Когда в сентябре 1909 года Эйнштейн, все еще официально не назначенный профессором, прибыл на конференцию в Зальцбург, он наконец встретился с Максом Планком и другими знаменитостями, которых знал только по письмам. На третий день после полудня он предстал перед аудиторией из более чем сотни знаменитых ученых и выступил с докладом, который Вольфганг Паули, стоявший у истоков квантовой механики, позже охарактеризовал как “одну из важных вех в развитии теоретической физики”.
Эйнштейн начал с объяснения того, почему волновая теория света больше не описывает все стороны явлений. По его словам, свет (или любое другое излучение) можно также рассматривать как пучок частиц или сгусток энергии, что похоже на то, как его определил Ньютон. “Свет имеет определенные основные свойства, которые легче понять с точки зрения ньютоновской теории излучения, чем с точки зрения волновой теории, – заявил он, – таким образом, я считаю, что на следующем этапе в теоретической физике будет создана теория света, которая может быть определена как своего рода объединение волновой и эмиссионной теории света”.
Он предупредил, что сочетание волновой и корпускулярной теории принесет в физику “глубокие изменения”, и боялся, что это будет не очень хорошо. Это может подорвать доверие к определенности и детерминизму, присущим классической физике.
В какой-то момент Эйнштейн подумал, что, возможно, такого развития событий можно было бы избежать, приняв более ограниченное толкование квантов – как у Планка, считая их лишь способом испускания и поглощения излучения поверхностью, а не свойством реальной световой волны, распространяющейся в пространстве. “Возможно ли, – задался он вопросом, – сохранить по крайней мере уравнения для распространения излучения прежними и только процессы излучения и поглощения представлять себе по-другому?” Но, сравнив поведение света с поведением молекул газа, как это было сделано в его работе 1905 года по световым квантам, Эйнштейн пришел к выводу, что это, увы, невозможно.
В результате, сказал Эйнштейн, свет следует рассматривать одновременно и как распространяющуюся волну, и как поток частиц. В конце своего выступления он заявил: “Эти два структурных свойства, одновременно проявляющиеся в излучении, не нужно считать несовместимыми”45.
Это было первое публичное выступление, в котором он высказал идею о корпускулярно-волновом дуализме света, и оно имело не менее глубокие последствия, чем более ранние теоретические идеи Эйнштейна. “Можно ли совместить кванты энергии и волновые свойства излучения? – шутил он в письме другу-физику. – Реальность против этого, но Всемогущему, кажется, удался этот фокус”46.
После доклада Эйнштейна развернулась оживленная дискуссия, которой руководил сам Планк. Планк теперь играл роль защитника старого порядка, все еще не будучи в состоянии принять то, что за математической константой, которую он ввел девять лет назад, стоит физическая реальность. Не воспринял он также и революционные следствия идей, предсказанные Эйнштейном. Планк признал, что излучение содержит дискретные “кванты, которые должны считаться атомами действия”, но настаивал, что эти кванты существовали только во время процесса испускания или поглощения излучения. Он сказал: “Вопрос в том, где искать эти кванты. По словам господина Эйнштейна, необходимо представить себе, что они составляют свободное излучение в вакууме, и таким образом, сами световые волны состоят из элементарных квантов, и следовательно, это заставляет нас отказаться от уравнений Максвелла. Это не кажется мне шагом, который уже сейчас необходимо сделать”47.
Всего через пару десятилетий Эйнштейн сам будет играть аналогичную роль – роль защитника старого порядка. На самом деле он уже начал искать пути разрешения жутких парадоксов, возникших в квантовой теории, и написал молодому физику, с которым тогда работал: “Я очень надеюсь, что решу проблему излучения и смогу обойтись без световых квантов”48.
Все это казалось мистикой, по крайней мере в то время. Так как он получил должность профессора в одном из немецкоговорящих университетов Eвропы, ему следовало заниматься темой, которая была однозначно его собственной, и он вернулся к теории относительности и на некоторое время сбежал из этой странной “квантландии”. В какой-то момент он пожаловался другу: “Чем большим успехом пользуется квантовая теория, тем глупее она выглядит”49.
Милева с сыновьями Эдуардом и Гансом Альбертом. 1914 г.
Глава восьмая
Странствующий профессор. 1909-1914
Цюрих, 1909 год
В семнадцать лет самоуверенным юношей Эйнштейн поступил в Цюрихский политехникум, где встретился с Милевой Марич – женщиной, на которой позже женился. Теперь, в октябре 1909 года, в возрасте тридцати лет он вернулся в этот город, чтобы вступить в должность младшего профессора в расположенном по соседству Цюрихском университете.
Возвращение на родину восстановило, по крайней мере временно, некоторую былую романтику в их отношениях. Марич была очень взволнована, вернувшись в тот город, где зарождался их роман, и к концу первого месяца их там пребывания снова забеременела.
Они с радостью обнаружили, что квартира, которую они сняли, находится в том же доме, где жили Фридрих Адлер и его жена, и обе пары еще больше сблизились. “Они ведут богемный образ жизни, – писал Адлер своему отцу, – и чем больше я беседую c Эйнштейном, тем яснее понимаю, что мое высокое мнение о нем было правильным”.
Мужчины по большей части вечерами обсуждали физику и философию, часто уходя на чердак трехэтажного здания, чтобы не беспокоить детей и жен. Адлер познакомил Эйнштейна с работой Пьера Дюгема – Адлер только что опубликовал перевод на немецкий его книги La Theorie Physique 1906 года. Дюгем предложил более глобальный, чем у Маха, подход к определению отношений между теорией и экспериментом. Эти мысли, похоже, повлияли на Эйнштейна, который тогда был увлечен созданием своей собственной философии науки1.
Больше всего Адлер ценил в Эйнштейне “в высшей степени независимое” мышление. Как он говорил отцу, в Эйнштейне имелся ярко выраженный нонконформизм, продиктованный не высокомерием, а уверенностью в себе. Адлер горделиво говорил: “У нас совпадают мнения по вопросам, которые большинство физиков даже не поняли бы”2.
Эйнштейн пытался убедить Адлера заняться наукой, а не сосредотачиваться на политике. “Немного терпения, – уговаривал он его, – и вы наверняка вскоре станете моим преемником в Цюрихе”. (Эйнштейн уже тогда предполагал, что он перейдет в более престижный университет.) Но Адлер проигнорировал совет и решил стать редактором газеты социал-демократической партии. Эйнштейн чувствовал, что принадлежность к определенной партии накладывала некоторые ограничения на независимость мысли. Такое ограничение претило ему. Позже Эйнштейн сказал по поводу Адлера: “Как умный человек может вступить в партию – для меня полная загадка”3.
Кроме того, Эйнштейн возобновил встречи со своим бывшим одноклассником и мастером писать конспекты Марселем Гроссманом, помогшим ему в свое время получить работу в патентном бюро, который теперь был профессором математики в их старом Политехникуме. Часто после обеда Эйнштейн навещал Гроссмана, и тот помогал Эйнштейну разобраться в комплексной геометрии и математическом анализе – тех математических дисциплинах, которые ему понадобились для обобщения теории относительности и превращения ее в более общую теорию поля.
