Текст книги "Альберт Эйнштейн"
Автор книги: Юлия Потерянко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 4 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]
Вопросы
• Как Альберт относился к своему затруднительному положению после окончания Политехникума?
• Почему дети любили Эйнштейна?
• Какое событие помогло ему заработать деньги, чтобы оплатить получение паспорта?
• Куда великого физика устроил на работу отец студенческого друга Марселя Гроссмана?
Глава пятая, в которой Альберт Эйнштейн устраивает «год чудес»
Гениальные мысли приходят в голову так редко, что их нетрудно запомнить.
Эйнштейн о том, как он смог запомнить все свои великие открытия
Так уж получилось, что все свои самые выдающиеся открытия Эйнштейн впервые показал миру в течение всего лишь одного-единствен– ного года. Это был 1905 год, когда ученый опубликовал шесть статей, четыре из которых позднее совершили переворот в науке. Еще в начале года Альберт обещал друзьям эти четыре публикации.
Первую статью Эйнштейн завершил в мае, в ней шла речь о движении мельчайших частиц материи. Если вы еще не изучали химию, то нуждаетесь в небольшом пояснении, чем именно занялся Альберт.
Итак, представьте, все вокруг нас – предметы и организмы – состоят из каких-то веществ. Например, вода состоит из кислорода и водорода, а воздух, которым мы дышим, – это смесь газов азота, кислорода, аргона и других. Химические элементы, из которых состоит наш мир, описаны в таблице Менделеева (ее изучают в школе на уроках химии). Мельчайшую частицу таких веществ называют атомом.
Так вот, эти атомы не стоят на месте, даже если предмет, который из них состоит, просто лежит на столе. И хотя нам кажется, что состоящие из атомов предметы неподвижны, сами мельчайшие частицы все время колеблются – передвигаются в своем крошечном пространстве.
Первооткрывателям это движение атомов показалось совершенно беспорядочным. Эйнштейн же смог понять и оценить их «логику», описать некоторые законы, которым это движение подчиняется. Он также научился оценивать количество атомов, из которых состоит вещество. Для этого ему пришлось связать температуру вещества, с объемом которое оно занимает (ведь известно, что при нагревании материя увеличивается в объеме), и вывести специальную формулу зависимости одного параметра от другого. И это была главная формула будущей молекулярно-кинетической теории. Кроме того, ученый окончательно доказал существование атомов – до него еще находились физики, которые сомневались в этом.
Вторая статья вышла в начале июня. В ней Эйнштейн размышлял о природе света. До него физики представляли свет как своеобразную волну. Считалось, что он распространяется, как волны на поверхности воды. Но такая теория не могла объяснить взаимодействия света с материей. Эйнштейн же описал свет как движение порций энергии в пространстве во взаимодействии с атомами материи. Эйнштейн назвал эти порции «световыми квантами», а в 1926 году они получат название «фотоны».
Альберт был не первым, кому в голову пришла такая мысль. Но именно его теория оказалась настолько совершенной, что положила начало еще одному разделу науки – квантовой физике. Это очень сложная и захватывающая область знания, открытия в которой только начались. Например, совсем недавно благодаря выводам Эйнштейна появилась возможность создавать космические корабли, сверхмощные компьютеры, мгновенно передавать информацию на огромные расстояния с большой точностью… Кто знает, какие еще более невероятные изобретения и открытия ждут нас уже в ближайшем будущем благодаря квантовой физике и Альберту Эйнштейну.
Летом Эйнштейн опубликовал еще две статьи, после которых как отдельный раздел физики возникла теория относительности (именно она принесла ученому наибольшую славу). До этого в основе физической науки была классическая механика и законы Исаака Ньютона[8]8
Исаак Ньютон – английский математик, физик, астроном (1642–1727). Открыл закон всемирного тяготения и три закона механики. Он изложил их в труде «Математические начала натуральной философии», который стал основой классической физики. Разработал теорию цвета, заложил основы современной оптики и др.
[Закрыть], открытые на 200 с хвостиком лет раньше. С помощью выведенных английским ученым законов земная реальность описывается очень хорошо. Но Эйнштейн еще в школе начал задавать себе вопросы, которые не вписываются в рамки классической механики и выходят за пределы возможного на Земле. Например, что будет со временем, если какой-нибудь предмет будет двигаться со скоростью света (почти 300 000 километров в секунду)? Оно будет так же течь или, например, замрет?
