Альберт Эйнштейн
Шрифт:
Летом Эйнштейн опубликовал еще две статьи, после которых как отдельный раздел физики возникла теория относительности (именно она принесла ученому наибольшую славу). До этого в основе физической науки была классическая механика и законы Исаака Ньютона [8] , открытые на 200 с хвостиком лет раньше. С помощью выведенных английским ученым законов земная реальность описывается очень хорошо. Но Эйнштейн еще в школе начал задавать себе вопросы, которые не вписываются в рамки классической механики и выходят за пределы возможного на Земле. Например, что будет со временем, если какой-нибудь предмет будет двигаться со скоростью света (почти 300 000 километров в секунду)? Оно будет так же течь или, например, замрет?
8
Исаак Ньютон – английский математик, физик, астроном (1642–1727). Открыл закон всемирного тяготения и три закона механики. Он изложил их в труде «Математические начала натуральной философии», который стал основой классической физики. Разработал теорию цвета, заложил основы современной оптики и др.
В 17 веке для Ньютона существовало только пространство, в котором действуют разные физические законы. Например, сила тяготения. Это когда земной шар притягивает к себе все, что на нем находится. И потому яблоко, поспев, падает с ветки в траву, а не, например, взлетает в небо. По легенде, именно после того, как яблоко упало Ньютону просто на голову, этот гениальный англичанин и открыл закон всемирного тяготения. Время же для Ньютона было абсолютом – оно неумолимо двигалось в одном направлении, с одной и той же скоростью, и остановить его было невозможно. Он принимал его во внимание, но сделать с ним ничего не мог. Но гениальный немец пришел к выводу, что законы Ньютона все же нарушаются! Только случается это при условиях, которые невозможны во время наблюдения невооруженным глазом. Например, Эйнштейн сделал вывод, что элементарные частицы существуют по другим законам. И для них время и пространство имеют иной смысл. То же происходит, если объекты макромира (видимые невооруженным взглядом) передвигаются со скоростью, близкой к скорости света. В таких условиях течение времени перестает быть стабильным и изменяется в зависимости от скорости движения объекта.
Теория относительности открыла двери в изучение мира элементарных частиц [9] . Именно с ее помощью были созданы все мобильные и электронные устройства, которыми люди пользуются каждый день. А еще эта теория сделала возможным, например, создание крошечных устройств – нанороботов, с помощью которых в будущем будут лечить самые тяжелые болезни и даже создавать части живых организмов. На теории относительности возникла также наука кибернетика.
9
Элементарные частицы – общее название для ряда мельчайших частиц материи, которые нельзя расщепить на составные части. К элементарным частицам относят электроны, протоны, нейтроны, нейтрино, кварки, бозон Хиггса и другие.
Более того, со временем, используя эту теорию, ученые планируют научиться искривлять пространство и время по своему желанию (Эйнштейн доказал, что такое искривление возможно). Так могут стать реальностью мгновенные путешествия в далекий космос [10] . Ведь пока что, в условиях классической физики, дорога на соседнюю к Земле планету Марс отнимает почти что год. А вот к Плутону, карликовой планете на «задворках» Солнечной системы, космический зонд New Horizons («Новые горизонты») летел целых девять с половиной лет!
10
Один из вариантов такого путешествия – через так называемую кротовую нору. Кротовая нора – это тоннель, соединяющий «коротким путем» две отдаленные точки Вселенной за счет искривления пространства и времени. Существование кротовых нор допускается в физике, но пока не доказано. Тоннели в космическом пространстве часто описываются в научно-фантастических книгах и фильмах.
А еще в рамках теории относительности Эйнштейн вывел самую известную физическую формулу в мире: E=mc2. Иначе говоря, энергия тела или объекта (Е) равна его массе (m), умноженной на скорость света в квадрате. Эту формулу изучают в школьном курсе физики ближе к выпускному классу, но узнают о ней обычно гораздо раньше. Кто-то носит футболки с такой надписью, кто-то пьет чай из кружки с нею на боку.
Сама по себе эта формула стала символом огромного прорыва в науке, к которому привели работы Эйнштейна. До него два отдельных параметра – энергию и массу – никто даже не догадался связать, они как бы существовали отдельно друг от друга. Гениальный ученый связал эти два параметра с помощью скорости света и описал формулой E=mc2 превращение массы в энергию и наоборот. И хоть эту формулу экспериментально доказать до сих пор никто не смог, с ее помощью было доказано существование в далеком космосе черных дыр, нейтронных звезд и множество других захватывающих и таинственных объектов Вселенной. То есть, она хоть и не доказана, а работает!
Все эти невероятные вещи берут свое начало из нескольких статей, опубликованных молодым гением в течение всего лишь одного 1905 года – «Года чудес».
Вопросы
• В течение какого времени Эйнштейн явил миру свои открытия? Посредством чего он это сделал?
• Какому разделу науки положил начало гений одной из своих совершенных теорий? Как это отобразилось на современном мире?
• Какую самую известную физическую формулу в мире вывел Альберт в рамках теории относительности? Что она значит?
Глава шестая, в которой мир начинает понимать цену Эйнштейну
Мой муж гений! Он умеет делать абсолютно все, кроме денег.
Статьи Эйнштейна, опубликованные в невероятный «Год чудес», предопределили развитие науки на много лет вперед. До сих пор раскрыты далеко не все загадки, к которым приблизился великий ученый. Но изменений в жизни эти работы ему не принесли. То есть, принесли, но вовсе не сразу.
В первое время Альберт продолжал трудиться в своем патентном бюро за довольно скромное жалование и вести тихую жизнь скромного чиновника. А в свободные от работы часы он дописывал докторскую диссертацию, занимался семейными делами и вел переписку с выдающимися учеными-физиками.
Все в том же 1905 году университет Цюриха получил от Эйнштейна рукопись диссертации на тему «Новое определение размеров молекул». Атомы могут объединяться в различные соединения. Простейшая частица такого соединения называется молекулой. Например, если один атом натрия соединится с одним атомом хлора, получится молекула, то есть мельчайшая частица, поваренной соли, которую мы употребляем в пищу. Рукопись приняли к рассмотрению, отдали профессорам на рецензию и в январе 1906 года молодой ученый успешно получил докторскую степень.
Самое большое впечатление труды молодого гения произвели на немецкого ученого Макса Планка. Именно его открытия взял за основу Эйнштейн при написании работы по квантовой физике. Прочитав статьи младшего коллеги, Планк написал ему письмо, в котором пообещал Эйнштейну, что его труды обязательно вскоре вызовут бурные споры, а позже, вероятно, и целый переворот в науке. Планк не ожидал, что его новый знакомый, подающий признаки самой настоящей гениальности, на самом деле в научные круги только стремится, а пока трудится на скромной должности чиновника. Авторитетный физик начал упоминать об Эйнштейне в своей переписке с другими коллегами. В это же время по университетам Европы расходились экземпляры журнала «Анналы физики» со статьями молодого ученого. Слава Эйнштейна росла.
А сам Альберт по-прежнему не стремился заработать на этой славе денег, и даже не пытался достичь какого-то особого статуса. Когда изредка коллеги из других стран приезжали посмотреть на молодое дарование и пообщаться с ним, они не всегда сразу могли поверить, что этот растрепанный парень в помятой одежде и есть тот самый Эйнштейн, наделавший шуму в научных кругах. Все, о чем мечтал начинающий ученый, – попасть в университет, стать профессором и больше не тратить свое время на такую скучную конторскую работу, как в патентном бюро.