Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

Айзексон Уолтер

Озабоченный Эйнштейн решил сопровождать Геделя, или скорее присмотреть за ним, во время поездки в Трентон, где надо было сдавать экзамен на гражданство. Принимать его должен был тот же судья, который экзаменовал Эйнштейна. Эйнштейн и еще один их приятель старались отвлечь Геделя и уговорить его не упоминать о замеченном им недостатке, но безрезультатно. Когда судья спросил о Конституции, Гедель приступил к изложению своего доказательства, указывающего на возможность установления диктатуры из-за наличия внутреннего противоречия. К счастью, судья, к этому времени очень ценивший свои отношения с Эйнштейном, оборвал Геделя. “Вам не надо в это вдаваться”, – сказал он, и гражданство Геделя было спасено⁷.

Во время совместных прогулок Гедель, проанализировав

некоторые следствия теории относительности, предложил рассуждение, которое ставило под сомнение не просто относительность времени, но саму возможность его существования. Он показал, что уравнения Эйнштейна допускают не только расширяющуюся, но и вращающуюся Вселенную (или вращение дополняет расширение). В таком случае пространство и время с точки зрения математики связаны. “Объективное существование течения времени, – писал он, – означает, что реальность состоит из бесконечного числа слоев “сейчас”, которые последовательно сменяют друг друга. Но если одновременность есть нечто относительное, каждый наблюдатель обладает собственным набором “сейчас”, и ни один из этих различных слоев не может обладать исключительным правом на представление объективного временного промежутка”⁸.

В результате, утверждал Гедель, становится возможным путешествие во времени. “В этих мирах, совершив на ракете путешествие по круговому маршруту вдоль кривой достаточно большого радиуса, можно попасть в любую область прошлого, настоящего и будущего и вернуться обратно”. Это звучит абсурдно, замечал он, поскольку мы можем вернуться обратно и поболтать с более молодым самим собой (или, что еще больше приводит в уныние, поговорить вернется более поздняя версия нас самих). “Поразительно образом Геделю удалось продемонстрировать, что путешествие во времени (в точном значении этих слов) согласуется с теорией относительности, – пишет о взаимоотношении Геделя и Эйнштейна в книге “Мир без времени” профессор философии Бостонского университета Палл Юрграу. – Этот результат первостепенной важности является веским аргументом, указывающим, что если путешествие во времени возможно, то невозможно само время”⁹.

Эйнштейн ответил Геделю и ряду других авторов, работы которых были собраны в одну книгу. Похоже, решение Геделя в какой-то мере заинтересовало его, но полностью с его аргументацией он не согласился. Давая краткую оценку работе Геделя, Эйнштейн назвал ее “важным вкладом”, но заметил, что над этим вопросом задумывался уже давно и “возникающая здесь проблема меня уже тогда беспокоила”. Он имел в виду, что хотя путешествие во времени может быть допустимо с точки зрения математики, в реальности оно может оказаться невозможным. “Было бы интересно оценить, не исключается ли это на основании физических соображений”¹⁰.

Сам же Эйнштейн по-прежнему был сосредоточен на поиске своего белого кита. Он преследовал его не с демонической одержимостью Ахава, но с безмятежностью послушного своему долгу Измаила [99] .

В поиске единой теории поля ему все не удавалось отыскать свою путеводную звезду. Не получалось найти решение на основании несокрушимой физической интуиции, указавшей ему раньше на эквивалентность гравитации и ускорения или относительность одновременности [100] . Поэтому он продолжал парить в облаках абстрактных математических уравнений без каких-либо указателей на земле для ориентира. “Это напоминает полет на дирижабле, когда в тучах передвигаться можно, но нет ясного представления о том, как вернуться к реальности, то есть на Землю”, – жаловался он другу¹¹.

99

Автор отсылает к книге Германа Мелвилла “Моби Дик”, где главный герой, одержимый жаждой мести капитан Ахав, длительное время преследует белого кита, но поймать его ему не удается. Измаил – молодой человек, от имени которого ведется повествование в этом романе.

