Самая большая ошибка Эйнштейна

Десятилетие спустя после первой работы о фотонах, на волне вдохновения после открытия в Берлине соотношения G = T, Эйнштейн продолжил свои ранние разработки, касающиеся субатомных частиц. Летом 1916 года, отдыхая после изнурительных исследований, приведших к открытию его гениального соотношения, он подробнее описал, каким образом электроны, которые обычно не могут слететь вниз с «более высоких» орбит вокруг ядра, иногда могут прийти в возбужденное состояние, если их облучить дополнительной порцией света. Когда же они теряют энергию, то падают на более низкую орбиту, излучая при этом свет, подобно Люциферу, низринувшемуся с небес. Это может привести к своего рода цепной реакции, только в данном случае порождающей не гибельный атомный взрыв, а просто чистый и полезный свет.

Эйнштейн не мог сконструировать аппарат, где длительное время шел бы такой процесс: в Берлине времен Первой мировой плохо было с оборудованием. Но за такой процесс усиления света посредством стимуляции излучения (Light-Amplifi cation through the Stimulated Emission of Radiation, отсюда позже возникло сокращение «лазер») в конце концов ухватились его собратья-ученые. В своей краткой и как будто даже легкомысленной статье на сей счет Эйнштейн, по сути, изложил главные принципы динамики лазера – устройства, лежащего в основе современной волоконно-оптической связи, без которой не смог бы работать Интернет. А поскольку он не знал, когда происходят такие перескоки электронов, он небрежно заметил в своей статье, что следует, по-видимому, учитывать вероятность таких беспричинных скачков.

Оставался важнейший вопрос: будут ли эти идеи (насчет фотонов, электронов, ядра и других субатомных объектов) по-прежнему вписываться в ту определенность, которую наука со времен Галилея и Ньютона обнаруживала в мире? Эйнштейн полагал, что они должны в нее вписываться. Однако его убеждениям в том, что Вселенной правят четкие и логичные принципы, все больше противоречили новейшие исследования. Так, ему не нравилось, что он (по крайней мере, в своих исходных выкладках) не мог точно определить, какие именно электроны первыми окажутся выбитыми со своих орбит. «Слабость этой теории, – писал он в сообщении о своих изысканиях, – коренится… в том факте… что она оставляет на волю «случая» продолжительность и направление этих элементарных актов».

Но тогда его не очень беспокоил элемент случайности, вкравшийся в его теорию светового излучения, порождаемого «падением» электронов. Во многих других областях мы вполне довольствуемся статистическим средним: скажем, определяя высоту новобранцев во французской и германской армиях или же цвет листьев в лесу в определенное время года. И это не значит, что мы находимся под гнетом случайности. Мы знаем, что, вглядевшись пристальнее, сумеем вычленить последовательность событий, которые привели к тому, что каждый конкретный рекрут обладает именно таким ростом, а каждый конкретный лист – именно такой окраской. По общепринятому мнению, отступление на позиции статистики и теории вероятностей не носит фундаментального характера: это просто удобное допущение, полезное при работе с большими объемами данных, когда мы не в состоянии детально разобраться в причинно-следственных связях, которыми обусловлено поведение каждого конкретного объекта. По мере того, как мы будем узнавать больше, вероятности сами собой исчезнут из наших результатов.

Эйнштейн придерживался именно таких взглядов – и полагал, что случайность в конце концов удастся изгнать из его теории. Вот почему он поставил слово «случай» в кавычки. Он понимал, что в рамках его расчетов удобно рассуждать о вероятностях различных видов электронных переходов. Но в глубине души он оставался «классическим» физиком и считал, что, найдись у нас время на изучение всех подробностей, мы, без всякого сомнения, увидели бы, что каждый такой переход обусловлен простыми, ясными и четкими причинами. «Главная штука, которую тут над нами сыграл Вечный Загадчик, – говорил Эйнштейн своему другу Бессо, – пока еще совершенно нами не понята».

Эйнштейн верил, что великие загадки Вселенной можно разгадать логическим путем. Однако к середине 1920-х годов стали поступать все новые и новые результаты, которые, казалось бы, нарушали обещанную ясность, что и привело к столкновению Эйнштейна со своими коллегами-физиками, занимавшимися изучением сверхмалых объектов: эта новая область в то время как раз начала бурно развиваться.

* * *