История человечества. Запад
Шрифт:
Эйнштейн родился 14 марта 1879 г. в старинном городе Ульме (ныне земля Баден-Вюртемберг в Германии), в семье Германа Эйнштейна и Паулины Кох. Рос он в Мюнхене, где у его отца и дяди было небольшое электрохимическое предприятие. Альберт был тихим, рассеянным мальчиком, питал склонность к математике, но терпеть не мог школу с ее механической зубрежкой и казарменной дисциплиной. По настоянию матери он занимался музыкой и впоследствии стал превосходным скрипачом, хотя всю жизнь играл исключительно ради удовольствия. В унылые годы, проведенные в мюнхенской гимназии Луитпольда, Эйнштейн самостоятельно читал книги по философии, математике, научно-популярную литературу. Большое впечатление произвела на него идея о космическом порядке, и в 12-летнем возрасте мальчик решил посвятить себя решению загадки «огромного мира», а
В 1895 г. дела отца пришли в упадок, семья переселилась в Милан, и Альберт так и не получил аттестата. Несмотря на глубокие познания в математике и физике, приобретенные главным образом путем самообразования, и не по возрасту самостоятельное мышление, юноша к этому времени так и не выбрал себе профессию. Однако отец настоял на том, чтобы сын избрал инженерное поприще, надеясь, что это поможет поправить финансовое положение семьи. Альберт отправился в Цюрих, в Федеральное высшее политехническое училище, для поступления в которое не требовалось свидетельства об окончании средней школы и… провалился на экзаменах по французскому языку и истории. Но молодой человек понравился директору училища, и тот посоветовал ему закончить последний класс школы, чтобы все-таки получить аттестат зрелости. Спустя год Эйнштейн без проблем поступил на педагогический факультет Цюрихского политехникума. Здесь одним из его учителей был превосходный математик Герман Минковский (впоследствии именно он придал специальной теории относительности законченную математическую форму), так что Эйнштейн мог бы получить солидную математическую подготовку, однако большую часть времени он работал в физической лаборатории, а в остальное время самостоятельно читал классические труды Г. Кирхгофа, Дж. Максвелла, Г. Гельмгольца и других.
Летом 1900 г. Альберт стал дипломированным учителем физики и математики, а в 1901 г. – гражданином Швейцарии. Профессор физики Г.-Ф. Вебер, приверженец старых порядков, не оставил своевольного студента на своей кафедре, поэтому Эйнштейну пришлось некоторое время преподавать физику в Шаффгаузене и давать частные уроки.
Только в июле 1902 г. Альберту удалось устроиться на должность эксперта третьего класса в Бернское федеральное бюро патентов, где он прослужил семь лет. В это время у него усилился интерес к физике. Раскрепощенной мысли способствовал и круг талантливых молодых людей, образовавших содружество, в шутку названное «Академия Олимпия».
В 1903 г., несмотря на категорическое возражение родителей, Альберт женился на своей университетской подруге Милеве Марич, сербке по происхождению. От этого брака у него было два сына – Ханс-Альберт и Эдуард. Но женщина, которая стала свидетельницей первых шагов Эйнштейна в мир науки, не понимала мужа, для которого физика всегда была на первом месте. Их семейная жизнь сложилась неудачно, и с началом Первой мировой войны они разъехались, а в 1919 г. развелись. Несмотря на это, Эйнштейн щедро отдал бывшей жене и сыновьям денежное вознаграждение от Нобелевской премии, полученной в 1921 г. Сразу же после развода с Милевой, Альберт женился на своей двоюродной сестре Эльзе Лёвенталь, у которой уже было две дочери от первого брака.
