом АН СССР (1926).

Соч.: Собр. научных трудов, т. 1‒4, М., 1965‒67 (лит.).

Лит.: Эйнштейн и современная физика. Сб. памяти А. Эйнштейна, М., 1956; Зелиг К., Альберт Эйнштейн, пер. с нем., М., 1964; Кузнецов Б. Г., Эйнштейн. 3 изд., М., 1967.

Я. А. Смородинский.

Источник: Эйнштейн Альберт

dic.academic.ru

Эйнштейн Альберт. Мир, каким я его вижу

Эйнштейн Альберт

Эйнштейн (Einstein) Альберт (14.3.1879, Ульм, Германия, ‒ 18.4.1955, Принстон, США), физик, создатель относительности теории и один из создателей квантовой теории и статистической физики. С 14 лет вместе с семьей жил в Швейцарии. По окончании Цюрихского политехникума (1900) работал учителем сначала в Винтертуре, затем в Шафхаузене. В 1902 получил место эксперта в федеральном патентном бюро в Берне, где работал до 1909. В эти годы Э. были созданы специальная теория относительности, выполнены исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения и др. Работы Э. получили известность, и в 1909 он был избран профессором Цюрихского университета, затем Немецкого университета в Праге (1911‒12). В 1912 возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Цюрихском политехникуме. В 1913 был избран членом Прусской и Баварской АН и в 1914 переехал в Берлин, где был директором физического института и проф. Берлинского университета. В берлинский период Э. завершил создание общей теории относительности, развил далее квантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретической физики Э. была присуждена Нобелевская премия (1921). В 1933 он был вынужден покинуть Германию, впоследствии в знак протеста против фашизма отказался от германского подданства, вышел из состава академии и переехал в Принстон (США), где стал членом Института высших исследований. В этот период Э. пытался разработать единую теорию поля и занимался вопросами космологии.

Работы по теории относительности. Главное научное достижение Э. ‒ теория относительности, которая по существу является общей теорией пространства, времени и тяготения. Господствовавшие до Э. представления о пространстве и времени были сформулированы И. Ньютоном в конце 17 в. и не вступали в явное противоречие с фактами, пока развитие физики не привело к появлению электродинамики и вообще к изучению движений со скоростями, близкими к скорости света. Уравнения электродинамики (Максвелла уравнения) оказались несовместимыми с уравнениями классической механики Ньютона. Противоречия особенно обострились после осуществления Майкельсона опыта, результаты которого не могли быть объяснены в рамках классической физики.

Специальная, или частная, теория относительности, предметом которой является описание физических явлений (и в том числе распространения света) в инерциальных системах отсчёта, была опубликована Э. в 1905 в почти завершенном виде. Одно из её основных положений ‒ полная равноправность всех инерциальных систем отсчёта ‒ делает бессодержательными понятия абсолютного пространства и абсолютного времени ньютоновской физики. Физический смысл сохраняют лишь те выводы, которые не зависят от скорости движения инерциальной системы отсчёта. На основе этих представлений Э. вывел новые законы движения, сводящиеся в случае малых скоростей к законам Ньютона, а также дал теорию оптических явлений в движущихся телах. Обращаясь к гипотезе эфира, он приходит к выводу, что описание электромагнитного поля не требует вообще какой-либо среды и что теория оказывается непротиворечивой, если помимо принципа относительности ввести и постулат о независимости скорости света от системы отсчёта. Глубокий анализ понятия одновременности и процессов измерения интервалов времени и длины (частично проведённый также А. Пуанкаре) показал физическую необходимость сформулированного постулата. В том же (1905) году Э. опубликовал статью, где показал, что масса тела m пропорциональна его энергии Е, и в следующем году вывел знаменитое соотношение Е = mc2 (с ‒ скорость света в вакууме). Большое значение для завершения построения специальной теории относительности имела работа Г. Минковского о четырёхмерном пространстве‒времени. Специальная теория относительности стала необходимым орудием физических исследований (например, в ядерной физике и физике элементарных частиц), её выводы получили полное экспериментальное подтверждение.

Специальная теория относительности оставляла в стороне явление тяготения. Вопрос о природе гравитации, а также об уравнениях гравитационного поля и законах его распространения не был в ней даже поставлен. Э. обратил внимание на фундаментальное значение пропорциональности гравитационной и инертной масс (принцип эквивалентности). Пытаясь согласовать этот принцип с инвариантностью четырёхмерного интервала, Э. пришёл к идее зависимости геометрии пространства ‒ времени от материи и после долгих поисков вывел в 1915‒16 уравнение гравитационного поля (уравнение Эйнштейна, см. Тяготение). Эта работа заложила основы общей теории относительности.

Э. сделал попытку применить своё уравнение к изучению глобальных свойств Вселенной. В работе 1917 он показал, что из принципа её однородности можно получить связь между плотностью материи и радиусом кривизны пространства ‒ времени. Ограничиваясь, однако, статической моделью Вселенной, он был вынужден ввести в уравнение отрицательное давление (космологическую постоянную), чтобы уравновесить силы притяжения. Верный подход к проблеме был найден А. А. Фридманом, который пришёл к идее расширяющейся Вселенной. Эти работы положили начало релятивистской космологии.

