Дэвид Боданис - Самая большая ошибка Эйнштейна Страница 10

Эйнштейн пытался устроиться преподавать и в Бернский университет. При первой такой попытке, в июне 1907 года, ему сообщили, что прежде он должен закончить диссертацию. Поскольку диссертации у него вообще никакой не было, он выслал копии своих статей 1905 года. Заметим, что по меньшей мере три были достойны Нобелевской премии. Среди них – конечно же, та сентябрьская статья, где излагалась специальная теория относительности, как и та ноябрьская, где из этой теории выводилось уравнение E = mc². Упомянем и работу, где он показал необычайное понимание фотонов. Вероятно, четвертая статья того же года, доказывавшая существование атомов на основании простых микроскопических наблюдений, также заслуживала нобелевки. Но университетская администрация написала ему ответ, где очень четко разъясняла: возможно, герр Эйнштейн не вполне понимает ситуацию. Речь идет о Швейцарии. Речь идет о формальных требованиях. Он обязан послать копию своей диссертационной работы, а не какой-то пестрый ворох статеек. Его заявление отклонено.

Застряв в своем патентном бюро, с редкими визитерами вроде фон Лауэ, Эйнштейн все-таки не отчаивался. Он знал, что его влекут проблемы, лежащие на самом краю познанного. Он знал, что даже великие умы допускают ошибки. Но он знал и то, что в 1905 году он уже разрешил одну из величайших проблем науки – разобравшись в вопросе, делится ли Вселенная на обособленные «части». Он дал замечательный ответ: нет, это не так. Масса и энергия находятся в столь глубокой взаимосвязи, что одну можно рассматривать как аспект другой – и наоборот. Он даже открыл, каким именно образом Вселенная устроила переходы массы и энергии друг в друга. Все это объясняла формула E = mc².

Обнаружив, что эти, казалось бы, не связанные друг с другом сущности на самом деле взаимозависимы, Эйнштейн тем самым невольно подготовил себя к новым свершениям, которые вывели его на еще более впечатляющие научные высоты. Если вся масса и энергия во Вселенной связаны друг с другом (выразимся так: «Все Вещи взаимосвязаны»), почему же в ней остается, казалось бы, отдельная область – Пустое Пространство? Эта вторая область, существующая наряду с такими вещами, как масса и энергия (со всеми локомотивами, планетами, огнями и звездами Вселенной), как-то портила картину всеобщего объединения. Должна ли наука с неприятным скрежетом тормозить, отказываясь дать объединенную теорию всего Пространства и всех «Вещей» в нем?

Он начал задумываться о более широком ландшафте, где копошилась бы вся энергия и вся масса – все «Вещи» во Вселенной. Что-то должно направлять их, служить им проводником. Правда, в окружающем нас пустом, скучном, неискривленном пространстве это кажется невозможным. А что, если все-таки существует какое-то объяснение того, почему и каким образом масса и энергия перемещаются в пространстве, которое кажется нам пустым? Может быть, пространство на самом деле вовсе не такое пустое и неискривленное?

Для благоразумных мыслителей задача казалась невыполнимой. Мы знаем, что кривизна океанской волны может наклонить корабль. Но это имеет понятный смысл: волна – поверхность более крупного, трехмерного, водяного объекта, который ее и искривляет (то есть вокруг которого она искривляется). Если предположения Эйнштейна верны и пустое пространство действительно искривлено, возникает вопрос: вокруг чего оно может искривляться?

Чтобы понять решение, предложенное Эйнштейном, и ту уверенность, которую оно в него вселило, а также те ошибки, к которым оно его привело, не помешает обратиться к одному тихому викторианскому директору школы по имени Эдвин Эбботт. Именно он обнаружил: хотя мы не в состоянии представить себе измерения выше тех трех, в которых мы обитаем, нетрудно уловить, каким образом мы можем, не ведая того, существовать в рамках вселенной более высокого порядка (то есть такой, где имеется большее количество измерений).

Часть II

«Самая счастливая мысль в моей жизни»

Эйнштейн и Милева со своим первым сыном Гансом Альбертом (Берн, ок. 1904 г.)

