Относительность Эйнштейна
Новый взгляд на пространство-время, предложенный Специальной Теорией Относительности (СТО), стал лишь первым этапом эйнштейновской революции в физике. Этапом, который блистательно увенчался Общей Теорией Относительности (ОТО), изменившей этот взгляд с учетом действия гравитации. СТО появилась в 1905 году, ОТО – десять лет спустя, в 1915-1916 годах.
Однако некоторые исследователи сегодня склоняются к тому, что стартовала эта революция еще в XIX веке. По их замечанию, настоящие истоки ОТО следует отнести к работам двух американских ученых – физика Альберта Майкельсона и химика Эдварда Морли. Еще в 1887 году эти ученые, проверяя популярную в то время концепцию мирового эфира, обнаружили, что скорость света остается постоянной и не зависит от скорости движения наблюдателя относительно источника. Словом, они наткнулись на ключевые положения будущей СТО Эйнштейна.
Ничего странного в использовании чужих результатов в научной работе, разумеется, нет. Каждый ученый, как говорят, стоит на плечах гигантов прошлого и в той или иной мере всегда руководствуется более ранними достижениями. Непонятно другое. Основы СТО были представлены в статье Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», вышедшей, как мы уже говорили, в 1905 году. Однако в ней автор не сказал ни слова ни о Майкельсоне, ни о Морли. Не сослался Эйнштейн и на великого французского математика Анри Пуанкаре, работы которого активно использовал.
Необычный облик и характер Альберта Эйнштейна легли в основу современного образа «сумасшедшего гения». В массовой культуре растрепанная шевелюра и безумные глаза стали таким же неотъемлемым атрибутом ученого, как книги и приборы. Возможно, в этом лежит секрет популярности ученого – и его самой знаменитой фотографии, (где великий ученый высовывает язык), которую в 1951 году сделал Артур Сассе (Arthur Sasse) в Принстонском университете. В тот день Эйнштейну исполнилось 72 года.
Сам Эйнштейн говорил, что к основам ОТО он пришел еще в молодости, и ни Майкельсон, ни Морли на его труд не повлияли – вплоть до 1905 года он вообще не слышал об их экспериментах. Во всяком случае, так Эйнштейн утверждал поначалу. Однако позже, в 1920-х, ученый все-таки признал, что именно опыт Майкельсона-Морли стал для него первым шагом на пути формирования идей ОТО. Например, в 1921-м году, выступая перед учащимися Паркеровской школы, ученый рассказал, что работы Майкельсона были знакомы ему еще со студенческих лет.
Отчего возникла такая путаница в «показаниях»? Вряд ли стоит обвинять гениального физика в забывчивости, а тем более – в плагиате. Скорее всего, он просто не придавал этому вопросу большого значения – его интересовали совсем другие вещи. Здесь будет уместно сказать еще об одной особенности, характерной для темы заимствований Эйнштейна. Дело в том, что Альберт Майкельсон вплоть до своей смерти был противником ОТО и отстаивал древнюю идею невидимого эфира, будто бы заполняющего все пространство Вселенной.
Нацизм и первая жена
Личность Альберта Эйнштейна воспринималась по-разному как во время его жизни, так и после нее. Ученый родился в Германии, в еврейской семье, хотя правоверным иудеем никогда не был и заявлял, что не принадлежит ни к одной из существующих религий. Атеизм и пацифизм были одними из главных идейных постулатов Эйнштейна, о чем ученый всю свою жизнь заявлял вполне открыто.
Неудивительно, что после прихода к власти нацистов жизнь еврея-пацифиста могла сложиться самым трагическим образом: и национальность, и риторика Эйнштейна шли вразрез с директивами НСДАП. Поэтому в 1933 году Альберт Эйнштейн с семьей эмигрировал в Америку и вскоре усилиями германских пропагандистов стал «предателем» и даже «лжеученым», труды которого массово изымались из библиотек. Идеологи национал-социализма развернули целую кампанию, направленную против Эйнштейна и других евреев-ученых. И хотя нацизм в конечном итоге пал, критика Эйнштейна и негативные домыслы о нем оказались более живучими, чем Третий рейх.