Бернский период в жизни Эйнштейна по научной плодотворности историки нередко сравнивают с «чумными годами», проведенными Исааком Ньютоном в Вулсторпе. В 1905 г. в престижном немецком ежемесячнике «Annalen der Physik» одна за другой вышли в свет четыре научные работы молодого ученого, совершившие переворот в физике. Первая раскрывала теорию броуновского движения, вторая – «Новое определение размеров молекул» – была принята в качестве докторской диссертации Цюрихским университетом, и вскоре Альберт стал доктором наук. Сенсацией, вызвавшей в научной среде ожесточенные споры, стала статья, в которой излагалась двойственная природа света, и получившая всеобщее признание только через 20 лет. Четвертая работа – «К электродинамике движущихся тел» – формулировала специальную теорию относительности. Она подводила итог многолетней упорной работы молодого ученого над проблемой пространства и времени (хотя написана была всего за 6 недель). По сути, новая теория разрушала прежние представления об основах Мироздания (правда, в той части, где события происходят со скоростями более низкими, чем скорость света). Относительный
Так Эйнштейн стал известным ученым, и весной 1909 г. его назначили экстраординарным профессором теоретической физики Цюрихского университета, а в начале 1911 г. пригласили возглавить кафедру в Немецком университете в Праге. Через год Альберт возвратился в Цюрих и стал профессором созданной специально для него кафедры математической физики в политехникуме, где он когда-то учился сам. В 1914 г. Эйнштейн был избран членом Прусской академии наук и приглашен в Германию на должность профессора Берлинского университета и одновременно директора Физического института кайзера Вильгельма (ныне Институт Макса Планка). В течение последующих 19 лет он читал здесь лекции, вел семинары, регулярно участвовал в работе коллоквиума, который во время учебного года раз в неделю проводился в Физическом институте.
Однажды на лекции Эйнштейна спросили, как делаются великие открытия. Он ненадолго задумался и ответил: «Допустим, что все знают о чем-то, что это невозможно сделать. Однако находится один невежда, который этого не знает. Он-то и делает открытие».
После нескольких лет напряженной работы ученому удалось в 1915 г. создать общую теорию относительности, выходившую далеко за рамки специальной теории и заменившую ньютоновскую теорию гравитационного притяжения тел пространственно-временным математическим описанием того, как массивные тела влияют на характеристики пространства вокруг себя.
В тот период Эйнштейн работал и над другими темами. Например, в 1916–1917 гг. вышли его работы, посвященные квантовой теории излучения. В них ученый рассмотрел вероятности переходов между стационарными состояниями атома (теория Нильса Бора) и выдвинул идею индуцированного излучения. Эта концепция стала теоретической основой современной лазерной техники.
Хотя специальная и общая теории относительности были слишком революционны, чтобы принести автору немедленное признание, вскоре они получили ряд подтверждений. Одним из первых было объяснение прецессии орбиты Меркурия, которую не удавалось полностью понять в рамках ньютоновской механики. Английской экспедиции под руководством астрофизика Эддингтона удалось наблюдать звезду, скрытую за кромкой Солнца во время полного затмения в 1919 г. Этот факт свидетельствовал о том, что лучи света искривляются под действием гравитационного поля планеты.
Когда сообщения экспедиции Эддингтона облетели весь мир, к Эйнштейну пришла всемирная слава. Относительность стала привычным словом, и уже в 1920 г. ее автор был приглашен на должность профессора Лейденского университета (Нидерланды) – мирового центра физических исследований. В Германии он подвергался нападкам из-за своих антимилитаристских взглядов и революционных физических теорий. Некоторые коллеги Эйнштейна, среди которых было несколько антисемитов, называли его работы «еврейской физикой» и утверждали, что полученные им результаты не соответствуют высоким стандартам «арийской науки». Ученый же оставался убежденным пацифистом, активно поддерживая миротворческие усилия Лиги Наций. Он был сторонником сионизма и приложил немало усилий к созданию Еврейского университета в Иерусалиме в 1925 г.
В 1921 г. Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта». «Закон Эйнштейна стал основой фотохимии так же, как закон Фарадея – основой электрохимии», – заявил на представлении нового лауреата С. Аррениус из Шведской королевской академии.
В середине 1920-х гг. обнаружились значительные расхождения между физиками, работающими в области квантовой механики. Эйнштейн не мог примириться с тем, что закономерности микромира носят лишь вероятностный характер (известен его упрек, адресованный Бору, в том, что тот верит «в Бога, играющего в кости»). Альберт не считал статистическую квантовую механику принципиально новым учением, а рассматривал ее как временное средство, к которому приходится прибегать до тех пор, пока не удастся получить полное описание реальности. На Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 гг. Эйнштейн не смог убедить ни Бора, ни его молодых коллег – Гейзенберга и Паули, и с тех пор следил за работами «копенгагенской школы» с чувством глубокого недоверия.