Беседы с Альбертом Эйнштейном

А нельзя ли определить ускорение, если бы корабль двигался с ускорением в 1/3 g, например? Тогда вы бы знали, что вы не на Земле, верно?

Да, но вы не смогли бы отличить это тяготение от марсианского, которое как раз составляет 1/3 g. Благодаря тяготению ускорение зависит от массы небесного тела, вблизи которого вы находитесь.

* * *

Теперь я понимаю, профессор. Значение имеет не земное тяготение, а ускорение, зависящее от тяготения вблизи небесного тела.

Да, любая величина ускорения космического корабля не отличается от гравитационного ускорения вблизи небесного тела. Эта мысль вывела меня на путь, ведущий к созданию общей теории относительности. Но путь был тернистее, чем я ожидал, потому что потребовал ухода от евклидовой геометрии, где пространство плоское, и прихода к новой геометрии с искривленным пространством. Искривление пространства подразумевает, что свет в гравитационном поле распространяется криволинейно. Чтобы наблюдать это явление, нужно сильное гравитационное поле, как у Солнца. И даже в этом случае его можно обнаружить только с помощью высокоточных приборов.

А как искривление пространства отражается в теории?

Здесь может помочь эквивалентность тяготения и ускорения. Вернувшись в лабораторию на борту космического корабля, двигающегося с ускорением, можно увидеть, как ученые, исследующие путь луча света, который проходит горизонтально через маленькое отверстие в одной стороне корабля, видят искривленный путь. Я вам сейчас набросаю на этом конверте, чтобы вы могли наглядно представить, как маленький метеорит проникает в ускоряющийся космический корабль. Когда он впервые входит через отверстие A, корабль находится в некоем положении. Мгновение спустя, когда метеорит проходит небольшое расстояние до точки B, корабль уже удалился с ускорением от этого места, но метеорит продолжает двигаться в первоначальном направлении. С точки зрения метеорита корабль ускоряется навстречу ему и пол лаборатории также приближается к нему. С точки зрения ученого, стоящего на этом полу, путь метеорита искривляется и он падает на пол в точке F. То же самое справедливо и для луча света: ученые увидят, как путь луча искривляется и тот падает на пол. Поскольку ускорение эквивалентно тяготению, мы приходим к выводу, что гравитационное поле также искривляет путь луча света. Этот вывод имел большое значение, поскольку его можно было сравнить с реальностью.

* * *

Ваш рисунок помог мне это понять. Итак, предсказание об искривлении пути света было подтверждено?

Да, это предсказание было подтверждено английской астрономической экспедицией в 1919 году. Такое измерение сделать нелегко, поскольку искривление пространства вблизи гравитационного поля Земли очень небольшое. Но гравитационное поле Солнца производит искривление, которое в принципе может быть измерено. Я посчитал небольшое отклонение луча света от звезды в гравитационном поле Солнца. Свет звезды можно увидеть во время солнечного затмения, поэтому Артур Эддингтон поехал в Западную Африку, чтобы измерить его во время солнечного затмения в 1919 году. Он получил как раз те цифры, что я вычислил.

* * *

Ваше открытие показало, как сконструированы законы природы. А что вы сказали бы, если бы результат был другим и теория оказалась бы ложной?

Ну, тогда я пожалел бы Господа Бога. Потому что теория верна[13].

Квантовая теория и действительность

Первая работа Эйнштейна в «год чудес» ознаменовала начало долгой дороги к окончательному оформлению квантовой теории, созданной трудами Нильса Бора (1885–1962), Вернера Гейзенберга (1901–1976), Эрвина Шредингера (1887–1961) и Поля Дирака (1902–1984) в начале 1920-х годов. Эйнштейн никогда не принимал квантовую физику полностью, поскольку это теория вероятностей, а не определенностей и он чувствовал, что в один прекрасный день она будет заменена другой. В настоящее время некоторые эксперименты показали, что квантовая теория правильно описывает, как устроена природа. Однако существуют проблемы при объединении квантовой физики с общей теорией относительности; либо одна, либо другая теория, а то и обе будут однажды заменены более общей теорией, которая сумеет объединить их.

* * *

Профессор Эйнштейн, вы уже упомянули, что ваша первая работа 1905 года предоставила обоснование квантовой физики. А что это вообще такое — квантовая физика?