100

Относительность

одновременности означает, что синхронизировать часы, находящиеся в разных точках пространства, можно только в определенной инерциальной системе отсчета. Сделать это для двух разных систем отсчета, движущихся друг относительно друга, нельзя.

Уже несколько десятилетий Эйнштейн стремился построить теорию, объединяющую электромагнитные и гравитационные поля. Но кроме интуитивной убежденности в том, что природа любит красоту простоты, других оснований считать, что эти поля действительно должны быть частью единой структуры, у него не было.

Точно так же он все еще надеялся объяснить существование частиц в рамках полевой теории, отыскав точечное решение своих полевых уравнений. “Он утверждал, что, если всем сердцем веришь, что все основано на полевой теории, материя должна появиться не как незваный гость, а как истинная часть этого самого поля, – вспоминал один из коллег Эйнштейна по Принстону Банеш Хоффман. – Действительно, можно сказать, что он хотел построить материю только из искривления пространства – времени”. По ходу дела Эйнштейн использовал всевозможные математические приемы, но постоянно находился в поиске новых. “Мне нужно больше математики”, – в какой-то момент пожаловался он Хоффману¹².

Почему Эйнштейн был столь настойчив? Глубоко внутри эти разделение и двойственность – разные полевые теории для гравитации и электромагнетизма, различие между частицами и полями – всегда его заботили. Он интуитивно верил, что простота и единство – проба, которую Создатель ставит на свои творения. “Тем больше впечатление от теории, чем проще ее исходные положения, чем больше разных сущностей она связывает и чем шире область ее применения”, – писал он¹³.

В начале 1940-х Эйнштейн на какое-то время вернулся к математическому подходу, использующему пять измерений, который несколькими десятилетиями раньше предложил Томас Калуца. Он даже занимался этим с Вольфгангом Паули, одним из первопроходцев квантовой механики, проведшим несколько военных лет в Принстоне. Но ему не удалось заставить свои уравнения описывать частицы¹⁴.

Тогда он избрал другую стратегию, которую окрестил “бивекторными полями”. Похоже, Эйнштейн начал отчаиваться. Новый подход, замечает он, может потребовать отказа от принципа локальности, который, атакуя квантовую механику своими мысленными экспериментами, он считал неприкосновенным¹⁵. В любом случае скоро и этот метод был отставлен в сторону.

Последний стратегический план, которому Эйнштейн следовал последние десять лет жизни, вернул его в 1920-е годы. Речь идет об использовании римановой метрики, не предполагающей симметрии и дающей возможность ввести шестнадцать параметров. Десять их комбинаций использовались для гравитации, а оставшиеся – для электромагнетизма.

Первые варианты этой работы Эйнштейн послал своему старому приятелю Шредингеру. “Я их больше никому не посылаю, поскольку вы единственный незашоренный человек из тех, кого я знаю, кого интересуют фундаментальные вопросы нашей науки, – написал Эйнштейн. – Эта попытка, кажущаяся на первый взгляд устаревшей и неэффективной, связана с идеей введения антисимметричного тензора… Паули показал мне язык, когда я ему рассказал об этом”¹⁶.

Шредингер три дня обдумывал работу Эйнштейна и написал в ответ, как она его поразила: “Вы напали на след крупной дичи”.

Такая поддержка ободрила Эйнштейна. “Это письмо доставило мне большую радость, – ответил он, – поскольку вы мой ближайший собрат и ход ваших мыслей столь сходен с моим”. Но вскоре он стал осознавать, что сплетаемые им тонкие, как паутинки, теории математически элегантны, но их никак не удается связать с какой-либо физикой. “В душе я уже не столь уверен, как утверждал раньше, – сознался он Шредингеру через несколько месяцев. – Мы безрассудно потратили на это столько времени, а результата не видать как своих ушей ¹⁷.