Начало. 1
Продолжение. 2
Мы находимся в положении ребенка,
оказавшегося в огромной библиотеке,
стены которой от пола до потолка
заставлены книгами, написанными
на самых разных языках. Ребенок
сознает, что кто-то должен был
их написать. Но кто и как —
этого он не знает. Как не знает и
языков, на которых они написаны.
Он замечает, что в расположении
книг присутствует определенный план,
загадочный порядок. Ребенок не
воспринимает его, но лишь смутно
догадывается о том, что план
этот существует.
(А.Эйнштейн)
Ещё Галилей в XVII веке предпринял попытку измерить скорость света. Идея была проста. Два человека, несущие фонари с заслонками, расходятся на расстояние 1 мили. В определённый момент времени один из них открывает заслонку фонаря, а другой, увидев свет, фиксирует время. Точных часов тогда не было, и время надо было фиксировать, считая удары сердца.
Опыт не удался. Но, к чести итальянских учёных, они не посчитали идею бредовой и постановили перенести опыт в будущее, когда появятся более точные средства измерения.
А тем временем в европейской науке существовало убеждение, что свет распространяется мгновенно, скорость его бесконечна. И возмутителем спокойствия стал датчанин Рёмер, работавший в Париже. Он выступил против своего начальника, авторитетного учёного Кассини. Кассини был единственным специалистом по Юпитеру. Он знал, что спутник Юпитера Ио ведёт себя недисциплинированно - появляется в зоне видимости не раз в 42,5 часа, как ему положено, а с погрешностями. Кассини объяснял это самоуправство Ио плохой видимостью, облаками на Юпитере, неустойчивостью орбиты...
Рёмер "пошёл другим путём", как потом В.Ленин. Он предположил, что причина самуправства Ио в том, что летом расстояние от Земли до Юпитера меньше, а зимой - больше, и свет, идущий к наблюдателю, зимой проходит большее расстояние, чем летом. Он призвёл вычисления и предсказал, что в следующий раз Ио выйдет из-за Юпитера 9 ноября 1676 не в 5.27 поплудни, как предсказал Кассини, а на 10 минут позже.
Он ошибся всего на 49 секунд!
Повторили экперимент через 50 лет. Полученное тогда значение скорости света почти точно соответствует его современному значению - около 300 000 км /сек.
Но то, что свет имеет конечную скорость, было ещё не всё. Много позже оказалось, что он категорически отказывается подчиняться преобразованиям Галилея. Это не хитрое положение (Галилей вообще известен как иллюстрация принципа, что всё гениальное просто).
Представьте, что вы стоите на тротуаре ("поребрике", по выражению донецких "шахтёров и трактористов"), и видите, что в автобусе, который едет мимо со скоростью 50 км/час, пассажир направляется к водителю со скоростью 3 км/час, чтобы спросить, когда же будет Хацапетовка.
Если спросить у другого пассажира автобуса, с какой скоростью он движется, тот скажет: "3 км/час", и будет совешенно прав. Если тот же вопрос задать вам, вы ответите "53 км/час", и тоже будете правы. То есть, скорость не бывает "сама по себе", она зависит от того, что физики называют "система отсчёта" - пассажир в автобусе или вы на "поребрике".
Скорость пассажира в автобусе принято называть относительной, автобуса - переносной, а ту, что фиксирует неподвижный наблюдатель - абсолютной. Формула, связывающая их, выглядит очень просто:
Оказалось, что этот непослушный свет и знать ничего не хочет о преобразованиях Галилея. И, чтобы "сохранить лицо" классической физики, через 9 лет Лоренц и Фитцджеральд выдвинули теорию о сокращении линейных размеров тел при движении в неувлекаемом эфире... А сам эфир по одним теориям был неподвижным, а по другим - двигался. Классическая физика запутывалась сама в себе всё больше - при встрече с большими скорстями, микромиром, энергией она оказывалась бессильной.
Об эфире, непонятных свойствах света, и вообще об энергии, размышлял Эйнштейн, "валяя дурака" с друзьями в кофейнях, о чём я писал во втором посте (Продолжение. 2). И в 1905 году он опубликовал работу «К электродинамике движущихся тел», положившую начало его специальной теории относительности. В том же году вышла ещё одна его статья, где впервые появилась знаменитая формула
Немало учёных сочли «новую физику» чересчур революционной. Она отменяла эфир, абсолютное пространство и абсолютное время, ревизовала механику Ньютона, которая 200 лет служила опорой физики и неизменно подтверждалась наблюдениями. Время в теории относительности течёт по-разному в разных системах отсчёта, инерция и длина зависят от скорости, движение быстрее света невозможно...
Заслуги Эйнштейна в физике трудно переоценить. Но, как известно, новое побеждает тогда, когда вымирают сторонники старого. Его чаще не понимали, а иногда не хотели понимать. А седьмой президент Израиля Эзер Вейцман рассказывал, как он познакомился с Эйнштейном на корабле, плывущем в Америку. "Он каждый день рассказывал мне о своей теории, и я в конце концов убедился, что он её понимает." Вот и Нобелевскую премию ему после догих проволочек присудили аж в 1922 году, но не за революцию в физике, а за теорию фотоэффекта, то есть за наиболее бесспорную и хорошо проверенную в эксперименте работу; впрочем, текст решения содержал нейтральное добавление: «… и за другие работы в области теоретической физики».
О его знаменитой формуле E=mc2 поговорим в следующем посте, а сейчас - о кончине её удивительного создателя.
Альберт Эйнштейн умер в США 18 апреля 1955 года от аневризмы аорты. Он воспринимал грядущую смерть как естественный природный процесс и отказался от операции, сказав, что он уже не скажет человечеству ничего нового. Последние слова в жизни он сказал на родном немецком языке; слышавшая их санитарка не смогла их воспроизвести, и они остались неизвестными. Потом он был кремирован, а прах развеян по ветру. Он не терпел никаких проявлений культа личности и запретил пышные похороны.