Альберт Эйнштейн (нем. Albert Einstein 1879─1955) — гениальный физик-теоретик, один из создателей современной теоретической физики, удостоенный в 1921 году Нобелевской премии. Автор свыше 300 научных работ, в которых он описал разработанные физические теории, среди которых общая и специальная теории относительности, квантовая теория, теория рассеивания света и ряд других. Эйнштейн предсказал гравитационные волны и «квантовую телепортацию», изучал проблему единой теории поля.
Детство и юность
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в немецком городе Ульме в семье Германа Эйнштейна и Паулины Кох. Родословная обоих родителей восходила к еврейским купцам, проживавшим на протяжении двух веков в швабских землях. Отец будущего физика занимался бизнесом, но вскоре после рождения сына прогорел. Это вынудило семью переехать в Мюнхен к младшему брату Германа Якобу. Здесь в 1881 году у Альберта родится младшая сестра Мария, которую в семье всегда звали Майя.
В раннем детстве Альберт избегал шумных игр со сверстниками, предпочитая им занятия в одиночестве, — строительство карточных домиков, решение головоломок, передвижение игрушечной паровой машины. Так он делал для себя первые открытия, которые навсегда останутся в его жизни. Одним из ключевых моментов детства Эйнштейна стал, на первый взгляд, обыденный подарок отца — компас. Но этот прибор привел мальчика в неописуемый трепет от осознания того, какая неведомая сила управляет стрелками компаса.
Еде один символический подарок сын получил от матери, имевшей музыкальное образование. Она научила его играть на скрипке, которая станет для физика настоящим вдохновением. Именно скрипка поможет Альберту в решении загадок теории относительности. Как позднее вспоминал его сын Ганс Альберт: «Когда ему казалось, что он зашел в тупик, он уходил в музыку и там решал свои проблемы». Особенно нравились Эйнштейну сонаты Моцарта, которые он с удовольствием сам исполнял.
В шесть лет родители отдали Альберта на обучение в католическую школу Petersschule, где над ним часто посмеивались из-за национальной принадлежности. «Я чувствовал себя чужаком», — скажет Эйнштейн. Когда ему исполнилось 9 лет, его перевели в гимназию Луитпольда. Вопреки сложившемуся мнению, он был лучшим учеником класса и прекрасно разбирался в математике, осваивая школьные учебники более старших классов за летние каникулы. Единственное, что ему претило, — это механическое заучивание иностранных языков.
Первые шаги в науку
В 1894 году из-за финансовых проблем семья Эйнштейнов перебралась в Северную Италию. Здесь он приобрел опыт общения с электрогенераторами, магнитами и катушками, написав в 16 лет первую статью «Об исследовании состояния эфира в магнитном поле». Гениальный физик провалил попытку поступить в Цюрихский многопрофильный техникум, прекрасно сдав математику и неудачно основной экзамен, включавший биологию, литературу, языки. В итоге поступить удалось лишь со второго раза после окончания школы в Арау.
После получения диплома преподавателя математических и физических наук Эйнштейн одно время не мог устроиться даже обычным учителем. Только при помощи друга он устраивается в швейцарское федеральное бюро патентования, что не мешало заниматься наукой. В 1905 году, который назовут «годом чудес», в журнале «Анналы физики» Альберт публикует три статьи по квантовой физике, теории относительности и статической физике, которые произвели настоящий фурор в научном мире. Например, в статье «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и прекращение света» он предположил, что однородный свет состоит из квантов, которые несутся в пространстве со скоростью света. В 1906 году Эйнштейн заслуженно становится доктором наук.
Профессорская деятельность
В 1909 году Эйнштейна избирают профессором Цюрихского университета, а затем немецкого университета в Праге. В это время ученый работает над теорией тяготения, стремясь разработать релятивистскую теорию гравитации. Совместно с М. Гроссманом Альберт заканчивает работу над теорией относительности, в которой сделал вывод о том, что любое крупное тело создает искривление пространства, поэтому любое иное тело будет испытывать в таком пространстве влияние первого. По сути пространство-время выступает материальным носителем тяготения. Чтобы математически обосновать выдвинутую гипотезу, Эйнштейну пришлось освоить тензорный анализ и поработать над четырехмерным псевдомариановым обобщением.
В 1911 году на Первом Сольвеевском конгрессе Эйнштейн встретился с Пуанкаре, в штыки встретившем теорию относительности. После начала Первой мировой Эйнштейн в соавторстве с Г. Николаи написал «Воззвание к европейцам», в котором осудил «националистическое безумие».
Берлинский период
После некоторых раздумий Альберт переезжает в Берлинский университет, одновременно возглавляя Институт физики. После окончания войны он сосредоточился на прежних темах исследований и занялся новыми разработками. В частности, его сильно заинтересовала релятивистская космология. В 1917 году была выпущена статья «Космологические соображения к общей теории относительности». Вскоре ученый серьезно заболевает — кроме застарелых проблем с печенью, он страдал от язвы желудка и желтухи.
Излечившись, Эйнштейн приступает к активной деятельности. В 20-е годы он был очень востребован как ученый, его приглашали для чтения лекций лучшие университеты Европы. Кроме того, физик посетил Японию, Индию, где встречался с Р. Тагором. В Соединенных Штатах в честь него Конгресс принял специальную резолюцию.
После длительных раздумий в конце 1922 года Эйнштейну наконец была присуждена Нобелевская премия за 1921 год официально за теорию фотоэффекта, а не другие более известные труды. Все-таки научная революционность его идей давала о себе знать.
В середине 20-х годов Эйнштейн в соавторстве с талантливым индийским физиком Ш. Бозе теоретически обосновал наличие конденсатов — пятого агрегатного состояния вещества.
Спустя 70 лет их коллеги из Колорадского университета получили такие конденсаты. Кроме того, ученый увлекся политикой и многократно говорил о всеобщем интернационализме, разоружении Старого Света и отмене всеобщей воинской повинности. В 1929 году мировая общественность широко праздновала 50-летие Эйнштейна, который скрылся от всех на своей вилле, где принимал только близких друзей.
Американский период
Нараставший кризис Веймарской республики, вылившийся в приходе к власти фашистов, вынудил Альберта покинуть Германию. Тем более что в его адрес сыпались откровенные угрозы. Вместе с семьей он переезжает в США, намеренно отказавшись от немецкого гражданства в связи с нацистскими преступлениями. За океаном Эйнштейн получит должность профессора физики в Принстонском Институте перспективных исследований. Здесь он имел огромное признание и был удостоен аудиенции президента США Ф. Рузвельта.
Успехи на научном поприще чередовались с бедами в личной жизни. В 1936 году умер давний друг и соратник М. Гроссман, вскоре скончалась супруга Эльза. Эйнштейн остался вместе с любимой сестрой, падчерицей Марго и секретарем Э. Дюкас. Жил он очень скромно и даже не имел телевизора и автомобиля, что приводило в изумление многих американцев.
В годы войны ученый занимался консультированием ВМС США, а после ее окончания вместе с Б. Расселом, М. Борном, Л. Полингом и другими стал одним из создателей Пагуошского движения ученых, выступающих за научное сотрудничество и разоружение. Чтобы не допустить новой войны, Альберт даже предлагал сформировать всемирное правительство. До конца своих дней Эйнштейн изучал проблемы космологии и единой теории поля.
Личная жизнь
Первой супругой ученого стала сербка Милева Марич, которая была по образованию преподавателем физики и математики. Они заключили брак в 1903 году, но к тому времени у них родилась дочь Лизерль, скончавшаяся во младенчестве. Затем появились на свет два сына — Ганс Альберт и Эдуард. Первый со временем будет профессором Калифорнийского университета и получит известность как ученый-гидравлик. Судьба младшего Эдуарда более трагична — в начале 30-х годов он заболеет шизофренией и остаток своих дней проведет в психбольнице.
Альберт и Милева договорились, что в случае развода Эйнштейн отдаст деньги, полагающиеся за Нобелевскую премию супруге. Так он в итоге и поступил. На них были приобретены три дома в Цюрихе.
В 1919 году Альберт женился второй раз на кузине по материнской линии Эльзе Левенталь, удочерив ее двух детей Илзу и Марго. У них не было совместных отпрысков, зато Эйнштейн относился к приемным дочерям как к своим, окружая их заботой и вниманием. Этот брак просуществует до самой смерти Эльзы в 1936 году.
Физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в Ульме (Германия). Его отец, Герман Эйнштейн, был владельцем фирмы, торговавшей электрооборудованием, мать, Паулина Эйнштейн, занималась домашним хозяйством. В 1880 году семейство Эйнштейнов перебралось в Мюнхен, где в 1885 году Альберт стал учеником католической начальной школы. В 1888 году он поступил в Луитпольдовскую гимназию (Luitpold Gymnasium).
В 1894 году родители Эйнштейна переехали в Италию, и Альберт, не получив аттестата зрелости, вскоре воссоединился с ними. Своё образование он продолжил уже в Швейцарии, где с 1895 года по 1896 год был учеником школы в Арау. В 1896 году Эйнштейн поступил в Высшее техническое училище (Политехникум) в Цюрихе, по окончании которого должен был стать учителем физики и математики. В 1901 году он получил диплом, а также гражданство Швейцарии (от гражданства Германии Эйнштейн отказался в 1896 году). Долгое время Эйнштейн не мог найти преподавательскую должность и в итоге получил место технического ассистента в швейцарском патентном ведомстве.
В 1905 году были опубликованы сразу три важнейшие научные работы Альберта Эйнштейна, посвященные специальной теории относительности, квантовой теории и броуновскому движению. В статье «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии» Эйнштейн впервые ввел в физику формулу соотношения между массой и энергией, а в 1906 году записал ее в виде формулы Е=mc2. Она лежит в основе релятивистского принципа сохранения энергии, всей ядерной энергетики.
В начале 1906 года Эйнштейн получил степень доктора философии Цюрихского университета. При этом до 1909 года он оставался служащим патентного бюро, пока не был назначен экстраординарным профессором теоретической физики в университете Цюриха. В 1911 году Эйнштейн стал профессором Немецкого университета в Праге, а в 1914 году его назначили директором Института физики кайзера Вильгельма и профессором Берлинского университета. Также он стал членом академии наук Пруссии.
В 1916 году Эйнштейн предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники. Теория Эйнштейна о вынужденном, упорядоченном (когерентном) излучении привела к открытию лазеров.
В 1917 году Эйнштейн завершил создание общей теории относительности, концепции, обосновывающей распространение принципа относительности на системы, двигающиеся с ускорением и криволинейно друг относительно друга. Теория Эйнштейна впервые в науке обосновывала связь между геометрией пространства-времени и распределением массы во Вселенной. Новая теория основывалась на теории тяготения Ньютона.
Хотя и специальная, и общая теории относительности были слишком революционны, чтобы снискать немедленное признание, они вскоре получили ряд подтверждений. Одним из первых было объяснение прецессии орбиты Меркурия, которую не удавалось полностью понять в рамках ньютоновской механики. Во время полного солнечного затмения в 1919 году астрономам удалось наблюдать звезду, скрытую за кромкой Солнца. Это свидетельствовало о том, что лучи света искривляются под действием гравитационного поля Солнца. Всемирная слава пришла к Эйнштейну, когда сообщения о наблюдении солнечного затмения 1919 года облетели весь мир. В 1920 году Эйнштейн стал приглашенным профессором Лейденского университета, а в 1922 году удостоился Нобелевской премии по физике за открытие законов фотоэффекта и труды по теоретической физике. В 1924-1925 годах Эйнштейн внес большой вклад в разработку квантовой статистики Бозе, которая ныне именуется статистикой Бозе-Эйнштейна.
