Наука. Величайшие теории 1: Эйнштейн. Теория относительности.

Пространство – это вопрос времени.

Наука. Величайшие теории Выпуск № 1, 2015 Еженедельное издание

Пер. с исп. – М.: Де Агостини, 2015. – 176 с.

© David Blanco Laserna, 2012 (текст)

Иллюстрации предоставлены:

Age Fotostock, Album, Archivo RBA, Cordon Press, Corbis, M. Faraday Electricity, The Illustrated London News, Time.

Введение

Эйнштейн жил в эпоху революций. В XIX веке реклама завоевала прессу, в 1920-х годах она утвердилась на радио, а через пару десятилетий пришла на телевидение. Человек впервые оказался перед лицом информационной стихии и встретил во весь рост ее мощную ударную волну. В коллективной памяти навеки запечатлены фигуры людей, поднятых в тот исторический момент на гребень славы: Чарли Чаплин, Мэрилин Монро, Элвис Пресли, Альберт Эйнштейн…

Можно сказать, что к концу своей жизни Эйнштейн был причислен к лику светских святых. После двух мировых конфликтов, узаконивших химическое оружие и ядерные атаки, преклонение перед научным прогрессом граничило с ужасом. Фигура рассеянного мудреца с взлохмаченными волосами, ратовавшего за разоружение и проповедовавшего интеллектуальное смирение перед силами природы, стала для всего разочарованного поколения символом последней возможности воскресить веру в гуманизм науки. В момент, когда Эйнштейн достиг зенита своей славы, ему было 72 года. К тому времени остыли многие из его страстей, кроме одной – мечты примирить квантовую механику с теорией относительности. В 1980 году был открыт доступ к его частной переписке, и почитатели ученого смогли узнать своего кумира как обычного человека. Для некоторых стало настоящим открытием, что он не надевал носков, курил трубку, играл на скрипке и имел ряд других не связанных с наукой занятий и интересов.

В памяти многих Эйнштейн остался образцовым гражданином и пацифистом, противником Первой мировой войны, нацизма и маккартизма, однако его личную жизнь нельзя было назвать столь же образцовой.

Журнал Time назвал Эйнштейна человеком столетия, и снять его с этого пьедестала вряд ли возможно. Это место принадлежит ученому совершенно заслуженно – как личности, которая воплощает для нас целый век. Для нас Эйнштейн – это обе мировые войны, это ядерный гриб Хиросимы, это преследование и истребление евреев, это неумолимый рост научного знания и его влияния на общество, это сионизм, паранойя сенатора Маккарти, коллекция афоризмов, формула Е = mc² , мечта о мире во всем мире…

Эйнштейн попытался сохранить свое личное пространство, написав автобиографию, которая содержала меньше биографических фактов, чем любое другое жизнеописание, когда-либо существовавшее в истории. На первых же страницах он поместил программное заявление, которое цитировалось потом несметное количество раз: «Главное в жизни человека моего склада заключается в том, что он думает и как думает, а не в том, что он делает или испытывает». И все же маловероятно, что это предупреждение может остановить человеческое любопытство. Мы попытаемся проследить связь между жизненными перипетиями, через которые прошел ученый, и его поразительными научными озарениями. Возможно, если бы Эйнштейн сразу добился академической должности вместо того, чтобы по восемь часов в день работать в швейцарском патентном бюро, он бы пришел к тем же результатам. Но сама по себе реконструкция обстоятельств, в которых на самом деле работал ученый, крайне увлекательное занятие, наводящее на определенные размышления.

С самого рождения Эйнштейн находился рядом с последними достижениями технического прогресса, от электрических лампочек до различных приспособлений, которые использовал на своей фабрике его отец. Иллюстрируя теорию относительности, ученый постоянно приводит примеры, отсылающие нас к железной дороге и часовой механике. В годы детства и юности Эйнштейна железная дорога стала новым транспортным средством. Скорость, которую развивали поезда, для того времени была неслыханной. В Берне Эйнштейн наблюдал, как синхронизация часов между городами разжигала и без того горячую страсть швейцарцев к пунктуальности. Может быть, именно эти обстоятельства подтолкнули его воображение и способствовали возникновению теории, которая объединяла время, неимоверные скорости и постоянное изменение системы отсчета. Позже секреты силы тяготения были приоткрыты с помощью еще одного изобретения, которое во времена Эйнштейна находилось на вершине технического прогресса: «Что мне необходимо знать точно, – восклицал физик, – так это то, что происходит с пассажирами лифта, который падает в пустоту!»

В своих первых статьях ученый продемонстрировал безупречное владение статистической механикой и исчерпал все возможности традиционной молекулярно-кинетической теории. Его работы объясняли движение частиц пыли в луче света, синий цвет неба и дрожание цветочной пыльцы в стакане с водой. Кроме того, он дал объяснение и феномену фотоэффекта, занимавшему умы многих экспериментальных физиков. Однако главное ждало его впереди. Публикацией в 1905 году труда по специальной теории относительности открывается настоящая эпоха Эйнштейна с ее главным наследием – новым способом мыслить, который стал откровением и вдохновением для следующего поколения физиков. Сам ученый описывал этот переход так: «Новая теория необходима, когда, во-первых, мы сталкиваемся с новыми явлениями, которые старые теории объяснить не могут. Но эта причина, скажем так, банальна, навязана извне. Есть и другая причина, не менее важная. Заключается она в стремлении к простоте и унификации предпосылок теории в ее собственных рамках». Следуя по стопам Евклида, который вывел всю известную нам геометрию из пригоршни аксиом, сшнштеин расширил сферу приложения своих теорий на всю физику. Собственно говоря, общая теория относительности, сформулированная в 1915 году, заложила основы современной астрономии. Исходя из простых гипотез, как, к примеру, постоянная величина скорости света или допущение, что все законы физики одинаково применимы ко всем наблюдателям независимо от их движения относительно друг друга, Эйнштейн навсегда изменил наше понятие о времени, пространстве и гравитации. Его научное воображение сумело добраться до таких пределов, об одной мысли о которых захватывает дух, – от квантовой шкалы (10~15 м) до самой границы видимого космоса (1026 м).

Умение отделять зерна от плевел – особый дар. Эйнштейн с ним родился. Любой, кто хоть раз бился над решением задач по физике, знает, как трудно бывает взлететь над цепочками уравнений – вроде того, как футболист должен видеть не просто надвигающегося на него центрального нападающего, а сразу все поле. Выдающаяся интуиция была характерной чертой Эйнштейна, и именно благодаря ей он мог просчитывать наперед ходы природы, в то время как другие терялись во внешнем хаосе экспериментальных результатов. Если не было иного выхода, он пускал в ход самые изощренные математические инструменты, но все-таки главным его талантом было умение незамедлительно вступать в глубинный диалог с реальностью, откуда он выносил что-то вроде прозрений, позже находивших выражение с помощью языка логики.

Зернами, из которых проросли две великие теории ученого, общая и специальная теории относительности, стали два мысленных образа, пришедших к нему в моменты озарения. Первым был образ его самого, преследующего в темноте солнечный луч и одновременно задающегося вопросом: а что случится, когда я его догоню? Вторым образом был человек, падающий в пропасть и по мере своего падения теряющий ощущение собственного веса. Есть мнение, что самый амбициозный проект великого физика – построение окончательной теории, суммы предпосылок, из которой можно было бы вывести все законы физики,- потерпел неудачу именно потому, что для него не нашлось никакого интуитивного образа, способного послужить путеводной звездой.

Modus operandi (образ действия) Эйнштейна способствовал тому, что его фигура стала полемической: часто догадки ученого на целые десятилетия опережали их экспериментальные доказательства, но после обнаружения решения само противоречие превращалось в лучшее подтверждение его правоты. Обнародованное в 1919 году известие о том, что траектория лучей света звезд искривляется вблизи от Солнца, в мгновение ока вознесло физика к вершинам славы.

Последняя из них отправлена 25 ноября 1915 года. В статьях указан один автор, и работу часто принимают как труд одного гения. Но это совершенно не так.

