«Эйнштейн: Искатель»

ЭЙНШТЕЙН ИСКАТЕЛЬ

ЕГО РАБОТА, ОБЪЯСНЕННАЯ В ДИАЛОГАХ С ЭЙНШТЕЙНОМ

АВТОР:

ALEXANDER MOSZKOWSKI

ПЕРЕВОД ГЕНРИ Л. БРОУЗА

METHUEN & CO. LTD. 36 ЭССЕКС-СТРИТ, W.C. ЛОНДОН

ОТРЫВОК ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА

Книга, которая предлагается вниманию публики, не имеет аналогов среди современных ей работ; она заслуживает особого внимания, поскольку ее освещает имя Альберта Эйнштейна, а речь в ней идет о личности, чьи достижения знаменуют собой поворотный момент в развитии науки.

Каждый исследователь, расширяющий наш кругозор каким-либо фундаментальным открытием, становится вехой на пути к познанию, и список тех, кто определил этапы на этом долгом пути, был бы весьма внушительным. Можно было бы попытаться решить, кому человечество обязано больше: Евклиду или Архимеду, Платону или Аристотелю, Декарту или Паскалю, Лагранжу или Гауссу, Кеплеру или Копернику. Пришлось бы исследовать — насколько это возможно — то, насколько каждая выдающаяся личность опережала свое время, не мог ли кто-то из современников с равным успехом совершить то же открытие и не пришло ли время, когда оно неизбежно должно было быть явлено. Если бы мы затем отобрали только тех, кто видел далеко за пределами своей эпохи в непостижимое будущее знания, это число знаменитостей значительно сократилось бы. Нам следовало бы отвести взгляд от отдельных вех и сосредоточиться на более крупных знаках, обозначающих границы наук, и среди них мы обнаружили бы имя Альберта Эйнштейна. Возможно, нам придется прибегнуть к еще более строгой классификации; сама наука может позже пересмотреть свою хронологическую таблицу и считать время появления учения Эйнштейна началом важной эры.

Это само по себе оправдывало бы — более того, делало бы необходимым — написание книги об Эйнштейне. Но эта потребность уже неоднократно удовлетворялась, и о нем существует уже немало литературы. К концу этого поколения мы будем обладать объемной библиотекой, состоящей исключительно из книг об Эйнштейне. Настоящая книга будет отличаться от большинства из них тем, что Эйнштейн здесь предстает не только объективно, но и субъективно. Мы, конечно, будем говорить о нем и здесь, но мы также услышим его самого, и нет сомнений, что все, кто предан мировой мысли, могут только выиграть, прислушиваясь к нему.

Название соответствует обстоятельствам, которым эта книга обязана своим появлением. Обращаясь к кругу читателей как к аудитории, она обещает много красноречивых высказываний, прозвучавших из уст самого Эйнштейна во время светского общения, далекого от академических целей и не основанного на каком-либо определенном плане обучения. Поэтому это не будет ни курсом лекций, ни чем-либо подобным, нацеленным на систематический порядок и развитие. Это также не простая фонографическая запись, что невозможно хотя бы потому, что всякий, кому посчастливилось беседовать с этим человеком, находит каждую минуту слишком драгоценной, чтобы тратить ее на стенографирование. Услышанное и обсужденное кристаллизуется в последующих заметках, и автор в некоторой степени полагается на свою память, которая должна была бы быть необычайно слабой, если бы ей удалось забыть суть таких бесед.

Но этой сути нельзя было бы достичь, цепляясь за точные формулировки. Это не принесло бы пользы ни замыслу книги, ни читателю, который хочет проследить за великим мыслителем во всех разветвлениях его идей. Следует повторить, что эта книга не задумывалась ни как учебник, ни как руководство, ведущее к полной системе мышления; прежде всего, она никоим образом не обязана своим появлением Эйнштейну и не была им заказана. Ценность и привлекательность книги скорее следует искать в ее калейдоскопической природе, в ее свободной связи, которая выражает общий смысл, не ограничиваясь педантичными рамками буквального повторения. Именно отсутствие метода, справедливо требуемого от учебника, может позволить этим беседам передать миру немного того удовольствия, которое они изначально доставили мне. Возможно, их будет достаточно, чтобы дать читателю представление о выдающемся ученом, позволить ему мельком увидеть его личность, не требуя детального изучения для достижения этой цели. Даже здесь я хотел бы отметить, что масштаб гения Эйнштейна простирается гораздо дальше, чем обычно полагают те, кто занимался только самой физической теорией. Он посылает лучи во всех направлениях и под своим воздействием открывает удивительные космические черты — черты, которые, конечно, заключены в весьма труднодоступной математической оболочке его физики, охватывающей весь мир. Но, возможно, только умы далекого будущего смогут осознать, что все наше ментальное знание освещено светом его учения.

Миссия Эйнштейна — это миссия короля, который ведет строительные работы в больших масштабах; возчики и рабочие, каждый в своей области, получают работу на десятилетия вперед. Но помимо технической работы, может найтись место и для нетехнического изложения, которое, не следуя определенной программе, все же преследует определенную цель: предложить «эйнштейниану» в легко доступной и постоянно меняющейся форме, представить его, так сказать, блуждающим по полям и лугам и время от времени наклоняющимся, чтобы сорвать какую-нибудь проблему в виде цветка. Поскольку он доставил мне удовольствие сопровождать его в этих экскурсиях, в мои задачи не входило ожидать, что он будет направлять свои шаги согласно заранее намеченному плану. Довольно часто цель исчезала, и не оставалось ничего, кроме удовольствия от самих прогулок с осознанием их предназначения. Как отмечает Шопенгауэр, о том, кто гуляет ради отдыха, никогда нельзя сказать, что он делает крюк; и это остается верным независимо от характера местности, которую приходится пересекать в данный момент. Если я только что упомянул прогулки по луговым склонам, это не следует понимать буквально. В компании Эйнштейна ежеминутно сталкиваешься с каким-нибудь приключением, которое разрушает наше сравнение с идиллическими прогулками. Появляются бездонные глубины, и приходится идти по опасным тропам. Именно в эти моменты открываются неожиданные виды, и многие участки ландшафта, которые, по нашей предыдущей оценке, казались расположенными на более высоких склонах, теперь обнаруживаются покоящимися далеко внизу. Мы знакомы с «Скитальческой фантазией» Шуберта; ее тональная диспозиция реалистична, соответствует природе, но ее общее выражение трансцендентно: такова и прогулка с Эйнштейном; он твердо стоит на почве реальности, но далекие виды, на которые он указывает, простираются в трансцендентные области. Мне он кажется в такой же степени художником, как и первооткрывателем, и если эта книга вдохновит хотя бы на некоторое ощущение этого ниспосланного небесами сочетания дарований, одно это оправдало бы публикацию этих бесед.

