E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира - Дэвид Боданис

Живо написанная статья: Curtis Wilson, «Newton and the Eotvos Experiment»[67], содержащаяся в его сборнике «Astronomy from Kepler to Newton: Historical Studies»[68] (London: Variorum Reprints, 1989), дает особенно хорошее представление о тонкостях, которые еще предстояло проработать Ньютону. Дальнейшие представления о трудностях, с которыми он столкнулся в чумной год, дает пятая глава Westfall, «Never at Rest: A Biography of Isaac Newton» (Cambridge: Cambridge University Press, 1987). См. также «The «Annus Mirabilis» of Sir Isaac Newton, 1666–1966»[69], ред. Robert Palter (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1970).

С. 49 Они будут изучать то, что им предлагают…: Что мне особенно нравится в Веблене, так это особое внимание, уделяемое им конкретной точке пересечения социального и интеллектуального начал — пересечению религии с наукой, которое неизбежно оказывается исполненным глубокого смысла. Чтобы понять его роль, нам следует в несколько большей мере углубиться в труды Эйнштейна.

И первым, что мы при этом обнаружим, будет великая вера Эйнштейна в единство. Одна часть традиционной физики строилась на обычной ньютоновской механике, в которой всегда имелась возможность сравнить двух наблюдателей: выяснить, кто из них движется быстрее, а кто медленнее, объективно установить, что у того из них, который едет в скоростном автомобиле и включает фары, свет этих фар будет распространяться «быстрее», чем у того, чья машина стоит на месте. А с другой стороны, Эйнштейн понимал, что вторая часть традиционной физики построена на развитии Максвеллом трудов Фарадея, и эта часть основана на одинаковости скорости света для любого равномерно движущегося наблюдателя. Стоит машина или едет, водители ее увидят свет фар, улетающий вперед со скоростью 300 000 000 м/с. Для Ньютона это было невозможным. Для Максвелла — неизбежным.

Большинство других ученых, столкнувшись с этим обстоятельством, пожимали плечами и отмахивались от него, однако для Эйнштейна «Мысль о том, что существуют две несопоставимых ситуации была непереносимой» (взято из статьи 1920 года, цитируемой в книге Fölsing, p. 171). Ибо Эйнштейн нередко говорил о том, что одним из его глубочайших нравственно-религиозных верований была приверженность к идеалу социального равенства. Любое неоправданное, несправедливое разграничение должно, если исследовать его с достаточной пристальностью, допускать разрешение, снимающее какое бы то ни было неравенство. Это принцип справедливости Джона Ролза[70] — да и каждого, кто верит в недопустимость незаслуженных разграничений, — распространенный на материальный мир, мир единый, каким его и должно было создать унитарное божество.

Чтобы разрешить дилемму, заключавшуюся в том, что Ньютон «противоречит» Максвеллу, Эйнштейн совершил один из тех «скачков в сторону», которые в прежние времена с таким успехом проделывали Ремер и Фарадей. Он поставил под вопрос сами термины, в которых формулировалась эта дилемма! Определения расстояния, времени и одновременности использовались уже так давно — они были систематизированы, самое позднее, еще во времена Ньютона, — что стали восприниматься в качестве «оснований» здравого смысла. Эйнштейн же понял, что все они содержат подогнанные под уже готовые ответы предположения о том, как надлежит производить измерения. Ньютона и Максвелла попросту тянуууууууууули друг от друга в разные стороны… а Эйнштейн изменил сам метод построения определений так, чтобы появилась возможность выбрать образовавшуюся между двумя учеными слабину и подтянуть их поближе друг к другу.

Если я говорю, что к настоящей минуте свет от фар должен уже миновать некий дорожный указатель, а вы отвечаете мне, что это чушь, что свету требуется более длительное время, чтобы добраться до этого указателя, никакого противоречия, на самом-то деле, не возникает — при условии, что ваше представление о «длительном» отличается от моих понятий о том, что такое «длительность». В этом случае, то, что я наблюдаю, является истинным и не противоречит тому, что наблюдаете вы. Специальная теория относительности разрешает видимые противоречия попросту тем, что проясняет терминологию нашего восприятия.

