Владимир Кессельман - На кого упало яблоко

• Название: На кого упало яблоко
• Автор: Владимир Кессельман
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-91678-135-9

Каждое открытие в физике — лишь последнее звено в длинной череде исследований, опытов и наблюдений. Ученые часто идут параллельными путями и приходят к одним и тем же выводам одновременно — или почти одновременно. И так уж сложилось, что многие законы носят не имена первооткрывателей, а тех, кто лишь обнародовал то, что прежде открыли другие. Борьба за приоритет сопровождает почти все великие научные достижения, и поэтому, по выражению Роджера Бэкона, «наука смотрит на мир глазами, затуманенными всеми человеческими страстями». Ньютон, Лейбниц, Гук, Гюйгенс, сотни других ученых пылко сражались за публичное признание своего первенства — и эта драматически схватка самолюбий продолжается по сей день…

Владимир Кессельман — популяризатор науки, автор многих книг, живет в Израиле.

Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ, ст. 1, п. 2, пп. 3. Возрастных ограничений нет

---

В одной из статей 1906 года, рассматривая эквивалентность массы и энергии, Эйнштейн прямо упоминает доказательство этой эквивалентности из работы Пуанкаре, опубликованной в 1900 году. Биограф Эйнштейна А. Пайс пишет, что соотношение между массой и энергией, выражаемое формулой Е=mc2, действительно было известно для частных случаев еще за 25 лет до Эйнштейна. И это действительно так. Еще в 1890 году английский физик Хевисайд ввел эту формулу, которую считают «эйнштейновской».

Оливер Хевисайд — выдающийся физик викторианской эпохи, замкнутый человек, выступавший с резкой критикой своих оппонентов на страницах печатных изданий, был одним из основоположников современной теории электричества. Он родился в одной из лондонских трущоб, у него не было университетского образования; за исключением шести лет работы в телеграфной компании, он всегда был безработным. Однако благодаря своему таланту и целеустремленности Хевисайд стал одним из ведущих физиков викторианской эпохи. Он развил теорию электромагнитного поля Джеймса Клерка Максвелла, открыл принцип передачи сигналов на дальние расстояния, что позволило осуществить дальнюю телефонную связь, высказал идеи, предвосхитившие телевидение, радиосвязь и некоторые аспекты теории относительности Эйнштейна. Хотя идеи Хевисайда оказались весьма эффективными и среди ученых своего времени он пользовался большим уважением, ныне его имя почти забыто. В то же время имя Эйнштейна так прочно связали с формулой Е=mc2, что она считается чуть ли не главным его вкладом в науку. Да и сам Эйнштейн, пожалуй, был с этим согласен[131].

В 1918 году Ленард опубликовал книгу «О теории относительности, эфире и тяготении», где указывал, что эквивалентность массы и энергии впервые установил не Эйнштейн, а Ф. Газенорль. На работы Эйнштейна был навешен ярлык «еврейская физика» — термин, введенный Ленардом в его учебнике «Немецкая физика в четырех томах». После прихода в Германии к власти нацистов был издан альбом с фотографиями противников нацистского режима. Он открывался фотографией Эйнштейна и списком его «преступлений», который заканчивался фразой: «Еще не повешен». Работы Эйнштейна были публично сожжены 10 мая 1933 года в Берлине вместе с другой «неарийской литературой». Имя Эйнштейна в Германии нельзя было упоминать, а преподавание теории относительности было запрещено. К счастью, чистка университетов развернулась, когда Эйнштейн был уже вне досягаемости штурмовиков и тайной полиции.

Так внедрялась мысль, что Эйнштейн совершенно ничего принципиально нового в разработке идей теории относительности не сделал, а его работа 1905 года — краткое изложение теории, созданной Лармором, Лоренцем и Пуанкаре. Но это не соответствует истине. Пуанкаре подошел к выводам Эйнштейна ближе, чем кто бы то ни было, но, когда потребовалось разрушить обычные наши представления о потоке времени или природе одновременности, спасовал. А. А. Тяпкин в послесловии к сборнику «Принцип относительности» пишет: «Итак, кого же из ученых мы должны считать создателями СТО?.. Конечно, открытые до Эйнштейна преобразования Лоренца включают в себя все содержание СТО. Но вклад Эйнштейна в их объяснение, в построение целостной физической теории и в интерпретацию основных следствий этой теории настолько существен и принципиален, что Эйнштейн с полным правом считается создателем СТО. Однако высокая оценка работы Эйнштейна не дает никакого основания считать его единственным создателем СТО и пренебрегать вкладом других ученых»[132]. Эйнштейн в 1953 году в приветственном письме оргкомитету конференции, посвященной 50-летию теории относительности (состоялась в 1955 году), писал: «Я надеюсь, что будут должным образом отмечены заслуги Г. А. Лоренца и А. Пуанкаре»[133].

Как бы то ни было, после 1905 года Эйнштейн создал ряд основополагающих трудов в различных разделах физики. Его имя прочно ассоциируется с гениальностью и силой человеческого мышления. Его личность оказала ощутимое влияние на популярную культуру. Он стал иконой, и взглянуть на него по-иному нелегко.