В 17 веке для Ньютона существовало только пространство, в котором действуют разные физические законы. Например, сила тяготения. Это когда земной шар притягивает к себе все, что на нем находится. И потому яблоко, поспев, падает с ветки в траву, а не, например, взлетает в небо. По легенде, именно после того, как яблоко упало Ньютону просто на голову, этот гениальный англичанин и открыл закон всемирного тяготения. Время же для Ньютона было абсолютом – оно неумолимо двигалось в одном направлении, с одной и той же скоростью, и остановить его было невозможно. Он принимал его во внимание, но сделать с ним ничего не мог. Но гениальный немец пришел к выводу, что законы Ньютона все же нарушаются! Только случается это при условиях, которые невозможны во время наблюдения невооруженным глазом. Например, Эйнштейн сделал вывод, что элементарные частицы существуют по другим законам. И для них время и пространство имеют иной смысл. То же происходит, если объекты макромира (видимые невооруженным взглядом) передвигаются со скоростью, близкой к скорости света. В таких условиях течение времени перестает быть стабильным и изменяется в зависимости от скорости движения объекта.
Теория относительности открыла двери в изучение мира элементарных частиц[9]9
Элементарные частицы – общее название для ряда мельчайших частиц материи, которые нельзя расщепить на составные части. К элементарным частицам относят электроны, протоны, нейтроны, нейтрино, кварки, бозон Хиггса и другие.
[Закрыть]. Именно с ее помощью были созданы все мобильные и электронные устройства, которыми люди пользуются каждый день. А еще эта теория сделала возможным, например, создание крошечных устройств – нанороботов, с помощью которых в будущем будут лечить самые тяжелые болезни и даже создавать части живых организмов. На теории относительности возникла также наука кибернетика.
Более того, со временем, используя эту теорию, ученые планируют научиться искривлять пространство и время по своему желанию (Эйнштейн доказал, что такое искривление возможно). Так могут стать реальностью мгновенные путешествия в далекий космос[10]10
Один из вариантов такого путешествия – через так называемую кротовую нору. Кротовая нора – это тоннель, соединяющий «коротким путем» две отдаленные точки Вселенной за счет искривления пространства и времени. Существование кротовых нор допускается в физике, но пока не доказано. Тоннели в космическом пространстве часто описываются в научно-фантастических книгах и фильмах.
[Закрыть]. Ведь пока что, в условиях классической физики, дорога на соседнюю к Земле планету Марс отнимает почти что год. А вот к Плутону, карликовой планете на «задворках» Солнечной системы, космический зонд New Horizons («Новые горизонты») летел целых девять с половиной лет!
А еще в рамках теории относительности Эйнштейн вывел самую известную физическую формулу в мире: E=mc2. Иначе говоря, энергия тела или объекта (Е) равна его массе (m), умноженной на скорость света в квадрате. Эту формулу изучают в школьном курсе физики ближе к выпускному классу, но узнают о ней обычно гораздо раньше. Кто-то носит футболки с такой надписью, кто-то пьет чай из кружки с нею на боку.
Сама по себе эта формула стала символом огромного прорыва в науке, к которому привели работы Эйнштейна. До него два отдельных параметра – энергию и массу – никто даже не догадался связать, они как бы существовали отдельно друг от друга. Гениальный ученый связал эти два параметра с помощью скорости света и описал формулой E=mc2 превращение массы в энергию и наоборот. И хоть эту формулу экспериментально доказать до сих пор никто не смог, с ее помощью было доказано существование в далеком космосе черных дыр, нейтронных звезд и множество других захватывающих и таинственных объектов Вселенной. То есть, она хоть и не доказана, а работает!
Все эти невероятные вещи берут свое начало из нескольких статей, опубликованных молодым гением в течение всего лишь одного 1905 года – «Года чудес».
Вопросы
• В течение какого времени Эйнштейн явил миру свои открытия? Посредством чего он это сделал?
• Какому разделу науки положил начало гений одной из своих совершенных теорий? Как это отобразилось на современном мире?
• Какую самую известную физическую формулу в мире вывел Альберт в рамках теории относительности? Что она значит?
Глава шестая, в которой мир начинает понимать цену Эйнштейну
Мой муж гений! Он умеет делать абсолютно все, кроме денег.
Жена Эйнштейна о том, как сильно он увлекался наукой и как мало придавал значения всему остальному
Статьи Эйнштейна, опубликованные в невероятный «Год чудес», предопределили развитие науки на много лет вперед. До сих пор раскрыты далеко не все загадки, к которым приблизился великий ученый. Но изменений в жизни эти работы ему не принесли. То есть, принесли, но вовсе не сразу.
В первое время Альберт продолжал трудиться в своем патентном бюро за довольно скромное жалование и вести тихую жизнь скромного чиновника. А в свободные от работы часы он дописывал докторскую диссертацию, занимался семейными делами и вел переписку с выдающимися учеными-физиками.
Все в том же 1905 году университет Цюриха получил от Эйнштейна рукопись диссертации на тему «Новое определение размеров молекул». Атомы могут объединяться в различные соединения. Простейшая частица такого соединения называется молекулой. Например, если один атом натрия соединится с одним атомом хлора, получится молекула, то есть мельчайшая частица, поваренной соли, которую мы употребляем в пищу. Рукопись приняли к рассмотрению, отдали профессорам на рецензию и в январе 1906 года молодой ученый успешно получил докторскую степень.
Самое большое впечатление труды молодого гения произвели на немецкого ученого Макса Планка. Именно его открытия взял за основу Эйнштейн при написании работы по квантовой физике. Прочитав статьи младшего коллеги, Планк написал ему письмо, в котором пообещал Эйнштейну, что его труды обязательно вскоре вызовут бурные споры, а позже, вероятно, и целый переворот в науке. Планк не ожидал, что его новый знакомый, подающий признаки самой настоящей гениальности, на самом деле в научные круги только стремится, а пока трудится на скромной должности чиновника. Авторитетный физик начал упоминать об Эйнштейне в своей переписке с другими коллегами. В это же время по университетам Европы расходились экземпляры журнала «Анналы физики» со статьями молодого ученого. Слава Эйнштейна росла.
А сам Альберт по-прежнему не стремился заработать на этой славе денег, и даже не пытался достичь какого-то особого статуса. Когда изредка коллеги из других стран приезжали посмотреть на молодое дарование и пообщаться с ним, они не всегда сразу могли поверить, что этот растрепанный парень в помятой одежде и есть тот самый Эйнштейн, наделавший шуму в научных кругах. Все, о чем мечтал начинающий ученый, – попасть в университет, стать профессором и больше не тратить свое время на такую скучную конторскую работу, как в патентном бюро.
В конце 1907 года Эйнштейн отправил еще одну рукопись в университет. На сей раз это было учебное заведение швейцарской столицы, города Берн, а статья о теории относительности стала заявкой на получение ученым места приват-доцента. Как оно обычно случалось в жизни начинающего исследователя, за успехом последовала неудача – на работу его не приняли. Удачно завершилась лишь вторая подобная попытка, предпринятая в 1908 году.
Но в Берне Эйнштейн тоже не задержался. Научный руководитель его диссертации, профессор Альфред Кляйнер, порекомендовал своего ученика на должность доцента теоретической физики в Университете Цюриха. 7 мая 1909 года Эйнштейн был принят на эту должность и окончательно уволился из патентного бюро. Наконец-то он смог посвящать все свое время горячо любимой физике. К слову, перспективного специалиста приняли в цюрихский университет сверх штата, назначив экстраординарным профессором. Из– за этого коллеги Эйнштейна невзлюбили: старые профессора не очень понимали суть его открытий, а молодые коллеги завидовали его успеху. Как Альберт ни любил Цюрих, как ему ни нравилось работать в одном учебном заведением со старым другом Марселем Гроссманом, а задержаться здесь ученому не удалось.
В 1911 году молодого гения позвали преподавать в Прагу. Сюда Эйнштейн переехал один – жена и теперь уже два сына (Эдуард родился в 1910 году) остались в Швейцарии. В качестве преподавателя пражского университета ученый успел посетить большой научный конгресс, организованный богатым промышленником и любителем естественных наук Эрнестом Сольве (в честь него конгресс назвали Сольвеевским). Сюда приехали едва ли не все физики с мировым именем – здесь были и уже знакомый с молодым гением Макс Планк, и знаменитая по своим работам о радиации Мария Кюри, и основатель ядерной физики Эрнест Резерфорд.
Но самая памятная встреча произошла с французским физиком Анри Пуанкаре. Это был единственный раз, когда Эйнштейн виделся с ним. Пуанкаре отвергал выдвинутую молодым коллегой теорию относительности, но относился к Альберту с огромным уважением. Ученые пообщались, выразив друг другу глубокое почтение. Говорят, что их встреча была встречей старой школы в физике и новой – как будто прошлое и будущее ненадолго сошлись. Впрочем, в рамках квантовой физики и теории относительности такое вполне возможно.
