Беседы с Альбертом Эйнштейном

Специальная теория относительности применима только к движению с постоянной скоростью по прямой (которое Галилей назвал равномерным прямолинейным движением). Вскоре после публикации специальной теории Эйнштейн начал пытаться расширить ее, чтобы она могла включать все виды движения — и равномерное прямолинейное, и движение с ускорением. Его труды увенчались успехом в 1915 году, после десяти лет напряженной работы. Для достижения этой цели ему пришлось углубить свои знания математики при помощи Марселя Гроссмана, одного из его друзей по институту, который стал профессором математики. В результате появилась общая теория относительности, которую ученый мир назвал величайшей из всех научных теорий. Она считается шедевром, венцом научных достижений Эйнштейна.

* * *

Профессор Эйнштейн, что вы считаете своим величайшим достижением?

Мою общую теорию относительности, которая является расширенной специальной теорией, включающей все виды движения. Это система, объясняющая устройство нашего мира.

* * *

Каким образом была расширена специальная теория относительности?

Когда вы рассматриваете специальную теорию относительности, то видите, что она охватывает также области, выходящие за ее рамки. Почему законы природы должны оставаться неизменными только для равномерного прямолинейного движения? Законы Вселенной должны быть полностью независимы от вида движения. Сформулировав специальную теорию относительности, я занялся именно этим — ее расширением и обобщением, чтобы она включала также ускоренное движение.

* * *

Почему ускоренного движения в специальной теории не было?

Специальная теория относительности исходит из того, что равномерное прямолинейное движение ничем не проявляет себя: вы не ощущаете его, пока не станете наблюдать его со стороны. И наоборот, ускоренное движение ощущается вами. Например, вы чувствуете, когда поезд трогается с места, делает поворот или останавливается, и для этого вам не нужно наблюдать его со стороны. Таким образом, ускоренное движение не является относительным и не может быть включено в специальную теорию. Оказалось, что очень трудно обобщить теорию таким образом, чтобы включить это движение. Я просто не знал, с чего начать.

* * *

Кажется, я понимаю, в чем трудность. Ускоренное движение нужно включить в теорию относительности, но, поскольку оно не относительное, включить его нельзя. И как же вы с этим справились?

Я должен был найти другое явление, которое не обнаруживало бы себя при некоторых условиях. У меня была сильнейшая мотивация сделать это, потому что расширение теории относительности с включением в нее ускоренного движения автоматически включило бы и тяготение, поскольку движение при наличии тяготения есть ускоренное движение. В 1907 году, при подготовке всеобъемлющей работы по специальной теории, мне внезапно пришло в голову, что человек, падающий с крыши дома, не будет ощущать своего веса — то есть не будет ощущать тяготения. Это была самая счастливая мысль в моей жизни — она заставила меня понять, что тяготение тоже относительно и зависит от того, в каком движении находится наблюдатель. Эта мысль буквально натолкнула меня на идею создания общей теории.

* * *

Я понимаю, как тяготение может быть относительным, ведь оно существует для человека, находящегося на земле, но не для того, кто падает на землю, как вы только что объяснили. Именно тяготение представляет собой явление, которое не обнаруживает себя?

Не только тяготение, но и любое ускорение. Приведу пример. Группа ученых работает в лаборатории без окон на борту космического корабля, движущегося с постоянным ускорением 1 g. На этом корабле ученые не невесомы, потому что они ощущают, что придавлены к полу с той же силой, что и сила тяготения на Земле. Если ученый отпустит какой-нибудь предмет, он будет плавать в пространстве, пока не столкнется с полом лаборатории, который движется с ускорением в направлении этого предмета. С точки зрения ученых, которые двигаются вместе с кораблем, этот предмет падает на пол лаборатории с ускорением 1 g, как если бы лаборатория находилась на Земле. Ученые не могут опытным путем определить, ускоряются ли они с 1 g или находятся на Земле. Законы физики одинаковы для обоих случаев. Ускорение и влияние тяготения — одно и то же явление.

* * *