Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени - Митио Каку

Несмотря на полное отсутствие перспектив, Эйнштейн был счастлив узнать, что скоро станет отцом. Разлука с Милевой была мучительна, но они неистово, почти ежедневно, обменивались письмами. 4 февраля 1902 г. он узнал, что стал отцом девочки, которая родилась в доме родителей Милевы в Нови-Саде и получила имя Лизерль. Эйнштейн был в восторге и хотел знать о малышке все. Он даже умолял Милеву прислать ему фотографию или портрет девочки. Удивительно, но никто точно не знает, что произошло с этим ребенком. Последний раз она упоминается в письме за сентябрь 1903 г., где говорилось, что она больна скарлатиной. Историки считают, что девочка, скорее всего, умерла от этой болезни или, может быть, немного позже была отдана в приемную семью.

И тут, когда уже казалось, что удача окончательно отвернулась от Эйнштейна, он получил неожиданную весточку. Добрый друг Марсель Гроссман сумел выхлопотать для него место мелкого служащего в Бернском патентном бюро. Начав с этой скромной должности, Эйнштейну суждено было изменить мир. (Пытаясь поддержать гаснущие надежды на карьеру физика и профессорство когда-нибудь в будущем, он тогда же уговорил профессора Альфреда Кляйнера из Цюрихского университета стать его консультантом в работе над диссертацией.)

23 июня 1902 г. Эйнштейн начал работать в патентном бюро техническим экспертом третьего класса с весьма скромным жалованьем. Сегодня, задним числом, можно отметить, что в этой работе было по крайней мере три скрытых преимущества. Во-первых, он должен был находить базовые физические принципы, на которых основывалось то или иное изобретение. Днем он оттачивал свои и без того мощные навыки физика, учился отбрасывать все ненужные подробности и выделять в каждом патенте главное, а затем писать по этому поводу отчет. Его отчеты были настолько длинными и содержали такой подробный анализ, что он писал друзьям, что зарабатывает себе на жизнь, «писая чернилами». Во-вторых, во многих заявках речь шла об изобретении всевозможных электромеханических устройств, так что ему очень пригодился старый опыт созерцания внутреннего устройства и работы генераторов и электрических моторов, приобретенный на фабрике отца. И наконец, работа освободила его от тревог и посторонних мыслей и дала время для размышлений над глубокими проблемами света и движения. Часто ему удавалось быстро выполнить свои обязанности, и тогда в свободное время он вновь предавался мечтам, которые преследовали его в юности. В процессе работы, и особенно по ночам, он возвращался к любимой физике. Спокойная атмосфера патентного бюро подходила Эйнштейну, он называл его своим «светским монастырем».

Едва успев освоиться в патентном бюро, Эйнштейн внезапно узнал, что его отец умирает от сердечной болезни. В октябре ему пришлось срочно ехать в Милан. На смертном одре Герман наконец благословил Альберта на брак с Милевой. Смерть отца заставила молодого человека с новой силой почувствовать, как он подвел и разочаровал отца и семью. Это чувство останется с ним навсегда. Его секретарь Хелен Дукас писала: «Много лет спустя он все еще живо помнил то оглушительное ощущение потери. В самом деле, однажды он написал, что смерть отца стала для него самым большим потрясением, какой ему приходилось испытывать в жизни». Майя, в частности, горько замечала, что «печальная судьба не позволила [ее отцу] даже заподозрить, что через два года его сын заложит фундамент своего будущего величия и славы».

В январе 1903 г. Эйнштейн счел наконец свое положение достаточно надежным, чтобы жениться на Милеве. Через год у них родился сын Ганс. Для Эйнштейна началась скромная жизнь ничем не примечательного мелкого чиновника в Берне, мужа и отца. Его друг Давид Райхинштейн живо вспоминал встречу с Эйнштейном в этот период: «Дверь в квартиру была распахнута, чтобы только что вымытый пол и выстиранное белье, развешанное в коридоре, лучше сохли. Я вошел в комнату Эйнштейна. Одной рукой он стоически качал колыбель с ребенком. Во рту у него была плохая, очень плохая сигара, а в другой руке – раскрытая книга. Печь жутко дымила».

Пытаясь подработать, Эйнштейн разместил в местной газете объявление с предложением «частных уроков по математике и физике». Это первое известное упоминание Эйнштейна в какой бы то ни было газете. Первым на объявление откликнулся студент-философ Морис Соловин, румынский еврей. К своей радости, Эйнштейн очень быстро обнаружил, что Соловин – прекрасный собеседник для обсуждения многочисленных идей, имеющих отношение к пространству, времени и свету. Чтобы не дать себе замкнуться и отгородиться от основных физических течений, Эйнштейн придумал остроумный ход: собрать неформальную группу, которую сам он насмешливо называл «Олимпийской академией» для изучения и обсуждения крупнейших вопросов дня.

Задним числом можно сказать, что время, проведенное с этой «академической» группой, было, вероятно, самым счастливым в жизни Эйнштейна. Даже несколько десятилетий спустя воспоминания о ярких и дерзких идеях, которые они выдвигали, жадно поглощая все крупные научные работы того времени, вызывали на его глазах слезы. Их ожесточенные дебаты и споры до хрипоты наполняли кофейни и пивные старого Цюриха. Они готовы были поклясться, что слова Эпикура «Как прекрасна радостная бедность!» относятся непосредственно к ним.

В частности, они бились над противоречивой работой венского физика и философа Эрнста Маха, который был тогда своего рода оводом от науки и нападал на любого физика, говорившего о вещах, недоступных нашим ощущениям. Мах изложил свои теории в книге «Механика»[2], которая приобрела большую популярность. Он поставил под сомнение концепцию атома, поскольку считал, что она выходит далеко за пределы сферы измерений. Но сильнее всего внимание Эйнштейна привлекла уничтожающая критика Маха в адрес эфира и абсолютного движения. По мнению Маха, внушительное строение ньютоновой механики зиждилось на песке, поскольку концепции абсолютного пространства и абсолютного времени неизмеримы и недоказуемы. Мах считал, что относительное движение может быть измерено, а абсолютное – нет. Никому и никогда не удавалось отыскать ту самую мистическую абсолютную шкалу, по которой можно определять движение планет и звезд; кроме того, никому и никогда не удавалось найти ни малейших экспериментальных доказательств существования эфира.

Одну серию экспериментов, указавших на фатальную слабость ньютоновой картины мира, провели в 1887 г. Альберт Майкельсон и Эдвард Морли, решившие измерить с максимально возможной точностью свойства пресловутого невидимого эфира. Они рассуждали так: Земля движется в море эфира, обдуваемая «эфирным ветром», поэтому скорость света, по идее, должна меняться в зависимости от направления движения Земли.

Представьте себе, к примеру, ситуацию, когда ветер попутный. Если вы движетесь в том же направлении, в каком дует ветер, то вы чувствуете, как ветер подталкивает вас сзади. С попутным ветром вы движетесь быстрее – ваша скорость возрастает на скорость ветра. Если вы движетесь навстречу ветру, ваше движение замедляется, скорость снижается на скорость ветра. Аналогично если вы движетесь поперек ветра, под прямым углом к нему, то вас сносит в сторону со скоростью ветра. Главное, что ваша скорость изменяется в зависимости от того, в каком направлении вы движетесь по отношению к ветру.