Год спустя, летом 1912 года, Эйнштейн, наконец, получил предложение, которого ждал уже очень давно – его позвали преподавать в родной ему цюрихский Политехникум. Забавно, но сюда Альберта пригласили на место его злейшего врага – профессора Вебера, который к тому времени подал в отставку.
В alma mater (то есть «мать-кормилица» – так студенты по древней традиции называют родной университет) молодой ученый вернулся в качестве главной звезды преподавательского состава. Перспективному исследователю выделили собственную лабораторию и позволили пользоваться всем, что будет ему необходимо для работы. Лекции профессор хоть и не любил, но читал исправно, а все оставшееся время посвящал своим исследованиям. В общем, в Политехникуме Альберт был совершенно счастлив. Увы, в семье ученого в это время наметился разлад. Он больше увлекался наукой и девушками, которые разделяли его взгляды, чем женой Милевой и домашним хозяйством.
Тем временем в Берлине восхищенный достижениями Эйнштейна Макс Планк упорно трудился над тем, чтобы переманить блестящего исследователя обратно в Германию. Он несколько раз пытался вернуть коллегу на родину, и в апреле 1914 года ему это, наконец, удалось. Предложение, которое сделали Эйнштейну из Берлина, оказалось совершенно головокружительным – его позвали возглавить специально созданный исследовательский институт и заодно зачислили преподавателем в Берлинский университет.
Ученый понял, что, хоть на родине ему и не будет комфортно из-за гнетущей атмосферы (до начала Первой мировой войны оставалось все меньше времени, и Германия активно готовилась к этому), зато любимой науке он сможет посвятить себя всего без остатка. Тем более для работы ему предоставляли целый институт. Жена и двое сыновей вновь остались в Швейцарии.
Вопросы
• О чем мечтал Альберт, работая в патентном бюро?
• На кого произвели наибольшее впечатление труды молодого Эйнштейна? Как это отразилось на его карьере ученого?
• Всегда ли везло нашему герою? Всего ли он добивался с первого раза? Как великий физик относился к отказам? А к коллегам? К физике?
Глава седьмая, в которой Альберт решает дела семейные, избегая дел государственных
Если вы хотите вести счастливую жизнь, вы должны быть привязаны к цели, а не к людям или к вещам.
Эйнштейн о счастье
Эйнштейн вернулся на родину. Сказать, что это возвращение было триумфальным – это не сказать ничего. Все те, кто раньше говорил, что странный мальчик не добьется в этой жизни ничего, оказались совершенно не правы. Ошиблись в нем учителя, которые считали, что парень не слишком умен. Ошиблись соседи, пророчившие ему довольно заурядное будущее. Ошиблись одноклассники, издевавшиеся над странным мальчиком. Альберт приехал в Берлин руководить большим исследовательским институтом и открывать новые и новые страницы в истории физики. А где в это время были они все? История об этом умалчивает.
Всего несколько лет назад Эйнштейна практически выдворили из Германии за то, что он еврей, а теперь осыпали благами за его невероятный ум. Впервые в жизни у ученого появилась собственная действительно большая квартира, а позже даже загородный дом и яхта. Отдых на яхтах Альберт обожал всю свою жизнь. В общем, родная страна, наконец, признала его, полюбила и начала ценить.
А вот сам ученый прощать Германию за пережитые в детстве неприятности не спешил. Он так и не поменял свой швейцарский паспорт, который дался ему такой большой ценой, обратно на немецкий. Позже он предпочел двойное гражданство. И дело было не только в том, что великий ученый не забыл, как в школьные годы его заставляли ходить строем, принуждали во что бы то ни стало любить родину и при этом рассказывали, что он не самый желанный в этой стране из-за своего еврейского происхождения. Приближалась война, и это чувствовалось во всем. Газеты писали о том, что Германия должна встать на путь завоеваний ради своего народа. Всех, кого только можно, забирали служить в армию, государство активно занималось производством оружия, с соседями заключались военные союзы.
Чтобы хоть как-то оправдать такое агрессивное поведение, власти Германии обращались к лучшим людям страны. Их просили, а иногда и силой заставляли подписывать разные обращения и патриотические письма. Эйнштейн же любые конфликты ненавидел с детства. Война была ему совершенно омерзительна. В общем, ученый был пацифистом – так называют людей, которые всегда выступают только за мир. Поэтому он категорически отказывался участвовать в приближении и оправдании войны. Зато с легкостью подписывал антивоенные воззвания. И именно швейцарский паспорт помогал ему в этом.