Марсель Гроссманн (слева) и Мишель Бессо (справа) были университетскими друзьями Альберта Эйнштейна (в центре)

На самом деле физик получил неоценимую помощь от друзей и коллег, большинство из которых никогда не стали известными и были незаслуженно забыты, пишет журнал Nature со ссылками на несколько литературных источников, авторы которых изучали жизнь Эйнштейна и историю создания ОТО.

Наиболее значительное влияние на создание ОТО оказали двое друзей Эйнштейна со студенческих лет - Марсель Гроссманн (Marcel Grossmann) и Мишель Бессо (Michele Besso). Гроссманн был талантливым математиком и прилежным студентом, он помог более мечтательному и причудливому Альберту в ключевые моменты, когда тот пытался сформулировать теорию. Бессо - инженер с воображением и в чём-то неорганизованный. Он сохранил дружбу с Эйнштейном на всю жизнь. Свой вклад внесли и другие.

Все трое учились в Высшем техническом училище (Политехникуме), которое сейчас называется Швейцарской высшей технической школой Цюриха (ETH), с 1896 по 1900 годы. Сам Альберт рассчитывал выучиться на школьного учителя физики и математики, здесь же он встретил однокурсницу Милеву, на которой потом женился. По легендам, Эйнштейн часто пропускал занятия (из-за будущей жены?), а потом сдавал зачёты по конспектам Гроссманна.


Высшее техническое училище в Цюрихе, где Альберт Эйнштейн встретил друзей

Отец Гроссманна помог Эйнштейну устроиться на работу в патентном бюро в 1902 году, куда через пару лет пришёл и Бессо. Споры между Бессо и Эйнштейном привели к самым знаменитым научным работам, которые Эйнштейн опубликовал за своим единоличным авторством в 1905 году. В них была сформулирована специальная теория относительности (СТО).

В этот же счастливый 1905 год Альберт Эйнштейн закончил диссертацию и получил степень доктора физики в университете Цюриха.

В 1907 году Альберт начал обдумывать новую идею, развивающую СТО, которая смогла бы универсальным образом связать гравитацию с искривлением пространства-времени. Эта теория позже получила название общей теории относительности. Более плотно работать над ней учёный стал после увольнения из патентного бюро в 1909 году. Он получил должность профессора в университете Цюриха, а спустя два года - в Праге. В 1912 году Эйнштейн вернулся в Цюрих и снова связался с Гроссманом в ETH. Друзья объединили силы и вместе выработали полноправную теорию, которая до этого существовала только в виде идеи.

Сотрудничество двух физиков описано в цюрихском дневнике Эйнштейна. Как результат, в 1913 году они опубликовали совместную научную работу, известную как Entwurf («План»). Основное отличие Entwurf 1913 года от общей теории относительности 1915 года - уравнения поля, которые описывают, как материя искривляет ткань пространства-времени. В ОТО уравнения общековарианты, то есть сохраняют вид в любой системе отсчёта, а в теории Entwurf ковариация жёстко ограничена.

В июле 1913 года в Цюрих приехали два знаменитых немецких физика - Макс Планк и Вальтер Нернст. Они предложили 34-летнему Альберту высокооплачиваемую и свободную от преподавания должность в Прусской академии наук в Берлине. Эйнштейн принял предложение в марте 1914 года. Гравитация не особенно интересовала Планка и Нернста, им были интересны идеи Эйнштейна в области квантовой физики.

Но ещё до отъезда в Берлин физик работал над ОТО. Для проверки гипотезы они вместе с Бессо составляли формулы, которые бы объяснили аномальную прецессию перигилия Меркурия на 43˝ в столетие. Бессо внёс значительный вклад в работу и задавал интересные вопросы. Например, однажды он спросил, есть ли из уравнений Entwurf решение, которое однозначно определяет гравитационное поле Солнца. Современный анализ рукописей Эйнштейна показал, что именно этот вопрос дал Эйнштейну аргумент, убедивший его в ограниченной ковариации уравнений поля Entwurf.

Теория Эйнштейна предсказывала, что гравитация искривляет световые лучи. В августе 1914 года он вместе с молодым немецким астрономом Эрвином Финли Фрейндлихом (Erwin Finlay Freundlich) поехали в Крым для наблюдения солнечного затмения, чтобы проверить это, но были задержаны русскими (начиналась Первая мировая война). Доказательства искривления света пришлось ждать до солнечного затмения 1919 года.

В мае 1914 года Эйнштейн и Гроссманн опубликовали вторую совместную работу с уточнением теории Entwurf. Дальше они не смогли работать вместе, потому что Эйнштейн уехал работать в Берлин.

Прорыв случился вскоре после этого. Брак Альберта распался, и Милена вернулась обратно в Цюрих с двумя сыновьями. Эйнштейн возобновил прерванные два года назад отношения со своей двоюродной сестрой Эльзой. Эйнштейн продолжал работу над теорией, но к лету 1915 года начал нервничать из-за того, что уравнения Entwurf не сходились в системах с вращательным движением (Бессо говорил ему об этом два года назад, но Эйнштейн проигнорировал замечание). Эйнштейн обратился за помощью к астроному Фрейндлиху , поскольку сам не может выйти за рамки ("mind was in a deep rut"). Стало ясно, что проблема в уравнениях поля Entwurf. В то же время надо было спешить, потому что идеями Эйнштейна заинтересовался видный немецкий математик Давид Гильберт, и уж он-то точно смог бы довести идеи до ума.

В спешке, Эйнштейн изменил уравнения поля - и опубликовал научную работу в начале ноября 1915 года. На следующей неделе он ещё раз изменил их - и опять опубликовал научную работу. Затем ещё раз. В конце концов, уравнения поля стали общековариантными в четвёртой работе, поданной для публикации 25 ноября 1915 года.

В своей первой работе Эйнштейн написал, что теория является «настоящим триумфом» математиков Карла Гаусса и Бернхарда Римана. Он пишет, что если бы они с Гроссманном два года назад руководствовались чистой математикой, а не физикой, то не допустили бы уравнений поля с ограниченной ковариацией. Но в реальности именно совместная работа с Гроссманном, Бессо, а также авторами похожей теории на ОТО - Гуннаром Нордстремом и Адрианом Фоккером, среди прочих, - помогла ему преодолеть ограничения теории Entwurf, а не только Гаусс с Риманом.

На карикатуре из журнала Nature: элита берлинской физики (Фриц Габер, Вальтер Нернст, Генрих Рубенс, Макс Планк) и члены его старой и новой семьи печально наблюдают, как Эйнштейн проверяет свою новую теорию гравитации, поддерживаемый знаменитыми научными фигурами (Исаак Ньютон, Джеймс Клерк Максвелл, Карл Гаусс, Бернхард Риман) и учёными поменьше (Марсель Гроссман, Гуннар Нордстрем, Эрвин Финли Фрейндлих, Мишель Бессо).