В 1920-1930-х годах в Германии набирал силу антисемитизм, теория относительности подвергалась научно необоснованным нападкам. В обстановке клеветы и угроз научное творчество было невозможно, и Эйнштейн покинул Германию.
В 1932 году Эйнштейн читал лекции в Калифорнийском технологическом институте, а с апреля 1933 года получил профессуру в Принстонском институте высших исследований (США), где проработал до конца жизни.
Последние 20 лет своей жизни Эйнштейн разрабатывал «единую теорию поля», пытаясь свести воедино теории гравитационного и электромагнитного полей. Хотя Эйнштейн не решил проблему единства физики, главным образом из-за неразработанности в то время концепций элементарных частиц, субатомных структур и реакций, сама методология формирования «единой теории поля» отчетливо проявила свою значимость в создании современной концепций унификации физики.
Работы Эйнштейна стали основой современной космологии: концепций происхождения и эволюции Вселенной, теорий «черных дыр» и «коллапса», учения о структуре Мира.
Альберт Эйнштейн и Маргарита Коненкова. Больше, чем любовь
Документальный фильм Великая идея Эйнштейна
Альберт Эйнштейн — биография
Альберт Эйнштейн – физик-теоретик, в 1921 году получил Нобелевскую премию в области физики. Написал свыше трехсот научных работ по физике и почти две сотни книг на исторические и философские темы.
Имя Альберта Эйнштейна известно каждому человеку на земле, даже если физика не является его любимым предметом или родом занятий. Созданную им теорию относительности проходят в школе, а вот о многих других открытиях в мире физики можно узнать из специальной литературы. Он находится на третьем месте в рейтинге сотни великих евреев, причем впереди него только Моисей и Иисус. Для многих Эйнштейн – идол эпохи, человек столетия, заслуживающий сравнения с Ньютоном и Максвеллом. Но есть и другие, которые видят в нем мошенника и разрекламированного плагиатора, присвоившего себе разработки других ученых, и на их основе создавшего свою знаменитую теорию.
Детство
Родился Альберт Эйнштейн 14 марта 1879 года в немецком городе Ульме в семье евреев со средним достатком. Отца звали Герман Эйнштейн, он владел частью акций предприятия, выпускавшего перьевую набивку для перин и матрацев. Мама Паулина Эйнштейн(в девичестве Кох), была дочерью богатого торговца кукурузой.
Альберт Эйнштейн в детстве
В 1880 году Эйнштейны переехали в Мюнхен, Герман и его брат Якоб стали владельцами фирмы, продававшей электрическое оборудование. Вначале дела у них шли хорошо, но достаточно скоро братья обанкротились, их «задавили» более крупные фирмы. Спустя год в семье родилась дочь Майя.
Альберт плохо развивался, он не разговаривал до трех лет. Родители боялись, что он так и останется отсталым, потому что более понятно он начал изъясняться только в 7 лет.
Скорее всего, мальчик страдал одной из форм аутизма, возможно синдромом Аспергера.
Мама сильно переживала из-за того, что у ее чада был большой затылок, выпирающий больше, чем нужно. Бабушка неустанно твердила, что мальчик сильно толстый.
У Альберта почти не было друзей, он практически не общался с ровесниками. Любимым занятием мальчика было строительство карточных домиков, причем в одиночестве. С ранних лет он не переносил войну, никогда не игрался солдатиками, как другие мальчишки. Это свое отношение к войне он пронес через всю жизнь. Эйнштейн крайне негативно воспринимал кровопролитие, был противником ядерных вооружений.
Самым любимым предметом маленького Альберта стал, как ни странно, компас. Мальчику было пять лет, он сильно заболел, и чтобы как-то развлечь его, отец подарил ему именно компас. Малыша заинтересовало то, что стрелка на приборе всегда указывала в одном направлении.
Много времени Альберт проводил в компании дяди Якоба, который научил его любить точные науки. Дядя знакомил племянника с учебниками по математике, а чуть позже и по геометрии, мальчик очень радовался, когда ему удавалось самому найти решение трудной задачи. Но мама всегда была противницей этих занятий, ей казалось, что 5-летнему ребенку незачем забивать голову всякими премудростями.
Еще одно вызывало в нем животрепещущий интерес с ранних лет – религия. Мальчик твердо верил, что познание вселенной неразрывно связано с именем Бога. Он любил бывать в церкви, наблюдал за всеми действиями священников, и только одно ему было непонятно – почему всесильный Бог допускает войны.
Его вера разбилась в пух и прах в двенадцатилетнем возрасте, после того, как он начал читать научные книги. Теперь Альберт считал, что религию используют только как инструмент управления людьми.
Начальное образование мальчик получил в местной католической школе, а потом продолжил обучение в мюнхенской гимназии. Он имел дефект речи, поэтому учителя видели в нем умственно отсталого подростка. Альберт уделял пристальное внимание только любимым точным наукам, а вот литература, история и немецкий язык отошли на второй план. Особенно трудно ему давался язык, педагог даже предупреждал Эйнштейна, что школу ему закончить не удастся.
Класс Альберта Эйнштейн а в католической школе
Парень возненавидел школу, он считал преподавателей выскочками, которые многого не знают, зато чувствуют свою вседозволенность. Эйнштейн часто пререкался с учителями, поэтому заработал себе репутацию самого худшего из всех учеников.
Так и не получив документ об окончании гимназии, Эйнштейн с родителями уехал в Италию. Семья поселилась в Милане. Ему уже исполнилось 16, и парень решил продолжить образование в Федеральной высшей технической школе в Цюрихе. Денег на дорогу у него не было, поэтому путь от Италии до Швейцарии он проделал пешком. Альберт блестяще сдал экзамены по точным наукам, тогда как гуманитарные были безнадежно провалены. Ректору понравился этот парнишка, но так как он не мог принять его в свое учебное заведение, то посоветовал отправиться в швейцарскую школу Аарау, которая была не из лучших. В этой школе парень тоже не попал в число гениев.
Лучших студентов этой школы направляли в Берлин для продолжения обучения, но почти ни один из них не поступил. Тогда Эйнштейн узнал, какие из задач они провалили, и смог решить их. Он пришел к ректору с решенными задачами, и заявил, что тоже достоин того, чтобы его направили в Германию.
После выпуска из школы Аарау, Эйнштейн наконец-то смог воплотить в жизнь свою мечту – он поступил в школу Цюриха. Но и здесь умудрился проявить свой характер, и никак не уступал профессору Веберу, вступая с ним в бесконечную полемику.
Наука
Если бы Эйнштейн имел не такой склочный характер, возможно, его биография сложилась бы более успешно. Но он предпочитал вступать в полемику с институтскими профессорами, а те постарались перекрыть ему пути продвижения в науку. Экзамены он сдал с приличным результатом, хоть и не отлично, но это послужило поводом для отказа в научной карьере. Местом работы Эйнштейна стала научная кафедра Политехнического института. Вебер считал его умным малым, но абсолютно не воспринимающим критику.
Альберт Эйнштейн за работой в патентном бюро
В 22 года Эйнштейн был дипломированным преподавателем физики и математики. Но ссоры с педагогами мешали ему устроиться на работу, поэтому на протяжении двух лет молодой человек перебивается случайными заработками. Он жил очень бедно, бывали дни, когда в доме не было ни крошки. С помощью друзей он нашел работу в патентном бюро, и отдал ему много лет.
С 1904-го Эйнштейн сотрудничает с изданием «Анналы физики», его там ценят и уважают. Спустя год на страницах этого журнала появляются его научные статьи.
Самыми прогрессивными в научном мире стали публикации на темы:
Открытая Эйнштейном теория относительности полностью изменила научное представление, основой которого почти двести лет была ньютоновская механика.
Альберт Эйнштейн у доски преподает физику
Общая теория относительности понятна единицам, поэтому в школе изучается специальная теория относительности (СТО), которая представляет собой только часть общей. В частности СТО учит понимать зависимость пространства и времени от скорости – чем с большей скоростью движется тело, тем больше происходит искажение времени и размеров.
Согласно этой теории можно путешествовать во времени, нужно только преодолеть скорость света. Ученый понимал, что такие путешествия неосуществимы, поэтому оговорился, что любой объект должен двигаться со скоростью, не превышающей скорость света. При небольших скоростях искажение пространства и времени не происходит, поэтому в таких случаях работают привычные законы механики. А вот большие скорости, приводящие к заметному искажению, получили название релятивистских.
Даже гуманитарии, которые не любят точные науки, знакомы с именем Альберта Эйнштейна — человека, чьё имя является символом невероятных умственных способностей. Автор теории относительности, основатель современной физики в жизни был неординарной фигурой.
Детство Эйнштейна
Альберт Эйнштейн родился в небольшом немецком городе Ульм 14-го марта 1847-го года в небогатой семье Германа и Паулины Эйнштейн. Родители будущего гения по национальности были евреями. Отец был предпринимателем, мать — домохозяйкой.
Вскоре после рождения Альберта семья переехала в Мюнхен, где прошло детство будущего учёного. Мать Эйнштейна считала его неполноценным: до семи лет он не разговаривал и был очень медлительным. Как позже признавался сам физик, он начал говорить так поздно потому, что не хотел ни с кем общаться. И уже взрослым предпочитал одиночество любой компании.
С детства Эйнштейн ненавидел войну, даже в солдатики не играл, считая это кровопролитием. Антимилитаристское отношение он сохранил на всю жизнь. Также его интересовала религия, но с 12 лет из-за изучения наук его религиозные убеждения канули в лету.
Любовь к точным наукам маленькому Альберту привил его дядя. Они вместе читали учебники по математике, и маленький гений запросто решал сложные задачи. Однако это увлечение не нравилось матери.
Эйнштейн ненавидел школьную модель учёбы: зубрёжку, казарменные методы обучения, ходьбу по струнке, удары по рукам за малейшие оплошности. Он изучал только те предметы, которые ему нравились, остальные же игнорировал. Эйнштейн часто становился мишенью для издёвок в связи с тем, что в Германии росли антисемитские настроения.
Часто можно услышать о том, что в школе будущий гений плохо учился, не вылезал из единиц и двоек, а математика вообще давалась ему крайне плохо, что он не был вундеркиндом, скорее — умственно отсталым. Сам учёный смеялся, что никогда и не был математиком, а предмет этот ему давался очень легко: уже в 14 лет он умел вычислять интегралы и дифференциалы (в те времена дети только в 15 лет начинали считать).
Миф о том, что Эйнштейн был закоренелым двоечником, берёт истоки из системы школьного образования, по которой учился в младшей и средней школе будущий гений. Тогда единица и двойка считались самыми высокими оценками, в то время как шесть приравнивалась к «неуду».
В 1896 году, когда Эйнштейн оканчивал школу, шестёрка стала самой высокой оценкой. Очевидно, кто-то впоследствии заглянул в ведомость и ужаснулся, не учитывая того, что шкала оценок раньше была другой. Так что оценки — не главное.
Ещё один миф о том, что великий гений, став известным учёным, не знал математику, основан на том, что Альберт Эйнштейн давал на проверку другим математикам свои работы по теории относительности на наличие ошибок. Так что вполне естественно привлекать для проверки формул других людей, ведь глаз «замыливается» и можно самому не заметить недочёты.
А вот что действительно было правдой, так это то, что великого физика не любили учителя и преподаватели в Университете: он был молчалив, замкнут, но не прочь поспорить. Сам Эйнштейн считал учителей выскочками, которые ничего не знают.
Альберт Эйнштейн в молодости и зрелом возрасте
В конце 19-го столетия семья Эйнштейнов переезжает в Италию. Не окончив мюнхенскую гимназию, Альберт собирается поступать в Политехникум Цюриха, однако проваливает вступительные экзамены. И только после обучения в школе Аарау ему удаётся стать студентом Цюрихского Политехникума.