ПРИМЕЧАНИЕ ПЕРЕВОДЧИКА

Едва ли есть необходимость распространяться о масштабах и замысле настоящей книги, которые проявляются с первого взгляда.

Автор заслуживает нашей благодарности за то, что сделал доступным для нас материал об Эйнштейне, который при обычном ходе событий так и остался бы неизвестным. Описание работы Эйнштейна было бы неполным без очерка его личности. Г-н Мошковский приглашает нас отправиться вместе с Эйнштейном в области, не ограничивающиеся чистой физикой. Многие темы, представляющие особый интерес на нынешнем критическом этапе мировой истории, получают здесь освещение. Есть надежда, что появление книги на английском языке стимулирует дальнейший интерес к миру мыслей великого ученого.

Сердечная благодарность г-ну Рэймонду Кершоу, бакалавру искусств, и моей сестре, мисс Хильде Броуз, за помощь в вычитке рукописи и корректурных оттисков.

ГЕНРИ Л. БРОУЗ

OXFORD, 1921

CONTENTS

ГЛАВА I. Небесные явления II. За пределами наших возможностей III. Вальхалла IV. Образование V. Первооткрыватель VI. О разных мирах VII. Проблемы VIII. Большие дороги и окольные пути IX. Экспериментальная аналогия X. Разрозненные предложения XI. Жизнь и личность Эйнштейна УКАЗАТЕЛЬ

ЭЙНШТЕЙН — ИСКАТЕЛЬ

ГЛАВА I НЕБЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Провозглашение новой механики. — Верификация теоретических результатов. — Параллели с Леверье. — Нептун и Меркурий. — Проверка теории относительности. — Солнечное затмение 1919 года. — Программа экспедиции. — Искривленный луч света. — Уточнение расчетов и измерений. — Звездная фотография. — Принцип эквивалентности. — Миф о Солнце.

13 октября 1910 года в Берлинском научном обществе произошло знаменательное событие: было объявлено, что Анри Пуанкаре, выдающийся физик и математик, прочтет лекцию в помещениях института «Урания»; собралась аудитория довольно скромных размеров. Я до сих пор вижу его перед собой мысленным взором — ученого, ушедшего из жизни в расцвете своего творческого периода, человека, чья внешность не выдавала света гения, а аккуратно подстриженная борода напоминала скорее тип практикующего адвоката. Он расхаживал по платформе, сопровождая свою речь жестами, отмеченными легкой элегантностью. Не было никаких признаков попытки навязать доктрину. Несмотря на иностранный язык, он развивал свой тезис в беглых и легко понятных терминах.

Именно на этой лекции мы впервые услышали имя Альберта Эйнштейна.

Выступление Пуанкаре было посвящено новой механике и имело целью познакомить нас с началом тенденции, которая, как он сам признался, сильно пошатнула равновесие его прежних фундаментальных взглядов. Он неоднократно прерывал обычно ровный поток своей речи, чтобы подчеркнутым жестом указать, что мы, возможно, достигли критического, даже эпохального момента, знаменующего начало новой эры мышления.

«Возможно» — это слово, которое он не упускал случая подчеркнуть. Он настойчиво делал акцент на своих сомнениях, проводил различие между твердыми фактами и гипотезами, все еще цепляясь за надежду, что новая доктрина, которую он излагал, все же допустит путь, ведущий обратно к старым взглядам. Эта революция, по его словам, казалось, угрожала вещам в науке, которые еще недавно считались абсолютно достоверными, а именно фундаментальным теоремам классической механики, которыми мы обязаны гению Ньютона. В настоящее время эта революция, конечно, является лишь угрожающим призраком, ибо вполне возможно, что рано или поздно старые установленные динамические принципы Ньютона выйдут победоносными. Позже в ходе лекции он неоднократно заявлял, что испытывает робость, граничащую со страхом, при виде растущего числа гипотез и что попытка привести их в систему кажется граничащей с невозможным.

Совершенно безразлично, как откровения Пуанкаре повлияли на нас индивидуально; если я могу судить по своему случаю, есть только одно слово, чтобы выразить это — ошеломление! Забыв о сомнениях лектора, я был увлечен напором этого нового и мощного потока мысли. Это пробудило во мне два желания: познакомиться с исследованиями Эйнштейна, насколько это было в моих силах, и, если возможно, увидеть его однажды лично. Во мне абстрактное стало неотделимым от конкретного личного элемента. Предчувствие счастливого момента в будущем витало перед моим взором, шепча, что я услышу его учение из его собственных уст.

Несколько лет спустя Эйнштейн был назначен профессором Академии наук с правом чтения лекций в Берлинском университете. Это сделало мое личное желание достижимым. Уповая на удачу, я принялся за его осуществление. Вместе с коллегой я написал ему письмо с просьбой почтить своим присутствием один из неформальных вечеров, организованных нашим Литературным обществом в отеле «Бристоль». Там он был моим соседом по столу и беседовал со мной несколько часов. В наши дни его внешность известна каждому благодаря бесчисленным фотографиям, появившимся в газетах. В то время я никогда раньше не видел его лица, и я погрузился в изучение его черт, которые показались мне чертами доброго, склонного к искусству существа, ничем не напоминающего профессора. Он казался оживленным и непринужденным в разговоре и, в ответ на нашу просьбу, охотно коснулся своей собственной темы, насколько позволяли место и случай, следуя изречению Горация: «Omne tulit punctum, qui miscuit utile dulci, tironem delectando pariterque monendo». Это было, безусловно, восхитительно. И все же временами мне вспоминался мужской сфинкс, что навевалось его очень выразительным загадочным лбом. Даже сейчас, после теплого знакомства, длящегося годами, я не могу отделаться от этого впечатления. Оно часто одолевает меня посреди приятной беседы, перемежающейся шутками, во время наслаждения сигарой после чая; я внезапно чувствую таинственное влияние тонкого интеллекта, который пленяет и в то же время сбивает с толку.

В то время, в начале 1916 года, лишь немногие члены Литературного общества догадывались, кто именно пользуется их гостеприимством. В глазах Берлина звезда Эйнштейна начинала свой восходящий путь, но была еще слишком близка к горизонту, чтобы быть видимой повсеместно. Мое собственное видение, обостренное французской лекцией и другом-физиком, предвосхищало события и уже видело звезду Эйнштейна в зените, хотя я тогда даже не знал, что Пуанкаре тем временем преодолел свои сомнения и полностью признал непреходящее значение исследований Эйнштейна. У меня было инстинктивное чувство, что я сижу рядом с Галилеем. Фанфары, прозвучавшие в последующие годы как знак признания современниками, были лишь более полным инструментарием музыки судьбы, которая вибрировала в моих ушах с тех самых пор.