Большая советская энциклопедия: Эйнштейн (Einstein) Альберт (14.3.1879, Ульм, Германия, - 18.4.1955, Принстон, США), физик, создатель относительности теории и один из создателей квантовой теории и статистической физики. С 14 лет вместе с семьей жил в Швейцарии. По окончании Цюрихского политехникума (1900) работал учителем сначала в Винтертуре, затем в Шафхаузене. В 1902 получил место эксперта в федеральном патентном бюро в Берне, где работал до 1909. В эти годы Э. были созданы специальная теория относительности, выполнены исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения и др. Работы Э. получили известность, и в 1909 он был избран профессором Цюрихского университета, затем Немецкого университета в Праге (1911-12). В 1912 возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Цюрихском политехникуме. В 1913 был избран членом Прусской и Баварской АН и в 1914 переехал в Берлин, где был директором физического института и проф. Берлинского университета. В берлинский период Э. завершил создание общей теории относительности, развил далее квантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретической физики Э. была присуждена Нобелевская премия (1921). В 1933 он был вынужден покинуть Германию, впоследствии в знак протеста против фашизма отказался от германского подданства, вышел из состава академии и переехал в Принстон (США), где стал членом Института высших исследований. В этот период Э. пытался разработать единую теорию поля и занимался вопросами космологии. Работы по теории относительности. Главное научное достижение Э. - теория относительности, которая по существу является общей теорией пространства, времени и тяготения. Господствовавшие до Э. представления о пространстве и времени были сформулированы И. Ньютоном в конце 17 в. и не вступали в явное противоречие с фактами, пока развитие физики не привело к появлению электродинамики и вообще к изучению движений со скоростями, близкими к скорости света. Уравнения электродинамики (Максвелла уравнения) оказались несовместимыми с уравнениями классической механики Ньютона. Противоречия особенно обострились после осуществления Майкельсона опыта, результаты которого не могли быть объяснены в рамках классической физики.
Специальная, или частная, теория относительности, предметом которой является описание физических явлений (и в том числе распространения света) в инерциальных системах отсчета, была опубликована Э. в 1905 в почти завершенном виде. Одно из ее основных положений - полная равноправность всех инерциальных систем отсчета - делает бессодержательными понятия абсолютного пространства и абсолютного времени ньютоновской физики. Физический смысл сохраняют лишь те выводы, которые не зависят от скорости движения инерциальной системы отсчета. На основе этих представлений Э. вывел новые законы движения, сводящиеся в случае малых скоростей к законам Ньютона, а также дал теорию оптических явлений в движущихся телах. Обращаясь к гипотезе эфира, он приходит к выводу, что описание электромагнитного поля не требует вообще какой-либо среды и что теория оказывается непротиворечивой, если помимо принципа относительности ввести и постулат о независимости скорости света от системы отсчета. Глубокий анализ понятия одновременности и процессов измерения интервалов времени и длины (частично проведенный также А. Пуанкаре) показал физическую необходимость сформулированного постулата. В том же (1905) году Э. опубликовал статью, где показал, что масса тела m пропорциональна его энергии Е, и в следующем году вывел знаменитое соотношение Е = mc2 (с - скорость света в вакууме). Большое значение для завершения построения специальной теории относительности имела работа Г. Минковского о четырехмерном пространстве-времени. Специальная теория относительности стала необходимым орудием физических исследований (например, в ядерной физике и физике элементарных частиц), ее выводы получили полное экспериментальное подтверждение.
Специальная теория относительности оставляла в стороне явление тяготения. Вопрос о природе гравитации, а также об уравнениях гравитационного поля и законах его распространения не был в ней даже поставлен. Э. обратил внимание на фундаментальное значение пропорциональности гравитационной и инертной масс (принцип эквивалентности). Пытаясь согласовать этот принцип с инвариантностью четырехмерного интервала,Э. пришел к идее зависимости геометрии пространства - времени от материи и после долгих поисков вывел в 1915-16 уравнение гравитационного поля (уравнение Эйнштейна, см. Тяготение). Эта работа заложила основы общей теории относительности.
Э. сделал попытку применить свое уравнение к изучению глобальных свойств Вселенной. В работе 1917 он показал, что из принципа ее однородности можно получить связь между плотностью материи и радиусом кривизны пространства - времени. Ограничиваясь, однако, статической моделью Вселенной, он был вынужден ввести в уравнение отрицательное давление (космологическую постоянную), чтобы уравновесить силы притяжения. Верный подход к проблеме был найден А.А. Фридманом, который пришел к идее расширяющейся Вселенной. Эти работы положили начало релятивистской космологии.
В 1916 Э. предсказал существование гравитационных волн, решив задачу о распространении гравитационного возмущения. Тем самым было завершено построение основ общей теории относительности.
Общая теория относительности объяснила (1915) аномальное поведение орбиты планеты Меркурий, которое оставалось непонятным в рамках ньютоновской механики, предсказала отклонение луча света в поле тяготения Солнца (обнаружено в 1919-22) и смещение спектральных линий атомов, находящихся в поле тяготения (обнаружено в 1925). Экспериментальное подтверждение существования этих явлений стало блестящим подтверждением общей теории относительности.
Развитие общей теории относительности в трудах Э. и его сотрудников связано с попыткой построения единой теории поля, в которой электромагнитное поле должно быть органически соединено с метрикой пространства - времени, как и поле тяготения. Эти попытки не привели к успеху, однако интерес к указанной проблеме возрос в связи с построением релятивистской квантовой теории поля.
Работы по квантовой теории. Э. принадлежит важная роль в разработке основ квантовой теории. Он ввел представление о дискретной структуре поля излучения и на этой основе вывел законы фотоэффекта, а также объяснил люминесцентные и фотохимические закономерности. Идеи Э. о квантовой структуре света (опубликована в 1905) находились в кажущемся противоречии с волновой природой света, которое нашло разрешение только после создания квантовой механики.
Успешно развивая квантовую теорию, Э. в 1916 приходит к разделению процессов излучения на самопроизвольные (спонтанные) и вынужденные (индуцированные) и вводит Эйнштейна коэффициенты А и В, определяющие вероятности указанных процессов. Следствием рассуждений Э. оказался статистический вывод Планка закона излучения из условия равновесия между излучателями и излучением. Эта работа Э. лежит в основе современной квантовой электроники.
Применяя такое же статистическое рассмотрение уже не к излучению света, а к колебаниям кристаллической решетки, Э. создает теорию теплоемкости твердых тел (1907, 1911). В 1909 он выводит формулу для флуктуации энергии в поле излучения. Эта работа явилась подтверждением его квантовой теория излучения и сыграла важную роль в становлении теории флуктуаций.
Первая работа Э. в области статистической физики появилась в 1902. В ней Э., не зная о трудах Дж.У. Гиббса, развивает свой вариант статистической физики, определяя вероятность состояния как среднее по времени. Такой взгляд на исходные положения статистической физики приводит Э. к разработке теории броуновского движения (опубл. в 1905), которая легла в основу теории флуктуаций.
В 1924, познакомившись со статьей Ш. Бозе по статистике световых квантов и оценив ее значение, Э. опубликовал статью Бозе со своими примечаниями, в которых указал на непосредственное обобщение теории Бозе на идеальный газ. Вслед за этим появилась работа Э. по квантовой теории идеального газа; так возникла Бозе - Эйнштейна статистика.
Разрабатывая теорию подвижности молекул (1905) и исследуя реальность токов Ампера, порождающих магнитные моменты, Э. пришел к предсказанию и экспериментальному обнаружению совместно с нидерландским физиком В. де Хаазом эффекта изменения механического момента тела при его намагничивании (Эйнштейна -де Хааза эффект).
Научные труды Э. сыграли большую роль в развитии современной физики. Специальная теория относительности и квантовая теория излучения явились основой квантовой электродинамики, квантовой теории поля, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой электроники, релятивистской космологии и др. разделов физики и астрофизики.
Идеи Э. имеют огромное методологическое значение. Они изменили господствовавшие в физике со времен Ньютона механистические взгляды на пространство и время и привели к новой, материалистической картине мира, основанной на глубокой, органические связи этих понятий с материей и ее движением, одним из проявлений этой связи оказалось тяготение. Идеи Э. стали основной составной частью современной теории динамической, непрерывно расширяющейся Вселенной, позволяющей объяснить необычайно широкий круг наблюдаемых явлений.
Открытия Э. были признаны учеными всего мира и создали ему международный авторитет. Э. очень волновали общественно-политическое события 20-40-х гг., он решительно выступал против фашизма, войны, применения ядерного оружия. Он принял участие в антивоенной борьбе в начале 30-х гг. В 1940 Э. подписал письмо к президенту США, в котором указал на опасность появления ядерного оружия в фашистской Германии, что стимулировало организацию ядерных исследований в США.
Э. был членом многих научных обществ и академий мира, в том числе почетным членом АН СССР (1926).

Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах (Академия наук СССР. "Классики естествознания"), под редакцией И. Е. Тамма, Я. А. Смородинского, Б. Г. Кузнецова. Том I. Работы но теории относительности 1905-1920. М, "Наука", 1965. 700 с.