Интерлюдия 1

Многомерная история

В 1884 году Эдвин Эбботт, в ту пору – директор Школы Лондонского Сити, проделал нечто такое, что в викторианском обществе считалось для почтенного руководителя учебного заведения даже скандальнее, чем выйти на улицу без шляпы. Он опубликовал роман, герой которого имеет в длину лишь 11 дюймов и всю свою жизнь проводит на огромном листе бумаги, «где Прямые Линии, Треугольники, Квадраты… Шестиугольники и другие фигуры свободно перемещаются на поверхности или внутри нее, не имея возможности ни подняться над нею, ни нырнуть под нее». Этот мир был назван Флатландией (Плоским миром). На обложке книги лондонцы прочли псевдоним автора – А. Square («А. Квадрат»). Эбботт стал создателем этого необычного мира, повествование же ведется от лица А. Квадрата – одного из его обитателей. Книга несла в себе заряд социальной сатиры и предлагала оригинальный способ представить физический мир, который мы не способны увидеть.

Самые презренные из обитателей Флатландии – прямые линии, чьих острых концов следует всеми силами избегать. На следующей ступеньке социальной иерархии – рабочие, представляющие собой вытянутые треугольники с длинной стороной в 11 дюймов. У них скверное образование, и они становятся довольно опасными, если их спровоцировать. Впрочем, обычно они ведут себя достаточно мирно, без пререканий выполняя то, что им прикажут вышестоящие. Над рабочими – специалисты из среднего класса, врачи, учителя и другие респектабельные граждане. Они имеют форму квадратов, и скромный повествователь принадлежит к их числу. Уровнем выше – элита, имеющая еще больше сторон: пятиугольники, шестиугольники и т. п. На верхушке социума – жрецы-круги, скользящие по поверхности куда им заблагорассудится; низшие классы вроде прямых и треугольников научились держаться от них подальше.

В начале истории мистер А. Квадрат вполне доволен своим плоским миром, только вот его все тревожит сон, который ему однажды приснился: о каком-то странном другом мире, где все существа обитают на одной и той же одномерной линии, подобно крошечным поездам, вечно ограниченным одной железной дорогой. Бедняги могут понять идею движения вперед и назад, однако, в отличие от мистера Квадрата, не в состоянии представить себе существование дополнительного, «второго» измерения, которое позволяет двигаться слева направо. Когда он пересекает их линию, они видят лишь его фрагменты – там, где его двухмерное тело входит в их одномерный мир и затем покидает его.

Сон мистера Квадрата ясно дает понять, что такая особенность предоставляет визитерам из более «высоких» измерений немалую власть. Если существо наподобие А. Квадрата доберется до линии, где они живут, и выхватит какого-то из его обитателей, оставшиеся жители «Лайнландии» не поймут, куда подевался их собрат. Если же затем А. Квадрат милостиво вернет лайнландца на родину, поместив его в иное место, собратья невольного путешественника не сумеют понять, как он оказался в этом новом месте, не пройдя через промежуточные области доступным им методом[2].

Мистер Квадрат просыпается и с удовольствием обнаруживает себя дома, в родной Флатландии. Он человек достаточно благополучный, у него собственный двухмерный дом, довольно внушительный. В доме имеется вход для него и для сыновей, а также (поскольку речь идет о сексистском обществе, где женщины считаются существами низшего порядка) дополнительная, куда более узкая дверь, через которую полагается проскальзывать его жене и всем прочим женщинам[3].

Дом мистера А. Квадрата

Жизнь могла и дальше идти самым замечательным образом. Но, как позже вспомнит мистер Квадрат в тюрьме:

Это был последний день 1999 года нашей эры. Стук дождя [барабанящего только в стены флатландских домов, поскольку в этом мире нет понятия крыши] давно возвестил приход ночи. Я сидел в обществе жены, размышляя о былом и о том, каким… будет наступающее столетие…

А потом в доме раздается странный звук, и вдруг… «к нашему неописуемому ужасу… мы увидели перед собой некую Фигуру!». Она не проскользнула в какую-то из двух дверей, ведущих в дом. Она просто возникла в их комнате, и ни Квадрат, ни его жена не могли понять, каким образом это произошло. Загадочный посетитель быстро начал преображаться, превращаясь из очень маленького кружка в большой. Жена Квадрата приходит в ужас, заявляет, что ей пора спать, и быстренько выскальзывает из комнаты. Мистер Квадрат остается с незнакомцем наедине. С должной любезностью он осведомляется, откуда изволил прибыть достойнейший посетитель. Тот отвечает, что явился из Третьего Измерения: «Оно наверху, а также внизу».