Я припоминаю один маленький случай: один из этих любителей литературы, который, однако, был совершенно невежествен в естественных науках, случайно увидел несколько научных статей, посвященных отчетам Эйнштейна для Академии, и сохранил вырезки в своем бумажнике. Он счел это подходящим случаем для просвещения. Конечно, короткого вопроса было бы достаточно, чтобы провести его через эти запутанные каналы. «Профессор, не будете ли вы так любезны объяснить мне значение слов: потенциал, инвариант, контравариант, тензор энергии, скаляр, постулат относительности, гиперэвклидова и инерциальная система отсчета? Можете ли вы объяснить их мне в двух словах?» — «Конечно, — сказал Эйнштейн, — это просто технические выражения!» На этом маленький урок закончился.

Далеко за полночь трое из нас сидели в кафе, пока Эйнштейн мягко приподнимал завесу над своим новейшим открытием для моего друга-журналиста и меня. Из его замечаний мы поняли, что специальная теория относительности послужила прелюдией к общей теории, которая охватывала проблему гравитации в самом широком смысле, а следовательно, и физическое устройство мира. Что интересовало меня помимо этой темы, которой, конечно, коснулись лишь слегка, так это личный вопрос в его психологическом аспекте.

«Профессор, — сказал я, — такие исследования должны вызывать огромное умственное возбуждение. Я представляю, что за каждой решенной проблемой снова и снова скрывается какая-то новая проблема с угрожающим или, наоборот, захватывающим аспектом, каждая из которых вызывает бурю эмоций у своего автора. Как вам удается справляться с этой трудностью? Не мучают ли вас постоянно беспокойные мысли, которые шумно вторгаются в ваши сны? Удаеться ли вам вообще наслаждаться спокойным сном?»

Сам тон, в котором был дан ответ, ясно показывал, насколько свободным он чувствовал себя от таких нервных расстройств, которые обычно угнетают даже посредственного мыслителя. К счастью, такие недуги не проникают на его высокий уровень. «Я прерываюсь, когда хочу, — сказал он, — и отгоняю все трудности, когда приходит время сна. Мышление во время снов, как в случае с художниками, такими как поэты и композиторы, с помощью которого они вплетают нить дня в ночь, мне совершенно чуждо. Тем не менее, должен признаться, что в самом начале, когда специальная теория относительности начала зарождаться во мне, меня посещали всякого рода нервные конфликты. В молодости я уезжал на недели в состоянии замешательства, как человек, которому в то время еще предстояло преодолеть стадию оцепенения при первой встрече с такими вопросами. С тех пор все изменилось, и я могу заверить вас, что нет причин беспокоиться о моем отдыхе».

«Тем не менее, — ответил я, — могут возникнуть случаи, когда определенный результат должен быть проверен наблюдением и экспериментом. Это легко может привести к нервным переживаниям. Если, например, теория приводит к расчету, который не согласуется с реальностью, автор, должно быть, чувствует себя значительно угнетенным одной лишь этой возможностью. Давайте возьмем конкретное событие. Я слышал, что вы произвели новый расчет пути планеты Меркурий на основе вашего учения. Это, безусловно, должно было быть трудоемкой и сложной работой. Вы были твердо убеждены в теории, возможно, вы один. Она еще не была подтверждена фактическим событием. В таких случаях, безусловно, должны проявляться состояния большого психологического напряжения. Что, во имя Небес, произойдет, если ожидаемый результат не появится? Что, если он противоречит теории? Эффект для создателя теории невозможно даже вообразить!»

«Такие вопросы, — сказал Эйнштейн, — не лежали на моем пути. Этот результат не мог быть иным, кроме как правильным. Я был озабочен лишь тем, чтобы придать результату ясную форму. Я ни на секунду не сомневался, что он совпадет с наблюдением. Не было смысла волноваться о том, что самоочевидно».

Давайте теперь рассмотрим несколько фактов естествознания, помимо этой беседы, но навеянных ею, которые вызвали у Эйнштейна мало волнения, но у всего мира в целом — гораздо больше. В качестве иллюстрации мы свяжем их с результатом предшественника, который, подобно Эйнштейну, зафиксировал на бумаге то, что должно происходить на небесах.

Раньше, когда хотели разыграть особенно эффективный козырь в пользу исследовательской работы, было принято ссылаться на достижение французского астронома Леверье, который, с пером в руке, установил материальное существование планеты, в то время совершенно неизвестной и незамеченной. Определенные возмущения в орбите планеты Уран, которая считалась самой дальней из блуждающих звезд, в то время заставили его поверить в достоверность существования еще более далекой планеты, и, используя лишь теоретические методы небесной механики в связи с задачей трех тел, ему удалось обнаружить то, что было скрыто за видимыми созвездиями. Он сообщил результат своих расчетов в Берлинскую обсерваторию около семидесяти пяти лет назад, так как она в то время обладала лучшими инструментами. Именно тогда произошло удивительное событие: в тот же вечер наблюдатель в Берлине, Готфрид Галле, обнаружил предсказанную новую звезду почти точно в той точке неба, для которой она была предсказана, всего в половине диаметра Луны от нее. Новая планета Нептун, самый дальний форпост нашей солнечной системы, покоилась как пленник в его телескопе; казалось бы, необнаружимая звезда капитулировала перед лицом умственных усилий математика, который в рассудительной медитации набросал свои кривые в тихой атмосфере своего кабинета.

Это было, безусловно, достаточно ошеломляющим, но, тем не менее, этот невероятный результат, который так сильно взволновал воображение, был непосредственно укоренен в реальности, лежал на пути исследований, с необходимостью следовал из законов движения, известных в то время, и раскрылся как новое доказательство доктрин астрономии, которые давно были признаны высшими и неоспоримыми. Леверье не создал их, а нашел готовыми; он применил их с умом гения. Любой, кто в наши дни достаточно подготовлен, чтобы проработать в высшей степени сложный расчет Леверье, имеет все основания восхищаться работой, которая является полностью математической от начала до конца.

Наше собственное время было отмечено событием еще более значительным.

При наблюдении небес проявились нерегулярности, которые не могли быть объяснены или поняты принятыми методами классической механики. Чтобы интерпретировать их, потребовались идеи революционного характера. Взгляд человека на план, согласно которому отображена Вселенная, должен был быть радикально реформирован, чтобы охватить пониманием проблемы, которые возникали как в макроскопических, так и в микроскопических областях, в курсах звезд, а также в движениях конечных составляющих атома материальных тел, неспособных быть непосредственно наблюдаемыми. Цель состояла в том, чтобы довести до завершения те доктрины, в которых истина была провозглашена в своих существенных чертах, но не исчерпывающе, гением Коперника, Галилея, Кеплера и Ньютона, проникнув как можно дальше в тайны структуры Вселенной. Именно здесь выступает Эйнштейн.