Как Эйнштейн и предполагал, Нобелевскую премию ему вручили. Однако не за работы по СТО и ОТО, а за объяснение закона фотоэффекта. Это обстоятельство также легло в основу некоторых конспирологических теорий. Якобы, неким покровителям Эйнштейна была жизненно важна Нобелевская премия, чтобы сделать из него признанную знаменитость. Однако, учитывая труды Лоренца, Пуанкаре и других, присудить ему премию именно за ОТО было невозможно, поэтому был избран именно такой путь. Некоторые идут еще дальше, утверждая, что конечной целью был не сам Эйнштейн, а… наука вообще. Якобы, ОТО была создана лишь с одной целью: направить ее развитие по ложному пути.
Среди притянутых за уши идей особенно интересна гипотеза о Милеве Марич (Mileva Marić), первой жене Эйнштейна, которой, якобы, принадлежит подлинное авторство ОТО. Милева училась в Цюрихском политехническом институте (Эйнштейн поступил туда же) и была единственной девушкой на курсе – уже из этого понятно, что у нее были таланты в сфере физики и математики. Сам ученый в письмах жене упоминал ОТО как «нашу теорию». Эйнштейн и Марич стали мужем и женой, и Милева начала работать ассистенткой мужа. Она восхищалась работой Эйнштейна и помогала ему в исследованиях. На влияние Милевы на труды Эйнштейна косвенно указывает писатель Джон Стейчел (John Stachel), посвятивший свою жизнь исследованию истории ОТО.
Но есть ли реальные доказательства того, что Марич приложила руку к теории? На самом деле, нет. Единственной, и то косвенной, зацепкой стало то, что после расставания с супругой Эйнштейн ничего столь же выдающегося не создал. Они разошлись в 1914 году, и большую часть работ, посвященных ОТО, ученый завершил еще до этого момента. Исследовательские таланты Милевы Марич – тоже достаточно спорный вопрос, хотя бы потому, что не опубликовано ни одной научной работы, подписанной ее именем – ни до Эйнштейна, ни после. Хотя, конечно, после свадьбы почти все усилия Милевы были направлены на поддержку мужа, и даже ее дипломный проект пал жертвой семейных обстоятельств. Большая часть исследователей сходятся в том, что Милева Марич не имела достаточных талантов и способностей для создания ОТО.
Украл у Пуанкаре?
Существует и мнение о том, будто идею ОТО Эйнштейн позаимствовал у другого ученого, великого французского математика Анри Пуанкаре. На самой заре своей карьеры, еще работая в патентном бюро, Альберт Эйнштейн якобы присвоил себе его открытия.
Здесь можно вспомнить, что в 1989 году мир увидела статья Пуанкаре «Об измерении времени». В ней ученый исследовал такие понятия, как равенство отрезков времени, тождество временных промежутков в различных точках пространства. Один из выводов Пуанкаре до боли напоминает постулаты Эйнштейна: абсолютных времени и одновременности не существует. Другим важным умозаключением стало то, что скорость распространения света во всех направлениях постоянна.
В основе статьи Пуанкаре лежали преобразования, сформулированные голландским физиком Лоренцом и позволяющие проводить расчеты времени и координат при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Пуанкаре наделил эти преобразования верной физической формулировкой.
О Лоренце Эйнштейн в своем труде упомянул. Да и сам голландский ученый тепло относился к Эйнштейну, который считал его одним из своих учителей. Лоренц никогда не оспаривал роль Эйнштейна в формировании теоретических основ, но сам сторонником СТО и ОТО никогда не был, и долгое время пытался отстаивать концепцию мирового эфира.
Влияние же Пуанкаре на формирование общих постулатов ОТО было огромно. Так, он в числе первых заговорил о существовании четырехмерного пространственно-временного континуума. Хотя при этом Пуанкаре, как и Лоренц, склонялся, все же, к «теории эфира», и с Эйнштейном был согласен далеко не во всем.
Стремление отдавать авторство ОТО Анри Пуанкаре несколько парадоксально. Дело в том, что сам по себе термин Общая Теория Относительности стали употреблять для разграничения теории Эйнштейна и взглядов сторонников теории эфира, таких, как сам Пуанкаре.
