Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная - Уолтер Айзексон

Обвинить Инфельда в неблагодарности нельзя. Позднее он назвал Эйнштейна “возможно, самым великим ученым и самым добрым человеком, когда-либо жившим на земле”. Кроме того, еще при жизни своего наставника он написал биографию Эйнштейна, превознося его за то, что в поиске единой теории поля он не оглядывается на общественное мнение. “Упорство, с которым он годами занимается решением одной и той же задачи, возвращаясь к ней опять и опять, – определяющая черта таланта Эйнштейна”, – написал Инфельд60.

Был ли Инфельд прав? Было ли упорство особенностью Эйнштейна? В какой-то мере это счастливое свойство было присуще ему всегда. Наиболее полно оно проявилось во время его долгих одиноких попыток обобщить теорию относительности. Еще со времен школы в нем укоренилась привычка плыть против течения, бросая вызов самым известным авторитетам. И при поиске единой теории поля это проявилось с очевидностью.

Хотя Эйнштейн и любил утверждать, что при построении его великих теорий эмпирические данные не играли практически никакой роли, удивительное чутье позволяло ему увидеть те основополагающие законы и принципы, которые можно было отвоевать у природы, основываясь на известных экспериментальных данных и исследованиях. Теперь, когда он стал старше, эта его способность перестала быть столь очевидной.

В конце 1930-х годов он все меньше уделял внимания новым экспериментальным результатам. Открытие двух новых сил, слабого и сильного ядерного взаимодействия, привело к тому, что гравитация и электромагнетизм не сблизились, а еще больше отдалились друг от друга. “Эйнштейн предпочел игнорировать эти новые силы, хотя они столь же фундаментальны, как и те, что были известны раньше, – вспоминает его друг Абрахам Пайс. – Он продолжал свой давнишний поиск возможности объединить гравитацию и электромагнетизм”61.

Кроме того, в 1930-х годах было открыто много новых, самых разных фундаментальных частиц. Сейчас известны десятки элементарных частиц. Это и бозоны, такие как фотоны и глюоны, и фермионы – электрон, позитрон, верхний и нижний кварки и т. д. Похоже, это не предвещало успеха попыткам Эйнштейна объединить все со всем. Вольфганг Паули, коллега Эйнштейна, приехавший в Институт в 1940 году, саркастически отзывался об этих попытках. “Что Бог разлучил, – говорил он, – того человек да не сочетает”62.

Подспудно новые открытия смущали Эйнштейна, но ему было комфортнее не придавать им большого значения. “Эти великие открытия не доставляют мне большого удовольствия, поскольку в настоящий момент, как мне кажется, они не содействуют познанию основ, – написал он Максу фон Лауэ. – Я чувствую себя ребенком, которому не удается взять в толк азбуку, хотя, и это достаточно странно, надежда не оставляет меня”63.

Итак, Эйнштейн упорно двигался против течения, его непрестанно сносило обратно, в прошлое. Он осознавал, что ему позволена такая роскошь, как возможность следовать в одиночку путем, который сам себе избрал. Для более молодых физиков, все еще озабоченных своей репутацией, это было бы слишком рискованно64. Но оказывалось, что обычно находилось по крайней мере два или три привлеченных славой Эйнштейна молодых физика, согласных с ним работать, хотя физический синклит подавляющим большинством голосов считал поиски единой теории поля чем-то очень далеким от реальности.

Один из молодых ассистентов Эйнштейна, Эрнст Штраус, вспоминает свою работу с ним. Они рассматривали некий подход, над которым Эйнштейн бился уже почти два года. Однажды вечером Штраус, к своему ужасу, обнаружил, что уравнения приводят к явно неправильному результату. На следующий день они с Эйнштейном всесторонне исследовали вопрос, но поправить ничего не удалось. Поэтому они рано разошлись по домам. Штраус был подавлен. Он считал, что Эйнштейн будет расстроен еще больше. К его удивлению, на следующий день Эйнштейн был как всегда энергичен и готов к работе. Он предложил испробовать еще один подход. “Это послужило началом работы над совершенно новой теорией, тоже отправленной через полгода в мусорную корзину. Траур по ней продолжался не дольше, чем по ее предшественнице”, – вспоминал Штраус65.

Направление поиска определяла интуиция Эйнштейна. Он считал математическую простоту признаком того, что природа сама водит твоей рукой. Он никогда до конца не определял, что такое “математическая простота”, но считал, что, встретив, узнает ее66. Время от времени, когда неожиданно возникала особенно красивая формула, он, торжествуя, говорил Штраусу: “Она такая простая, что Господь не мог пройти мимо нее”.

Друзьям потоком шли полные энтузиазма письма из Принстона с рассказами о том, как разворачивается его крестовый поход против квантовых теоретиков, которые, похоже, связали себя крепкими узами с вероятностями и не расположены верить в скрытую за ними реальность. “Я работаю с молодыми людьми над чрезвычайно интересной теорией, с помощью которой я надеюсь победить новых поборников мистицизма и вероятностей и их отвращение к понятию реальности в физике”, – написал он Морису Соловину в 1938 году67.

Более того, Принстон по-прежнему поставлял газетные заголовки, извещавшие о грядущих победах. “Поднимаясь на еще не взятую математическую вершину, доктор Альберт Эйнштейн, покоритель космических Альп, сообщает, что ему удалось обнаружить новую модель структуры пространства и времени”, – сообщал на первой странице The New York Times известный научный обозреватель Уильям Лоуренс в 1935 году. Тот же автор на той же первой странице той же газеты в 1939 году рассказывал: “Сегодня Альберт Эйнштейн дал понять, что после двадцати лет беспрестанного поиска закона, который объяснил бы механизм, управляющий космосом во всей его полноте, космосом, который простирается от звезд и галактик в необозримой бесконечности пространства, до сокровенных тайн самого сердца бесконечно малых атомов, ему удалось наконец увидеть контуры “Обетованной земли Знания”, где может храниться главный ключ, открывающий тайну творения”68.

Когда Эйнштейн был зеленым юнцом, его триумф в какой-то мере объяснялся тем, что он обладал инстинктом, позволявшим предугадать, какие физические реалии лежат в основе явления. Он мог интуитивно понять, что следует из относительности всякого движения, постоянства скорости света и эквивалентности гравитационной и инерциальной массы. Это давало ему возможность строить теории, основываясь на физическом чутье. Но впоследствии он стал больше полагаться на математический формализм, поскольку именно им руководствовался на финишной прямой, завершая построение уравнений общей теории относительности.

Похоже, теперь, при поиске пути к единой теории поля, математического формализма было в избытке, а вот интуитивных озарений, открывающих новые фундаментальные физические принципы, очень мало. “Раньше, разрабатывая общую теорию относительности, Эйнштейн руководствовался своим принципом эквивалентности, связывающим гравитацию и ускорение, – говорит его принстонский сотрудник Банеш Хоффман. – Существовал ли сравнимый по значимости направляющий принцип, который мог бы привести к построению единой теории поля? Никто не знал. Даже Эйнштейн. Это был не столько поиск, сколько скорее блуждание в чаще математических джунглей, недостаточно освещенных физической интуицией”. Позднее Джереми Бернстайн определил это “как тщательный, но совершенно случайный, без всякого внимания к физике, перебор математических формул”69