Борьба за «невероятно красивую теорию»

В конце XVII века между Исааком Ньютоном и Робертом Гуком разгорелся спор о приоритете в открытии закона тяготения. А более чем через двести лет за первенство в выводе основного уравнения гравитационного поля в общей теории относительности боролся Альберт Эйнштейн. Вот как все происходило.

Весной 1914 года Эйнштейн принял приглашение Прусской академии наук и отбыл из Цюриха в Берлин. Причем первый год пребывания в академии он мог заниматься исследованиями, не исполняя преподавательских обязанностей. Это время он использовал для создания в сотрудничестве с Гроссманом общей теории относительности (ОТО).

Дело шло медленно. Работа и семейные неурядицы изнурили Эйнштейна. Он страдал от болей в желудке. Ему прописали диету — по пол-литра сырого молока дважды в день и только один дневной прием пищи[134]. Эйнштейн заперся в кабинете, сосредоточился на работе и не обращал внимания на все тревоги за окном. Осенью 1915 года он предпринял решающую атаку на свою теорию. Он писал Зоммерфельду: «…я пережил один из самых волнующих периодов своей жизни, но и самых плодотворных»[135]. В ноябре этого же года четыре сообщения, которые Эйнштейн с недельными перерывами сделал для Прусской академии, стали рождением полностью сформулированной общей теории относительности. Причем последнее сообщение, опубликованное 25 ноября 1915 года, внесло самые важные уточнения и содержало наконец правильное уравнение, которое соотносит искривление пространственно-временной геометрии с распределением гравитирующей массы, создающей это искривление. С помощь этого уравнения Эйнштейн рассчитал детали искривленной геометрии пространства-времени, окружающих Солнце, а затем вычислил, как эта искривленная геометрия влияет на движение планет и распространение лучей света.

А теперь отойдем во времени немного назад. В июне 1915 года Эйнштейн прочитал в Геттингене, математической столице мира, курс из шести лекций по общей теории относительности, который прослушал выдающийся математик того времени Давид Гильберт[136]. Ознакомившись с ходом мыслей Эйнштейна, Гильберт заразился от него идеей построения новых уравнений гравитации. Они обстоятельно обсудили оставшиеся проблемы в теории, разрабатываемой Эйнштейном. Из этого визита Эйнштейн вынес очень благоприятное впечатление о Гильберте: «Я был в Геттингене неделю и там узнал и полюбил его. Я провел шесть двухчасовых лекций по теперь уже хорошо разработанной теории гравитации и, к своей радости, полностью убедил математиков там»[137].

В последующие месяцы Гильберт обдумывал теорию Эйнштейна и вскоре нашел ее красивое математическое выражение. У Гильберта дела продвигались быстрее, о чем Эйнштейн узнал из письма А. Зоммерфельда от 28 октября 1915 года. Зоммерфельд сообщит Эйнштейну, что Гильберт выступил недавно с критикой уравнения гравитационного поля Эйнштейна — Гроссмана[138]. Эйнштейн понял, что, во-первых, Гильберт работает над той же самой проблемой, что и он, и, во-вторых, находится ближе к получению искомых (общековариантных) уравнений гравитационного поля. Обладая большой гордыней и честолюбием, допустить первенства Гильберта Эйнштейн не хотел и поэтому в ноябре 1915 года обнародовал незавершенную теорию — в тех самых четырех сообщениях, о которых уже говорилось.

Эйнштейн и Гильберт вели оживленную переписку, часть которой сохранилась; из нее видно, что они оказывали друг на друга взаимное и плодотворное влияние. Давид Гильберт, человек безукоризненной честности, выслал Эйнштейну гранки своей статьи «Основания физики». Предположительно Эйнштейн получил их до 18 ноября, потому что в тот день он ответил Гильберту: «Система [уравнений], разработанная Вами, полностью совпадает — насколько я могу видеть — с тем, к чему я пришел в последние недели и что представил в академию»[139]. И если Эйнштейн получил это уравнение от Гильберта до 18 ноября, то есть до того, как сам представил его 25 ноября, его можно подозревать в плагиате.

Уравнение гравитационного поля Эйнштейна явилось причиной продолжительных и ожесточенных споров. И для этого, как мы видим, были веские причины. За пять дней до Эйнштейна, 20 ноября, Давид Гильберт представил то же самое уравнение на заседании Королевского общества в Геттингене. В опубликованной позже работе Гильберт утверждал, что этим уравнением он завершил создание теории, которую Эйнштейн только наметил. Эйнштейн же жаловался Генриху Цангеру, директору Института судебной медицины при Цюрихском университете, что Гильберт старается присвоить его теорию: «Невероятно красивая теория. Но только один из моих коллег, Гильберт, понял ее до конца и хочет „присвоить“ ее по-умному… Никогда в своей жизни я не сталкивался с человеческой низостью больше, чем в случае с этой теорией и всем, что с нею связано»[140]. Этот спор сделался еще ожесточеннее, когда один из сторонников Эйнштейна обвинил Гильберта в плагиате, а его оппоненты предъявили те же обвинения Эйнштейну, подчас в резких и невоздержанных выражениях.