Планк подбивал своих многочисленных учеников пропагандировать СТО, сам делал доклад о ней на коллоквиуме в Берлине и включил ее в свой курс лекций. Его ассистент Макс фон Лауэ поехал посмотреть на Эйнштейна, вспоминал, как, идя по коридору в бюро патентов, увидал какого-то лохматого парня и спросил, где «доктор Эйнштейн». «Он выглядел почти мальчиком и смеялся таким громким смехом, какого мне не довелось никогда раньше слыхивать!» Но широкая научная общественность реагировала вяло, и никто ни на какую профессорскую работу Эйнштейна не звал. Он взял подработку: реферировал чужие статьи для немецкого журнала «Приложение к „Анналам физики“». На досуге мастерил (сами эксперты патентовать не имели права, а ему хотелось изобретать): с коллегой Ф. Блау сделал антенну, ловившую сигналы передатчика с Эйфелевой башни.
12 июля 1906 года очередной процесс признал Дрейфуса невиновным; он был восстановлен в армии и награжден орденом Почетного легиона. А Эйнштейн писал в это время новую работу, отправил ее в «Анналы» 9 ноября, тема: теплоемкость. «Ах, избавьте нас хотя бы от этого, одно дело теория относительности, там время с ума сходит, или кванты, когда свет рвется на части, а тут что-то совсем занудное»… Но в науке все со всем связано, и эта самая теплоемкость к кусочкам света имеет отношение. Теплоемкость — это количество теплоты, которое нужно дать телу, чтобы нагреть его на один градус. (При остывании на один градус тело отдает столько же тепла.) Замечали, что почему-то при понижении температуры близ абсолютного нуля теплоемкость тел стремится к нулю — то есть чем холоднее, тем легче нагреть тело, тем меньше надо ему дать тепла. Эйнштейн объяснил: не только свет, но и твердые тела состоят из квантов, и потому ниже определенной температуры их энергия меняется не постепенно, а рывками. А больше нам знать необязательно; важно, что он утверждал: кванты (в которые так никто еще и не верил) — всюду!
…И еще он сделал канатную дорогу из спичечных коробков. Ганс Эйнштейн: «Тогда это была одна из лучших моих игрушек, и она работала».
Глава четвертая
СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ
1907 год: Планк и Минковский — вот и все гиганты, поверившие в новую теорию; ее автор сидит в патентном бюро, публикует к СТО разъяснения и уточнения (11 текстов за год). 14 мая послал в «Анналы» работу «Об инерции энергии, требуемой принципом относительности», где уже есть формула Е=тс2 (в оригинале K=μV2) и говорится, что не только энергия обладает массой, но и любая масса — скрытой энергией. Но тогда никому в голову не приходило, для чего это можно использовать.
После 1905 года, так называемого «года чудес», он устал. По воспоминаниям Иоффе, приехавшего поговорить о квантах и не заставшего хозяина дома, Милева «сообщила с его слов, что он только чиновник патентного ведомства и о науке думать серьезно не может…». Правил чужие рефераты, делал для сына игрушечных лошадей, музицировал в составе квинтета из местных жителей. Тихая жизнь, почти как у Спинозы, только у того семьи не было. Как Спиноза, философствовал; завел дискуссию с физиком и философом из Вены Филиппом Франком (1884–1966), который потом напишет его биографию. Спорили о причинности: все ли в мире имеет конкретную причину; Эйнштейн считал, что да, Франк сомневался.