Эйнштейн окончил ВУЗ блестяще, но из-за неуживчивого характера продолжить научную деятельность ему не разрешили. Долгое время он не мог найти работу, пока его приятель не помог устроиться в 1902-м году в Бернское Бюро патентования изобретений. Работа в Бюро позволила Эйнштейну ознакомиться с интересными патентными заявками, что впоследствии повлияло и на его собственные разработки.
Впоследствии он много раз был номинирован, но члены комитета были непреклонны в связи с отсутствием экспериментального подтверждения справедливости этой формулы.
Мировое признание к Эйнштейну пришло в 1919-м, когда исследователи нашли подтверждение постулатов спорной теории относительности во время солнечного затмения.
В 1922-м он получил Нобелевскую премию, но за другое его открытие — фотоэффекта.
В 30-х годах прошлого столетия из-за антисемитских настроений в Европе он вынужден был перебраться в США, где и прожил до конца жизни.
Личная жизнь гения
С первой женой Милевой Марич Эйнштейн познакомился в 1896-м году во время учёбы. Милеве был 21 год, Альберту – 17. Из-за разницы в возрасте и непривлекательной внешности (у Милевы была хромота) родители Эйнштейна были против их брака, и только на смертном одре отец физика дал согласие на их брак, хотя мать так и не приняла невестку. Милева стала не только верной женой, но и соратником Альберта на долгие годы.
Первый брак Эйнштейна распался в 1914-м году из-за его многочисленных измен и сложного характера. Учёный обещал бывшей жене, что выплатит ей алименты, как только получит Нобелевскую премию. Так и случилось: в 1922-м году он получил заветную премию и отдал все 32 тысячи долларов (огромная сумма по тем временам) бывшей супруге.
Милева тяжело переживала развод, долгое время находилась в депрессии. Умерла она в 1948-м году в возрасте 73-х лет. Чувство вины перед первой женой тяготило Эйнштейна до самой смерти.
Второй женой гения стала его двоюродная сестра Эльза Ловенталь. Они с детства были дружны и сблизились, когда в 1917-м году Эйнштейн тяжело заболел. Эльза обожала ухаживать за своим знаменитым братом. Как только первая жена дала развод, Альберт и Эльза поженились, Эйнштейн удочерил детей Эльзы и был с ними в прекрасных отношениях. Эльза умерла в 1936-м году после тяжёлой болезни.
Эйнштейн любил женщин, а женщины любили его. Однако, несмотря на вереницу внебрачных связей, он был не таким уж плохим отцом и мужем, как принято считать.
Дети Альберта Эйнштейна
Первый сын Эйнштейна и Милевы Марич, Ганс Альберт, родившийся в 1904-м году, стал единственным продолжателем рода. С отцом отношения у него не сложились.
Второе сын, Эдуард Эйнштейн, рождённый в 1910-м году, с детства страдал от психического расстройства, доставшегося от сестры по линии матери. В 20 лет ему поставили диагноз «шизофрения», после чего поместили в психиатрическую лечебницу, где он провёл большую часть жизни, пережив своего отца лишь на десять лет. Эйнштейн писал ему редкие, но очень душевные письма, однако Эдуард не умел читать — их зачитывали ему медики.
Причина смерти
13 апреля ему резко стало плохо. Врачи диагностировали аневризму аорты, его доставили в госпиталь. Там ему предложили провести операцию, которая могла спасти жизнь, однако учёный отказался.
18 апреля он умер от кровоизлияния в полость живота. Перед смертью гениальный учёный произнёс слова, которые так и остались тайной: с ним рядом была англоязычная сиделка, Эйнштейн же говорил на немецком.
Что изобрёл Альберт Эйнштейн
Главным изобретением Эйнштейна является теория относительности, радикально поменявшая представления о физике. Теория состоит из двух частей: Специальной и Общей теории относительности.
Специальная теория, опубликованная в 1905-м году, была неоднозначно воспринята научной общественностью. До её изобретения было принято считать, что время всегда и везде протекает с одинаковой скоростью.
Однако Эйнштейн считал, что время непостоянно и меняется в зависимости от скорости движения объекта. Настоящая же неизменная величина, по его утверждению, — это скорость света.
Свет течёт с постоянной скоростью, а время — в зависимости от скорости объекта. Для тех объектов, которые движутся быстро, время замедляется.
Вторая часть теории относительности дала ответ на вопрос: как работает гравитация. В 17-м веке Ньютон, которому упало яблоко на голову, определил, что гравитация существует, но он не мог объяснить истоки её воздействия.
Эйнштейн утверждал: поскольку пространство и время непостоянны, то их могут искривлять массивные объекты. Например, шар для боулинга, который лежит посредине батута, тяжёлый, поэтому искривляет ткань и все объекты по краям батута, стягивая её в центр.
Аналогично происходит и с Землёй: поскольку она являет собой массивный объект, она искривляет «ткань» пространства и притягивает к себе материю, время и свет.
Теорию относительности не так-то легко доказать, но все собранные за 100 лет после её открытия сведения подтверждают идеи Эйнштейна. Она имела колоссальное значение для науки и техники в дальнейшем, помогла глубже изучить устройство Вселенной, чёрные дыры, способствовала разработке ускорителей частиц.
Среди других значимых теорий великого учёного:
Помимо выдающихся изобретений в области физики, в багаже учёного есть и ряд нестандартных находок. Так, вместе с коллегой-физиком Лео Сцилардом он изобрёл необычный холодильник, не использующий электричество. Пища охлаждалась при помощи абсорбции, благодаря давлению между газами и жидкостями.
Эйнштейн также изобрёл блузку с двумя параллельными рядами кнопок, которая подходила и худым, и полным.
Интересные факты об учёном
Норвежец проживает в доме №1 (10). (10) и (15) говорят о том, что дом №2 – синего цвета. Так какого цвета дом №1? Он не может быть ни зелёным, ни белым, т.к. они должны быть рядом, исходя из цвета дома №2 и (6). Также дом №1 и не красный, т.к. в красном проживает англичанин. Соответственно, дом №1 – жёлтого цвета.
Далее следует, что в доме №1 курят сигареты «Kool» (8), а в доме №2 есть лошадь (12). Норвежец из жёлтого дома №1, курящий «Kool», не пьёт чай (5), не пьёт кофе (4), не пьёт молоко (9) и не пьёт апельсиновый сок (13). Получается, что норвежец и есть тот, кто пьёт воду.
Какие сигареты курят в синем доме №2, где есть лошадь?
«Kool» курят в доме №1 (8). «Old Gold» курит тот, у кого в доме улитки (7). Если, например, предположить, что в доме №2 курят «Lucky Strike», то получится, что там предпочитают и апельсиновый сок (13). Значит, кто может жить в доме №2? Не норвежец (10), не англичанин (2), не испанец (3), не украинец (5) и не японец (14). Но такой ситуации быть не может, а значит, это не «Lucky Strike».
Если предположить, что это «Parliament», то получится, что в доме №2 живёт японец (14). Но что он пьёт? Не чай (5), не кофе (4), не молоко (9) и не сок (13). Такого вариант тоже быть не может, а значит, это не «Parliament». Вывод остаётся один: в доме №2 курят «Chesterfield».
Кто живёт в синем доме №2, курит «Chesterfield» и у кого есть лошадь? Он не может быть норвежцем (10), англичанином (2), испанцем (3) и японцем (14). Соответственно, это украинец, который пьёт чай (5).
Учитывая, что «Chesterfield» курят в доме №2, то из (11) становится ясно, что лиса находится либо в доме №1, либо в доме №3. Но в каком?
Для начала, допустим, что лиса в доме №3. Тогда, что пьёт человек, курящий «Old Gold» и разводящий улиток? Т.к. вода и чай уже исключены на первых двух шагах и это не может быть сок (13) и молоко (9), то остаётся кофе, который пьёт житель зелёного дома (4). Следовательно, если лиса в доме №3, то в доме зелёного цвета живёт человек, курящий «Old Gold», разводящий улиток и пьющий кофе. Кто он? Это не норвежец (10), не украинец (5), не англичанин (2), не японец (14) и не испанец (3). Такого вариант быть не может, а значит, лиса находится в доме №1.
Исходя из всех предыдущих размышлений, получается, что апельсиновый сок и кофе пьют в оставшихся домах №5 и №4. Не важно, в каком – что. Поэтому, назовём их просто «дом с соком» и «дом с кофе».
Где живёт человек, курящий «Old Gold» и разводящий улиток? Не в доме с соком, т.к. там живёт тот, кто курит «Lucky Strike» (13). Допустим, что он живёт в доме с кофе. Получается, что человек, курящий «Old Gold», разводящий улиток и пьющий кофе, живёт в зелёном доме (4). А этого, опять же, быть не может (руководствуемся рассуждениями из шага №3). Выходит, что человек, курящий «Old Gold» и разводящий улиток, живёт в доме №3.
Из всего это следует, что человек, курящий «Parliament», живёт в доме зелёного цвета, где любят кофе. А это – японец (14). Далее получается, что испанцем является человек, курящий «Lucky Strike», пьющий апельсиновый сок и держащий собаку. Размышляя таким же способом, получаем, что англичанин должен проживать в доме №3, который должен быть красного цвета. Исключая всё остальное, приходим к выводу, что испанец живёт в доме белого цвета.
Очевидно, что зебра находится в доме у японца.
Цитаты и афоризмы изобретателя
Эйнштейн обладал великолепным чувством юмора. Свою авторучку он называл собственной лабораторией. Самые известные и по-настоящему гениальные афоризмы учёного:
Место рождения: Ульм, Вюртемберг, Германская империя
Деятельность: Физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года, общественный деятель-гуманист. Жил в Германии, Швейцарии и США.
Биография
Биография
Известную фигуру в мире естественных наук Альберта Эйнштейна (годы жизни: 1879-1955) знают даже гуманитарии, которые не любят точные предметы, потому что фамилия этого человека стала нарицательным именем для людей, обладающих невероятными умственными способностями.
Эйнштейн – основатель физики в ее современном понимании: великий ученый – основоположник теории относительности и автор более трехсот научных работ. Еще Альберт известен, как публицист и общественный деятель, который является почетным доктором около двадцати высших учебных заведений мира. Этот человек привлекает неоднозначностью: факты говорят, что, несмотря на невероятную сообразительность, он был несмышлен в решении бытовых вопросов, что делает его интересной фигурой в глазах общественности.
Детство и юность
Биография великого ученого начинается с небольшого немецкого города Ульма, расположенного на реке Дунай – это место, где Альберт появился на свет 14 марта 1879 года в небогатой семье еврейского происхождения.
Отец гениального физика Герман занимался производством наполнения матрасов перьевой набивкой, но вскоре семья Альберта переехала в город Мюнхен. Герман вместе с Якобом, своим братом, занялся небольшой компанией, продающей электрическое оборудование, которая сначала развивалась успешно, но вскоре не выдержала конкуренции крупных фирм.
В детстве Альберт считался недалеким ребенком, например, он не говорил до трехлетнего возраста. Родители даже боялись, что их чадо так и не научится произносить слова, когда в 7 лет Альберт еле как шевелил губами, пытаясь повторить заученные фразы. Также мать ученого Паулина боялась, что у ребенка врожденное уродство: у мальчика был крупный затылок, который сильно выпирал вперед, а бабушка Эйнштейна постоянно повторяла, что ее внук толстый.
Яркое воспоминаний гения – это компас, который Альберт получил от отца в пятилетнем возрасте. Тогда мальчик болел, и Герман показал ему предмет, который заинтересовал ребенка: ведь удивительно то, что стрелка прибора показывала одинаковое направление. Этот небольшой предмет возбудил невероятный интерес у юного Эйнштейна.
