Альберт Эйнштейн: творец и бунтарь - [76]
И с математической, и с эстетической точек зрения теория Вейля представляла собой значительное достижение. Но Эйнштейн всегда оставался прежде всего физиком и очень скоро пришел к выводу, что с этой теорией нельзя согласиться.
В то время как другие восхищались творением Вейля, Эйнштейн указал на имеющийся в нем недостаток, а именно: в теории Вейля предполагалась зависимость длин предметов от их прошлого. В пространстве — времени термин «длина» может относиться как ко времени, так и к пространству. Атомы испускают свет, и их пульсация очень точно определяет длину временных отрезков. Этот факт доказан существованием совершенно четких спектральных линий. Если бы прошлое разных атомов сильно различалось, то они, согласно теории Вейля, отмечали бы несхожие промежутки времени, что привело бы en masse[43] не к спектральным линиям, а, скорее, к спектральным пятнам. Следовательно, нельзя обращаться с длинами так, как предложил Вейль. Таково было официальное возражение Эйнштейна против теории Вейля. В нем виден почерк великого физика, который интуитивно находит самую сердце- вину проблемы. Но в этом возражении не все раскрыто до конца. Вот отрывок из письма, написанного Эйнштейном Вейлю в 1918 г.; в нем звучит более серьезное возражение:
«Можно ли, в самом деле, обвинять господа бога в непоследовательности за то, что он упустил найденную Вами возможность сделать физический мир гармоничным? Не думаю. Если бы он сотворил мир по-Вашему, [я] укоризненно сказал бы: „Милый бог, уж коль скоро в твоем решении не предусматривалось придать объективный смысл [тождественности размеров удаленных друг от друга твердых тел], почему же тогда ты не пренебрег [сохранением их форм]?“»
Вот где действительно виден почерк великого физика.
Пришлось Вейлю поневоле отделить свою теорию от гравитации. Правда, для нее (точнее, для ее фрагмента) нашлось место в границах квантовой теории, где работа Вейля вполне удовлетворительно увязывалась с теорией электромагнетизма. В то время были известны лишь две фундаментальные «силы»: гравитационная и электромагнитная. Вейль заставил всех осознать, что если для одной из них имеется геометрическая интерпретация, а для другой — нет, то это вступает в противоречие с эстетическими принципами. Поэтому ученые энергично вели поиски новой геометрии — такой, которая позволила бы удачно объединить и электромагнетизм, и гравитацию. Именно этим занимался Эйнштейн до конца своих дней. И если мы коснемся здесь лишь нескольких вариантов единой теории поля, предложенных и Эйнштейном, и другими учеными, то отчасти потому, что при всем их разнообразии в них есть немало общего. Что же касается Вейля, то он получил должность профессора Геттингенского университета, но с приходом нацистов к власти переехал в Соединенные Штаты, где стал коллегой Эйнштейна по Институту высших исследований.
Эддингтон построил единую теорию поля, близкую к теории Вейля, но более универсальную. Если стоит задача выбрать кратчайший маршрут путешествия по поверхности шара, то мы последуем наиболее прямым (с учетом кривизны поверхности) путем. И Вейль и Эддингтон (его работа появилась в 1921 г.) разрушили эту связь между «самым кратким» и «самым прямым», — связь, которая сохранилась в эйнштейновском искривленном пространстве — времени.
Но в 1921 г. Т. Калуца в Германии избрал другой путь, предложив ввести в некотором роде «атрофированное» пятое измерение. Он записал эйнштейновские уравнения гравитации безо всяких изменений — однако для пяти, а не для четырех измерений. И этого оказалось достаточно, чтобы объединить гравитацию и электромагнетизм.
В 1923 г. Эйнштейн развил работу Эддингтона. Вскоре, однако, он разочаровался в том, что получилось, и в 1925 г. разработал совсем другую единую теорию поля. На этот раз он с энтузиазмом писал в самом начале статьи: «После непрекращавшихся в течение последних двух лет поисков, я уверен, что нашел теперь правильное решение».
Теория Эйнштейна основывалась главным образом на следующем арифметическом совпадении. При одном из обычных способов описания электромагнитных явлений используются шесть характеристик поля. Метрический тензор g>μν, обладает определенной симметрией. Если устранить эту симметрию, то количество содержащихся в нем характеристик поля автоматически возрастет с десяти до шестнадцати. Для описания гравитации нужны десять характеристик поля, и тогда остаются еще шесть — как раз столько, сколько требуется для электромагнитного поля. В свете дальнейшего развития научной теории эту идею Эйнштейна стоит запомнить.
А теперь перенесемся в 1928 г. Это год смерти Лоренца, к которому Эйнштейн испытывал глубочайшее почтение. В надгробной речи Эйнштейн называл Лоренца не просто «гением», но также и «величайшим и благороднейшим из наших современников, [который] свою жизнь до мельчайших подробностей создавал так, как создают драгоценное произведение искусства».
Эти слова исходили из уст человека, который всегда принципиально говорил только то, что думал, и делал только то, что считал нужным. Они явно шли от самого сердца. Много лет спустя Эйнштейну довелось сказать:
