Квантовый возраст

Относя работы Эйнштейна, развивающие гипотезу квантов, к радикальным, Планк признавал гений Эйнштейна. В 1912 г. четыре ведущих физика Европы, в том числе Макс Планк, подписали представление об избрании Эйнштейна в Прусскую академию наук и просили не слишком ставить ему в вину «выходящие за пределы цели» идеи о световых квантах. Научная слава Эйнштейна в ту пору определялась в основном успехом его теории относительности. И Планк был одним из первых, кто заинтересовался теорией относительности Эйнштейна и понял ее. В «Анналах» 1905 г., где появилась первая работа Эйнштейна о квантах света, было опубликовано еще четыре его статьи. Каждая из этих пяти работ фактически определила основные пути развития современной физики. Вспомним хотя бы две из них: «К электродинамике движущихся тел» и «Зависит ли масса тела от содержания в нем энергии?».

Первая является полным и четким изложением специальной теории относительности. Сравнительно быстрый успех этой работы определялся, по-видимому, двумя важными факторами. Во-первых, тем, что к этому времени для создания теории относительности было много сделано; по словам Эйнштейна, «не было сомнений в том, что в 1905 г. она созрела для своего появления… Лоренц уже знал, что уравнениям Максвелла соответствуют преобразования, названные потом его именем (математическая основа теории относительности уже была заложена Лоренцем), а Пуанкаре углубил эту идею» [8, с. 322]. Во-вторых, несмотря на свою революционность, теория относительности не противоречила классической механике Ньютона, а содержала ее в себе как предельный случай для скоростей, малых по сравнению со скоростью света. Эта работа принесет Эйнштейну легендарную славу.

Вторая из упомянутых работ не имеет себе равных в истории науки. Состоящая всего из трех печатных страниц, она содержит в себе закон эквивалентности массы и энергии — ключ, открывший дорогу человечеству к использованию огромной энергии, освобождающейся в атомных и ядерных реакциях. Математическая форма этого закона предельно проста: Е = mc². E — энергия, m — масса, c — скорость света. Эта формула теперь известна каждому школьнику.

Несколько лет назад я присутствовала на просмотре короткометражных художественных фильмов. Фильмы были самые разные, грустные и смешные. Один из этих фильмов был про незадачливого скромного физика, против воли своей все еще неженатого, и все события в фильме разворачивались вокруг его неудачных попыток жениться. В одном из эпизодов показано, как он, читая лекцию студентам, выводит на доске формулу: крупным планом — черная доска и рука, выводящая сначала большую букву Е, затем знак равенства, затем маленькое m, помноженное на c, и дальше вместо квадрата над с герой фильма вывел вопросительный знак: Е = mc^?. В зрительном зале раздался дружный хохот.

Сразу же после завершения этой работы Эйнштейн писал в письме своему другу: «Из принципа относительности в сочетании с фундаментальными уравнениями Максвелла следует, что масса должна быть непосредственной мерой энергии, содержащейся в теле. У радия должно происходить заметное убывание массы. Это соображение радует и подкупает» [9, с. 73]. Именно это соображение, «радующее и подкупающее» тогда, сделает Эйнштейна несчастным в конце жизни.

«Трагизм его (Эйнштейна) последних лет достиг высшей точки в его вмешательстве в дело атомной бомбы. Почти за 40 лет до того он вывел из теории относительности формулу E = mc² и ее значение было ясно осознано задолго до какой-либо экспериментальной проверки, не говоря уже о возможном техническом применении. Теперь эта возможность была дана, вместе с нею и опасность, что Гитлер мог получить в свои руки грозное средство разрушения для порабощения мира. Это побудило его написать известное письмо президенту Рузвельту, которое дало толчок к разработке атомной бомбы, а тем самым привело к теперешнему ужасающе странному положению, при котором человечество… имеет только выбор между миром и самоуничтожением», — писал Макс Борн в своих воспоминаниях об Эйнштейне [8, с. 398]. Но это все было впереди, а в 10-е годы нового века ученые думали только о загадках природы и их решении.