Маленького Альберта часто учил его дядя Якоб, который с детства прививал любовь племянника к точным математическим наукам. Они вместе читали учебники по геометрии и математике, а решить самостоятельно задачу для юного гения всегда было счастьем. Однако мать Эйнштейна Паулина отрицательно относилась к подобным занятиям и считала, что для пятилетнего ребенка любовь к точным наукам не обернется ничем хорошим. Но было ясно, что этот человек в будущем сделает великие открытия.
Также известно, что Альберта с детства интересовала религия, он считал, что невозможно начать изучать вселенную без понимания Бога. Будущий ученый с трепетом наблюдал за священнослужителями и не понимал, почему высший библейский разум не останавливает войны. Когда мальчику было 12 лет, его религиозное убеждение кануло в лету из-за изучения научных книг. Эйнштейн стал приверженцем того, что библия – высокоразвитая система для управления молодежью.
После окончания школы Альберт поступает в мюнхенскую гимназию. Учителя считали его умственно отсталым из-за того же дефекта речи. Эйнштейн изучал только те предметы, которые ему были интересны, игнорируя историю, литературу и немецкий язык. С немецким языком у него были особые проблемы: учитель говорил Альберту в глаза, что тот не закончит школу.
Эйнштейн ненавидел ходить в учебное заведение и считал, что преподаватели сами многое не знают, но зато мнят себя выскочками, которым все дозволено. Из-за таких суждений юный Альберт постоянно вступал в споры с ними, поэтому у него сложилась репутация как не только отсталого, но и нелучшего ученика.
Не окончив гимназию, 16-летний Альберт вместе с семьей переезжает в солнечную Италию, в Милан. В надежде поступить в Федеральную высшую техническую школу Цюриха будущий ученый отправляется из Италии в Швецию пешком. Эйнштейну удалось показать достойные результаты по точным наукам на экзамене, однако гуманитарные Альберт полностью провалил. Но ректор технической школы оценил выдающиеся способности подростка и посоветовал поступить в школу Швейцарии Аарау, которая, кстати, считалась далеко не лучшей. Да и Эйнштейна в этой школе вовсе не считали гением.
Лучшие студенты Аарау уезжали получать высшие образование в столице Германии, однако в Берлине низко оценили способности выпускников. Альберт узнал тексты задач, с которыми не справились любимчики директора, и решил их. После чего довольный будущий ученый пришел в кабинет Шнайдера, показав решенные задачи. Альберт разозлил начальника школы, сказав, что он несправедливо выбирает учеников для состязаний.
После успешного окончания учебы Альберт поступает в учебное заведение своей мечты – школу Цюриха. Однако отношения с профессором кафедры Вебером у молодого гения сложились плохо: два физика постоянно ругались и спорили.
Начало научной карьеры
Из-за разногласий с профессорами в институте Альберту закрыли путь в науку. Он хорошо сдал экзамены, но не идеально, профессора отказали студенту в научной карьере. Эйнштейн с интересом трудился на научной кафедре Политехнического института, Вебер говорил, что его студент – умный малый, однако не воспринимает критики.
В возрасте 22 лет Альберт получил диплом преподавателя в области математики и физики. Но из-за тех же ссор с учителями Эйнштейн не мог найти работу, проведя два года в мучительных поисках постоянного заработка. Альберт жил бедно и даже не мог купить еды. Друзья ученого помогли устроиться в бюро патентов, где он проработал достаточно долго.
В 1904 году Альберт начал сотрудничество с журналом «Анналы физики», приобретя авторитет в издании, и в 1905 году ученый публикует собственные научные работы. Но революцию в мире науки сделали три статьи великого физика:
К электродинамике движущихся тел, ставшей основой теории относительности;
Работа, заложившая начало квантовой теории;
Научная статья, которая сделала открытие в статистической физике о броуновском движении.
Теория относительности
Теория относительности Эйнштейна в корне поменяла научные физические представления, которые раньше держались на ньютоновской механике, существовавшей порядка двухсот лет. Но теорию относительности, выведенную Альбертом Эйнштейном, смогли полностью понять только единицы, поэтому в учебных заведениях преподают лишь специальную теорию относительности, являющуюся частью общей. СТО говорит о зависимости пространства и времени от скорости: чем выше скорость движения тела, тем больше искажаются как размеры, так и время.
Теория относительности Альберта Эйнштейна
Согласно СТО, возможно путешествие во времени путем преодоления скорости света, поэтому, исходя из невозможности таких путешествий, введено ограничение: скорость любого объекта не может превышать скорость света. Для небольших же скоростей пространство и время не искажаются, поэтому здесь применяются классические законы механики, а большие скорости, для которых искажение заметно, называются релятивистскими. И это только малая доля как специальной, так и общей теории всего движения Эйнштейна.
Нобелевская премия
Альберт Эйнштейн не раз номинировался на Нобелевскую премию, однако эта награда около 12 лет обходила ученого стороной из-за его новых и не всем понятных взглядов на точную науку. Однако комитет решил пойти на компромисс и номинировать Альберта за работу о теории фотоэффекта, за что ученый и удостоился премии. Все из-за того, что это изобретение – не столь революционное, в отличие от ОТО, к которой Альберт, собственно, и готовил речь.
Однако в то время, когда ученому пришла телеграмма от комитета о номинации, ученый был в Японии, поэтому ему решили вручить награду в 1922 году за 1921 год. Однако ходят слухи о том, что Альберт задолго до поездки знал, что его номинируют. Но ученый решил не оставаться в Стокгольме в столь ответственный момент.
Личная жизнь
Жизнь великого ученого овеяна интересными фактами: Альберт Эйнштейн – странный человек. Известно, что он не любил носить носки, а также ненавидел чистить зубы. К тому же у него была плохая память на простые вещи, например, на номера телефонов.
Альберт женился на Милеве Марич в 26 лет. Несмотря на 11-летний брак, вскоре у супругов появились разногласия по поводу семейной жизни, по слухам, из-за того, что Альберт был еще тем ловеласом и имел около десяти пассий. Однако он предложил жене контракт о сожительстве, согласно которому та должна была соблюдать некоторые условия, например, периодически стирать вещи. Но по контракту у Милевы и Альберта не предусматривалось никаких любовных отношений: бывшие супруги даже спали раздельно. От первого брака у гения были дети: младший сын умер, находясь в психиатрической лечебнице, а со старшим у ученого не сложились отношения.
После развода с Милевой ученый женился на Эльзе Левенталь, своей кузине. Однако ему также интересна была дочь Эльзы, не питавшая взаимных чувств к мужчине, который старше нее на 18 лет.
Многие, кто знал ученого, отмечали, что он – необычайно добрый человек, готов был подать руку помощи и признать ошибки.
Причина смерти и память
13 апреля состояние Альберта резко ухудшилось: врачи поставили диагноз аневризма аорты, но ученый отказался оперироваться. Альберт лежал в больнице, где ему внезапно поплохело. Он прошептал слова на родном языке, однако сиделка не смогла понять их. Женщина подошла к койке больного, но Эйнштейн уже умер от кровоизлияния в полость живота 18 апреля 1955 года. Все его знакомые отзывались о нем, как о кротком и очень добром человеке. Эта было горькая потеря для всего научного мира.
Германия (1879—1896, 1914—1933) апатрид (1896—1901) Швейцария (1901—1955) США (1940—1955)
Альбе́рт Эйнште́йн [1] (14 марта 1879 — 18 апреля 1955) — 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:
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.
Содержание
Биография
Ранние годы
Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в местной католической школе. Около 12 лет пережил состояние глубокой религиозности, однако вскоре чтение научно-популярных книг сделало его вольнодумцем и навсегда породило скептическое отношение к авторитетам. [3] Из детских впечатлений Эйнштейн позже вспоминал как наиболее сильные: компас, «Начала» Евклида и (около 1889 года) «Критику чистого разума» Иммануила Канта. Кроме того, по инициативе матери он с шести лет начал заниматься игрой на скрипке. Увлечение музыкой сохранялось у Эйнштейна на протяжении всей жизни. Уже находясь в США в Принстоне, в 1934 году Альберт Эйнштейн дал благотворительный концерт, где исполнял на скрипке произведения Моцарта в пользу эмигрировавших из нацистской Германии учёных и деятелей культуры.
В гимназии он не был в числе первых учеников (исключение составляли математика и латынь). Укоренившаяся система механического заучивания материала учащимися (которая, как он считал, наносит вред самому духу учёбы и творческому мышлению), а также авторитарное отношение учителей к ученикам вызывало у Альберта Эйнштейна неприятие, поэтому он часто вступал в споры со своими преподавателями.
В 1894 году Эйнштейны переехали из Мюнхена в итальянский город Павию, близ Милана, куда братья Герман и Якоб перевели свою фирму. Сам Альберт оставался с родственниками в Мюнхене ещё некоторое время, чтобы окончить все шесть классов гимназии. Так и не получив аттестата зрелости, в 1895 году он присоединился к своей семье в Павии.
Осенью 1895 года Альберт Эйнштейн прибыл в Швейцарию, чтобы сдать вступительные экзамены в Высшее техническое училище (Политехникум) в Цюрихе и стать преподавателем физики. Блестяще проявив себя на экзамене по математике, он в то же время провалил экзамены по ботанике и французскому языку, что не позволило ему поступить в Цюрихский Политехникум. Однако директор училища посоветовал молодому человеку поступить в выпускной класс школы в Аарау (Швейцария), чтобы получить аттестат и повторить поступление.
В кантональной школе Аарау Альберт Эйнштейн посвящал своё свободное время изучению электромагнитной теории Максвелла. В сентябре 1896 года он успешно сдал все выпускные экзамены в школе, за исключением экзамена по французскому языку, и получил аттестат, а в октябре 1896 года был принят в Политехникум на педагогический факультет. [4] Здесь он подружился с однокурсником, математиком Марселем Гроссманом (1878—1936), а также познакомился с сербской студенткой факультета медицины Милевой Марич (на 4 года старше его), впоследствии ставшей его женой. В этом же году Эйнштейн отказался от германского гражданства. Чтобы получить швейцарское гражданство, требовалось уплатить 1 000 швейцарских франков, однако бедственное материальное положение семьи позволило ему сделать это только спустя 5 лет. Предприятие отца в этом году окончательно разорилось, родители Эйнштейна переехали в Милан, где Герман Эйнштейн, уже без брата, открыл фирму по торговле электрооборудованием.
Стиль и методика преподавания в Политехникуме существенно отличались от закостеневшей и авторитарной прусской школы, поэтому дальнейшее обучение давалось юноше легче. У него были первоклассные преподаватели, в том числе замечательный геометр Герман Минковский (его лекции Эйнштейн часто пропускал, о чём потом искренне сожалел) и аналитик Адольф Гурвиц.
Начало научной деятельности
В 1900 году Эйнштейн закончил Политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики. Экзамены он сдал успешно, но не блестяще. Многие профессора высоко оценивали способности студента Эйнштейна, но никто не захотел помочь ему продолжить научную карьеру. Сам Эйнштейн позже вспоминал: [5]
Я был третируем моими профессорами, которые не любили меня из-за моей независимости и закрыли мне путь в науку.
Хотя в следующем, 1901 году, Эйнштейн получил гражданство Швейцарии, но вплоть до весны 1902 года не мог найти постоянное место работы — даже школьным учителем. Вследствие отсутствия заработка он буквально голодал, не принимая пищу несколько дней подряд. Это стало причиной болезни печени, от которой учёный страдал до конца жизни.
Несмотря на лишения, преследовавшие его в 1900—1902 гг., Эйнштейн находил время для дальнейшего изучения физики. В 1901 г. берлинские «Анналы физики» опубликовали его первую статью «Следствия теории капиллярности» (Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen), посвящённую анализу сил притяжения между атомами жидкостей на основании теории капиллярности.