В то время как самая дальняя планета Нептун подчинилась принятым законам, просто раскрыв свое присутствие, Меркурий, самая внутренняя планета, сохранял упорную позицию даже перед лицом самых уточненных расчетов. Они всегда приводили к необъяснимому остатку, расхождению, которое казалось очень малым, если выразить его в цифрах и словах, и все же заключало в себе глубокую тайну. В чем состояло это расхождение? В разности дуги, которая была также обнаружена Леверье и которая не поддавалась объяснению. Это был вопрос всего лишь около сорока пяти незначительных величин, секунд дуги, которые казались исчезающе малыми, поскольку это отклонение происходило не в течение месяца или года, а было распределено по целому столетию. Ровно на столько, или, вернее, на столь мало, вращение орбиты Меркурия отличалось от того, что можно было бы назвать допустимым астрономическим значением. Наблюдение было точным, расчет был точным; почему же тогда расхождение?

Таким образом, было сделано заключение, что существует еще какой-то скрытый неисследованный фактор, который необходимо было принять во внимание в фундаментальных принципах небесной механики. Ранее невидимый Нептун подтвердил старое правило, появившись. Меркурий, который был виден, противоречил правилу.

В 1910 году Пуанкаре коснулся этого неловкого вопроса, упомянув, что здесь есть возможность проверки новой механики.

Он отклонил предположение некоторых астрономов, что это снова проблема Леверье и что должна существовать другая неоткрытая планета, еще более близкая к Солнцу и возмущающая орбиту Меркурия. Он также отказался принять предположение, что возмущение может быть вызвано кольцом космической материи, распределенной вокруг Солнца. Пуанкаре предчувствовал, что новая механика может дать ключ к загадке, но, очевидно, чтобы быть вполне добросовестным, он выразил свое предчувствие в очень осторожных терминах. По этому случаю он сказал, что еще предстоит найти какую-то особую причину, чтобы объяснить аномалию поведения Меркурия; пока она не будет обнаружена, можно лишь сказать, что новая доктрина не может рассматриваться как противоречащая астрономическим фактам. Но истинное объяснение постепенно приближалось. Пять лет спустя, 18 ноября 1915 года, Альберт Эйнштейн представил Прусской академии наук статью, которая решила эту загадку, которая, выраженная в секундах, казалась столь незначительной и все же имела столь огромное значение в своем отношении к фундаментальным вопросам. Он доказал, что проблема решена вполне точно, если общая теория относительности, которую он основал, принята как единственно верная основа для явлений космических движений.

Многие в этот момент выразили бы желание, чтобы сущность доктрины относительности была объяснена легко понятным образом. Действительно, некоторые пошли бы еще дальше в своем желании и попросили бы простого описания в нескольких лаконичных предложениях. Это, измеренное в терминах трудности и возможности, было бы примерно равносильно желанию изучить историю мира, прочитав несколько страниц рукописи формата кварто или новеллу. Но даже если мы начнем с большого расстояния и будем использовать сложные материалы для нашего описания, нам придется отказаться от идеи, что это знание может быть получено с игривой легкостью. Ибо эта доктрина, поскольку она раскрывает связь между математическими и физическими событиями, возникает из математики, которая таким образом ограничивает способ ее представления. Тот, кто берется представить ее в форме, в которой она легко понятна, то есть совершенно нематематична и в то же время полна, занимается невозможным предприятием; он подобен тому, кто свистел бы законы Кеплера на флейте или разъяснял бы «Критику чистого разума» Канта с помощью цветных иллюстраций. Со всей откровенностью мы должны раз и навсегда признать, что всякий раз, когда предпринимаются попытки популярных изложений, они могут быть лишь в характере смутных предположений, удаленных от области математики. Но даже такие указания имеют плодотворный результат, если им удается сфокусировать внимание читателя или слушателя так, чтобы связи, лейтмотивы, так сказать, доктрины, были хотя бы намечены.

Поэтому должно быть достаточно, если мы поместим концепцию приближения на передний план здесь, как и в других частях этой книги. До недавнего времени уравнения движения Ньютона использовались как фундамент для проверки астрономических событий. Это символические представления, выраженные как формулы, которые содержат в чрезвычайно простой форме закон притяжения масс. Они выражают всеобъемлющий принцип, что притяжение прямо пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату расстояния; так что движущая сила удваивается, когда масса удваивается, тогда как если расстояние удваивается, сила становится лишь в четыре раза меньше, если расстояние утраивается, сила становится в девять раз меньше.

Согласно теории относительности, этот фундаментальный закон не является неверным или недействительным, но больше не сохраняется полностью, если следовать до его последних выводов. При применении к нему поправок возникают новые факторы, такие как отношение данных скоростей к скорости света и новая геометрия, которая оперирует «мировыми линиями» в пространстве, которое, будучи объединенным с измерением времени, рассматривается как четырехкратно протяженный континуум. Эйнштейн фактически дополнил эти фундаментальные уравнения для движения масс так, что первоначальная форма утверждает истинное положение дел лишь приблизительно, тогда как уравнения Эйнштейна дают движение с очень большой точностью.

Вышеупомянутое эссе Эйнштейна выполнено так, как если бы структура, завещанная нам Ньютоном, требовала добавления финальной, очень тонкой вершины. Для математика эта вершина дана как комбинация знаков, представляющих так называемый «эллиптический интервал». Такой интервал — это очень странная конструкция, и человек, который сделает ее понятной для широкого читателя, еще не родился. Когда лорд Байрон сказал:

"And Coleridge, too, has lately taken wing.

But like a hawk encumbered with his hood,—

Explaining Metaphysics to the nation—

I wish he would explain his Explanation."

(Dedication to "Don Juan.")

у него все еще была твердая почва в понятности по сравнению с нематематиком, который требует объяснения для такой конструкции. И какой комплекс математических опасностей должен быть преодолен еще до того, как вопрос о значении этого интеграла кристаллизуется!

Но теперь объяснение прибыло и могло быть оценено, пусть даже приблизительно. Прежде чем мы дадим результат, давайте просто опишем хотя бы один технический термин, а именно «перигелий». Это та точка планетарной орбиты, которая лежит ближе всего к Солнцу. Эта орбита является эллипсом, то есть удлиненной кривой, внутри которой различают большую ось в направлении удлинения и малую ось, перпендикулярную первой в ее средней точке. Перигелий планетарной орбиты находится в одной из конечных точек большой оси.

