Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

Визит в Геттинген оказался триумфальным. В письме Эйнштейна к Цангеру слышится ликование по поводу того, что у него был “удачный опыт убеждения тамошних математиков [в его полной правоте]”. О Гильберте, таком же пацифисте, как и он, Эйнштейн написал: “Я познакомился с ним, и он мне очень понравился”. Через несколько недель в очередном письме он пишет опять: “Я смог убедить Гильберта в общей теории относительности”. Там же Эйнштейн называет его “человеком удивительной энергии и очень независимым”. В письме к другому физику Эйнштейн выразился еще более экспансивно: “В Геттингене я получил огромное удовольствие, когда убедился, что все [сказанное мной] было понято вплоть до мельчайших деталей. Я совершенно очарован Гильбертом!”⁶²

Гильберт также увлекся Эйнштейном и его теорией. Настолько сильно, что он вскоре сам занялся выводом правильных уравнений поля и попытался обогнать в этом Эйнштейна. В течение трех последующих месяцев Эйнштейн столкнулся с двумя тревожными обстоятельствами: во-первых, его теория Entwurf действительно оказалась ошибочной, и во-вторых, он узнал, что Гильберт тоже лихорадочно пытается найти правильную формулировку этих уравнений.

Когда оказалось, что проблем немало, Эйнштейн пришел к выводу, что его теория Entwurf развалилась. Самое страшное разочарование наступило в начале октября 1915 года, когда на него обрушилось два удара.

Во-первых, в результате перепроверки Эйнштейн обнаружил, что вопреки тому, что он считал раньше, вращения фактически не удовлетворяли уравнениям теории Entwurf⁶³. Он надеялся доказать, что вращение можно было считать просто одной из форм относительного движения, но оказалось, что на самом деле из уравнений Entwurf этого не следовало. Уравнения Entwurf не были ковариантны при равномерном вращении осей координат.

В своей записке 1913 года Бессо предупредил его, что, похоже, такая проблема существует. Но Эйнштейн тогда отмахнулся от этого. Теперь, после пересчета, он встревожился, поскольку обнаружил, что эта опора рухнула. Астроному Фрейндлиху он пожаловался: “Это ужасающее противоречие”.

Он предположил, что та же самая ошибка объясняла неспособность его теории правильно рассчитать сдвиг орбиты Меркурия, и переживал, что не может найти источник ошибки: “Мне кажется, что я не в состоянии сам найти ошибку, поскольку в этом вопросе моему сознанию слишком трудно сойти с привычного пути”⁶⁴.

Кроме того, он понял, что сделал ошибку в том, что назвали аргументом “однозначности”, то есть в том, что множество условий, накладываемых законом сохранения энергии – импульса и другими физическими ограничениями, однозначно приводят к уравнениям поля теории Entwurf. Он написал Лоренцу, подробно объяснив про свои предыдущие “ошибочные утверждения”⁶⁵.

В дополнение к этим проблемам остались и те, о которых он уже знал: уравнения Entwurf не были общековариантными, то есть они в действительности не делали все формы ускоренного и неоднородного движения относительными, и кроме того, они не могли объяснить в полной мере аномальную орбиту Меркурия. И теперь мало того, что вся эта конструкция рушилась, – еще ему казалось, что он слышит из Геттингена шаги догоняющего его Гильберта.

Гениальность Эйнштейна объясняется в том числе его упорством. Он мог продолжать цепляться за ряд идей даже перед лицом “явных несоответствий” (как он сформулировал это в статье 1905 года по теории относительности). Он также глубоко доверял своему интуитивному восприятию физического мира. Работая более уединенно, чем большинство других ученых, он оставался верен своей собственной интуиции и не обращал внимания на сомнения коллег.

Он был упорным, но это не значит, что он был упертым. Когда он наконец понял, что его подход в теории Entwurf оказался несостоятельным, он решил резко отказаться от него, что и сделал в октябре 1915 года.

Чтобы чем-то заменить обреченную теорию Entwurf, Эйнштейн поменял стратегию с физической, в которой он отталкивался от своего понимания основных принципов физики, на математическую, которая основывалась на свойствах тензоров Римана и Риччи. Это был тот самый подход, который он использовал в своих “цюрихских блокнотах” и от которого затем отказался. А теперь, вернувшись к нему, обнаружил, что этот подход может обеспечить способ получения общековариантных уравнений гравитационного поля. “Разворот Эйнштейна, – пишет Джон Нортон, – раздвинул воды и привел его из египетского рабства на Землю обетованную общей теории относительности”⁶⁶.

Конечно, как всегда, его подход по-прежнему состоял в сочетании обеих стратегий. Для использования обновленной математической стратегии ему пришлось пересмотреть физические постулаты, на которых была основана его теория Entwurf. Мишель Янссен и Юрген Ренн пишут: “Это было своего рода сведение воедино физических и математических соображений, что не удавалось Эйнштейну, когда он работал над “Цюрихским блокнотом” и над теорией Entwurf”⁶⁷.