Преодолеть трудности помог бывший однокурсник Марсель Гроссман, рекомендовавший Эйнштейна на должность эксперта III класса в Федеральное Бюро патентования изобретений (Берн) с окладом 3 500 франков в год (в годы студенчества он жил на 100 франков в месяц [6] ).
Эйнштейн работал в Бюро патентов с июля 1902 по октябрь 1909, занимаясь преимущественно экспертной оценкой заявок на изобретения. В 1903 году он стал постоянным работником Бюро. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.
В октябре 1902 г. Эйнштейн получил известие из Италии о болезни отца; Герман Эйнштейн умер спустя несколько дней после приезда сына.
6 января 1903 года Эйнштейн женился на двадцатисемилетней Милеве Марич. У них родились трое детей. [7]
1905 — «Год чудес»
1905 год вошёл в историю физики как «Год чудес» (лат. Annus Mirabilis ). В этом году «Анналы физики», ведущий физический журнал Германии, опубликовал три выдающиеся статьи Эйнштейна, положившие начало новой научной революции:
Специальная теория относительности
В течение всего XIX века материальным носителем электромагнитных явлений считалась гипотетическая среда — эфир. Однако к началу XX века выяснилось, что свойства этой среды трудно согласовать с классической физикой. С одной стороны, аберрация света наталкивала на мысль, что эфир абсолютно неподвижен, с другой — опыт Физо свидетельствовал в пользу гипотезы, что эфир частично увлекается движущейся материей. Опыты Майкельсона (1881), однако, показали, что никакого «эфирного ветра» не существует.
В 1892 году Лоренц и (независимо от него) Джордж Фитцджеральд предположили, что эфир неподвижен, а длина любого тела сокращается в направлении его движения. Оставался, однако, открытым вопрос, почему длина сокращается в точности в такой пропорции, чтобы компенсировать «эфирный ветер» и не дать обнаружить существование эфира. Одновременно изучался вопрос, при каких преобразованиях координат уравнения Максвелла инвариантны. Правильные формулы впервые выписали Лармор (1900) и Пуанкаре (1905), последний доказал их групповые свойства и предложил назвать преобразованиями Лоренца.
Пуанкаре также дал обобщённую формулировку принципа относительности, охватывающего и электродинамику. Тем не менее он продолжал признавать эфир, хотя придерживался мнения, что его никогда не удастся обнаружить. [8] В докладе на физическом конгрессе (1900) Пуанкаре впервые высказывает мысль, что одновременность событий не абсолютна, а представляет собой условное соглашение («конвенцию»). Было высказано также предположение о предельности скорости света. Таким образом, в начале XX века существовали две несовместимые кинематики: классическая, с преобразованиями Галилея, и электромагнитная, с преобразованиями Лоренца.
Часть учёных сразу приняли эту теорию, которая позднее получила название «специальная теория относительности» (СТО); Планк (1906) и сам Эйнштейн (1907) построили релятивистскую динамику и термодинамику. Бывший учитель Эйнштейна, Минковский, в 1907 году представил математическую модель кинематики теории относительности в виде геометрии четырёхмерного неевклидова мира и разработал теорию инвариантов этого мира (первые результаты в этом направлении опубликовал Пуанкаре в 1905 году).
Однако немало учёных сочли «новую физику» чересчур революционной. Она отменяла эфир, абсолютное пространство и абсолютное время, ревизовала механику Ньютона, которая 200 лет служила опорой физики и неизменно подтверждалась наблюдениями. Время в теории относительности течёт по-разному в разных системах отсчёта, инерция и длина зависят от скорости, движение быстрее света невозможно, возникает «парадокс близнецов» — все эти необычные следствия были неприемлемы для консервативной части научного сообщества. Дело осложнялось также тем, что СТО не предсказывала поначалу никаких новых наблюдаемых эффектов, а опыты Вальтера Кауфманна (1905—1909) многие истолковывали как опровержение краеугольного камня СТО — принципа относительности (этот аспект окончательно прояснился, в пользу СТО, только в 1914—1916 годах). [11] Некоторые физики уже после 1905 года пытались разработать альтернативные теории (например, Ритц в 1908 году), однако позже выяснилось неустранимое расхождение этих теорий с экспериментом.
Многие видные физики остались верными классической механике и концепции эфира, среди них Лоренц, Дж. Дж. Томсон, Ленард, Лодж, Нернст, Вин. [12] При этом некоторые из них (например, сам Лоренц) не отвергали результатов специальной теории относительности, однако интерпретировали их в духе теории Лоренца, предпочитая смотреть на пространственно-временную концепцию Эйнштейна-Минковского как на чисто математический приём.
Решающим аргументом в пользу истинности СТО стали опыты по проверке Общей теории относительности (см. ниже). Со временем постепенно накапливались и опытные подтверждения самой СТО. На ней основаны квантовая теория поля, теория ускорителей, она учитывается при проектировании и работе (здесь оказались нужны даже поправки общей теории относительности) [13] и т. д.
Квантовая теория
Для разрешения проблемы, вошедшей в историю под названием «Ультрафиолетовой катастрофы», и соответствующего согласования теории с экспериментом Макс Планк предположил (1900), что поглощение света веществом происходит дискретно (неделимыми порциями), и энергия поглощаемой порции зависит от частоты света. Некоторое время эту гипотезу даже сам её автор рассматривал как условный математический приём, однако Эйнштейн во второй из вышеупомянутых статей предложил далеко идущее её обобщение и с успехом применил для объяснения свойств фотоэффекта. Эйнштейн выдвинул тезис, что не только процесс поглощения, но и само электромагнитное излучение дискретно; позднее эти порции (кванты) получили название фотонов. Этот тезис позволил ему объяснить две загадки фотоэффекта: почему фототок возникал не при всякой частоте света, а лишь начиная с определённого порога, зависящего только от вида металла, а энергия и скорость вылетающих электронов зависели не от интенсивности света, а только от его частоты. Теория фотоэффекта Эйнштейна с высокой точностью соответствовала опытным данным, что позднее подтвердили эксперименты Милликена (1916).
Первоначально эти взгляды встретили непонимание большинства физиков, даже Планка Эйнштейну пришлось убеждать в реальности квантов. [14] Постепенно, однако, накопились опытные данные, убедившие скептиков в дискретности электромагнитной энергии. Последнюю точку в споре поставил эффект Комптона (1923).
В 1907 году Эйнштейн опубликовал квантовую теорию теплоёмкости (старая теория при низких температурах сильно расходилась с экспериментом). Позже (1912) Дебай, Борн и Карман уточнили теорию теплоёмкости Эйнштейна, и было достигнуто отличное согласие с опытом.
Броуновское движение
В 1827 году Роберт Броун наблюдал под микроскопом и впоследствии описал хаотическое движение цветочной пыльцы, плававшей в воде. [15] Эйнштейн, на основе молекулярной теории, разработал статистико-математическую модель подобного движения, причём на основании его модели можно было, помимо прочего, с хорошей точностью оценить размер молекул и их количество в единице объёма. Одновременно к аналогичным выводам пришёл Смолуховский, чья статья была опубликована на несколько месяцев позже, чем эйнштейновская. Свои работы по статистической механике, под названием «Новое определение размеров молекул», Эйнштейн представил в Политехникум в качестве диссертации и в том же 1905 году получил звание доктор философии (эквивалент кандидата естественных наук). В следующем году Эйнштейн развил свою теорию в новой статье «К теории броуновского движения», и в дальнейшем неоднократно возвращался к этой теме.
Вскоре (1908) измерения Перрена полностью подтвердили адекватность модели Эйнштейна, что стало первым экспериментальным доказательством молекулярно-кинетической теории, подвергавшейся в те годы активным атакам со стороны позитивистов.
Макс Борн писал (1949): [16] «Я думаю, что эти исследования Эйнштейна больше, чем все другие работы, убеждают физиков в реальности атомов и молекул, в справедливости теории теплоты и фундаментальной роли вероятности в законах природы». Работы Эйнштейна по статистической физике цитируются даже чаще, чем его работы по теории относительности. [17] Выведенная им формула для коэффициента диффузии и его связи с дисперсией координат оказалась применимой в самом общем классе задач: марковские процессы диффузии, электродинамика и т. п. [18]
Позднее, в статье «К квантовой теории излучения» (1917) Эйнштейн, исходя из статистических соображений, впервые предположил существование нового вида излучения, происходящего под воздействием внешнего электромагнитного поля («индуцированное излучение»). В начале 1950-х годов был предложен способ усиления света и радиоволн, основанный на использовании индуцированного излучения, а в последующие годы оно легло в основу теории лазеров.
Берн — Цюрих — Прага — Цюрих — Берлин (1905—1914)
Работы 1905 года принесли Эйнштейну, хотя и не сразу, всемирную славу. Он переписывается и встречается с самыми знаменитыми физиками мира, а Планк в Берлине включает теорию относительности в свой учебный курс. В письмах его называют «г-н профессор», однако ещё четыре года (до октября 1909 года) Эйнштейн продолжает службу в Бюро патентов; в 1906 году его повысили в должности (он стал экспертом II класса) и прибавили оклад. В октябре 1908 года Эйнштейна пригласили читать факультатив в Бернский университет, однако без всякой оплаты. В 1909 году он побывал на съезде натуралистов в Зальцбурге, где собралась элита немецкой физики, и впервые встретился с Планком; за 3 года переписки они быстро стали близкими друзьями и сохранили эту дружбу до конца жизни.
После съезда Эйнштейн наконец получил оплачиваемую должность экстраординарного профессора в Цюрихском университете (декабрь 1909), где преподавал геометрию его старый друг Марсель Гроссман. Оплата была небольшой, особенно для семьи с двумя детьми, и в 1911 году Эйнштейн без колебаний принял приглашение возглавить кафедру физики в пражском Немецком университете. В этот период Эйнштейн продолжает публикацию серии статей по термодинамике, теории относительности и квантовой теории. В Праге он активизирует исследования по теории тяготения, поставив целью создать релятивистскую теорию гравитации и осуществить давнюю мечту физиков — исключить из этой области ньютоновское дальнодействие.
В 1911 году Эйнштейн участвовал в Первом Сольвеевском конгрессе (Брюссель), посвящённом квантовой физике. Там произошла его единственная встреча с Пуанкаре, который продолжал отвергать теорию относительности, хотя лично к Эйнштейну относился с большим уважением. [19]
Спустя год Эйнштейн вернулся в Цюрих, где стал профессором родного Политехникума и читал там лекции по физике. В 1913 году он посетил Конгресс естествоиспытателей в Вене, навестил там 75-летнего Эрнста Маха; когда-то критика Махом ньютоновской механики произвела на Эйнштейна огромное впечатление и идейно подготовила к новациям теории относительности.
В конце 1913 года, по рекомендации Планка и Нернста, Эйнштейн получил приглашение возглавить создаваемый в Берлине физический исследовательский институт; он зачислен также профессором Берлинского университета. Помимо близости к другу-Планку эта должность имела то преимущество, что не обязывала отвлекаться на преподавание. Он принял приглашение, и в предвоенный 1914 год убеждённый пацифист Эйнштейн прибыл в Берлин. Милева с детьми осталась в Цюрихе, их семья распалась. В феврале 1919 года они официально развелись. [20]
Гражданство Швейцарии, нейтральной страны, помогало Эйнштейну выдерживать милитаристское давление после начала войны. Он не подписывал никаких «патриотических» воззваний, а в письме Ромену Роллану писал: [21]
Поблагодарят ли будущие поколения нашу Европу, в которой три столетия самой напряжённой культурной работы привели лишь к тому, что религиозное безумие сменилось безумием националистическим? Даже учёные разных стран ведут себя так, словно у них ампутировали мозги.
