Но все это лишь далеко в будущем, а пока молодой физик доволен своей работой. В предпоследней статье, отосланной в Annalen der Physik, он показал основополагающую роль, которую скорость света играет в самых разных идеях и понятиях. Статья вышла в сентябре 1905-го, и изложенные в ней взгляды позже стали называть специальной теорией относительности. Через день после выхода журнала редакция получила его последнюю в этой серии статью – демонстрирующую впечатляющий вывод, основанный на предыдущей статье: масса и энергия могут превращаться друг в друга. Это следствие специальной теории относительности опубликовали 21 ноября 1905 года, и оно стало завершением его annus mirabilis – самого необычайного года и для Эйнштейна, и для всей мировой науки.
За какие-то месяцы 1905 года никому не ведомый 26-летний Эйнштейн опубликовал статьи, которые можно смело отнести к числу наиболее выдающихся во всей истории науки. Он увидел, как четко организован внутренний механизм Вселенной, разглядев невообразимый прежде туннель между массой и энергией, который столь точно описывается уравнением E = mc². Эти и другие идеи его статей 1905 года постепенно приведут к полному пересмотру царивших тогда представлений обо всем – от действия света до природы пространства и времени. Постепенно осознавая всю значимость этой работы, физики дадут ее автору почувствовать вкус уважения коллег, которого он так жаждал. Но когда осенью 1905-го вышла последняя статья цикла, Эйнштейн мог лишь гадать, что ждет его впереди – и какой большой путь ему еще предстоит пройти.
Да, его уверенность в себе росла, но высокомерия и самодовольства в нем отнюдь не замечалось. Когда ему впервые пришла в голову идея последней статьи (о связи Е и М), он написал одному из друзей: «Идея забавная и очень заманчивая. Впрочем, не знаю, потешается надо мной Господь или же ведет меня по тайной тропе в райский сад».
И еще он безмерно устал: сказывались долгие месяцы изнурительных трудов. Всего перечисленного он добился, по-прежнему работая в своем бюро по 6 дней в неделю, по 8 часов в день. Когда он наконец закончил свой труд, они с Милевой отправились выпить, что случалось у них чрезвычайно редко: Эйнштейн нечасто позволял себе больше одной кружки пива, и обычно они оба просто пили за столом чай или кофе. Их недостаточный опыт в этой сфере демонстрирует сохранившаяся открытка, подписанная ими обоими и несущая в себе следующее откровение: «Увы, мы оба, вдрызг пьяные, валялись под столом».
Глава 4
Это лишь начало
Летом 1907 года Макс фон Лауэ, личный ассистент великого физика Макса Планка, работавшего в Берлине, был откомандирован в швейцарский Берн. Ему поручили встретиться с человеком, который в 1905 году опубликовал в почтенном журнале Annalen der Physik весьма необычайные статьи.
Прибыв на место и проведя необходимые разыскания, фон Лауэ обнаружил, что этот ученый, которого, как он предполагал, именуют как-нибудь вроде «герр доктор профессор Эйнштейн», вовсе не работает в Бернском университете, а обитает, судя по всему, в здании местного почтамта, где заодно располагается и Бернское патентное бюро. Фон Лауэ пришел туда пешком и попросил позвать герра профессора. Несколько минут спустя в приемную вошел вежливый молодой человек. Фон Лауэ не обратил на него никакого внимания, ведь он ожидал профессора. Юноша казался смущенным: почему его позвали, когда никто здесь с ним даже не здоровается? Затем он вернулся на третий этаж, за свой рабочий стол.
Посетитель снова обратился с просьбой о встрече: ведь профессору явно не требуется так много времени, чтобы спуститься вниз? Гость подождал еще некоторое время, и вскоре Эйнштейн снова вошел в приемную. Тогда-то ассистент Планка и осознал, что это, должно быть, и есть тот великий мыслитель – не профессор и даже не доктор, а просто мелкий служащий, который работает в здании почтамта.
Майя вспоминала об этом периоде: брат полагал, что на его публикацию в «Анналах» тут же обратят внимание, и явно испытал разочарование, когда ее совершенно проигнорировали: в следующих номерах о его работах не говорилось ни единого слова. Отчасти это объяснялось тем, что он не дал себе труда облечь результаты в общепринятую научную форму, со множеством ссылок на предыдущие работы всяких прославленных профессоров. В его основной статье имелось лишь несколько сносок, зато в последнем абзаце он тепло благодарил своего друга Мишеля Бессо, который так помог ему с этими глубокомысленными дискуссиями о физике во время их долгих прогулок под Берном. Отчасти же такое молчание объяснялось тем, что открытия Эйнштейна как следует осознать было совсем нелегко.
Эйнштейн разработал свои теории, используя весьма общие принципы. У себя в патентном бюро он как раз и научился применять принципы более высокого уровня, чтобы определить, будет ли работать то или иное изобретение. К примеру, если изобретатель заявлял, что устройство, схему которого он присылает, действует по принципу вечного двигателя, Эйнштейн понимал, что может сразу же отклонить такую заявку. Вечный двигатель невозможен – во всяком случае, в нашем бренном мире, где есть трение и энтропия. Так что всякий прибор, якобы демонстрирующий противоположное, никогда не будет работать. Но когда этот простой, но довольно абстрактный подход Эйнштейн применял в более амбициозных целях, это часто приводило к тому, что его теории оказывались трудными для восприятия современниками-учеными – не говоря уж о том, чтобы серьезно рассуждать об этих теориях.
В своих трудах 1905 года Эйнштейн задействовал широкий спектр подобных принципов высшего порядка, дабы в итоге выдвинуть идеи, поражавшие всех странностью и необычностью. Среди них оказалось уравнение E = mc² из его ноябрьской статьи, упорно настаивавшее (и в общем-то справедливо), что энергия – лишь весьма рассеянная форма массы, тогда как масса – лишь чрезвычайно уплотненная энергия. Всякому эйнштейновскому современнику, натасканному в традиционной викторианской науке, уже одно это утверждение могло показаться шокирующим. Но это уравнение явилось только частью целой теории: оно стало лишь одним из следствий специальной теории относительности Эйнштейна, основы которой излагались в его более ранней, сентябрьской статье. Эта теория коренным образом пересматривала представления о том, как наблюдать объекты во времени и пространстве.
Из специальной теории относительности вытекало множество других выводов, не менее причудливых и неожиданных, чем те, к которым позволяло прийти уравнение E = mc². В своей сентябрьской статье Эйнштейн показал: наши представления о пространстве, по существу, ошибочны. Если наблюдать за поездом, движущимся достаточно быстро, то мы увидим, что он будет укорачиваться в направлении движения, и при достаточно большой скорости самые внушительные локомотивы окажутся не толще почтовой марки. Но и наши представления о времени тоже не соответствуют действительности. Мы привыкли думать, что время всегда «течет» для всех с одинаковой скоростью. Однако наблюдатель, достаточно быстро удаляющийся от Земли, увидит, как человечество скользит сквозь века в течение периода, который кажется этому наблюдателю минутами, тогда как мы на Земле, обладай мы возможностью следить за жизнью космических путешественников, увидели бы, как их жизнь все больше замедля-я-я-яется – почти замирает. Каждая группа наблюдателей ощущала бы собственную жизнь нормальной, полагая, что жизнь другой группы переменилась.