Все дело в том, что новая родина великого ученого всегда, в любом конфликте, в любой войне сохраняла и сохраняет нейтралитет. Так когда-то договорились руководители Швейцарии. А это значит, что страна никогда не поддерживает ни одну из сторон конфликта и не вмешивается в войну ни под каким поводом. Поэтому швейцарское гражданство давало Эйнштейну полное право не участвовать в подготовке и развязывании Первой мировой войны, а полностью сосредоточиться на любимой науке.
За такое инакомыслие в Германии Эйнштейна не любили. Уже к тому времени он был очень авторитетен и знаменит – любое его слово воспринималось как слово самого умного в мире человека. И, если бы он поддержал войну, то в газетах можно было бы с уверенностью заявить, что она точно начата не зря. Тем не менее, ученый был непреклонен. Поэтому его называли то не патриотом, а то и вовсе скрытым врагом.
Вот в такой атмосфере приходилось работать тогда великому физику. Но работу свою он обожал, а в Берлине ему создали абсолютно все необходимые условия. Даже не просили заниматься преподаванием – Эйнштейн это делать хоть и умел, но не очень любил. Вообще любая практика давалась ученому с трудом, он предпочитал теорию. Поэтому экспериментов в подтверждение своих выводов Эйнштейн не ставил (это за него позже сделают другие ученые). Зато он много работал с теорией – размышлял, вычислял, делал выводы. Берлинские знакомые ученого рассказывали, что он мог заниматься своими вычислениями везде и при любых обстоятельствах – даже гуляя под дождем или сидя в гостях.
За время, проведенное в Берлине, Эйнштейн успел завершить формулировку своей теории относительности, а также начал работу над «теорией всего». Физики называют ее «единой теорией поля» и с ее помощью пытаются кратко, но безошибочно описать всю Вселенную. Кроме того ученый приступил к исследованиям Вселенной как огромного космического пространства со всем находящимся в нем (с точки зрения науки правильнее будет сказать «занялся космологией»).
В это же время на Эйнштейна наваливается сразу множество болезней. К проблемам с печенью, заработанным в голодные годы бедной молодости, добавляются язва желудка, желтуха и другие неприятности. Из-за них ученый стал настолько слабым, что на несколько месяцев слег в постель. Но даже при этом он не прекратил своей работы. А уход за немощным ученым взяла на себя его далекая родственница Эльза Левенталь – жена Милева ведь осталась с детьми в Швейцарии.
Эльза не только помогала Эйнштейну по дому, но и подолгу беседовала с ним о его открытиях. Незаметно для себя Альберт снова влюбился. Поэтому, когда болезни отступили, он заявил, что намерен ехать в Швейцарию разводиться с женой, собрал все необходимые документы и разрешения (из воюющей Германии выехать было очень сложно) и в начале 1919 года добился от Милевы согласия на развод.
К слову, предприимчивая супруга не только уговорила Эйнштейна оставить ей и сыновьям дом в Швейцарии, но и добилась от него обещания отдать ей всю денежную часть Нобелевской премии. Она была уверена, что Альберт непременно ее получит! Ученый был очень удивлен таким требованием жены – сам он даже думать тогда не смел о высшей научной награде, хотя, начиная с 1910 года, периодически вносился Нобелевским комитетом в списки номинантов. Поэтому Альберт с легкостью согласился на это условие.
Вернувшись в Берлин, Эйнштейн сделал предложение Эльзе Левенталь и, не откладывая в долгий ящик, практически сразу на ней женился. Со второй женой ученому жилось проще – Эльза имела веселый характер, разделяла многие убеждения супруга, не соревновалась с ним в науке, потому что ничего в ней не понимала, и просто обожала своего мужа.
Вторая жена настолько любила супруга, что спокойно закрывала глаза на постоянные романы Эйнштейна с другими женщинами. К тому же, у нее уже были две взрослые дочери от первого брака, поэтому она не стремилась завести от Эйнштейна еще детей. Ученый это ценил – ему не пришлось вновь отрываться от работы для помощи в уходе и воспитании малышей.
В конце того же года к Эйнштейну и его новой жене приехала тяжело больная мать ученого Паулина. Эльза взялась ухаживать и за ней (сам Альберт к тому времени еще не до конца оправился от своих многочисленных проблем со здоровьем). В феврале 1920 года Паулины не стало. Эйнштейн очень тяжело переживал эту потерю – маму он очень любил за доброту и тепло, которыми она окружала его с детства. Жена очень старалась помочь ученому пережить эту потерю.