Общая теория относительности (1915)
Ещё Декарт объявил, что все процессы во Вселенной объясняются локальным взаимодействием одного вида материи с другим, и с точки зрения науки этот тезис близкодействия был естественным. Однако ньютоновская теория всемирного тяготения резко противоречила тезису близкодействия — в ней сила притяжения передавалась непонятно как через совершенно пустое пространство, причём бесконечно быстро. По существу ньютоновская модель была чисто математической, без какого-либо физического содержания. На протяжении двух веков делались попытки исправить положение и избавиться от мистического дальнодействия, наполнить теорию тяготения реальным физическим содержанием — тем более что после Максвелла гравитация осталась единственным в физике пристанищем дальнодействия. Особенно неудовлетворительной стала ситуация после утверждения специальной теории относительности, так как теория Ньютона не была лоренц-ковариантной. Однако до Эйнштейна исправить положение никому не удалось.
Основная идея Эйнштейна была проста: материальным носителем тяготения является само пространство (точнее, пространство-время). Тот факт, что гравитацию можно рассматривать как проявление свойств геометрии четырёхмерного неевклидова пространства, без привлечения дополнительных понятий, есть следствие того, что все тела в поле тяготения получают одинаковое ускорение («принцип эквивалентности» Эйнштейна). Четырёхмерное пространство-время при таком подходе оказывается не «плоской и безразличной сценой» для материальных процессов, у него имеются физические атрибуты, и в первую очередь — метрика и кривизна, которые влияют на эти процессы и сами зависят от них. Если специальная теория относительности — это теория неискривлённого пространства, то общая теория относительности, по замыслу Эйнштейна, должна была рассмотреть более общий случай, пространство-время с переменной метрикой (псевдориманово многообразие). Причиной искривления пространства-времени является присутствие материи, и чем больше её энергия, тем искривление сильнее. Ньютоновская же теория тяготения представляет собой приближение новой теории, которое получается, если учитывать только «искривление времени», то есть изменение временно́й компоненты метрики, g00 [22] (пространство в этом приближении евклидово). Распространение возмущений гравитации, то есть изменений метрики при движении тяготеющих масс, происходит с конечной скоростью. Дальнодействие с этого момента исчезает из физики.
Математическое оформление этих идей было достаточно трудоёмким и заняло несколько лет (1907—1915). Эйнштейну пришлось овладеть тензорным анализом и создать его четырёхмерное псевдориманово обобщение; в этом ему помогли консультации и совместная работа сначала с Марселем Гроссманом, ставшим соавтором первых статей Эйнштейна по тензорной теории гравитации, а затем и с «королём математиков» тех лет, Давидом Гильбертом. В 1915 г. главные уравнения общей теории относительности Эйнштейна (ОТО), обобщающие ньютоновские, были опубликованы почти одновременно в статьях Эйнштейна и Гильберта.
Новая теория тяготения предсказала два ранее неизвестных физических эффекта, вполне подтверждённые наблюдениями, а также точно и полностью объяснила вековое смещение перигелия Меркурия, долгое время приводившее в недоумение астрономов. После этого теория относительности стала практически общепризнанным фундаментом современной физики. Кроме астрофизики, ОТО нашла практическое применение, как уже упоминалось выше, в (Global Positioning Systems, GPS), где расчёты координат производятся с очень существенными релятивистскими поправками. [23]
Берлин (1915—1933)
В 1915 году в разговоре с голландским физиком Вандером де Хаазом (нидерл. Wander Johannes de Haas ) Эйнштейн предложил схему и расчёт опыта, который после успешной реализации получил название «эффект Эйнштейна-де Хааза». Результат опыта воодушевил Нильса Бора, двумя годами ранее создавшего планетарную модель атома, поскольку подтвердил, что внутри атомов существуют круговые электронные токи, причём электроны на своих орбитах не излучают. Именно эти положения Бор и положил в основу своей модели. Кроме того, обнаружилось, что суммарный магнитный момент получается вдвое больше ожидаемого; причина этого разъяснилась, когда был открыт спин — собственный момент импульса электрона.
По окончании войны Эйнштейн продолжал работу в прежних областях физики, а также занимался новыми областями — релятивистской космологией и «Единой теорией поля», которая, по его замыслу, должна была объединить гравитацию, электромагнетизм и (желательно) теорию микромира. Первая статья по космологии, «Космологические соображения к общей теории относительности», появилась в 1917 году. После этого Эйнштейн пережил загадочное «нашествие болезней» — кроме серьёзных проблем с печенью, обнаружилась язва желудка, затем желтуха и общая слабость. Несколько месяцев он не вставал с постели, но продолжал активно работать. Только в 1920 году болезни отступили.
Осенью 1919 года английская экспедиция в момент затмения обнаружила предсказанное Эйнштейном отклонение света в поле тяготения Солнца. При этом измеренное значение соответствовало не ньютоновскому, а эйнштейновскому закону тяготения. Сенсационную новость перепечатали газеты всей Европы, хотя суть новой теории чаще всего излагалась в беззастенчиво искажённом виде. [24] Слава Эйнштейна достигла небывалых высот.
В мае 1920 года Эйнштейн, вместе с другими членами Берлинской академии наук, был приведен к присяге как государственный служащий и по закону стал считаться гражданином Германии. [25] Однако швейцарское гражданство он сохранил до конца жизни. [26] В 1920-е годы, получая отовсюду приглашения, он много путешествовал по Европе (по швейцарскому паспорту), читал лекции для учёных, студентов и для любознательной публики. Навестил и США, где в честь именитого гостя была принята специальная приветственная резолюция Конгресса (1921). В конце 1922 года посетил Индию, где имел продолжительное общение с Тагором, и Китай. Зиму Эйнштейн встретил в Японии. В 1923 году выступил в Иерусалиме, где намечалось вскоре (1925) открыть Еврейский университет.
Эйнштейна неоднократно номинировали на Нобелевскую премию по физике, однако члены Нобелевского комитета долгое время не решались присудить премию автору столь революционных теорий. В конце концов был найден дипломатичный выход: премия за 1921 год была присуждена Эйнштейну (в самом конце 1922 года) за теорию фотоэффекта, то есть за наиболее бесспорную и хорошо проверенную в эксперименте работу; впрочем, текст решения содержал нейтральное добавление: «… и за другие работы в области теоретической физики».
10 ноября 1922 года секретарь Шведской Академии наук Кристофер Аурвиллиус писал Эйнштейну: [27]
Как я уже сообщил Вам телеграммой, Королевская академия наук на своём вчерашнем заседании приняла решение присудить Вам премию по физике за прошедший (1921) год, отмечая тем самым Ваши работы по теоретической физике, в частности открытие закона фотоэлектрического эффекта, не учитывая при этом Ваши работы по теории относительности и теории гравитации, которые будут оценены после их подтверждения в будущем.
Естественно, традиционную Нобелевскую речь (1923) Эйнштейн посвятил теории относительности. [28]
В 1924 году молодой индийский физик Шатьендранат Бозе в кратком письме обратился к Эйнштейну с просьбой помочь в публикации статьи, в которой выдвигал предположение, положенное в основу современной квантовой статистики. Бозе предложил рассматривать свет в качестве газа из фотонов. Эйнштейн пришёл к выводу, что эту же статистику можно использовать для атомов и молекул в целом. В 1925 году Эйнштейн опубликовал статью Бозе в немецком переводе, а затем собственную статью, в которой излагал обобщённую модель Бозе, применимую к системам тождественных частиц с целым спином, называемых бозонами. На основании данной квантовой статистики, известной ныне как статистика Бозе — Эйнштейна, оба физика ещё в середине 1920-х годов теоретически обосновали существование пятого агрегатного состояния вещества — конденсата Бозе — Эйнштейна.
Суть «конденсата» Бозе — Эйнштейна состоит в переходе большого числа частиц идеального бозе-газа в состояние с нулевым импульсом при температурах, приближающихся к абсолютному нулю, когда длина волны де Бройля теплового движения частиц и среднее расстояние между этими частицами сводятся к одному порядку. Начиная с 1995 года, когда первый подобный конденсат был получен в университете Колорадо, учёные практически доказали возможность существования конденсатов Бозе — Эйнштейна из водорода, лития, натрия, рубидия и гелия.
Как личность огромного и всеобщего авторитета, Эйнштейна постоянно привлекали в эти годы к разного рода политическим акциям, где он выступал за социальную справедливость, за интернационализм и сотрудничество между странами (см. ниже). В 1923 году Эйнштейн участвовал в организации общества культурных связей «Друзья новой России». Неоднократно призывал к разоружению и объединению Европы, к отмене обязательной воинской службы.
В 1928 году Эйнштейн проводил в последний путь Лоренца, с которым очень подружился в его последние годы. Именно Лоренц выдвинул кандидатуру Эйнштейна на Нобелевскую премию в 1920 году и поддержал её в следующем году.
В 1929 году мир шумно отметил 50-летие Эйнштейна. Юбиляр не принял участия в торжествах и скрылся на своей вилле близ Потсдама, где с увлечением выращивал розы. Здесь он принимал друзей — деятелей науки, Тагора, Эммануила Ласкера, Чарли Чаплина и других.
В 1931 году Эйнштейн вновь побывал в США. В Пасадене его очень тепло встретил Майкельсон, которому оставалось жить 4 месяца. Вернувшись летом в Берлин, Эйнштейн в выступлении перед Физическим обществом почтил память замечательного экспериментатора, заложившего первый камень фундамента теории относительности. Помимо теоретических исследований, Эйнштейну принадлежат и несколько изобретений, в том числе:
Примерно до 1926 года Эйнштейн работал в очень многих областях физики, от космологических моделей до исследования причин речных извилин. Далее он, за редким исключением, сосредотачивает усилия на квантовых проблемах и Единой теории поля.
Интерпретация квантовой механики
Рождение квантовой механики происходило при активном участии Эйнштейна. Публикуя свои основополагающие работы, Шрёдингер признал (1926), что на него оказали большое влияние «краткие, но бесконечно дальновидные замечания Эйнштейна». [31]
В 1927 году на Пятом Сольвеевском конгрессе Эйнштейн решительно выступил против «копенгагенской интерпретации» Макса Борна и Нильса Бора, трактующей математическую модель квантовой механики как существенно вероятностную. Эйнштейн заявил, что сторонники этой интерпретации «из нужды делают добродетель», а вероятностный характер свидетельствует лишь о том, что наше знание физической сущности микропроцессов неполно. [32] Он ехидно заметил: «Бог не играет в кости» (нем. Der Herrgott würfelt nicht ), на что Нильс Бор возразил: «Эйнштейн, не указывай Богу, что ему делать». [33] Эйнштейн принимал «копенгагенскую интерпретацию» лишь как временный, незавершённый вариант, который по мере прогресса физики должен быть заменён полной теорией микромира. Он и сам предпринимал попытки создать детерминистическую нелинейную теорию, приближённым следствием которой оказалась бы квантовая механика.
В 1933 году Эйнштейн писал: [34]
Подлинная цель моих исследований всегда состояла в том, чтобы добиться упрощения теоретической физики и ее объединения в целостную систему. Я сумел удовлетворительно осуществить эту цель для макромира, но не для квантов и структуры атомов. Думаю, что, несмотря на значительные успехи, современная квантовая теория всё ещё далека от удовлетворительного решения последней группы проблем.
В 1947 году он ещё раз сформулировал свою позицию в письме Максу Борну: [35]
Конечно, я понимаю, что принципиально статистическая точка зрения, необходимость которой впервые ясно осознана была тобой, содержит значительную долю истины. Однако я не могу в нее серьёзно верить, потому что эта теория несовместима с основным положением, что физика должна представлять действительность в пространстве и во времени без мистических дальнодействий. В чём я твёрдо убеждён, так это в том, что в конце концов остановятся на теории, в которой закономерно связанными вещами будут не вероятности, но факты.