К электродинамике движущихся тел. Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии? Закон сохранения движения центра тяжести и инерция энергии. О методе определения соотношений между поперечной и продольной массами электрона. О возможности нового доказательства принципа относительности. Об инерции, требуемой принципом относительности. О принципе относительности и его следствиях. Об основных электродинамических уравнениях движущегося тела. Принцип относительности и его следствия в современной физике. О влиянии силы тяжести на распространение света. Теория относительности. Скорость света и статическое гравитационное поле. К теории статического гравитационного поля. Относительность и гравитация. Существует ли гравитационное воздействие, аналогичное электромагнитной индукции? Проект обобщения теории относительности и теории тяготения. Физические основы теории тяготения. К современному состоянию проблемы тяготения. Принципиальные вопросы обобщенной теории относительности и теория гравитации. Формальные основы общей теории относительности. К проблеме относительности. Об основных электродинамических уравнениях движущегося тела. О пондеромоторпых силах, действующих в электромагнитном поле на покоящиеся тела. О принципе относительности. Ковариантные свойства уравнений поля в теории тяготения, основанной на общей теории относительности. Теория относительности. К общей теории относительности. Объяснение движения перигелия Меркурия в общей теории относительности. Уравнения гравитационного поля. Основы общей теории относительности. Новое формальное истолкование электродинамических уравнений Максвелла. Приближенное интегрирование уравнений гравитационного поля. Принцип Гамильтона и общая теория относительности. О специальной и общей теории относительности (общедоступное изложение). Вопросы космологии и общая теория относительности Принципиальное содержание общей теории относительности. Диалог по поводу возражении против теории относительности. О гравитационных волнах Закон сохранения энергии в общей теории относительности. Доказательство общей теории относительности. Играют ли гравитационные поля существенную роль в построении элементарных частиц материи? Что такое теория относительности? Эфир и теория относительности.

Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах, под редакцией И. Е. Тамма, Я. А. Смородинского, Б. Г. Кузнецова. Том II. Работа по теории относительности (1921-1955). М., "Наука", 1966. 878 с.

Сущность теории относительности. Геометрия и опыт. Простое применение закона тяготения Ньютона к шаровому скоплению звезд. Краткий очерк развития теории относительности. Об одном естественном дополнении основ общей теории относительности. О теории относительности. Замечание к работе Фрапца Селети "К космологической системе". Замечание к работе 9. Трефтца "Статическое гравитационное поле двух точечных масс в теории Эйнштейна". Замечание к работе А. Фридмана "О кривизне пространства". К работе А. Фридмана "О кривизне пространства". Основные идеи и проблемы теории относительности. Доказательство несуществования всюду регулярного центрально-симметричного поля в теории поля Калузы. К общей теории относительности. Замечание к моей работе "К общей теории относительности". К аффинной теории поля. Теория аффинного поля. Об эфире. Теория Эддингтона и принцип Гамильтона. Электрон и общая теория относительности. Единая полевая теория тяготения и электричества. Неевклидова геометрия и физика. О формальном отношении римановского тензора кривизны к уравнениям гравитационного поля. Новые опыты по влиянию движения Земли на скорость света. К теории связи гравитации и электричества Калузы. Общая теория относительности и закон движения. Общая теория относительности и закон движения. Геометрия Римана с сохранением понятия "абсолютного параллелизма". Новая возможность единой теории поля тяготения и электричества. Пространство-время. О современном состоянии теории поля. К единой теории поля. Новая теория поля. Едипая теория поля и принцип Гамильтона. Проблема пространства, эфира и поля в физике. Едипая теория физического поля. Едипая теория поля, основанная на метрике Римана и абсолютном параллелизме. Совместимость уравнений единой теории поля. Два строгих статических решения уравнения единой теории поля. К теории пространств с римановой метрикой и абсолютным параллелизмом. О современном состоянии общей теории относительности. Гравитационное и электромагнитное поля. К космологической проблеме общей теории относительности. Систематическое исследование совместных уравнений поля, возможных в римановом пространстве с абсолютным параллелизмом. Единая теория гравитации и электричества 1. Единая теория гравитации и электричества II. О связи между расширением и средней плотностью Вселенной. Современное состояние теории относительности. Некоторые замечания о возникновении общей теории относительности. О космологической структуре пространства. Элементарный вывод эквивалентности массы и энергии. Проблема частиц в общей теории относительности. Проблема двух тел в общей теории относительности. Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле. О гравитационных волнах. Гравитационные уравнения и проблема движения. Обобщение теории электричества Калузы. О стационарных системах, состоящих из многих гравитирующих частиц и обладающих сферической симметрией. Гравитационные уравнения и проблема движения. О пятимерном представлении гравитации и электричества. Демонстрация несуществования гравитационных полей с неисчезающей массой, свободных от сингулярностей. Несуществование регулярных стационарных решений релятивистских уравнений поля. Бпвекторные поля. О "космологической проблеме". Обобщение релятивистской теории гравитации. Влияние расширения пространства на гравитациоппые поля, окружающие отдельные звезды. Поправки и дополнительные замечания к нашей работе "Влияние расширения пространства па гравитационные поля, окружающие отдельные звезды". Обобщение релятивистской теории гравитации. Элементарный вывод эквивалентности массы и энергии. Е=тсг: пастоятельная проблема нашего времени. Отпосительпость: сущность теории относительности. Обобщенная теория тяготепия. О движении частиц в общей теории относительности. Время, прострапство и тяготепие. Об обобщенной теории тяготения. Тождества Бианки в обобщенной теории гравитации. Относительность и проблема пространства. Ответ читателям "Ежемесячника популярпой науки". Обобщение теории тяготения. Замечапие по поводу критики единой теории поля. О современном состоянии общей теории гравитации. Алгебраические свойства поля в релятивистской теории несимметричного поля. Новая форма уравнений ноля в общей теории относительности. Релятивистская теория несимметричного поля.

Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах, под редакцией И. Е. Тамма, Я. А. Смородипского, Б. Г. Кузнецова. Том III. Работы по кинетической теории изучения и основам квантовой механики (1901-1955). М., "Наука", 1966, 632 с.

Следствия из явлений капиллярности. О термодинамической теории разности потенциалов между металлами и полностью диссоциированными растворами их солей и об электрическом методе исследования молекулярных сил. Кинетическая теория теплового равновесия и второго начала термодинамики. Теория оспов термодинамики. К общей молекулярной теории теплоты. Новое определение размеров молекул. Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света. О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно кинетической теории теплоты. К теории броуновского движения. К теории возникновения и поглощения света. Теория излучения Планка и теория удельной теплоемкости. Поправка к моей работе "Теория излучения Планка и т.д." О границе применимости теоремы о термодинамическом равновесии и о возможности нового определения элементарных квантов. Теоретические замечания о броуновском движении. Новый электростатический метод измерения малых количеств электричества. Элементариая теория броуновского движения. К современному состоянию проблемы излучения. К современному состоянию проблемы излучения. О развитии наших взглядом на сущность и структуру излучения. Об одной теореме теории вероятностей и ее применении в теории излучения. Статистическое исследование движения резонатора в поле излучения. Теория она-лесценции в однородных жидкостях и жидких смесях вблизи критического состояния. Теория квантов света и проблема локализации электромагнитной энергии. О пондеромоторных силах, действующих на ферромагнитные проводники с током, помещенные в магнитное поле. Замечание к закону Этвеша. Связь между упругими свойствами и удельной теплоемкостью твердых тел с одноатомпыми молекулами. Замечание к моей работе "Связь менаду упругими свойствами и удельной теплоемкостью..." Замечания к работам П. Герца "О механических основах термодинамики". Элементарное рассмотрение теплового движения молекул в твердых телах. Термодинамическое обоснование закона фотохимического эквивалента. Дополнение к моей работе "Термодинамическое обоснование закона фотохимического эквивалента". Ответ на замечание И. [Игарка "О применении элементарного закона Планка..." К современному состоянию проблемы удельной теплоемкости. Некоторые аргументы и пользу гипотезы о молекулярном возбуждении при абсолютном нуле. Термодинамический вывод закона фотохимического эквивалента. К квантовой теории. Теоретическая атомистика. Ответ на статью М. Лауэ "Теорема теории вероятностей и ее применение к теории излучения". Экспериментальное доказательство молекулярных токов Ампера. Испускание и поглощение излучения по квантовой теории. К квантовой теории излучения. К квантовому условию Зоммерфельда и Эйнштейна. Вывод теоремы Якоби. Можно ли определить экспериментально показатели преломления тел для рентгеновых лучей? Распространение звука в частично диссоциированных газах. Об одном эксперименте, касающемся элементарного процесса испускания света. Теоретические замечания к сверхпроводимости металлов. К теории распространения света в диспергирующих средах. Кпан-товотеоретические замечания к опыту Штерна и Герлаха. Замечание к заметке В. Андерсона "Новое объяснение непрерывного спектра солнечной короны". Экспериментальное определение размера каналов в фильтрах К квантовой теории радиационного равновесия. Предлагает ли теория поля возможности для решепия квантовой проблемы? Эксперимент Комптопа. К теории радиометрических сил. Примеч. к ст. С. Н. Возе "Закон Планка и гипотеза световых квантов". За"меч. к ст. С. Н. Возе "Тепловое равновесие в поле излучения в присутствии вещества". Квантовая теория одноатомпого идеальпого газа. Квантовая теория одноатомпого идеального газа, (Второе сообщение). Замеч. к ст. П. Иордана "К теории излучения квантов". Предложение опыта, касающегося природы элемептарио-го процесса излучения. Об интерференционных свойствах света, испускаемого каналовыми лучами. Теоретические и экспериментальные соображения к вопросу о возникновении света. Замечание о квантовой теории. Познание прошлого и будущего в квантовой механике. О соотношении неопределенностей. Полувекторы и спиноры. Уравнения Дирака для полувекторов. Расщепление наиболее естественпых уравнений поля для полувекторов на спипорные уравпения дираковского типа. Представление полувекторов как обычных векторов с особым характером дифференцирования. Можно ли считать квантовомеханическое описание физической реальности полным? Квантовая механика и действительность. Элемен-тарпые соображения по поводу интерпретации основ квантовой механики. Вводные замечания об основных понятиях.