Но Эйнштейн той поры совсем не хотел быть Спинозой. Он был честолюбив и желал заниматься наукой профессионально; 17 июня он обратился в Бернский университет с просьбой дать ему должность приват-доцента. Почему-то не выполнил одно из требований — представить еще не опубликованную работу (возможно, просто не смог — выдохся); в августе съездил с женой и сыном отдохнуть в кантон Ленке, а в октябре узнал, что ему опять отказали. Отчаявшись, он стал искать место учителя математики: видно, патентное бюро его совсем «достало». Всерьез решил заняться изобретательством: с Конрадом Габихтом и его братом Паулем построили «электрометр», прибор для измерения малых количеств электричества, и позже, когда Эйнштейн уже не служил в бюро, запатентовали его, а Габихты стали его производить. Это изобретение «страшилки» приписывают Милеве без единого доказательства: оно не упоминается в переписке Милевы с Савич, а в переписке Эйнштейна с Габихтами по поводу прибора нет упоминаний о Милеве.
В ноябре 1907 года Эйнштейну, по его словам, пришла в голову «самая счастливая мысль в жизни». «Я сидел на стуле в патентном бюро в Берне и вдруг подумал: „Если человек находится в состоянии свободного падения, он не должен чувствовать своего веса“. Я был ошеломлен. Эта простая мысль произвела на меня глубокое впечатление. Она послужила толчком к созданию теории гравитации». Позднее он вспоминал: «В 1907 году, работая над обзором по СТО… я понял, что в рамках этой теории можно рассматривать все явления природы за исключением тяготения. У меня возникло сильное желание понять, почему это так…»
Гравитация. По Ньютону, яблоко почему падает вниз? Земля притягивает его силой. Той же силой Солнце притягивает Землю, Земля — Луну. Ученые не очень любят слово «сила» — оно ничего не объясняет. Когда речь идет о том, почему магнит притягивает железо, почему вода не распадается на куски, там понятно, там взаимодействуют всякие электроны, заряды, молекулы, а тут что? Раньше в любой непонятной ситуации все валили на эфир, а без него как все объяснять? Причем в случае с Солнцем и Землей загадочная «сила» действует мгновенно на громадном расстоянии — как это возможно?
Сам Ньютон, недоумевая, писал: «…непостижимо, чтобы неодушевленная, грубая материя могла без посредства чего-либо нематериального действовать и влиять на другую материю без взаимного соприкосновения… Предполагать, что тяготение является существенным, неразрывным и врожденным свойством материи, так что тело может действовать на другое на любом расстоянии в пустом пространстве, без посредства чего-либо передавая действие и силу, — это, по-моему, такой абсурд, который немыслим ни для кого, умеющего достаточно разбираться в философских предметах. Тяготение должно вызываться агентом, постоянно действующим по определенными законам. Является ли, однако, этот агент материальным или нематериальным, решать это я предоставил моим читателям».
И было еще непонятное. Давно знали, что тела, обладающие разной массой, в вакууме (то есть при отсутствии сопротивления воздуха или иной среды) падают с одним и тем же ускорением — что камень, что пух. Почему так? Ведь чем тяжелее тело, тем слабее на него должна действовать «сила». Ньютон придумал объяснение, что есть некое инерционное сопротивление, оно компенсирует разницу в массе, но сам им не был удовлетворен: и с одной-то силой не разобрался, а тут еще какая-то вводится. Но раз масса падающего тела не имеет значения, его можно рассматривать как точку — понятие геометрическое: стало быть, «силу» тяготения можно описать посредством геометрии, значит, сама эта «сила» — проявление геометрии Вселенной.
А еще эта притягивающая «сила» была подозрительно похожа на другое явление — ускоренное движение. Если нас откуда-то сбросить, «сила» нас потянет вниз, а если мы едем в поезде и он разогнался, нас вдавит в спинку так, что наши ноги могут не стоять на полу — все равно не упадем; и падая, и находясь в ускоряющемся вагоне, мы не ощущаем своего веса. А если вагон опрокинется, нас тоже на некоторое время так вдавит в спинку кресла, что мы не сразу упадем, — «сила» действует снизу вверх? А раз ускоренное движение и «сила» тяготения так похоже действуют — может, ими управляют одни и те же законы? Движение уже описали уравнениями; теперь нужно вывести уравнения, куда войдет и «сила» притяжения, то бишь гравитация, и таким образом будет описано почти что всё.