Эйнштейн вёл полемику на эту тему до конца жизни, хотя мало кто из физиков разделял его точку зрения. Две его статьи содержали описание мысленных экспериментов, которые, по его мнению, наглядно показывали неполноту квантовой механики; наибольший резонанс получил так называемый «Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена» (май 1935). Обсуждение этой важной и интересной проблемы продолжается и в наши дни.
Принстон (1933—1945). Борьба с фашизмом.
По мере нарастания экономического кризиса в Веймарской Германии усиливалась политическая нестабильность, содействовавшая усилению радикально-националистических и антисемитских настроений. Участились оскорбления и угрозы в адрес Эйнштейна, в одной из листовок даже предлагалась крупная награда (50000 марок) за его голову. После прихода к власти нацистов все труды Эйнштейна были либо приписаны «арийским» физикам, либо объявлены искажением истинной науки. Ленард, возглавивший группу «Немецкая физика», провозглашал: [36] «Наиболее важный пример опасного влияния еврейских кругов на изучение природы представляет Эйнштейн со своими теориями и математической болтовней, составленной из старых сведений и произвольных добавок… Мы должны понять, что недостойно немца быть духовным последователем еврея». Во всех научных кругах Германии развернулась бескомпромиссная расовая чистка.
В 1933 году Эйнштейну пришлось покинуть Германию, к которой он был очень привязан, навсегда. Он с семьёй выехал в Соединённые Штаты Америки с гостевыми визами. В скором времени в знак протеста против преступлений нацизма он отказался от немецкого гражданства и членства в Прусской и Баварской академиях наук.
После переезда в США Альберт Эйнштейн получил должность профессора физики в недавно созданном Институте фундаментальных исследований (англ. Institute for Advanced Study ) в Принстоне, штат Нью-Джерси. Старший сын, Ганс-Альберт (1904—1973), вскоре последовал за ним (1938); впоследствии он стал признанным специалистом по гидравлике и профессором Калифорнийского университета (1947). Младший сын Эйнштейна, Эдуард (1910—1965), около 1930 года заболел тяжёлой формой шизофрении и закончил свои дни в цюрихской психиатрической лечебнице. Двоюродная сестра Эйнштейна, Лина, погибла в Освенциме, другая сестра, Берта Дрейфус, умерла в концлагере Терезиенштадт. [37]
В США Эйнштейн мгновенно превратился в одного из самых известных и уважаемых людей страны, получив репутацию гениальнейшего учёного в истории, а также олицетворения образа «рассеянного профессора» и интеллектуальных возможностей человека вообще. В январе следующего, 1934 года он был приглашён в Белый дом к президенту Рузвельту, имел с ним сердечную беседу и даже провёл там ночь. Ежедневно Эйнштейн получал сотни писем разнообразного содержания, на которые (даже на детские) старался ответить. Будучи естествоиспытателем с мировым именем, он оставался доступным, скромным, нетребовательным и приветливым человеком.
В декабре 1936 года от болезни сердца умерла Эльза; тремя месяцами ранее в Цюрихе скончался Марсель Гроссман. Одиночество Эйнштейна скрашивали сестра Майя, падчерица Марго (дочь Эльзы от первого брака), секретарь Эллен Дюкас и кот Тигр. К удивлению американцев, Эйнштейн так и не обзавёлся автомобилем и телевизором. Майя после инсульта в 1946 году была частично парализована, и каждый вечер Эйнштейн читал книги своей любимой сестре.
Во время войны Эйнштейн консультировал Военно-морские силы США и способствовал решению различных технических проблем. [38]
Принстон (1945—1955). Борьба за мир. Единая теория поля.
До конца жизни Эйнштейн продолжал работу над исследованием проблем космологии и созданием единой теории поля. Ему помогали в этом профессиональные математики, в том числе (в Принстоне) Джон Кемени. [41] Формально некоторые успехи в этом направлении были — он разработал даже две такие модели. Эти теории были математически изящны, включали всю электродинамику Максвелла — однако не давали никаких новых физических следствий. А чистая математика, в отрыве от физики, Эйнштейна никогда не интересовала, и он забраковал обе модели. [42] Сначала (1929) Эйнштейн пытался развить идеи Калуцы и Клейна — мир имеет пять измерений, причём пятое имеет микроразмеры и поэтому невидимо. Получить с её помощью новые физически интересные результаты не удалось, и многомерная теория была вскоре оставлена (чтобы позже возродиться в теории суперструн). Вторая версия Единой теории (1950) основывалась на предположении, что пространство-время имеет не только кривизну, но и кручение; она тоже органично включала ОТО и теорию Максвелла, однако найти окончательную редакцию уравнений, которая описывала бы не только макромир, но и микромир, так и не удалось. А без этого теория оставалась не более чем математической надстройкой над зданием, которое в этой надстройке совершенно не нуждалось. [43]
Вейль вспоминал, что Эйнштейн как-то сказал ему: [44] «Умозрительно, без руководящего наглядного физического принципа, физику нельзя конструировать».
В 1955 году здоровье Эйнштейна резко ухудшилось. Он написал завещание и сказал друзьям: «Свою задачу на земле я выполнил». Последним его трудом стало незаконченное воззвание с призывом предотвратить ядерную войну.
Его падчерица Марго вспоминала о последней встрече с Эйнштейном в больнице: [45]
Учёный, перевернувший представления человечества о Вселенной, Альберт Эйнштейн умер 18 апреля 1955 года в 1 час 25 минут, в Принстоне от аневризмы аорты. Перед смертью он произнёс несколько слов по-немецки, но американская медсестра не смогла их потом воспроизвести. Не воспринимая никаких форм культа личности, он запретил пышное погребение с громкими церемониями, для чего пожелал, чтобы место и время захоронения не разглашались. 19 апреля 1955 года без широкой огласки состоялись похороны великого учёного, на которых присутствовало всего 12 самых близких друзей. Его тело было сожжено в крематории Юинг-Симтери, а пепел развеян по ветру.
Интересные факты
Почему именно я создал теорию относительности? Когда я задаю себе такой вопрос, мне кажется, что причина в следующем. Нормальный взрослый человек вообще не задумывается над проблемой пространства и времени. По его мнению, он уже думал об этой проблеме в детстве. Я же развивался интеллектуально так медленно, что пространство и время занимали мои мысли, когда я стал уже взрослым. Естественно, я мог глубже проникать в проблему, чем ребенок с нормальными наклонностями.
Личная позиция
Человеческие качества
Близкие знакомые описывают Эйнштейна как человека общительного, дружелюбного, жизнерадостного, остроумного, с превосходным чувством юмора, отмечают его доброту, всегдашнюю готовность помочь, полное отсутствие снобизма, покоряющее человеческое обаяние. [50]
Эйнштейн страстно любил музыку, особенно сочинения XVIII века. В разные годы среди предпочитаемых им композиторов были Бах, Моцарт, Шуман, Гайдн и Шуберт, а в последние годы — Брамс. [34] Хорошо играл на скрипке, с которой нигде не расставался. Из художественной литературы с восхищением отзывался о прозе Льва Толстого, Достоевского, [51] Диккенса, пьесах Брехта. Увлекался также филателией, садоводством, плаванием на яхте (даже написал статью о теории управления яхтой). В частной жизни был неприхотлив, в конце жизни неизменно появлялся в любимом тёплом свитере.
Несмотря на свой колоссальный научный авторитет, он не страдал излишним самомнением, охотно допускал, что может ошибаться, и если это случалось, публично признавал своё заблуждение. Так произошло, например, в 1922 году, когда он раскритиковал статью Александра Фридмана, предсказавшего расширение Вселенной. Получив затем письмо от Фридмана с разъяснением спорных деталей, Эйнштейн в том же журнале сообщил, что был неправ, а результаты Фридмана ценны и «проливают новый свет» на возможные модели космологической динамики.
Несправедливость, угнетение, ложь всегда вызывали его гневную реакцию. Из письма сестре Майе (1935): [34]
Кажется, люди утратили стремление к справедливости и достоинству, перестали уважать то, что ценою огромных жертв сумели завоевать прежние, лучшие поколения… В конечном счёте основой всех человеческих ценностей служит нравственность. Ясное осознание этого в примитивную эпоху свидетельствует о беспримерном величии Моисея. Какой контраст с нынешними людьми!
В конце жизни Эйнштейн кратко сформулировал свою систему ценностей: [54] «Идеалами, освещавшими мой путь и сообщавшими мне смелость и мужество, были добро, красота и истина».
Политические убеждения
Альберт Эйнштейн был убеждённым демократическим социалистом, гуманистом, пацифистом и антифашистом. Авторитет Эйнштейна, достигнутый благодаря его революционным открытиям в физике, позволял учёному активно влиять на общественно-политические преобразования в мире.
Эйнштейн выступал за построение демократического социализма, который соединил бы социальную защиту населения и планирование экономики с демократическим режимом и правами человека. Он отвергал национализм в любых его проявлениях и называл его «корью человечества». Он не одобрял тоталитарные методы построения социалистического общества, наблюдавшиеся в СССР; в письме советским учёным (1948) Эйнштейн указал на такие негативные черты советского строя, как всемогущество бюрократии, тенденцию превратить советскую власть в «своего рода церковь и клеймить как предателей и мерзких злодеев всех, кто к ней не принадлежит». [56] Вместе с тем он всегда оставался сторонником сближения и сотрудничества западных демократий и социалистического лагеря.
В обоснование своей антивоенной позиции Эйнштейн писал: [57]
Мой пацифизм — это инстинктивное чувство, которое владеет мной потому, что убийство человека отвратительно. Моё отношение исходит не из какой-либо умозрительной теории, а основано на глубочайшей антипатии к любому виду жестокости и ненависти.
Он активно содействовал борьбе негритянского населения США за гражданские права, будучи на протяжении двух десятилетий близким другом известного и в СССР темнокожего певца и актёра Поля Робсона. Узнав, что престарелый Уильям Дюбуа (англ.) объявлен «коммунистическим шпионом», Эйнштейн потребовал вызвать его в качестве свидетеля защиты, и дело вскоре было закрыто. Решительно осудил «дело Оппенгеймера», которого в 1953 году обвинили в «коммунистических симпатиях» и отстранили от секретных работ. В 1946 году Эйнштейн был в числе активистов, сотрудничавших в деле открытия светского еврейского университета на базе Миддлсекского университета (англ.), однако, когда его предложение назначить президентом вуза британского экономиста-лейбориста Гарольда Ласки (англ.) было отвергнуто (как человека, якобы «чуждого американским принципам демократии»), физик отозвал свою поддержку и позже, когда заведение было открыто в качестве университета Луиса Брандейса (англ.), отказался от почётной степени в нём. [58]
Из-за своей «левизны» учёный часто подвергался нападкам со стороны правоконсервативных кругов в США. Ещё в 1932 году организация «Вумэн Пэтриот Корпорэйшн» обратилась в Госдепартамент с письмом, требовавшим не допускать Эйнштейна в США, утверждая, что «сам Сталин не связан с таким множеством анархо-коммунистических групп», как он. Во время разгула маккартизма ФБР располагало личным делом «неблагонадёжного» Эйнштейна, состоявшим из 1427 страниц. В частности, он обвинялся в том, что «проповедует доктрину, направленную на установление анархии». Архивы ФБР также свидетельствуют о том, что физик был объектом пристального внимания со стороны спецслужб, поскольку на протяжении 1937—1955 годов Эйнштейн «состоял или был спонсором и почётным членом в 34 коммунистических фронтах», являлся почётным председателем трёх подобных организаций, и среди его близких друзей были лица, «сочувствующие коммунистической идеологии». [59]
Встревоженный быстрым ростом антисемитизма в Германии, Эйнштейн поддержал призыв сионистского движения создать еврейский национальный очаг в Палестине и выступил на эту тему с рядом статей и речей. Особенно активное содействие с его стороны получила идея открыть Еврейский университет в Иерусалиме (1925). Он пояснил свою позицию: [60]
Вплоть до недавнего времени я жил в Швейцарии, и пока был там, я не сознавал своего еврейства… Когда я приехал в Германию, я впервые узнал, что я еврей, причем сделать это открытие помогли мне больше неевреи, чем евреи… Тогда я понял, что лишь совместное дело, которое будет дорого всем евреям в мире, может привести к возрождению народа… Если бы нам не приходилось жить среди нетерпимых, бездушных и жестоких людей, я бы первый отверг национализм в пользу универсальной человечности.