Со временем перигелий меняет свое положение в пространстве, продвигаясь в том же направлении, в котором проходится орбита. Естественно было бы предположить, что величина этого продвижения, измеренная астрономически, совпадет с расчетом, вытекающим из теории Ньютона. Но это было не так. Оставался необъяснимый остаток, который астрономы определили как 45 секунд (дуги) за 100 лет, с возможным колебанием плюс-минус 5 секунд. Таким образом, если бы новый результат оказался между 40 и 50 секундами, новая теория отныне должна была бы рассматриваться как единственно верная.

Все произошло так, как предсказал Эйнштейн: расчет согласно его теории показывает, что для планеты Меркурий перигелий должен продвигаться на 43 секунды за 100 лет. Это означает полное согласие с наблюдением и полностью устраняет прежнюю кажущуюся трудность. В то время как Леверье в свое время указал на новую планету, Эйнштейн открыл нечто гораздо более важное: новую истину.

Это был тест на точность, столь ослепительный, что одного его было бы достаточно, чтобы доказать правильность принципов Эйнштейна. И все же представился второй тест, чреватый более серьезными и далеко идущими последствиями — тест, который мог быть применен только несколько лет спустя и который превратился в научное событие величайшей важности.

Ибо в то же время, когда Эйнштейн решил проблему Меркурия, он исследовал путь световых лучей согласно своему революционному методу и пришел к выводу, что каждый луч под влиянием гравитационного поля, как, например, в окрестностях Солнца, должен искривляться. Это смелое объявление дало новую возможность подвергнуть теорию практической проверке во время полного солнечного затмения 29 мая 1919 года. Ибо, когда диск Солнца затмевается, звезды, которые находятся ближе всего к нему, становятся видимыми (даже невооруженным глазом). Их можно сфотографировать, и расстояния между точками света на негативе позволяют нам обнаружить, были ли лучи от звезд при прохождении мимо массивного тела Солнца действительно отклонены на величину, предсказанную Эйнштейном.

В очередной раз современная мысль столкнулась с острым углом, и «здравый смысл», который выдает свой собственный сертификат качества, грозил стать бунтующим. Как же так? Луч от звезды может быть искривлен? Не противоречит ли это элементарному представлению о прямых линиях, то есть кратчайших линиях, для которых у нас нет лучшего образа, чем именно эти лучи? Разве Леонардо да Винчи не определял прямую линию с помощью термина linea radiosa.

Но таким якобы самоочевидным фактам больше нет места в пространственно-временном мире. Суть заключалась в том, чтобы проверить, действительно ли существует физическая аномалия, которая была предсказана. Если отклонение лучей действительно происходило, оно должно было проявиться в том, что расстояния между звездами на фотопластинке были бы больше, чем можно было бы ожидать исходя из их фактического положения.

Ибо кривизна имеет свою вогнутую сторону по направлению к Солнцу, что легко увидеть, как только явление рассматривается как возможное. Это как если бы луч был непосредственно подвержен гравитации. Давайте возьмем две звезды, по одной с каждой стороны Солнца. Из-за вогнутостей глаз воспринимает лучи от них под большим визуальным углом, чем если бы лучи были прямыми, и интерпретирует этот угол как обозначающий большее расстояние между источниками света, то есть он видит две звезды дальше друг от друга, чем в случае прямолинейного распространения.

Насколько дальше друг от друга? Предшествующий расчет и последующее прямое наблюдение требовали невероятной тонкости измерения. Если мы предположим, что вся дуга небес разделена на легко представимые единицы, такие как градусы, то видимая ширина Луны составляет около половины градуса. Мы все еще можем легко представить тридцатую часть этого, а именно минуту дуги. Но шестидесятая часть последней, секунда дуги, исчезает почти из диапазона чувственного восприятия. И именно эта минутная мера была поставлена под вопрос, ибо теория, которая была развита из чистой мысли, предсказывала отклонение в секунды дуги. Это соответствует примерно толщине волоса, если смотреть с расстояния 17 ярдов, или толщине спички с расстояния более полумили.

Одна из величайших проблем самой всеобъемлющей науки зависела от этой немыслимо малой меры.

Эйнштейн ни в коем случае не допускал возможности сомнения.

Неоднократно до мая 1919 года у меня была возможность расспрашивать его об этом пункте. Не было ни тени сомнения, никакие зловещие страхи не омрачали его ожиданий. И все же на кону стояли великие вещи.

Наблюдение должно было показать «правильность мировой системы Эйнштейна» фактом, ясно понятным всему миру, зависящим от очень чувствительного теста менее чем в две секунды дуги.

«Но, профессор, — говорил я по разным поводам, — что если окажется, что это больше или меньше? Эти вещи зависят от аппаратуры, которая может быть неисправной, или от непредвиденных несовершенств наблюдения». Улыбка была единственным ответом Эйнштейна, и эта улыбка выражала его непоколебимую веру в инструменты и наблюдателей, которым предстояло доверить эту обязанность.

Более того, следует отметить, что для комфортного экспериментирования при получении этой фотографической записи не было доступно много времени. Ибо максимально возможная продолжительность полного солнечного затмения, наблюдаемого в определенном месте, составляет менее восьми минут, так что в этом коротком промежутке времени не было места для неудач, и не должно было появиться ни одного облака. Доброе сотрудничество небес было незаменимым — и в нем не было отказано. Солнце, в данном случае затемненное Солнце, выявило этот факт.

Для особого случая затмения были снаряжены две английские экспедиции — одна должна была отправиться в Собрал, а другая — на остров Принсипи у берегов Португальской Африки; они были отправлены официально с оборудованием, предоставленным в основном почтенным Королевским обществом. Учитывая время, это рассматривалось как первый симптом возрождения международной науки, похвальное начинание. Огромный аппарат был приведен в движение для чисто научной цели, не имеющей ни малейшего отношения к какой-либо цели, полезной в практической жизни. Это было в высшей степени техническое исследование, реальное значение которого могли понять лишь немногие умы. И все же интерес был возбужден в кругах, выходящих далеко за пределы профессионального ученого. По мере приближения солнечного затмения сознание любителей стало будоражиться неопределенными идеями о космических явлениях. И точно так же, как мореплаватель смотрит на Полярную звезду, люди направили свое внимание на созвездие Эйнштейна, которое еще не было изображено на звездных картах, но из которого должно было вспыхнуть нечто непостижимое, но, несомненно, очень важное.

В июне было объявлено, что звездные фотографии в большинстве случаев были успешными, однако неделями, даже месяцами, нам приходилось проявлять терпение. Ибо фотографии, хотя для их получения требовалось мало времени, требовали гораздо больше времени для проявления и, прежде всего, для измерения; учитывая порядок малости расстояний, подлежащих сравнению, это была трудная и хлопотная задача, ибо точки света на пластинке не отвечали немедленно «да» или «нет», а только после того, как были тщательно применены механические устройства чрезвычайной тонкости.

В конце сентября они провозгласили свое послание. Оно было утвердительным, и это «да» из далеких трансцендентных областей вызвало резонирующее эхо в мире повседневной жизни. Подлинно и истинно секунды дуги вышли правильными до десятичного знака. Эти точки, представляющие цифры, как бы воспевали гармонию сфер на своем пифагорейском языке. Передача этого послания, казалось, сопровождалась эхом слов Ариэля из «Фауста» Гёте:

"With a crash the Light draws near!

Pealing rays and trumpet-blazes,—

Eye is blinded, ear amazes."

Никогда раньше ничего подобного не случалось. Волна изумления прокатилась по континентам. Тысячи людей, которые никогда в жизни не беспокоились о вибрациях света и гравитации, были захвачены этой волной и вознесены на высоту, погружены в желание знания, хотя и неспособны его постичь. Это все поняли, что из тихого кабинета ученого излучилось просвещающее евангелие для исследования Вселенной.

В то время ни одно имя не цитировалось так часто, как имя этого человека. Все померкло перед лицом этой универсальной темы, которая овладела человечеством. Разговоры образованных людей кружились вокруг этого полюса, не могли уйти от него, постоянно возвращались к той же теме, когда их оттесняли необходимость или случай. Газеты вступили в погоню за авторами, которые могли бы предоставить им короткие или длинные, технические или нетехнические заметки о теории Эйнштейна. Во всех уголках возникали социальные вечера просвещения, и появлялись странствующие университеты с блуждающими профессорами, которые уводили людей из трехмерной нищеты повседневной жизни на более гостеприимные Елисейские поля четырехмерности. Женщины теряли из виду домашние заботы и обсуждали координатные системы, принцип одновременности и отрицательно заряженные электроны. Все современные вопросы обрели фиксированный центр, от которого можно было протянуть нити к каждому. Относительность стала суверенным паролем. Несмотря на некоторые гротескные результаты, последовавшие за этим положением дел, нельзя было не признать, что мы наблюдаем симптомы умственного голода, не менее императивного в своих требованиях, чем телесный голод, и его уже нельзя было утолить прежними книгами авторов по популярной науке и заблуждающимися идеалистами.

И пока лидеры народа, государственные деятели и министры предпринимали тщетные усилия, чтобы рулить в тумане, чтобы прийти к результатам, полезным для нации, множество нашло то, что было целесообразно для него, что было возвышающим, что звучало как далекий стук реконструкции. Здесь был человек, который протянул руки к звездам; чтобы забыть земные боли, нужно было лишь погрузиться в его учение. Впервые за многие века аккорд провибрировал через мир, призывая все взоры к чему-то, что, подобно музыке или религии, лежало вне политических или материальных интересов.

Сама мысль о том, что живой Коперник движется среди нас, возвышала наши чувства. Всякий, кто воздавал ему почести, испытывал ощущение парения над пространством и временем, и это почтение было счастливым предзнаменованием в эпоху, столь лишенную яркости, как нынешняя.

* * * * * * * *

Как уже отмечалось, среди газетных статей не было недостатка в редких плодах, и хронист, несомненно, смог бы составить из них привлекательный альбом. Я принес Эйнштейну несколько иностранных газет с большими иллюстрациями, которые, безусловно, должны были стоить авторам и издателям много усилий и денег. Среди прочего, там были полностраничные красиво раскрашенные картинки, призванные дать читателю представление о путях, пройденных лучами от звезд во время полного солнечного затмения. Они доставили Эйнштейну много веселья, а именно e contrario, ибо с физической точки зрения эти страницы содержали полную бессмыслицу. Они показывали прямо противоположное фактическому ходу лучей, поскольку автор диаграмм повернул выпуклую сторону отклоненного луча к Солнцу. Он не имел даже смутного представления о характере отклонения, ибо его лучи двигались по прямой линии через Вселенную, пока не достигали Солнца, где они претерпевали внезапное изменение направления, напоминающее ноги аиста. Шум журналистского почтения был не свободен от разрозненных голосов несогласия, даже враждебности. Эйнштейн боролся с ними не только без гнева, но и с некоторым удовлетворением. Ибо, действительно, серия непрерывных оваций становилась неловкой, и его чувства восставали против того, что, казалось, превращалось в культ звезды-артиста. Это было как глоток свежего воздуха, когда какая-нибудь колонка случайной газеты была посвящена полемике против его теории, как бы необоснованной или неразумной она ни была, просто потому, что диссонирующий тон нарушал непрекращающийся хор похвал. Однажды он даже сказал о пронзительном спорщике: «Человек совершенно прав!» И эти слова были произнесены самым естественным образом. Нужно знать его лично, если хочешь понять эти излишества терпимости. Так Сократ защищал своих оппонентов.

В нашем разговоре мы вернулись к первоначальному вопросу, и я спросил, нет ли способа сделать отклонение луча понятным для обычного человека.

Эйнштейн ответил: «В очень поверхностной манере это, безусловно, возможно». И несколькими штрихами на бумаге, которые я здесь попытаюсь описать словами, он дал свое объяснение в выражениях, примерно следующих:

Этот квадрат должен обозначать поперечное сечение закрытого ящика, который мы представляем себе расположенным где-то во Вселенной. Внутри него живет физик, который делает наблюдения и делает из них выводы. С течением времени он замечает то, что знакомо всем нам, что каждое тело, не поддерживаемое и оставленное самому себе, например, камень, который отпускают, падает на пол с равномерным ускорением, то есть с постоянным увеличением скорости при движении вниз. У него есть два пути, чтобы объяснить это явление.

Во-первых, он мог бы заподозрить — и это подозрение, скорее всего, пришло бы ему в голову, — что его ящик покоится на каком-то теле на небесах. Ибо если бы ящик действительно был пещерой в какой-то части мира, падение камня не предполагало бы ничего необычного; это было бы совершенно самоочевидно для каждого обитателя и вполне объяснимо для физика согласно законам Галилея (или Ньютона) для падающих тел. Ему не обязательно ограничиваться Землей, ибо если бы ящик оказался на какой-то другой звезде, это явление падения точно так же происходило бы, с большей или меньшей скоростью, и тело, безусловно, падало бы с равномерным ускорением. Таким образом, физик мог бы сказать: это эффект гравитации, проявляющий свойство веса, которое я объясняю себе как обычно, как следствие притяжения небесного тела.

Во-вторых, ему могла бы прийти в голову другая идея. Ибо мы ничего не оговаривали о положении ящика и предполагали только, что он должен существовать «где-то во Вселенной». Физик в ящике мог бы рассуждать следующим образом:

Предполагая, что я отделен неисчислимыми расстояниями от каждого притягивающего небесного тела, и предполагая, что гравитация не существует ни для меня, ни для камня, который я выпускаю из руки, тогда для меня все равно было бы возможно дать полное объяснение явлений, которые я наблюдаю. Мне нужно было бы только предположить, что тело движется с равномерным ускорением «вверх». Движение, ранее интерпретированное мной как падение «вниз», может вообще не происходить. Камень, как инертное тело, мог бы сохранять свое положение (относительно ящика или наблюдателя) и, несмотря на это, показывал бы точно такое же поведение, когда ящик движется с ускорением вверх, как если бы он падал с возрастающей скоростью вниз.

Теперь, поскольку у нашего физика нет системы, которая могла бы служить для отсчета и ориентации, и поскольку в своем ящике, который закрыт от Вселенной, у него нет в распоряжении средств определения, находится ли он в сфере влияния притягивающего небесного тела или нет, оба вышеуказанных объяснения осуществимы для него, и оба одинаково верны, и для него невозможно прийти к решению в своем выборе. Он может интерпретировать ускорение любым способом, как направленное вверх или вниз, связанные друг с другом относительностью; фундаментальная причина для предпочтения одной интерпретации другой не может быть предоставлена, поскольку явление падения представлено неизменным, предполагает ли он, что камень падает, а ящик находится в покое, или наоборот. Это может быть обобщено в таких словах:

В каждой точке мира наблюдаемое ускорение тела, оставленного самому себе, может быть интерпретировано либо как гравитационный, либо как инертный эффект — то есть с точки зрения физики мы можем с равным правом утверждать, что система (ящик, комплекс, определяющий ориентацию), из которой я наблюдаю событие, ускорена, или что событие происходит в гравитационном поле. Равное право на эти два взгляда называется Эйнштейном «Принципом эквивалентности». Он утверждает эквивалентность или идентичность инертной и гравитационной массы. Если мы ознакомимся с этой идентичностью, нашему сознанию открывается чрезвычайно важный путь к познанию. Мы приходим к неизбежному выводу, что каждый инертный эффект, который мы воспринимаем в телах, самое существенное качество его, само по себе, так сказать, в своей постоянной природе, должно быть прослежено до влияния, которому оно подвергается со стороны других тел. Когда это стало ясным для нас, мы чувствуем побуждение спросить, как луч света вел бы себя под влиянием гравитации. Следовательно, мы возвращаемся к нашему физику в ящике, и теперь мы знаем, что как следствие Принципа эквивалентности мы вольны предполагать либо то, что притягивающее небесное тело, такое как Солнце, расположено где-то под ящиком, либо относить явления к ящику, рассматриваемому как ускоряющийся вверх. В ящике мы различаем пол, потолок, четыре стены и среди них снова, в зависимости от позиции, которую мы занимаем, стену слева и противоположную ей справа.

Теперь представим себе стрелка, который находится вне ящика, никак с нами не связан и свободно парит в пространстве, и предположим, что он стреляет из горизонтально расположенного ружья по ящику так, что пуля пробивает как левую, так и правую стенку. Если бы все остальное оставалось в покое, отверстия в обеих стенках находились бы на одинаковом расстоянии от пола, а пуля двигалась бы по прямой линии, параллельной полу и потолку. Но, как мы видели, все события происходят так, будто сам ящик движется с постоянным ускорением. Пуле, которой требуется время, чтобы пролететь от одной стенки до другой, приходится «учитывать», что к моменту достижения правой стенки последняя немного продвинулась вперед, поэтому образовавшееся отверстие оказывается немного ниже, чем на левой стенке. Это означает, что полет пули, согласно нашим наблюдениям изнутри ящика, перестает быть прямолинейным. Фактически, если мы будем прослеживать путь пули точка за точкой, мы обнаружим, что для нас, находящихся в ящике, она описывает линию, изогнутую вниз, своей вогнутой стороной к полу.

Точно то же самое происходит с лучом света, испускаемым внешним источником в горизонтальном направлении и проходящим через пространство между стенками (предполагаемыми прозрачными). Разница лишь в скорости. В ходе своего полета луч двигался бы подобно снаряду, проносящемуся со скоростью 180 000 миль в секунду. Но при использовании достаточно точных методов измерения все же можно было бы доказать существование бесконечно малого отклонения от прямолинейного горизонтального пути, незначительной вогнутости по направлению к полу.

Следовательно, эта кривизна светового луча (скажем, от звезды) должна быть заметна и в тех местах, где он подвергается влиянию гравитационного поля. Если мы отбросим наш воображаемый образ ящика, аргументация нисколько не изменится. Луч от звезды, проходящий вблизи Солнца, кажется нашему восприятию изогнутым по направлению к Солнцу, и величину этого отклонения можно определить при использовании достаточно точных инструментов. Как было отмечено выше, речь идет об обнаружении разницы в 1,7 угловой секунды, которая должна проявиться как расстояние на фотопластинке и действительно обнаруживается.

Тот факт, что ученые способны это обнаружить, сам по себе кажется чудом технической точности, далеко выходящим за рамки «ловли блох», ибо в сравнении с этим отдельный волос в данном случае пришлось бы удалить на значительное расстояние, если бы мы хотели использовать его для представления о величине рассматриваемого угла. К счастью, звездная фотография развилась настолько удивительно, что в каждом отдельном случае даже предварительные измерения дают чрезвычайно точные результаты.

В обычной астрономической практике обычно считается, что миллиметр линейной меры на пластинке соответствует угловой минуте. Это означает, что диск самого Солнца имеет на фотографии диаметр 3 сантиметра. Звезды выглядят как крошечные точки, которые при увеличении могут быть четко различимы. Становятся видны звезды четырнадцатой звездной величины и слабее, тогда как невооруженным глазом нельзя увидеть звезды ярче шестой. Для повышения точности измерения на пластинку копируется сетка с линиями шириной 1/100 миллиметра, благодаря чему положение объектов можно с уверенностью определить с точностью до нескольких десятых долей угловой секунды. Таким образом, задача, которую предстояло решить с помощью солнечного затмения 1919 года, находилась в пределах досягаемости наших измерительных средств.

Копия этой фотографии была отправлена Эйнштейну из Англии, и он рассказал мне о ней с явным удовольствием. Он постоянно возвращался к этой восхитительной маленькой картинке небес, совершенно очарованный самим предметом, без малейшего проявления личного интереса к собственному успеху. Более того, я могу пойти дальше и, безусловно, не ошибусь, сказав, что его новая механика даже не приходила ему в голову, как и ее подтверждение с помощью этой пластинки; напротив, он проявил тот склад ума, который в случае гениев, как и у детей, проявляется как наивность. Красота фотографии очаровала его, как и мысль о том, что небеса выстроились, словно на парад, чтобы стать моделью для нее.