В 1916 Э. предсказал существование гравитационных волн, решив задачу о распространении гравитационного возмущения. Тем самым было завершено построение основ общей теории относительности.

Общая теория относительности объяснила (1915) аномальное поведение орбиты планеты Меркурий, которое оставалось непонятным в рамках ньютоновской механики, предсказала отклонение луча света в поле тяготения Солнца (обнаружено в 1919‒22) и смещение спектральных линий атомов, находящихся в поле тяготения (обнаружено в 1925). Экспериментальное подтверждение существования этих явлений стало блестящим подтверждением общей теории относительности.

Развитие общей теории относительности в трудах Э. и его сотрудников связано с попыткой построения единой теории поля, в которой электромагнитное поле должно быть органически соединено с метрикой пространства ‒ времени, как и поле тяготения. Эти попытки не привели к успеху, однако интерес к указанной проблеме возрос в связи с построением релятивистской квантовой теории поля.

Работы по квантовой теории. Э. принадлежит важная роль в разработке основ квантовой теории. Он ввёл представление о дискретной структуре поля излучения и на этой основе вывел законы фотоэффекта, а также объяснил люминесцентные и фотохимические закономерности. Идеи Э. о квантовой структуре света (опубликована в 1905) находились в кажущемся противоречии с волновой природой света, которое нашло разрешение только после создания квантовой механики.

Успешно развивая квантовую теорию, Э. в 1916 приходит к разделению процессов излучения на самопроизвольные (спонтанные) и вынужденные (индуцированные) и вводит Эйнштейна коэффициенты А и В, определяющие вероятности указанных процессов. Следствием рассуждений Э. оказался статистический вывод Планка закона излучения из условия равновесия между излучателями и излучением. Эта работа Э. лежит в основе современной квантовой электроники.

Применяя такое же статистическое рассмотрение уже не к излучению света, а к колебаниям кристаллической решётки, Э. создаёт теорию теплоёмкости твёрдых тел (1907, 1911). В 1909 он выводит формулу для флуктуации энергии в поле излучения. Эта работа явилась подтверждением его квантовой теория излучения и сыграла важную роль в становлении теории флуктуаций.

Первая работа Э. в области статистической физики появилась в 1902. В ней Э., не зная о трудах Дж. У. Гиббса, развивает свой вариант статистической физики, определяя вероятность состояния как среднее по времени. Такой взгляд на исходные положения статистической физики приводит Э. к разработке теории броуновского движения (опубл. в 1905), которая легла в основу теории флуктуаций.

В 1924, познакомившись со статьей Ш. Бозе по статистике световых квантов и оценив её значение, Э. опубликовал статью Бозе со своими примечаниями, в которых указал на непосредственное обобщение теории Бозе на идеальный газ. Вслед за этим появилась работа Э. по квантовой теории идеального газа; так возникла Бозе ‒ Эйнштейна статистика.

Разрабатывая теорию подвижности молекул (1905) и исследуя реальность токов Ампера, порождающих магнитные моменты, Э. пришёл к предсказанию и экспериментальному обнаружению совместно с нидерландским физиком В. де Хаазом эффекта изменения механического момента тела при его намагничивании (Эйнштейна ‒де Хааза эффект).

Научные труды Э. сыграли большую роль в развитии современной физики. Специальная теория относительности и квантовая теория излучения явились основой квантовой электродинамики, квантовой теории поля, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой электроники, релятивистской космологии и др. разделов физики и астрофизики.

Идеи Э. имеют огромное методологическое значение. Они изменили господствовавшие в физике со времён Ньютона механистические взгляды на пространство и время и привели к новой, материалистической картине мира, основанной на глубокой, органические связи этих понятий с материей и её движением, одним из проявлений этой связи оказалось тяготение. Идеи Э. стали основной составной частью современной теории динамической, непрерывно расширяющейся Вселенной, позволяющей объяснить необычайно широкий круг наблюдаемых явлений.

Открытия Э. были признаны учёными всего мира и создали ему международный авторитет. Э. очень волновали общественно-политическое события 20‒40-х гг., он решительно выступал против фашизма, войны, применения ядерного оружия. Он принял участие в антивоенной борьбе в начале 30-х гг. В 1940 Э. подписал письмо к президенту США, в котором указал на опасность появления ядерного оружия в фашистской Германии, что стимулировало организацию ядерных исследований в США.

Э. был членом многих научных обществ и академий мира, в том числе почётным членом АН СССР (1926).

Соч.: Собр. научных трудов, т. 1‒4, М., 1965‒67 (лит.).

Лит.: Эйнштейн и современная физика. Сб. памяти А. Эйнштейна, М., 1956; Зелиг К., Альберт Эйнштейн, пер. с нем., М., 1964; Кузнецов Б. Г., Эйнштейн. 3 изд., М., 1967.

Я. А. Смородинский.

Источник: Эйнштейн Альберт

dic.academic.ru