Эйнштейн А. Собрапие научных трудов в четырех томах, под редакцией И. Е. Тамма, Я. А. Смородинского, Б. Г. Кузнецова. Том IV. Статьи, рецензии, письма. Эволюция физики. М., "Наука", 1967. 599 с.

Макс Планк как исследователь. Вступительная речь. Рецензия на книгу Г. А. Лоренца "Принцип относительности". Предисловии к книге Э. Фрейндлиха "Основы теории тяготения Эйнштейна". Рецензия на книгу Г. А. Лоренца "Статистические теории в термодинамике". Автореферат работы "Основы общей теории относительности". Элементарная теория полета и волн на воде. Эрпст Мах. Памяти Карла Шварцшильда. Рецензия па книгу Г. Гельмгольца "Два доклада о Гёте". Мариан Смолуховскпй. Мотивы научного исследования. Рецензия на книгу Германа Вейля "Пространство, время, материя". Лео Ароне как физик. Рецензия на книгу В. Паули "Теория относительности". Эмиль Варбург как исследователь. Предисловие к собранию трудов, выпускаемому издательством Каи-цоша. О современном кризисе теоретической физики. Предисловие к немецкому изданию книги Лукреция "О природе вещей". К столетию со дня рождения лорда Кельвина. Рецензия на книгу И. Вин-тернитца "Теория относительности и теория познания". Рецензия на книгу Макса Плапка "Тепловое излучепие". В. Г. Юлиус. Причины образования извилин в руслах рек и так называемый закон Бэра. Исаак Ньютон. Мехапика Ньютона и ее влияние на формирование теоретической физики. К 200-летию со дня смерти Исаака Ньютона. Письмо в Королевское общество по случаю 200-летия со дня смерти Ньютона. Речь у могилы Г. А. Лоренца. Заслуги Г. А. Лоренца в деле международного сотрудничества. По поводу книги Эмиля Мейерсопа "Релятивистская дедукция". Фундаментальные понятия физики п изменения, которые произошли в них за последнее время. Речь на юбилее профессора Планка. Замечание к переводу речи Араго "Памяти Томаса Юнга". Оценка работ Симона Ньюкома. Беседа А. Эйнштейна па специальной сессии Национальной академии наук в Буэнос-Айресе 10 апреля 1925 г. Иоганн Кеплер. Предисловие к книге Аптопа Райзера "Альберт Эйнштейн". Религия и наука. Природа реальности. Беседа с Рабиндрапатом Тагором. Томас Альва Эдисон. Предисловие к книге Р. де Виллампля "Ньютон как человек". Влияние Максвелла на развитие представлений о физической реальности. Предисловие к "Оптике" Ньютона. О радио. О науке. Ответ па поздравительные адреса па обеде в Калифорнийском технологическом институте. Памяти Альберта Май-кельсона. Наука и счастье. Пролог. Эпилог. Сократовский диалог. Замечания о новой постановке проблем в теоретической физике. Из кпиги "Строители Вселенной". К семидесятилетию д-ра Берлине-ра. Мое кредо. Письма в Прусскую и Баварскую академии наук. О методе теоретической физики. Наука п цивилизация. Памяти Пауля Эренфеста. Памяти Марии Кюри. Предисловие к книге Л. Инфельда "Мир в свете современной науки". Памяти де Ситте-ра. Рецензия на книгу Р. Толмепа "Относительность, термодинамика и космология". Памяти Эмми Нетер. Физика и реальность. Комментарий по поводу обобщения теории относительности профессором Пейджем и критики доктора Зильберштейна. Рассуждения об основах теоретической физики. Свобода и наука. Деятельность и личность Вальтера Нернста. Всеобщий язык пауки. Замечания о теории познания Бертрана Рассела. Предисловие к книге Рудольфа Кайзера "Спиноза". Поль Ланжевен. Памяти Макса Планка. Предисловие к книге Л. Барпетта "Вселенная и д-р Эйнштейн". Автобиографические заметки. Замечания к статьям. Физика, философия и научный прогресс. Предисловие к книге Филиппа Франка "Относительность". Предисловие к книге Каролы Баумгардт "Иогапп Кеплер. Жизнь и письма". Письмо Г. Самьюэлу. Предисловие к книге И. Хэннака "Эммануил Ласкер". Г. А. Лоренц как творец и человек. Предисловие к книге Галилея "Диалог о двух главных системах мира". К 410 й годовщине со дня смерти Коперника. Предисловие к книге Макса Джеммера "Понятие пространства". Предисловие к книге Луи де Бройля "Физика и микрофизика". Автобиографические наброски. Эволюция физики. Письма к Морису Соловипу.

Эйнштейн А Физика и реальность. Сб. статей. М., "Наука", 1965. 359 с.

Популярные статьи Эйнштейна, сгруппированные в три раздела: принципы теоретической физики; предшественники и современники (статьи Эйнштейна о Кеплере, Ньютоне, Планке, Лоренце и др.). Теорияотносительности.

Einstein A. Mein Weltbild. Querido. Amsterdam, 1934.

Einstein A. Comment je vois le mond. Flammarion, Paris, 1934, 258 с. Перев. снем. (Mein Weltbild).

Einstein A. The world as I see it, Covici and Friedo. New York, 1934. 290 p. Перев. с нем. (Mein Welbild).

СтатьиввыступленияЭйнштейнадо 1934 г.

Einstein A. Out of my later years. Philosophical Library. New York, 1950. 251 p.

Einstein A. Conceptions scientifiques, morales et sociales. Paris, Flammarion, 1952. 265 p. Перев. сангл. (Out of my later years).

Статьи и выступления Эйнштейна с 1934 uo 1950 г.

Einstein A. Mein Weltbild. Zurich, Europa - Verlag, 1953. 2G8 S.

Einstein A. Ideas and opinions. London, Grown publ. Inc. 1956. 377 p.

Включает все материалы "Mein Weltbild" изд. 1953 г. 24 статьи из 00-ти помещенных в "Out of my later years",

Einstein on peace. Ed. by Otto Nathan and Heinz Norden. Pref. by Bertrand Russel. Simon Schuster. New York, 1960. 704 p.

Книга содержит написанный Натапом и Норденом обстоятельный комментарий, близкий к монографии о высказываниях Эйнштейна, и многочисленные выдержки из выступлений и писем Эйнштейна. Книга состоит из глав: 1. Действительность войны (1914- 1918); 2. Революция в Германии, надежды и их крушение (1919- 1923); 3. Международное сотрудничество и Лига Наций (1922- 1927); 4. Антивоенные выступления в 1928-1931 гг.; 5. Антивоенные выступления в 1931-1932 гг.; 6. Канун фашизма в Германии (1932- 1933); 7. Нацизм и подготовка к войне. Отъезд из Европы (1933); 8. Приезд в Америку. Перевооружение и коллективная безопасность (1933-1939); 9. Рождение атомной эры (1939-1949); 10. Вторая мировая война (1939-1945); 11. Угроза атомного оружия (1945); 12. Милитаризм (1946); 13. Необходимость наднациональной организации (1947); 14. Борьба за спасение человечества (1948); 15. Всеобщее разоружение либо уничтожение (1940-1950); 16. Борьба за интеллектуальную свободу (1951-1952); 17. Сумерки (1953-1954); 18. Угроза всеобщей гибели (1955).

