Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

Двадцать самых известных ученых в Европе приехали в Брюссель и поселились в гостинице “Гранд-отель – Метрополь”. В свои тридцать два года Эйнштейн был самым молодым участником. Приехали Макс Планк, Анри Пуанкаре, Мария Кюри, Эрнест Резерфорд и Вильгельм Вин. Организовал это мероприятие химик Вальтер Нернст – он выступал в качестве наставника эксцентричного Эрнеста Сольве. Хендрик Лоренц любезно согласился выполнять роль председателя и делал это, как выразился его почитатель Эйнштейн, с “несравненным тактом и невероятной виртуозностью”²⁷.

В центре внимания конференции была “проблема квантов”, и Эйнштейна попросили выступить с докладом на эту тему, что ставило его в один ряд с восемью “особо компетентными членами” собрания, удостоенными такой чести. Он выразил некоторое сомнение, возможно скорее притворное, в том, что достоин такой чести. Он назвал предстоящее заседание “шабашем ведьм” и пожаловался Бессо: “Моя [предстоящая] болтовня на Брюссельской конференции беспокоит меня”²⁸.

Доклад Эйнштейна был озаглавлен “Современное состояние проблемы теплоемкости”. Удельная теплоемкость – количество энергии, необходимой для увеличения температуры определенного количества вещества на определенную величину – была темой бывшего руководителя Эйнштейна и его недоброжелателя в Цюрихском политехникуме – Генриха Вебера. Вебер обнаружил некоторые отклонения от закономерностей, которым должна подчиняться теплоемкость, в основном при низких температурах. В конце 1906 года Эйнштейн начал работать над подходом к этой проблеме, который он назвал “квантовым”, предположив, что атомы в каждом веществе могут поглощать энергию только дискретными порциями.

В своей сольвеевской лекции 1911 года Эйнштейн представил эти вопросы в более широком контексте так называемой квантовой проблемы. Возможно ли, спросил он, не приписывать физический смысл этим отдельным частицам света, направленным, подобно пулям, в сердце уравнений Максвелла и, более того, всей классической физики?

Планк первым ввел в физику концепцию квантов, но продолжал настаивать, что они вступают в игру только в моменты, когда свет излучается или поглощается, и не являются реальной характеристикой самого света. Эйнштейн в своем докладе на конференции печально возразил: “Эти скачки, которые вызывают у нас такое отвращение в теории Планка, по-видимому, действительно существуют в природе” [38]²⁹.

Эти слова – “действительно должны существовать в природе” – звучали странно из уст Эйнштейна. Да, для последовательных сторонников Маха или Юма (в этом контексте) слова “действительно должны существовать в природе” звучали довольно бессмысленно. В своей специальной теории относительности Эйнштейн избежал предположения о существовании таких понятий, как абсолютное время и абсолютное расстояние, поскольку казалось бессмысленным говорить, что они “действительно” существуют в природе, если их нельзя наблюдать. Но с тех пор в течение более чем четырех десятилетий, по мере того как нарастало его скептическое отношение к квантовой теории, он все больше становился научным реалистом – человеком, который считает, что существующая в природе реальность не зависит от нашей способности наблюдать или измерить ее.

Когда Эйнштейна закончил доклад, на него обрушился шквал вопросов и возражений, в том числе от Лоренца, Планка и Пуанкаре. Лоренц взял слово и отметил, что отчасти то, что сказал Эйнштейн, “кажется на самом деле совершенно несовместимым с уравнениями Максвелла”.

Эйнштейн согласился, возможно, даже слишком легко, с тем, что “квантовая гипотеза является предварительной” и что она пока “кажется несовместимой с выводами волновой теории, проверенными экспериментально”. Отвечая на вопросы, он высказал предположение: так или иначе придется искать способы совмещения волнового и частичного подходов в понимании природы света. “В дополнение к электродинамике Максвелла, имеющей большое значение для нас, мы должны также принять еще какую-то гипотезу, например гипотезу квантов”³⁰.

Даже Эйнштейн до конца не понимал, верил ли Планк в реальность квантов. Эйнштейн написал своему другу Генриху Цангеру: “Мне в значительной степени удалось убедить Планка, что моя концепция верна, хотя он боролся против нее в течение многих лет”. Но через неделю Эйнштейн пришел к другому заключению и сообщил об этом Цангеру: “Планк упорно придерживается некоторых несомненно неправильных убеждений”.

Что касается Лоренца, Эйнштейн, как всегда, продолжал им восхищаться: “Живое произведение искусства! По моему мнению, он самый умный из присутствующих здесь теоретиков”. О Пуанкаре, который мало обращал внимания на него, он отозвался пренебрежительно: “Позиция Пуанкаре состояла просто в отрицании всего в целом, и, несмотря на всю остроту его ума, было ясно, что он не слишком разобрался в ситуации”³¹.