Последовательный интернационалист, он выступал в защиту прав всех угнетённых народов — евреев, индийцев, американских негров и др. Эйнштейн приветствовал создание государства Израиль (1947). Он писал Паулю Эренфесту в 1921 году: «Сионизм являет собою поистине новый еврейский идеал и может вернуть еврейскому народу радость существования». Уже после Холокоста он заметил: «Сионизм не защитил германское еврейство от уничтожения. Но тем, кто выжил, сионизм дал внутренние силы перенести бедствие с достоинством, не утратив здорового самоуважения». [34] В 1952 году к Эйнштейну даже поступило предложение стать вторым президентом Израиля, от которого учёный вежливо отказался, сославшись на отсутствие опыта подобной работы. Все свои письма и рукописи Эйнштейн завещал Еврейскому университету в Иерусалиме.
Философия
Эйнштейн всегда интересовался философией науки и оставил ряд глубоких исследований на эту тему. Юбилейный сборник 1949 года к его 70-летию назывался (надо полагать, с его ведома и согласия) «Альберт Эйнштейн. Философ-учёный». Наиболее близким к себе по мировосприятию философом Эйнштейн считал Спинозу. Рационализм у них обоих был всеохватывающим и распространялся не только на сферу науки, но также на этику и другие аспекты человеческой жизни: гуманизм, интернационализм, свободолюбие и др. хороши не только сами по себе, но и потому, что они наиболее разумны. Законы природы объективно существуют, и они постижимы по той причине, что они образуют мировую гармонию, разумную и эстетически привлекательную одновременно. В этом главная причина неприятия Эйнштейном «копенгагенской интерпретации» квантовой механики, которая, по его мнению, вносила в картину мира иррациональный элемент, хаотическую дисгармонию.
В книге «Эволюция физики» Эйнштейн писал: [61]
С помощью физических теорий мы пытаемся найти себе путь сквозь лабиринт наблюдаемых фактов, упорядочить и постичь мир наших чувственных восприятий. Мы желаем, чтобы наблюдаемые факты логически следовали из нашего понятия реальности. Без веры в то, что возможно охватить реальность нашими теоретическими построениями, без веры во внутреннюю гармонию нашего мира, не могло бы быть никакой науки. Эта вера есть и всегда останется основным мотивом всякого научного творчества. Во всех наших усилиях, во всякой драматической борьбе между старым и новым мы узнаем вечное стремление к познанию, непоколебимую веру в гармонию нашего мира, постоянно усиливающуюся по мере роста препятствий к познанию.
В науке эти принципы означали решительное несогласие с модными тогда позитивистскими концепциями Маха, Пуанкаре и других, а также отрицание кантианства с его идеями «априорного знания». Эйнштейн пояснил суть своих разногласий с ними: [62]
…Априори следует ожидать хаотического мира, который невозможно познать с помощью мышления. Можно (или должно) было бы лишь ожидать, что этот мир лишь в той мере подчинен закону, в какой мы можем упорядочить его своим разумом. Это было бы упорядочение, подобное алфавитному упорядочению слов какого-нибудь языка. Напротив, упорядочение, вносимое, например, ньютоновской теорией гравитации, носит совсем иной характер. Хотя аксиомы этой теории и созданы человеком, успех этого предприятия предполагает существенную упорядоченность объективного мира, ожидать которую априори у нас нет никаких оснований. В этом и состоит «чудо», и чем дальше развиваются наши знания, тем волшебнее оно становится. Позитивисты и профессиональные атеисты видят в этом уязвимое место, ибо они чувствуют себя счастливыми от сознания, что им не только удалось с успехом изгнать бога из этого мира, но и «лишить этот мир чудес».
Философия Эйнштейна была основана на совершенно иных принципах. В своей автобиографии (1949) он писал: [63]
Там, вовне, был этот большой мир, существующий независимо от нас, людей, и стоящий перед нами как огромная вечная загадка, доступная, однако, по крайней мере отчасти, нашему восприятию и нашему разуму. Изучение этого мира манило как освобождение, и я скоро убедился, что многие из тех, кого я научился ценить и уважать, нашли свою внутреннюю свободу и уверенность, отдавшись целиком этому занятию. Мысленный охват в рамках доступных нам возможностей этого внеличного мира представлялся мне, наполовину сознательно, наполовину бессознательно, как высшая цель… Предубеждение этих учёных [позитивистов] против атомной теории можно, несомненно, отнести за счет их позитивистской философской установки. Это интересный пример того, как философские предубеждения мешают правильной интерпретации фактов даже учёным со смелым мышлением и с тонкой интуицией.
В той же автобиографии Эйнштейн чётко формулирует два критерия истины в физике: теория должна иметь «внешнее оправдание» и «внутреннее совершенство». Первое означает, что теория должна согласовываться с опытом, а второе — что она должна из минимальных предпосылок раскрывать максимально глубокие закономерности универсальной и разумной гармонии законов природы. Эстетические качества теории (оригинальная красота, естественность, изящество) тем самым становятся немаловажными физическими достоинствами.
Теория производит тем большее впечатление, чем проще ее предпосылки, чем разнообразнее предметы, которые она связывает, и чем шире область ее применения.
Религиозные взгляды
Религиозные взгляды Эйнштейна являются предметом давнишних споров. Некоторые утверждают, что Эйнштейн верил в существование Бога, другие называют его атеистом. И те и другие использовали для подтверждения своей точки зрения слова великого учёного.
В 1921 году Эйнштейн получил телеграмму от нью-йоркского раввина Герберта Гольдштейна: «Верите ли вы в Бога тчк оплаченный ответ 50 слов». Эйнштейн уложился в 24 слова: «Я верю в Бога Спинозы, который проявляет себя в закономерной гармонии бытия, но вовсе не в Бога, который хлопочет о судьбах и делах людей». [64] Ещё более резко он выразился в интервью «Нью-Йорк Таймс» (ноябрь 1930 года): «Я не верю в Бога, который награждает и карает, в Бога, цели которого слеплены с наших человеческих целей. Я не верю в бессмертие души, хотя слабые умы, одержимые страхом или нелепым эгоизмом, находят себе пристанище в такой вере». [65]
В 1940 году он описал свои взгляды в журнале «Nature», в статье под названием «Наука и религия». [66] Там он пишет:
По моему мнению, религиозно просвещённый человек — это тот, кто в максимально возможной для него степени освободил себя от пут эгоистических желаний и поглощён мыслями, чувствами и стремлениями, которых он придерживается ввиду их сверхличностного характера… безотносительно от того, делается ли попытка связать это с божественным существом, ибо в противном случае нельзя было бы считать Будду или Спинозу религиозными личностями. Религиозность такого человека состоит в том, что у него нет сомнений в значимости и величии этих сверхличностных целей, которые не могут быть рационально обоснованы, но в этом и не нуждаются… В этом смысле религия — древнее стремление человечества ясно и полностью осознать эти ценности и цели и усиливать и расширять их влияние.
Далее он утверждает, что все конфликты между наукой и религией «происходили в результате фатальных ошибок», в результате непонимания того, что «сферы религии и науки сами по себе ясно разграничены». В то же время «между ними существует сильная взаимосвязь и взаимозависимость».«Наука без религии хрома, религия без науки слепа… Подлинного конфликта между религией и наукой не может быть». Он снова пишет, что не верит в персонифицированного Бога, и заявляет:
Не существует ни господства человека, ни господства божества как независимых причин явлений природы. Конечно, доктрина Бога как личности, вмешивающейся в природные явления, никогда не может быть в буквальном смысле опровергнута наукой, ибо эта доктрина может всегда найти убежище в тех областях, куда научное знание ещё не способно проникнуть. Но я убеждён, что такое поведение части представителей религии не только недостойно, но и фатально.
В 1950 году, в письме М. Берковитцу Эйнштейн писал: «По отношению к Богу я агностик. Я убеждён, что для отчётливого понимания первостепенной важности нравственных принципов в деле улучшения и облагораживания жизни не требуется понятие законодателя, особенно — законодателя, работающего по принципу награды и наказания». [67]
Ещё раз Эйнштейн описал свои религиозные взгляды, отвечая тем, кто приписывал ему веру в иудео-христианского Бога: [68] [34]
То, что вы читали о моих религиозных убеждениях — разумеется, ложь, которая систематически повторяется. Я не верю в персонифицированного Бога, и я никогда не отрицал этого, но выразил это отчетливо. Если во мне есть что-то, что можно назвать религиозным, то это только безграничное восхищение устройством мира, насколько наша наука способна его постичь.
Наиболее полный обзор религиозных взглядов Эйнштейна опубликовал его друг, Макс Джеммер (англ. Max Jammer ), в книге «Эйнштейн и религия» (1999). [70]
Оценки и память
Если бы не существовало Эйнштейна, физика XX века была бы иной. Этого нельзя сказать ни об одном другом учёном… Он занял в общественной жизни такое положение, какое вряд ли займёт в будущем другой учёный. Никто, собственно, не знает, почему, но он вошел в общественное сознание всего мира, став живым символом науки и властителем дум двадцатого века. Он говорил: «Забота о человеке и его судьбе должна быть основной целью в науке. Никогда не забывайте об этом среди ваших чертежей и уравнений». Позднее он также сказал: «Ценна только та жизнь, которая прожита для людей»… Эйнштейн был самым благородным человеком, какого мы когда-либо встречали.
Роберт Оппенгеймер: [71] «В нём всегда была какая-то волшебная чистота, одновременно и детская, и безгранично упрямая».
Я думаю, его работа и его скрипка давали ему значительную меру счастья, но глубокое сочувствие к людям и интерес к их судьбе предохранили Эйнштейна от неподобающей такому человеку меры безнадёжности… Общение с Эйнштейном доставляло необычайное удовлетворение. Несмотря на гениальность и славу, он держал себя абсолютно просто, без малейших претензий на превосходство… Он был не только великим учёным, но и великим человеком.
Г. Х. Харди охарактеризовал Эйнштейна тремя словами: «Кроткий и мудрый».
Признание
В архивах Нобелевского комитета сохранилось около 60 номинаций Эйнштейна в связи с формулировкой теории относительности; его кандидатура неизменно выдвигалась ежегодно с 1910 по 1922 годы (кроме 1911-го и 1915-го). Однако премия была присуждена только в 1922 году, за открытие закона фотоэлектрического эффекта, который представлялся членам Нобелевского комитета более бесспорным вкладом в науку. В результате этой номинации Эйнштейн получил (ранее отложенную) премию за 1921 год одновременно с Нильсом Бором, который был удостоен премии 1922 года.
Некоторые другие награды: [73]
Посмертно Альберт Эйнштейн тоже был отмечен рядом отличий:
В столице США установлен памятник Эйнштейну работы Роберта Беркса (1979). [74]
Альберт Эйнштейн в детстве
Класс Альберта Эйнштейн а в католической школе
Альберт Эйнштейн за работой в патентном бюро
Альберт Эйнштейн у доски преподает физику
Германия 
Швейцария (1901—1955) 
США (1940—1955)
