Альберт Эйнштейн
(14.03.1879 - 18.04.1955)
величайший из ученых, работы которого определили развитие всей современной физики.
Альберт Эйнштейн родился в г. Ульме в семье небогатого еврейского торговца, владельца небольшой маcтерской электротоваров. Альберт до трех лет не говорил, но уже в ранние годы проявлял необычайное любопытство в отношении того, как устроен окружающий мир, и способность понимать сложные математические идеи. В 12-летнем возрасте он сам по книгам выучил евклидовую геометрию.
Тупая регламентация и скука в мюнхенской школе отталкивала молодого Эйнштейна. Когда постоянный деловые неудачи заставили семью в 1894 г. покинуть Германию и переехать в Италию, в Милан, 15-летний Эйнштейн воспользовался этой возможностью и бросил школу. Еще год он провел вместе с родителями в Милане, но когда стало ясно, что Эйнштейн должен определить свой путь в жизни, он закончил среднюю школу в Аррау, в Швейцарии, и поступил в Цюрихский политехникум.
Эйнштейну не очень нравились методы обучения в этом заведении. Он часто пропускал лекции, используя свободное время для самообучения физике и игре на скрипке (любимое занятие на всю жизнь). В 1900 г. Эйнштейн сумел сдать экзамены (подготовившись по записям своего сокурсника) и получить степень. Профессора были о нем невысокого мнения и не рекомендовали его для продолжения научной карьеры.
Год 1905 стал знаменательным в истории физики. В этом году Эйнштейн опубликовал три важнейшие работы, сыгравшие выдающуюся роль во всем последующем развитии физики ХХ в. В первой из них, посвященной броуновскому движению, он сделал важные предсказания о движении взвешенных в жидкости частиц, обусловленном столкновениями с молекулами. Предсказания позднее подтвердились на опыте. Во второй работе, посвященной фотоэффекту, Эйнштейн высказал революционную гипотезу о природе света: при определенных обстоятельствах свет можно рассматривать как поток частиц, фотонов, энергия которых пропорциональна частоте световой волны. Практически не нашлось физиков, которые согласились бы с этой идеей Эйнштейна. Потребовались два десятилетия напряженных усилий экспериментаторов и теоретиков, чтобы картина фотонов стала общепризнанной в рамках квантовой механики.
Но наиболее революционной стала третья работа Эйнштейна "К электродинамике движущихся тел", в которой с необычайной ясностью были изложены идеи частной теории относительности (ЧТО), разрушившей классические представления о пространстве-времени, существовавшие со времени Ньютона. Ряд важных положений новой теории был сформулирован Г.А. Лоренцем и А. Пуанкаре, однако только Эйнштейну удалось ясно на физическом языке сформулировать постулаты новой теории, прежде всего, принцип относительности и принцип существования предельной скорости распространения сигнала. И сейчас еще можно встретить высказывания, что теория относительности была создана до Эйнштейна. Это не так, поскольку в ЧТО важны не столько формулы (многие из них действительно были известны ранее из работ Лоренца и Пуанкаре), сколько правильные физические основания, из которых эти формулы следуют. Только Эйнштейну удалось раскрыть физическое содержание теории относительности.
Восприятие работ Эйнштейна было неоднозначным. Многие ученые их попросту не понимали, и это происходило из-за специфических взглядов Эйнштейна на структуру правильных теорий и на связь между теорией и экспериментом. Хотя Эйнштейн и признавал, что единственным источником знаний является опыт, он был также убежден, что научные теории являются свободными творениями человеческой интуиции и что основания, на которых зиждется хорошая теория, не обязательно должны быть логически связаны с опытом. Идеальная теория, по Эйнштейну, должна базироваться на минимально возможном количестве постулатов и описывать максимально возможное количество явлений. Именно эта "скупость" на постулаты, свойственная всей научной деятельности Эйнштейна, делала его работы труднодоступными для коллег. Однако ряд выдающихся физиков сразу поддержал молодого ученого, и среди них - Макс Планк. Он помог Эйнштейну перебраться из патентного бюро в Цюрихе сначала в Прагу, а затем в Берлин на должность директора Института физики кайзера Вильгельма.
С 1907 по 1915 гг. Эйнштейн усиленно работал над созданием новой теории тяготения, которая удовлетворяла бы принципам теории относительности. Путь, приведший Эйнштейна к успеху, был трудным и извилистым. Главная идея построенной им общей теории относительности (ОТО) заключается в неразрывной связи между полем тяготения и геометрией пространства-времени. В присутствии тяготеющих масс пространство-время становится, по Эйнштейну, неевклидовым, имеющим кривизну. Чем интенсивнее поле тяготения в данной области пространства, тем больше его кривизна. В декабре 1915 г. на заседании Академии наук в Берлине Эйнштейн доложил наконец окончательные уравнения ОТО. Эта теория стала вершиной творчества Эйнштейна, и по общему мнению является самой красивой из всех существующих физических теорий.
Однако понимание ОТО пришло не сразу. Первые три года эта теория интересовала узкий круг специалистов и была понятна лишь десятку избранных. Ситуация резко изменилась в 1919 г., так как в этом году удалось проверить прямыми наблюдениями одно из парадоксальных предсказаний ОТО - искривление луча света от далекой звезды полем тяготения Солнца. Такое наблюдение возможно только во время полного солнечного затмения. Именно в 1919 г. такое затмение можно было наблюдать в районах земного шара с обычно хорошей погодой, что позволяло провести максимально точное фотографирование видимого положения звезд на небе в момент полного затмения. Экспедиция, снаряженная английским астрофизиком сэром Артуром Эддингтоном, сумела получить данные, подтвердившие предсказание Эйнштейна. Буквально в один день Эйнштейн стал знаменит на весь мир. Обрушившаяся на него слава не поддается описанию. Теория относительности на долгое время стала предметом салонных бесед. Газеты всех стран были переполнены статьями о теории относительности, вышло множество популярных книг, в которых авторы пытались объяснить обывателям суть этой теории.
Пришло наконец признание и со стороны научных кругов. В 1921 г. Эйнштейн получил Нобелевскую премию (правда, не за теорию относительности, а за теорию квантов), он был избран почетным членом множества академий. Слово и мнение Эйнштейна стало одним из самых авторитетных в мире. В 1920-е гг. Эйнштейн много ездит по свету, участвует в международных конференциях. Особенно важна была роль Эйнштейна в дискуссиях, развернувшихся в конце 1920-х гг. по концептуальным проблемам квантовой механики. Беседы и споры Эйнштейна с Бором на эти темы стали знаменитыми. В этих спорах Эйнштейн не мог согласиться с тем, что квантовая механика в ряде случаев оперирует не точными значениями величин, а лишь вероятностями, с которыми они могут быть измерены. Эйнштейн не мог примириться с принципиальной недетерминированностью законов микромира. Его любимым выражением было: "Бог не играет в кости!". Тем не менее в спорах с Бором Эйнштейн, по-видимому, был не прав.
К сожалению, научная деятельность Эйнштейна в последние тридцать лет его жизни была малопродуктивной. Объяснялось это тем, что он поставил перед собой грандиозную задачу построения единой теории всех взаимодействий. Как сейчас ясно, такая теория возможна только в рамках квантовой механики, кроме того, в довоенное время еще очень мало было известно о других взаимодействиях, кроме электромагнитного и гравитационного. Титанические усилия Эйнштейна завершились ничем, и это стало, может быть, одной из главных трагедий его жизни.