Кроме того, высказанные Альбертом Эйнштейном идеи имели одно ключевое отличие от предположений других исследователей. Как правило, ученые стремились вписать расчеты Максвелла в мир ньютоновской механики, дорабатывая именно их. Но Эйнштейн решил, что в модернизации нуждается как раз другая сторона проблемы, механика Ньютона. Поэтому именно Эйнштейн сдвинул многие вопросы физики с мертвой точки.
Пуанкаре, безусловно, развил мощную научную систему. Но глобальную концепцию пространства и времени создал и осмыслил именно Эйнштейн. В труде «К электродинамике движущихся тел» и других работах им детально проработаны вопросы массы, энергии и времени. Время, существующее в движущейся системе отсчета, было для Эйнштейна истинным, в то время как Пуанкаре рассматривал его в качестве некоего эффекта, чем-то вроде иллюзии, необычного научного парадокса.
«Годом чудес» назвали европейские ученые 1905-й. В этом году были напечатаны сразу три революционные статьи Эйнштейна: «К электродинамике движущихся тел», «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света», «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты».
E = ?
E = mc2 – пожалуй, самая известная из всех формул, связывающая общую внутреннюю энергию тела с его массой. Сама по себе эта красивая математика сомнений не вызывает, а вот авторство знаменитой формулы критиковалось неоднократно. Помимо Пуанкаре, формулу эквивалентности энергии и массы, по некоторым данным, описал русский физик Николай Умов еще в 1873 году. Однако между подходом Эйнштейна и расчетами других ученых также существовала разница. Все они, даже наткнувшись на элегантную формулу, применяли ее лишь в узком контексте своих научных изысканий – тот же Николай Умов рассматривал ее в рамках исследований теории эфира. А вот в работах Эйнштейна E = mc2 – это универсальный закон, затрагивающий все вопросы динамики. Аналогичные гипотезы высказываются и насчет Пуанкаре с его преобразованием координат и другими выкладками.
Позже Эйнштейн утверждал, что с работами Пуанкаре в преддверии написания «К электродинамике движущихся тел» знаком не был. Однако, скорее всего, многое из модели, построенной Пуанкаре, им действительно использовалось. Но поскольку система Пуанкаре не имела стройности и законченности ОТО, научный мир не разглядел за ней громадных перспектив, дверей в новую физику, открыть которые удалось именно Эйнштейну.
Сам Пуанкаре на этот счет хранил молчание. Его отношение к Эйнштейну было теплым и даже дружеским. Француз отмечал неоспоримый талант и оригинальное мышление Эйнштейна. У нас есть воспоминания коллег Пуанкаре, и мы можем предположить, каким человеком он был. Пуанкаре никогда не стремился к славе, но и приносить свои заслуги в жертву обстоятельствам тоже не стал бы. Его убеждения не позволили бы ему мириться с воровством идей со стороны других ученых. Иными словами, утверждать об откровенном плагиате Эйнштейна как минимум некорректно.
Альберт Эйнштейн ценил в Пуанкаре острый ум, но указывал на «слабое понимание им физических законов» и никогда не рассматривал его в качестве одного из главных создателей ОТО. Эйнштейн вообще не любил касаться фамилий других ученых, приложивших руку к ОТО. Так, он почти не вспоминал во время своих лекций о Германе Минковском, немецком математике и создателе четырехмерной модели ОТО.
Среди самых невероятных слухов циркулирует и легенда о том, будто Эйнштейн уничтожил большую часть своих работ незадолго до смерти. Миф строится вокруг тезиса о смертельной опасности его открытий для Земли. Якобы, труды были тесно связаны с так называемым Филадельфийским экспериментом – таинственной телепортацией военного корабля. Нужно ли говорить, что доказательств у этой версии даже меньше, чем у самой истории с инцидентом на базе ВМФ в Филадельфии?
Однако открытие ОТО было бы невозможным без трудов десятков ученых. Эйнштейн и Лоренц, Минковский и Пуанкаре, Майкельсон и Морли, Максвелл и Ньютон – Эйнштейн, сам будучи гигантом от науки, как и прочие ученые, стоял на плечах гигантов прошлого. Справедливо ли то, что лавры достались ему? Вряд ли. Однако ни в Эйнштейновском, ни в Ньютоновском мире физики места для справедливости не предусмотрено.
Источник: