10 ЗАПОВЕДЕЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ИДЕИ XX ВЕКА
Шрифт:
Мы видим в космосе непрекращающиеся изменения, непрерывные процессы рождения и умирания звездных систем, что вновь возвращает нас к мучительным размышлениям о будущем: будет ли Вселенная расширяться до бесконечности, постепенно теряя энергию, превращаясь в холодную пустыню из пепла выгоревших звезд, или существуют иные сценарии развития? Впрочем, возможно, нам не стоит особенно беспокоиться о будущем, поскольку наша галактика и Солнечная система могут не сохраниться столь долго. Последние открытия показывают, что мы можем погибнуть не от огня и вечного холода, а по совсем другим причинам, причем некоторые из них могут безболезненно и мгновенно убить все человечество. Например, самыми мощными источниками энергии во Вселенной оказались недавно обнаруженные так называемые гамма-всплески (при которых выделяется больше энергии, чем может излучить Солнце за все время своего существования), уничтожающие все в окружающем пространственно-временном континиуме. Ежегодно мы регистрируем в далеком космосе около трехсот таких чудовищных взрывов с продолжительностью от
Глава 2
Альберт Эйнштейн не любил случайностей и верил в то, что природа. управляется по строго определенным законам (недаром один из самых известных его афоризмов гласит: «Господь Бог не играет в кости!»). Под случайностями он подразумевал, конечно, вовсе не природные или космические катаклизмы (типа взрывов Сверхновых звезд или столкновения Земли с астероидом, считающегося возможной причиной гибели динозавров 65 миллионов назад), а отсутствие смысла и гармонии в законах природы. Эйнштейн верил в логику и осмысленность бытия вообще и посвятил их выявлению всю свою жизнь.
Согласно шутливой легенде из истории музыки, новорожденный Моцарт сразу стал высвистывать симфонию в четыре такта. Похоже, что Альберт Эйнштейн тоже начал размышлять о природе света сразу после рождения. Когда утром 14 марта 1879 г. в немецком городе Ульм солнечный луч впервые коснулся его лица, младенец неосознанно сформулировал простой вопрос: «Что это такое?». В отличие от Моцарта, гений Эйнштейна развивался медленно и незаметно для окружающих, хотя сам ребенок ощущал его присутствие с самого начала. Он любил задавать наивные вопросы, даже будучи подростком, чем вызывал у взрослых естественное раздражение, получая от них бессмысленные ответы: «Почему небо голубое?… Так оно всегда голубое… Перестань задавать вопросы, Ал. Это свет… просто свет». Позднее сам Эйнштейн напишет в автобиографии: «Я был ребенком с поздним развитием и… взрослые размышления над наивными, детскими вопросами помогли мне стать глубже и серьезнее многих моих ровесников».
Ребенок был несколько замкнутым, но в целом добрым и общительным, и от сверстников его отличала только непрерывная работа мысли, постоянные размышления о природе и законах распространения света. Конечно, об этом до него думали многие великие ученые, и прежде всего гениальный Исаак Ньютон, который не только сумел разложить свет на спектральные составляющие, но и создал первую научную теорию света, описав его в виде потока крошечных частиц. Однако великие предшественники занимались и другими проблемами, в то время как для Эйнштейна проблема распространения света стала главным делом всей жизни.
Вот уже около ста лет многие ученые и социологи пытаются оценить роль выдающихся личностей в развитии науки, особенно в связи с революционными открытиями, Проблема является весьма сложной, и биография Эйнштейна представляет здесь особый интерес, поэтому имеет смысл на этом наглядном примере провести сравнение истории науки и искусства. С одной стороны, представляется очевидным, что если бы природа и история не создали личность, называемую Альбертом Эйнштейном, то все равно позднее кто-то из ученых (в одиночку или с группой коллег) смог бы открыть все предложенные Эйнштейном законы (связанные с релятивистской теорией, броуновским движением и т. п.). С другой стороны, представляется столь же очевидным, что даже без Моцарта классическая музыкальная традиция должна была бы как-то продолжиться, так что моцартовская роль «звена» между поздним Гайдном и ранним Бетховеном досталась бы какому-то другому великому музыканту (возможно, им стал бы тот же Сальери!). Существенное различие между наукой и искусством заключается в том, что такой эрзац-Моцарт, наверняка, не написал бы потрясающую музыку последней сцены «Женитьбы Фигаро», постоянно приводящую слушателей в восторг и умиление, или другие удивительные мелодии, простота и изящество которых заставляют предположить существование в музыке своеобразной «бритвы Оккама», отсекающей всё вульгарное и пошлое. Продолжая аналогию, можно сказать, что теория относительности, представляющая собой шедевр физической мысли, возможно, также показалась бы нам беднее, если бы ее открытие не было связано с юмором, настойчивостью, скромностью, личным обаянием и артистизмом самого Эйнштейна. Признание уникальной роли личности такого масштаба не означает недооценки или отрицания законов истории, поскольку появление ярко одаренных личностей лишь украшает нашу жизнь и ускоряет общий прогресс человечества.
