Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы

С этого момента возник пространственно-временной континуум специальной теории относительности, были с новых позиций объяснены фотоэффект и броуновское движение, а масса превратилась в форму энергии. Вначале Эйнштейн рассмотрел некоторые проблемы молекулярной физики, связанные со статистическим описанием теплового движения атомов и молекул, известного как броуновское. Так, он с помощью статистических методов показал, что между скоростью движения взвешенных частиц, их размерами и коэффициентами вязкости жидкостей существует экспериментально проверяемое количественное соотношение. Последующие его работы по теории света основывались на квантовой гипотезе М. Планка, выдвинутой им в 1900 г., и в них Эйнштейн рассматривал квантование самого потока света в его фотонной интерпретации. Так, он объяснил фотоэффект, состоящий в выбивании электронов из металла световыми лучами и ранее не укладывавшийся в рамки волновой теории света. В том же 1905 г. была опубликована работа Эйнштейна, в которой излагалась специальная теория относительности (СТО), основанная на расширенном постулате относительности Галилея и принципе постоянства скорости света. Из СТО Эйнштейн вывел взаимосвязь массы и энергии, позволившую упростить законы сохранения в единый принцип постоянства массы и энергии в замкнутых системах при любых процессах. Сегодня этот закон составляет основу всей атомной физики.

В 1909 г. Эйнштейн получил место экстраординарного профессора на кафедре теоретической физики Цюрихского университета, а вскоре последовало почетное приглашение на кафедру теоретической физики пражского Немецкого университета. Там в 1911 г., исходя из принципа относительности, Эйнштейн заложил основы релятивистской теории тяготения, высказав мысль, что световые лучи должны отклоняться в поле тяготения, и изложив свои выводы в статье 1911 г. «О влиянии силы тяжести на распространение света». Проверка этих идей была сделана в 1919 г. английской астрофизической экспедицией Эддингтона, в общем подтвердившей выводы Эйнштейна.

Летом 1912 г. он возвратился в Цюрих на новую кафедру математической физики Высшей технической школы, где приступил к дальнейшему развитию математического аппарата теории относительности. Результатом совместных с его соучеником Марселем Гроссманом усилий стал фундаментальный труд «Проект обобщенной теории относительности и теории тяготения» (1913). В том же году Эйнштейн был избран в Берлинскую академию наук и переехал в Берлин для работы в Университете им. Гумбольдта, где в должности директора Физического института провел последующие 19 лет. Здесь он закончил общую теорию относительности (ОТО), показав, что гравитацию можно свести к изменению геометрии пространства-времени вокруг тяготеющих тел. В 1915 г. Эйнштейн попытался распространить ОТО на Вселенную в целом и получил модель замкнутого мира. В 1922 г. космологию Эйнштейна рассмотрел петербургский математик А. А. Фридман, придя к динамической модели, в которой радиус кривизны Вселенной возрастает во времени.

В 1921 г. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике «за основные работы в области теоретической физики, особенно за создание квантовой теории света».

В 1916–1917 гг. вышли работы Эйнштейна, содержащие квантовую теорию излучения. В них рассматривались вероятности переходов между стационарными состояниями атома Бора – Резерфорда и выдвигалась идея индуцированного излучения. В дальнейшем это стало теоретической основой создания квантовых генераторов.

В конце 1920-х гг. разгорелась дискуссия вокруг «натурфилософских» основ квантовой физики, во время которой Эйнштейн выступил против копенгагенской школы Н. Бора. Дебаты продолжились на Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 гг., где разгорелась полемика между Эйнштейном и Бором, продолжавшаяся долгие годы и так и не убедившая его в вероятностной природе квантовой механики. В конце 1920-х гг. Эйнштейн стал уделять все больше времени разработке единой теории поля, призванной объединить в одной модели электромагнитное и гравитационное поля. Однако на этом пути он так и не достиг решающего результата.

После прихода нацистов к власти в Германии в 1933 г. Эйнштейн заявил о своем выходе из Берлинской академии наук и отказался от немецкого гражданства. С октября 1933 г. он приступил к работе в Принстонском институте перспективных исследований. Основной темой его изысканий стали попытки создания единой теории поля.

Пауль Эренфест (1880–1933)

Видный австрийский физик, родился в Вене 18 января 1880 г. в семье торговцев, выходцев из Моравии. После окончания гимназии поступил в Венский университет, где в 1899–1901 и в 1903–1904 гг. под руководством Л. Больцмана изучал кинетическую теорию и термодинамику. В 1901–1904 гг. Эренфест приступил к занятиям теоретической физикой, одновременно учась в Геттингенском университете. В этом признанном центре математической и теоретической физики встретил свою будущую жену – украинку Т. А. Афанасьеву, изучавшую математику и стажировавшуюся в Геттингене.