Все повторяется в истории жизни. В этих событиях, которые отмечают 29 мая 1919 года как знаменательный день в истории науки, мы узнаем возрождение мифа о Солнце, неосознаваемое индивидом, но являющееся выражением всеобщего сознания, точно так же, как когда Коперник превратил геоцентрическую картину Вселенной в гелиоцентрическую, миф о Солнце снова ожил; символизация веры в дающую свет и тепло звезду. На этот раз он возник, очищенный от всей шелухи, едва заметный для наших чувств, подобно ореолу, сотканному вокруг Солнца из далеких источников света, в честь принципа, и даже если большинство из нас еще не знает, что означает «система отсчета», тем не менее для многих такая система бессознательно сформировалась — мыслительная система, служащая ориентиром для развития их знаний, когда они думали или говорили об Эйнштейне.

ГЛАВА II ЗА ПРЕДЕЛАМИ НАШИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Полезные и скрытые силы. — Связь между массой, энергией и скоростью света. — Получение энергии путем сгорания. — Один грамм угля. — Недоступные калории. — Экономика угля. — Надежды и страхи. — Диссоциированные атомы.

29 марта 1920

Мы говорили о силах, доступных человеку и получаемых им от природы, как о необходимых для его существования и развития жизни. Какими силами мы располагаем? Какие у нас есть надежды на расширение наших запасов этих сил?

Эйнштейн сначала объяснил концепцию энергии, которая тесно связана с самой концепцией массы. Любое количество вещества (я перефразирую его слова), как самое большое, так и самое малое, можно рассматривать как запас энергии, более того, оно по существу идентично энергии. Все, что предстает перед нашими чувствами и нашим обычным пониманием как видимая, осязаемая масса, как объективное тело, для которого мы, в силу наших индивидуальных тел, абстрагируем концептуальные очертания и осознаем существование определенной копии, с физической точки зрения является комплексом энергий. Они частично действуют напрямую, частично существуют в скрытой форме как напряжения, которые для нас начинают действовать только тогда, когда мы высвобождаем их из этого состояния напряжения с помощью какого-либо механического или химического процесса, то есть когда нам удается преобразовать потенциальную энергию в кинетическую. Можно даже сказать, что мы имеем здесь физическую картину того, что Кант называл «вещью в себе». Вещи, какими они предстают в обычном опыте, состоят из суммы наших непосредственных ощущений; каждая вещь воздействует на нас через свои очертания, цвет, тон, давление, удар, температуру, движение, химическое поведение, тогда как вещь в себе — это совокупность ее энергии, в которой существует огромное преобладание тех энергий, которые остаются скрытыми и практически совершенно недоступны.

Но эту «вещь в себе», к которой мы еще не раз будем обращаться с определенным вниманием к ее метафизическому значению, можно рассчитать. Тот факт, что ее можно рассчитать, берет свое начало, как и многое другое, чего никто не подозревал, в теории относительности Эйнштейна.

Совершенно объективно и ничем не выдавая, что обсуждается поразительная мировая проблема, Эйнштейн выразился так:

«Согласно теории относительности, существует вычислимое соотношение между массой, энергией и скоростью света. Скорость света (обозначаемая, как обычно, c) равна 3·10^10 см в секунду. Соответственно, квадрат c равен 9·10^20 см в секунду, или, в круглых числах, 10^21 см в секунду. Этот c^2 играет существенную роль, если мы введем в расчет механический эквивалент тепла, то есть отношение определенного количества энергии к теплу, теоретически извлекаемому из нее; мы получаем для каждого грамма 20·10^12, то есть 20 миллиардов калорий».

Нам предстоит объяснить значение этого краткого физического утверждения в его приложении к нашей практической жизни. Оно оперирует лишь небольшим набором символов, и все же заключает в себе целую Вселенную, расширяя нашу перспективу до мировых масштабов!

Чтобы упростить рассуждения и сделать их более очевидными, мы не будем рассматривать концепцию вещества как безграничное целое, а сосредоточимся на определенном веществе, скажем, угле.

Кажется, мало что может нас поразить, когда мы записываем слова:

«Один грамм угля».

Мы скоро увидим, что означает этот один грамм угля, когда переведем вышеупомянутые числа на язык, имеющий смысл в обычной жизни. Я попытался сделать это во время вышеупомянутого разговора и был благодарен Эйнштейну за то, что он согласился упростить свой аргумент, ограничив внимание самым ценным топливом в нашей экономической жизни.

Однажды, присутствуя на студенческом собрании, посвященном Вильгельму Дове, знаменитый первооткрыватель ошеломил нас следующим замечанием: когда человек преуспевает в восхождении на самую высокую гору Европы, он выполняет задачу, которая, судя по его личной точке зрения, представляет собой нечто грандиозное. Физик улыбается и говорит совершенно просто: «Два фунта угля». Он хочет сказать, что, сжигая 2 фунта угля, мы получаем достаточно энергии, чтобы поднять человека с уровня моря на вершину Монблана.

Предполагается, конечно, что используется идеальная машина, которая преобразует теплоту сгорания без потерь в работу. Такой машины не существует, но ее легко представить, если предположить, что несовершенства машин, созданных руками человека, устранены.

Такое эффективное тепло обычно выражается в калориях. Калория — это количество тепла, необходимое для повышения температуры грамма воды на один градус Цельсия. Теперь теорема о механическом эквиваленте, основанная на исследованиях Карно, Роберта Майера и Клаузиуса, гласит, что из одной калории мы можем получить достаточно энергии, чтобы поднять фунтовый груз примерно на 3 фута. Поскольку 2 фунта угля могут дать 8 миллионов калорий, они позволят нам теоретически поднять фунтовый груз на 24 миллиона футов, или, что примерно то же самое, поднять человека весом 17 стоунов на 100 000 футов, то есть почти на 19 миль: это почти в семь раз выше Монблана.

Во времена, когда читал лекции Дове, Эйнштейн еще не родился, а когда Эйнштейн разрабатывал свою теорию относительности, Дове уже давно ушел из жизни, и вместе с ним исчезла идея о малой ценности энергии, запасенной в веществе, уступив место гораздо большей величине, которую мы едва можем оценить. Мы были бы ошеломлены, если бы новый расчет исчислялся миллионами, но на самом деле мы должны представить себе увеличение в миллиарды раз. Это звучит почти как басня, если выразить словами. Но миллион относится к миллиарду примерно так же, как довольно широкая городская улица к ширине Атлантического океана. Наш Монблан меркнет до незначительности. В приведенном выше расчете его пришлось бы заменить горой высотой 50 миллионов миль. Поскольку это вывело бы нас далеко в космос, можно сказать, что энергии, содержащейся в килограмме угля, достаточно, чтобы запустить человека так далеко, что он никогда не вернется, превратив его в человеческую комету. Но пока это лишь теоретический запас энергии, который еще нельзя использовать на практике.