Квантовый возраст - [6]

И снова Эйнштейн в 1909 г. делает следующий важный шаг в развитии квантовой теории. На этот раз он рассматривает теорию флуктуаций излучения. В этой работе впервые четко выявляются как корпускулярные, так и волновые свойства света. Уверенность, с которой Эйнштейн использовал гипотезу квантов, вовсе не радовала Планка и даже вызывала его порицания: «В то время, как многие физики из консерватизма отвергают развитые мною соображения или занимают выжидательную позицию, другие авторы, напротив, считают необходимым дополнить мои соображения еще более радикальными соображениями… Так как для развития новой гипотезы нет ничего вреднее, чем выход за пределы ее применимости, то я всегда стоял за то, чтобы возможно теснее связать квантовую гипотезу с классической динамикой…» [7, с. 7].

Относя работы Эйнштейна, развивающие гипотезу квантов, к радикальным, Планк признавал гений Эйнштейна. В 1912 г. четыре ведущих физика Европы, в том числе Макс Планк, подписали представление об избрании Эйнштейна в Прусскую академию наук и просили не слишком ставить ему в вину «выходящие за пределы цели» идеи о световых квантах. Научная слава Эйнштейна в ту пору определялась в основном успехом его теории относительности. И Планк был одним из первых, кто заинтересовался теорией относительности Эйнштейна и понял ее. В «Анналах» 1905 г., где появилась первая работа Эйнштейна о квантах света, было опубликовано еще четыре его статьи. Каждая из этих пяти работ фактически определила основные пути развития современной физики. Вспомним хотя бы две из них: «К электродинамике движущихся тел» и «Зависит ли масса тела от содержания в нем энергии?».

Первая является полным и четким изложением специальной теории относительности. Сравнительно быстрый успех этой работы определялся, по-видимому, двумя важными факторами. Во-первых, тем, что к этому времени для создания теории относительности было много сделано; по словам Эйнштейна, «не было сомнений в том, что в 1905 г. она созрела для своего появления… Лоренц уже знал, что уравнениям Максвелла соответствуют преобразования, названные потом его именем (математическая основа теории относительности уже была заложена Лоренцем), а Пуанкаре углубил эту идею» [8, с. 322]. Во-вторых, несмотря на свою революционность, теория относительности не противоречила классической механике Ньютона, а содержала ее в себе как предельный случай для скоростей, малых по сравнению со скоростью света. Эта работа принесет Эйнштейну легендарную славу.

Вторая из упомянутых работ не имеет себе равных в истории науки. Состоящая всего из трех печатных страниц, она содержит в себе закон эквивалентности массы и энергии — ключ, открывший дорогу человечеству к использованию огромной энергии, освобождающейся в атомных и ядерных реакциях. Математическая форма этого закона предельно проста: Е = mc². E — энергия, m — масса, c — скорость света. Эта формула теперь известна каждому школьнику.

Несколько лет назад я присутствовала на просмотре короткометражных художественных фильмов. Фильмы были самые разные, грустные и смешные. Один из этих фильмов был про незадачливого скромного физика, против воли своей все еще неженатого, и все события в фильме разворачивались вокруг его неудачных попыток жениться. В одном из эпизодов показано, как он, читая лекцию студентам, выводит на доске формулу: крупным планом — черная доска и рука, выводящая сначала большую букву Е, затем знак равенства, затем маленькое m, помноженное на c, и дальше вместо квадрата над с герой фильма вывел вопросительный знак: Е = mc^?. В зрительном зале раздался дружный хохот.

Сразу же после завершения этой работы Эйнштейн писал в письме своему другу: «Из принципа относительности в сочетании с фундаментальными уравнениями Максвелла следует, что масса должна быть непосредственной мерой энергии, содержащейся в теле. У радия должно происходить заметное убывание массы. Это соображение радует и подкупает» [9, с. 73]. Именно это соображение, «радующее и подкупающее» тогда, сделает Эйнштейна несчастным в конце жизни.

«Трагизм его (Эйнштейна) последних лет достиг высшей точки в его вмешательстве в дело атомной бомбы. Почти за 40 лет до того он вывел из теории относительности формулу E = mc² и ее значение было ясно осознано задолго до какой-либо экспериментальной проверки, не говоря уже о возможном техническом применении. Теперь эта возможность была дана, вместе с нею и опасность, что Гитлер мог получить в свои руки грозное средство разрушения для порабощения мира. Это побудило его написать известное письмо президенту Рузвельту, которое дало толчок к разработке атомной бомбы, а тем самым привело к теперешнему ужасающе странному положению, при котором человечество… имеет только выбор между миром и самоуничтожением», — писал Макс Борн в своих воспоминаниях об Эйнштейне [8, с. 398]. Но это все было впереди, а в 10-е годы нового века ученые думали только о загадках природы и их решении.

Весной 1910 г, Эрнест Сольвей, обсуждая с известным профессором химии Берлинского университета Вальтером Нернстом трудности, возникшие в связи с интерпретацией накопившихся экспериментальных данных, предложил созвать ведущих физиков Европы в Брюсселе для совместного обсуждения новых положений в физике. Эрнест Сольвей, химик и богатый промышленник, живо интересовался новостями науки. Он взял на себя все расходы, связанные с приездом и пребыванием всех участников совещания. Нернст немедленно взялся за дело. Он написал письма о приглашении на совещание в Брюсселе ведущим физикам Европы. Первое письмо было отправлено Максу Планку. Ответ Макса Планка не был оптимистичным. Он высказывал сомнение в том, что это совещание вызовет всеобщий энтузиазм, и просил отложить проведение совещания на несколько лет, с тем чтобы дождаться более убедительных результатов. Нернсту удалось уговорить Планка, остальных же участников уговаривать не пришлось, все приглашенные с радостью согласились приехать в Брюссель.