Einstein A. Lettres a Mauris Solovine. Paris. Gautier-Villars, 1956. 139 p.

Письма Эйнштейна к его другу Соловин^у с 3 мая 1906 г. по 21 февраля 1955 г. С предисловием Соловина, содержащим воспоминания о встречах с Эйнштейном в Берне.

Einstein A., Born Я. und Born M. Briefwechsel. 1916-1955. Komm. von Max Born. Geleiwort von B. Russel. Vorw. von W. Heisen-borg. Munchen, 1969.

Охватывающая сорок лет переписка Эйнштейна с Максом Борном и Гедвигой Борн.

Albert Einstein-Arnold Sommerfeld. Briefwechsel. Geleitwort von Max Born. Hrsg. A. Hermann. Basel - Stuttgart, 1968. 126 S.

Письма Эйнштейна к Арнольду Зоммерфельду и письма Зом-мерфельда, относящиеся к ряду общих физических проблем, к теории относительности и к теории квантов.

Einstein Л. Collected Writings (1901-1956). Readex Mictoprint Corporation. New York, 1960.

Альберт Эйнштейн – легендарный физик, светоч науки 20 столетия. Ему принадлежит создание общей теории относительности и специальной теории относительности , а также мощный вклад в развитие остальных областей физики. Именно ОТО легла в основу современной физики, объединив пространство со временем и описав практически все видимые космологические явления, в том числе и допустив возможность существования кротовых нор , черных дыр , ткани пространства-времени , а также других явлений гравитационного масштаба.

Детство гениального ученого

Будущий нобелевский лауреат появился на свет 14 марта 1879 года в немецком городке Ульме. Поначалу ничто не предвещало ребенку великого будущего: мальчик начал говорить поздно, и его речь была несколько замедленной. Первое научное исследование Эйнштейна состоялось, когда ему исполнилось три года. На день рождения родители подарили ему компас, ставший впоследствии его любимой игрушкой. Мальчика чрезвычайно удивляло то, что стрелка компаса все время указывала на одну и ту же точку в комнате, как бы его не крутили.

Между тем, родителей Эйнштейна волновали его проблемы с речью. Как рассказывала младшая сестра ученого Майя Винтелер-Эйнштейн, каждую фразу, которую он готовился произнести, даже самую простую, мальчик долго повторял про себя, шевеля губами. Привычка медленно говорить впоследствии стала раздражать и преподавателей Эйнштейна. Однако, несмотря на это, уже после первых дней учебы в католической начальной школе его определили как способного ученика и перевели во второй класс.

После переезда семьи в Мюнхен, Эйнштейн начал обучаться в гимназии. Однако здесь вместо занятий он предпочитал изучать любимые науки самостоятельно, что и дало свои результаты: в точных науках Эйнштейн далеко опередил сверстников. В 16 лет он владел дифференциальными и интегральными исчислениями. В гимназии (ныне Гимназия имени Альберта Эйнштейна) он не был в числе первых учеников (исключение составляли математика и латынь). Укоренившаяся система механического заучивания материала учащимися (которая, как он позже говорил, наносит вред самому духу учёбы и творческому мышлению), а также авторитарное отношение учителей к ученикам вызывало у Альберта Эйнштейна неприятие, поэтому он часто вступал в споры со своими преподавателями. При этом Эйнштейн много читал и прекрасно играл на скрипке. Позднее, когда ученого спрашивали, что натолкнуло его на создание теории относительности, он ссылался на романы Федора Достоевского и философию Древнего Китая.

Юность

Не окончив гимназию, 16-летний Альберт отправился поступать в политехническое училище, в Цюрих, однако «завалил» вступительные экзамены по языкам, ботанике и зоологии. При этом Эйнштейн блестяще сдал математику и физику, после чего его пригласили сразу в старший класс кантональной школы в Аарау, по окончании которой он стал студентом Цюрихского политехникума. Стиль и методика преподавания в Политехникуме существенно отличались от закостеневшей и авторитарной германской школы, поэтому дальнейшее обучение давалось юноше легче. Здесь его учителем был математик Герман Минковский . Говорят, что именно Минковскому принадлежит заслуга придания теории относительности законченной математической формы.

Эйнштейну удалось окончить университет с высоким баллом и с отрицательной характеристикой преподавателей: в учебном заведении будущий нобелевский лауреат слыл заядлым прогульщиком. Позднее Эйнштейн говорил, что у него «просто времени не было ходить на занятия».

Долгое время выпускник не мог найти работу. «Я был третируем моими профессорами, которые не любили меня из-за моей независимости и закрыли мне путь в науку», – говорил Эйнштейн.

Начало научной деятельности и первая работа

В 1901 году берлинские «Анналы физики» опубликовали его первую статью «Следствия теории капиллярности» , посвящённую анализу сил притяжения между атомами жидкостей на основании теории капиллярности. Преодолеть трудности с трудоустройством помог бывший однокурсник Марсель Гроссман, рекомендовавший Эйнштейна на должность эксперта III класса в Федеральное Бюро патентования изобретений (Берн). Эйнштейн работал в Бюро патентов с июля 1902 года по октябрь 1909 года, занимаясь преимущественно экспертной оценкой заявок на изобретения. В 1903 году он стал постоянным работником Бюро. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.

Личная жизнь

Еще в университете Эйнштейн слыл любителем женского пола, однако со временем остановил свой выбор на Милеве Марич , с которой он познакомился в Цюрихе. Милева была старше Эйнштейна на четыре года, но училась на одном с ним курсе.Она изучала физику, и с Эйнштейном ее сблизил интерес к трудам великих ученых. Эйнштейн испытывал потребность в товарище, с которым он мог бы делиться мыслями о прочитанном. Милева была пассивным слушателем, но Эйнштейн вполне удовлетворялся этим. В тот период судьба не столкнула его ни с товарищем, равным ему по силе ума (в полной мере этого не произошло и позже), ни с девушкой, чье обаяние не нуждалось в общей научной платформе.

Супруга Эйнштейна «блистала по математике и физике»: она прекрасно умела производить алгебраические вычисления и неплохо ориентировалась в аналитической механике. Благодаря этим качествам Марич могла принимать самое деятельное участие в написании всех основных работ мужа. Союз Марич и Эйнштейна разрушило непостоянство последнего. Альберт Эйнштейн пользовался огромным успехом у женщин, и его супругу постоянно мучила ревность. Позднее их сын Ганс-Альберт писал: «Мать была типичной славянкой с очень сильными и устойчивыми отрицательными эмоциями. Она никогда не прощала обид…»

Во второй раз ученый женился на своей двоюродной сестре Эльзе. Современники считали ее женщиной недалекой, круг интересов которой ограничивался нарядами, драгоценностями и сладостями.

Успешный 1905й

1905 год вошёл в историю физики как «Год чудес». В этом году «Анналы физики» опубликовал три выдающиеся статьи Эйнштейна, положившие начало новой научной революции:

  1. «К электродинамике движущихся тел» (с этой статьи начинается теория относительности).
  2. «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» (одна из работ, заложивших фундамент квантовой теории).
  3. «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты» (работа, посвящённая броуновскому движению и существенно продвинувшая статистическую физику).

Именно эти работы и принесли Эйнштейну всемирную славу. 30 апреля 1905 он направил в университет Цюриха текст своей докторской диссертации на тему «Новое определение размеров молекул». Хотя в письмах Эйнштейна уже называют «господинн профессор», он ещё четыре года (до октября 1909 года). А в 1906 году он даже стал экспертом II класса.

В октябре 1908 года Эйнштейна пригласили читать факультатив в Бернский университет, однако, без всякой оплаты. В 1909 году он побывал на съезде натуралистов в Зальцбурге, где собралась элита немецкой физики, и впервые встретился с Планком; за 3 года переписки они быстро стали близкими друзьями.

После съезда Эйнштейн, наконец, получил оплачиваемую должность экстраординарного профессора в Цюрихском университете (декабрь 1909 года), где преподавал геометрию его старый друг Марсель Гроссман. Оплата была небольшой, особенно для семьи с двумя детьми, и в 1911 году Эйнштейн без колебаний принял приглашение возглавить кафедру физики в пражском Немецком университете. В этот период Эйнштейн продолжает публикацию серии статей по термодинамике, теории относительности и квантовой теории. В Праге он активизирует исследования по теории тяготения, поставив целью создать релятивистскую теорию гравитации и осуществить давнюю мечту физиков – исключить из этой области ньютоновское дальнодействие.

Активный период научной работы

В 1912 году Эйнштейн вернулся в Цюрих, где стал профессором родного Политехникума и читал там лекции по физике. В 1913 году он посетил Конгресс естествоиспытателей в Вене, навестил там 75-летнего Эрнста Маха; когда-то критика Махом ньютоновской механики произвела на Эйнштейна огромное впечатление и идейно подготовила к новациям теории относительности. В мае 1914 года пришло приглашение от Петербургской академии наук, подписанное физиком П. П. Лазаревым. Однако впечатления от погромов и «дела Бейлиса» были ещё свежи, и Эйнштейн отказался: «Я нахожу отвратительным ехать без надобности в страну, где так жестоко преследуют моих соплеменников».

В конце 1913 года, по рекомендации Планка и Нернста, Эйнштейн получил приглашение возглавить создаваемый в Берлине физический исследовательский институт; он зачислен также профессором Берлинского университета. Помимо близости к другу Планку эта должность имела то преимущество, что не обязывала отвлекаться на преподавание. Он принял приглашение, и в предвоенный 1914 год убеждённый пацифист Эйнштейн прибыл в Берлин. Гражданство Швейцарии, нейтральной страны, помогало Эйнштейну выдерживать милитаристское давление после начала войны. Он не подписывал никаких «патриотических» воззваний, напротив – в соавторстве с физиологом Георгом Фридрихом Николаи составил антивоенное «Воззвание к европейцам» в противовес шовинистическому манифесту 93-х, а в письме Ромену Роллану писал: «Поблагодарят ли будущие поколения нашу Европу, в которой три столетия самой напряжённой культурной работы привели лишь к тому, что религиозное безумие сменилось безумием националистическим? Даже учёные разных стран ведут себя так, словно у них ампутировали мозги».

Главный труд

Свой шедевр – общую теорию относительности – Эйнштейн завершил в 1915 году в Берлине. В ней излагалась совершенно новое представление о пространстве и времени. Помимо прочих явлений, работа предсказывала отклонение световых лучей в гравитационном поле, что впоследствии и подтвердили английские ученые.

Но Нобелевскую премию по физике Эйнштейн получил в 1922 году не за свою гениальную теорию, а за объяснение фотоэффекта (выбивание электронов из некоторых веществ под действием света). Всего за одну ночь ученый стал знаменит на весь мир.

Это интересно! В обнародованной три года назад переписке ученого рассказывается, что большую часть Нобелевской премии Эйнштейн инвестировал в Соединенные Штаты, потеряв при этом почти все из-за Великой депрессии.

Несмотря на признание, в Германии ученый постоянно подвергался преследованиям, причем не только из-за национальной принадлежности, но и из-за своих антимилитаристских взглядов. «Мой пацифизм – это инстинктивное чувство, которое владеет мной потому, что убийство человека отвратительно. Моё отношение исходит не из какой-либо умозрительной теории, а основано на глубочайшей антипатии к любому виду жестокости и ненависти» , – писал ученый в поддержку своей антивоенной позиции. В конце 1922 года Эйнштейн покидает Германию и отправляется в путешествие. А оказавшись в Палестине, он торжественно открывает Еврейский Университет в Иерусалиме.

Подробнее о главной научной премии (1922)

Фактически первый брак Эйнштейна распался в 1914 году, в 1919 году уже при юридическом бракоразводном процессе фигурировало следующее письменное обещание Эйнштейна: «Обещаю тебе, что когда я получу Нобелевскую премию, то отдам тебе все деньги. Ты должна согласиться на развод, в противном случае ты вообще ничего не получишь» . Супруги были уверены, что Альберт станет нобелевским лауреатом за теорию относительности. Нобелевскую премию он действительно получил в 1922 году, хотя и с совсем другой формулировкой (за объяснение законов фотоэффекта). Поскольку Эйнштейн был в отъезде, премию от его имени принял 10 декабря 1922 года Рудольф Надольный, посол Германии в Швеции. Предварительно он запросил подтверждения, является ли Эйнштейн гражданином Германии или Швейцарии; Прусская академия наук официально заверила, что Эйнштейн – германский подданный, хотя его швейцарское гражданство также признаётся действительным. Знаки отличия, сопровождающие премию, Эйнштейн по возвращении в Берлин получил лично у шведского посла. Естественно, традиционную Нобелевскую речь (в июле 1923 года) Эйнштейн посвятил теории относительности. Кстати, Эйнштейн слово сдержал: все 32 тыс. долл. (сумма премии) он отдал бывшей жене.

1923–1933 в жизни Эйнштейна

В 1923 году, завершая своё путешествие, Эйнштейн выступил в Иерусалиме, где намечалось вскоре (1925 год) открыть Еврейский университет.

Как личность огромного и всеобщего авторитета, Эйнштейна постоянно привлекали в эти годы к разного рода политическим акциям, где он выступал за социальную справедливость, за интернационализм и сотрудничество между странами (см. ниже). В 1923 году Эйнштейн участвовал в организации общества культурных связей «Друзья новой России». Неоднократно призывал к разоружению и объединению Европы, к отмене обязательной воинской службы. Примерно до 1926 года Эйнштейн работал в очень многих областях физики, от космологических моделей до исследования причин речных извилин. Далее он, за редким исключением, сосредотачивает усилия на квантовых проблемах и Единой теории поля.

В 1928 году Эйнштейн проводил в последний путь Лоренца, с которым очень подружился в его последние годы. Именно Лоренц выдвинул кандидатуру Эйнштейна на Нобелевскую премию в 1920 году и поддержал её в следующем году. В 1929 году мир шумно отметил 50-летие Эйнштейна. Юбиляр не принял участия в торжествах и скрылся на своей вилле близ Потсдама, где с увлечением выращивал розы. Здесь он принимал друзей – деятелей науки, Тагора, Эммануила Ласкера, Чарли Чаплина и других. В 1931 году Эйнштейн снова побывал в США. В Пасадене его очень тепло встретил Майкельсон, которому оставалось жить четыре месяца. Вернувшись летом в Берлин, Эйнштейн в выступлении перед Физическим обществом почтил память замечательного экспериментатора, заложившего первый камень фундамента теории относительности.

Годы в эмиграции

Альберт Эйнштейн не без колебаний принял предложение переехать в Берлин. Но возможность общения с крупнейшими немецкими учеными, в числе которых был и Планк, привлекала его. Политическая и нравственная атмосфера в Германии делалась все тягостнее, антисемитизм поднимал голову, и когда власть захватили фашисты, Эйнштейн в 1933 навсегда покинул Германию. Впоследствии в знак протеста против фашизма он отказался от германского подданства и вышел из состава Прусской и Баварской Академий наук.

В берлинский период, кроме общей теории относительности, Эйнштейном была разработана статистика частиц целого спина, введено понятие вынужденного излучения, играющего важную роль в лазерной физике, предсказано (совместно с де Гаазом) явление возникновения вращательного импульса тел при их намагничивании и др. Однако, будучи одним из создателей квантовой теории, Эйнштейн не принял вероятностной интерпретации квантовой механики, полагая, что фундаментальная физическая теория не может быть статистической по своему характеру. Он нередко повторял, что «Бог не играет в кости со Вселенной» .