Было ли это революционным шагом? Эйнштейн неизменно настаивал на том, что никакой революции тут не было, что, несколько изменив основные понятия, он попросту сделал шаг, который был необходимым для сохранения достижений прошлого. Возможно, его стремление к целостности определялось, по сути своей, потребностью в целостности религиозной веры; возможно, уважением к великим физикам прошлого.

Подозреваю, что годы его странствий лишь усилили это стремление. В начале он жил в тихом швабском доме, потом очутился в по-прусски строгой школе католической Баварии, школу сменили несколько упоительных месяцев отрочества, проведенных на вольном воздухе Италии, за ними последовала крепкая смесь интеллектуальных и романтических привязанностей, отметившая его пребывание в далеком, уединенном Аарау, затем — жизнь цюрихского студента, фон которой составляло разочарование в узколобых, холодных преподавателях Высшей технической школы; Цюрих быстро сменился Берном и натиском новых, уже взрослых обязанностей — перед женой, ребенком, перед громоздкой иерархией государственных служащих. Эйнштейну в ту пору едва перевалило за двадцать — к этим годам Лоренц, скажем, еще ни разу не побывал за пределами Нидерландов. А впереди Эйнштейна ожидали новые страны, новые города — скитания его завершились лишь в Принстоне, в далекой, мало понятной Америке. При таких странствиях, таком одиночестве, единственное, что, путешествуя с вами, остается в целости и сохранности, это вы сами.

С. 49 …воззрения которой на личную ответственность, справедливость и веру в авторитет отличались…: К теории какого типа относится созданная Эйнштейном теория относительности? Она не похожа на собрание детализированных законов, которые встречаются в технических текстах, законов, говорящих, к примеру, что при ускорении самолета сопротивление воздуха, с которым он сталкивается, возрастает. При более подробном рассмотрении такие «законы» просто разваливаются, поскольку их исходные положения основываются лишь на частичном анализе. Это скорее полезные эмпирические правила, выведенные для того, чтобы с удобством суммировать свойства тех подмножеств физического мира, к которым они прилагаются, но и не более того.

Другие положения, такие как третий закон Ньютона, говорящий, что для каждого действия существует равное и направленное противоположно ему противодействие, обладают большей глубиной. Они могут использоваться для усовершенствования эмпирических правил, касающихся того же сопротивления воздуха, поскольку глубже уходят в природу аналитических систем. Их применение к таким системам является, в принципе, неограниченным.

Эйнштейновская специальная теория относительности, опять-таки, отличается и от них. Она не представляет собой частного результата, который просто выходит за пределы созданного Ньютоном и Максвеллом. Это, скорее, теория о теориях: детальное развитие двух критериев — того, что скорость света остается одной и той же для всех наблюдателей, и того, что любая равномерно движущаяся система отсчета по природе своей неотличима от любой другой, — критериев, которым должна удовлетворять любая действенная теория. Если теория удовлетворяет этим критериям, ее можно считать истинной. Если нет, она наверняка ложна.

Таким образом, специальная теория относительности есть просто-напросто механизм вынесения суждений, относящийся к метауровню комментарий, подобный многослойному анализу Талмуда или третьему закону термодинамики.

Эту «законодательную» природу теории Эйнштейна нередко упускают из виду, ибо после провозглашения своего принципа сам Эйнштейн, а затем и многие другие, начали демонстрировать частные выводы из него, такие как E=mc2 или наблюдаемое замедление времени, выводы, представлявшиеся аналогичными частностям, выводимым из других теорий. И все же, именно принадлежность его теории к закону более высокого порядка и объясняет, почему «m», входящая в E=mc2, обладает такой общностью, что относится к любой из субстанций вселенной — от кусочка угля в вашей ладони до плутония, скрытого в атомной бомбе, и водорода, скрытого в звезде.

С. 50 «соблазн поверхностности…»: Albrecht Fölsing, «Albert Einstein: A Biography» (London: Viking Penguin, 1997), p.102.

С. 50 …манере подшучивать над собой…: Подобная же манера нередко встречается в письмах многих художников того времени, это свидетельство озадаченного приятия того, далеко не рационального мира общепринятых правил, в котором нам приходится жить. То обстоятельство, что вся преклоняющаяся перед знанием академическая система была погружена в общество, исповедавшее нормы совершенно иного толка — такие как преимущественные права юнкерства, величие кайзера, — порождало во многих молодых умах интеллектуальный цинизм.