Главными научными достижениями Эйнштейна является предложенная им в 1905 г. специальная теория относительности, а также развитая на ее основе общая теория относительности, опубликованная через десять лет после этого. Краткое содержание этих теорий предлагается ниже, после некоторых дополнительных сведений о жизни и личности самого Эйнштейна.
Альберт Энштейн
Теория относительности Эйнштейна предсказывала искривление лучей света в поле массивных гравитационных объектов, и в 1919 г. представилась очень удобная возможность проверки этой гипотезы во время полного солнечного затмения. Королевское Общество Англии послало несколько специальных экспедиций, осуществивших тщательные измерения. Было установлено, что звезды вблизи солнечного диска действительно «смещаются» в соответствии с предсказаниями теории. Это стало доказательством правильности построений Эйнштейна и сразу принесло ему всемирную славу, так что буквально за пару дней 1919 г. он стал одним из самых известных и популярных людей в мире.
Эйнштейн был и остается не просто знаменитостью, а неким символом интеллектуальной мощи и мудрости, образцом ученого вообще (иногда даже преувеличенным и несколько шуточным). В описаниях газетчиков он быстро приобрел стандартные черты, характеризующие чудаковатого профессора, хотя стоит упомянуть также, что Эйнштейн (со свойственной ему артистичностью) и сам иногда подыгрывал репортерам, делая создаваемый ими образ более колоритным и забавным. Например, он избегал парикмахеров и ходил с лохматой, непричесанной шевелюрой, даже будучи профессором Принстона в 50-х годах. Иногда с серьезным видом он говорил аудитории странные фразы (например, что «расчет подоходного налога представляет для него слишком сложную задачу» и т. п.). Газеты уверяли публику, что из-за немыслимой сложности теории Эйнштейна на всей планете ее понимают лишь семь человек, а введенному им четвертому измерению почти с самого начала все стали придавать какой-то мистический, потусторонний смысл. Разумеется, подавляющая часть публики (как, впрочем, и многие ученые) с удовольствием читала байки о профессоре Эйнштейне и его открытиях, не пытаясь даже понять, о чем идет речь.
На самом деле Эйнштейн был простым и приятным в обращении человеком, умеющим прекрасно объяснять самые сложные физические идеи ясным и наглядным языком. Доказательством этого может служить рассказ гарвардского историка науки И. Б. Коэна о том, как один американский издатель решил выпустить популярную книгу по теории относительности, сочетающую высокий научный уровень с занимательностью и хорошим литературным стилем. На объявленный конкурс было прислано несколько сотен рукописей под псевдонимами, и, как часто бывает в таких случаях, большая часть работ никуда не годилась, так как была написана совершенно некомпетентными в физике людьми или даже просто сумасшедшими. К огорчению издателя, в рукописях серьезных авторов (явно принадлежащих перу профессиональных физиков) теория относительности излагалась скучно и непонятно для широкого круга читателей. Лишь одна, небольшая по объему работа сразу привлекала внимание ясностью мысли, глубиной содержания и остроумным изложением материала (автор даже снабдил текст собственными оригинальными рисунками). К удивлению конкурсной комиссии, автором лучшего научно-популярного рассказа оказался…сам Альберт Эйнштейн.
Эйнштейн любил говорить, что любое описание «должно быть простым, но не переупрощенным». Читателю, желающему всерьез познакомиться с теорией относительности, можно полушутя-полусерьезно посоветовать разделить свое мышление и воспрятие на две части, чтобы одно полушарие восхищалось красотой и глубиной концептуальных идей теории, а второе – могло внимательно следить за ходом решения сложнейших математических уравнений. Сочетание в теории относительности глубокой философской неоднозначности с формулировкой новых физи-ческих проблем и понятий открыло перед наукой и человечеством удивительные перспективы.
В основе специальной теории относительности лежит представление о времени как о четвертом измерении, аналогичном трем пространственным координатам (длине, ширине и высоте), однако в этой концепции не содержится ничего сверхъестественного, и она используется только для описания реальных событий в реальном мире. Три перечисленные выше координаты являются общеизвестными, и мы еще со школы знаем (или просто считаем, что знаем), как они определяют положение тела в пространстве. В соответствии с теорией относительности время также является показателем (координатой) положения тела, однако это проявляется только в очень больших, космических масштабах, а связь (точнее, некое «переплетение») времени и привычного нам трехмерного пространства определяется именно свойствами и законами распространения света.