Переехав в США, Альберт Эйнштейн занял должность профессора физики в новом институте фундаментальных исследований в Принстоне (штат Нью-Джерси). Он продолжал заниматься вопросами космологии, а также усиленно искал пути построения единой теории поля, которая бы объединила гравитацию, электромагнетизм (а возможно, и остальное). И хотя реализовать эту программу ему не удалось, это не поколебало репутации Эйнштейна как одного из величайших естествоиспытателей всех времен.

Атомная бомба

В умах многих людей имя Эйнштейна связано с атомной проблемой. Действительно, понимая, какой трагедией для человечества могло бы оказаться создание в фашистской Германии атомной бомбы, он в 1939 направил президенту США письмо, послужившее толчком для работ в этом направлении в Америке. Но уже в конце войны его отчаянные попытки удержать политиков и генералов от преступных и безумных действий оказались тщетными. Это было самой большой трагедией его жизни. 2 августа 1939 года Эйнштейн, проживавший на то время в Нью-Йорке, чтобы предотвратить возможное получение Третьим Рейхом атомного оружия, написал письмо Франклину Рузвельту. В письме он призвал американского президента работать над собственным атомным оружием.

По совету физиков, Рузвельт организовал Совещательный комитет по урану, но не обнаружил большого интереса к проблеме разработки ядерного оружия. Он считал, что вероятность ее создания была невысокой. Ситуация изменилась через два года, когда физики Отто Фриш и Рудольф Пиерлс выяснили, что ядерную бомбу можно действительно изготовить и что она имеет достаточные размеры для транспортировки ее бомбардировщиком. Во время войны Эйнштейн консультировал Военно-морские силы США и способствовал решению различных технических проблем.

Послевоенные годы

В это время Эйнштейн стал одним из основателей Пагуошского движения учёных за мир . Хотя его первая конференция проводилась уже после смерти Эйнштейна (1957), но инициатива создания такого движения была выражена в получившем широкую известность Манифесте Рассела – Эйнштейна (написанном совместно с Бертраном Расселом), предупреждавшем также об опасности создания и применения водородной бомбы. В рамках этого движения Эйнштейн, бывший его председателем, совместно с Альбертом Швейцером, Бертраном Расселом, Фредериком Жолио-Кюри и другими всемирно известными деятелями науки вёл борьбу против гонки вооружений, создания ядерного и термоядерного оружия.

В сентябре 1947 года в открытом письме делегациям государств-членов ООН он предлагал реорганизовать Генеральную ассамблею ООН, превратив её в непрерывно работающий мировой парламент, обладающий более широкими полномочиями, чем Совет Безопасности, который (по мнению Эйнштейна) парализован в своих действиях из-за права вето. На что в ноябре 1947 года крупнейшие советские учёные (С. И. Вавилов, А. Ф. Иоффе, Н. Н. Семёнов, А. Н. Фрумкин) в открытом письме высказали несогласие с позицией А.Эйнштейна (1947).

Последние годы жизни. Смерть

Смерть настигла гения в Принстонской больнице (США) в 1955 году. Вскрытие проводил патологоанатом по имени Томас Харви. Он извлёк мозг Эйнштейна для изучения, но вместо того, чтобы предоставить его науке, забрал его лично себе. Рискуя своей репутацией и рабочим местом, Томас поместил мозг величайшего гения в банку с формальдегидом и унёс его к себе домой. Он был убеждён, что такое действие является научным долгом для него. Мало того, Томас Харви в течении 40 лет посылал кусочки мозга Эйнштейна для исследования ведущим неврологам. Потомки Томаса Харви пытались вернуть дочери Эйнштейна то, что осталось от мозга её отца, но от такого «подарка» она отказалась. С тех пор и по сегодняшний день остатки мозга, по иронии, находятся в Принстоне, откуда он и был украден.

Учёные, которые исследовали мозг Эйнштейна, доказали, что серое вещество отличалось от нормы. Научные исследования показали, что области мозга Эйнштейна, ответственные за речь и язык, уменьшены, в то время как области, ответственные за обработку численной и пространственной информации, увеличены. Другие исследования констатировали увеличение количества нейроглиальных клеток (клетки нервной системы, которые составляют половину объёма центральной нервной системы. Нейроны центральной нервной системы окружены глиальными клетками).

Эйнштейн был заядлым курильщиком

Больше всего на свете Эйнштейн любил свою скрипку и трубку. Будучи заядлым курильщиком, он однажды сказал, что считает курение необходимым для спокойствия и «объективного суждения» в людях. Когда его врач прописал ему избавление от вредной привычки, Эйнштейн засунул в рот трубку и закурил. Иногда он также поднимал окурки на улицах, чтобы раскурить в своей трубке.

Эйнштейн получил пожизненное членство в Монреальском клубе курильщиков трубок. Однажды он упал за борт во время поездки на лодке, но сумел спасти заветную трубку от воды. Помимо множества рукописей и писем, трубка остается одной из немногих личных вещей Эйнштейна, которые у нас есть.

Эйнштейн часто замыкался в себе

Чтобы быть независимым от общепринятых мнений, Эйнштейн часто замыкался в одиночестве. Это было привычкой детства. Он даже разговаривать начал в 7 лет потому, что не желал общаться. Он строил уютные миры и противопоставлял их реальности. Мир семьи, мир единомышленников, мир патентного бюро, в котором работал, храм науки. «Если сточные воды жизни лижут ступени вашего храма, закройте дверь и засмейтесь… Не поддавайтесь злобе, оставайтесь по-прежнему святым в храме» . Этому совету он и следовал.

Влияние на культуру

Альберт Эйнштейн превратился в героя ряда художественных романов, фильмов и театральных постановок. В частности, он выступает в качестве действующего лица в фильме Николаса Рога «Insignificance», комедии Фреда Шепизи «I.Q.», кинофильме Филипа Мартина «Эйнштейн и Эддингтон» (Einstein and Eddington) 2008 года, в советских / российских фильмах «Выбор цели», «Вольф Мессинг», комической пьесе Стива Мартина, романах Жана-Клода Карье «Пожалуйста, месье Эйнштейн» и Алана Лайтмэна «Мечты Эйнштейна», поэме Арчибальда Маклиша «Эйнштейн». Юмористическая составляющая личности великого физика фигурирует в постановке Эда Метцгера «Альберт Эйнштейн: Практичный богемец». «Профессор Эйнштейн», создающий хроносферу и предотвращающий приход к власти Гитлера, является одним из ключевых персонажей созданной им альтернативной Вселенной в серии компьютерных стратегий реального времени Command & Conquer. Учёный в фильме «Каин XVIII» совершенно явно загримирован под Эйнштейна.

Внешний вид Альберта Эйнштейна, в зрелом возрасте обычно появлявшегося в простом свитере с растрёпанными волосами, принят за основу в изображении «безумных учёных» и «рассеянных профессоров» в популярной культуре. Кроме того, в ней активно эксплуатируется и мотив забывчивости и непрактичности великого физика, переносимый на собирательный образ его коллег. Журнал «Тайм» даже назвал Эйнштейна «сбывшейся мечтой мультипликатора». Широкую известность приобрели фотографии Альберта Эйнштейна. Наиболее знаменитая была сделана на 72-м дне рождения физика (1951).

Фотограф Артур Сасс попросил Эйнштейна улыбнуться для камеры, на что тот показал язык. Это изображение стало иконой современной популярной культуры, представляя портрет одновременно и гения, и жизнерадостного живого человека. 21 июня 2009 года на аукционе в американском Нью-Гемпшире один из девяти оригинальных фотоснимков, отпечатанных в 1951 г., был продан за 74 тыс. долл. А.Эйнштейн подарил этот снимок своему другу – журналисту Ховарду Смиту – и подписал на нём, что «шутливая гримаса адресована всему человечеству» .

Популярность Эйнштейна в современном мире столь велика, что возникают спорные моменты в широком использовании имени и внешности учёного в рекламе и торговых марках. Поскольку Эйнштейн завещал часть своего имущества, в том числе использование его изображений, Еврейскому университету в Иерусалиме, бренд «Альберт Эйнштейн» был зарегистрирован в качестве торговой марки.

Источники

    http://to-name.ru/biography/albert-ejnshtejn.htm http://www.aif.ru/dontknows/file/kakim_byl_albert_eynshteyn_15_faktov_iz_zhizni_velikogo_geniya