110-летие легендарной теории относительности

О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог изобретатель.

А.С.Пушкин

Принято считать, что осенью 1905 года теория относительности явила себя миру благодаря А.Эйнштейну. И действительно, 110 лет назад в журнале «Анналы физики» вышла статья, которая прославила ученого и открыла новые перспективы развития науки.

Отличительной особенностью содержания этой публикации было то, что в её основу легли теоретические умозаключения, а не нагромождение математических формул и цитат. Происхождение, цель, значимость и верность этой теории до сих пор являются темой многих дискуссий в научном мире. Массовое распространение этой концепции под авторством А.Эйнштейна является лишь одним звеном в сложной цепи событий в истории. Рассмотрим факты, предшествующие созданию теории относительности.

В XVII веке Рене Декарт выдвинул концепцию эфира - это абсолютное непрерывное пространство, которое пронизывает весь окружающий нас мир. Колебания этой субстанции проявляют себя в виде электромагнитах волн (в том числе в виде света). Позже теория относительности полностью исключит понятие светового эфира, над которым размышляло не одно поколение ученых в поисках получения энергии. Однако многие мыслители XIX- XX веков были уверенны в существовании этой субстанции. Выделяются следующие признаки её существования:

• распространение электромагнитных волн - никакие волны не могут распространяться в пустоте;

• гравитационное взаимодействие - никакие тела не могут взаимодействовать через пустоту;

• так называемое, "искривление пространства" - если пространство способно изменять направление луча света, значит, оно имеет некие свойства, а пустота не может обладать никакими свойствами;

• так называемое, «превращение массы в энергию» - нечто не может стать ничем (пустотой), но частицы могут распадаться до элементов эфира[1]

Главная проблема в доказательстве существования эфира - сложность технологии изучения этой сверхтонкой субстанции. Известный сербский инженер и ученый Никола Тесла, современник А.Эйнштейна,  положил в основу многих своих трудов понятие эфира. Личность этого изобретателя и по сей день остается загадкой. Открыв его дневники, становится очевидным, что невероятная работоспособность сочеталась у него с частыми нервными перегрузками. Главной целью научных исканий инженера было рациональное использование сил окружающей среды. Он активно разрабатывал проекты по использованию энергии, вырабатываемой солнцем и различными водными пространствами. Использование этих сил, по мнению ученого, могло бы обеспечить Землю невероятными ресурсами. Инженер верил, что с помощью электричества в ближайшем будущем появится возможность получать любое необходимое количество энергии. На пути реализации стояли препятствия в виде сложности создания оборудования.

В своих дневниках Н.Тесла писал, что при разработке необходимых механизмов и устройств «мы сможем превратить пустыни в плодородные земли, не прилагая никаких усилий. Однако наш триумф не будет полным, если энергия не сможет передаваться на неограниченные расстояния. Для нас это тоже теперь в пределах досягаемости. С помощью моего беспроводного метода  возможно осуществление передачи электрической энергии на расстояние 12 000 миль  при потерях, не превышающих 5%»[2].  До сих пор неизвестно, как далеко в своих опытах зашел Н.Тесла в изучении источников энергии. Основываясь на существовании всепроникающего эфира и свойствах электричества, ученый создал множество гипотез. К сожалению, результаты многих исследований Н.Теслы были безвозвратно утеряны при различных обстоятельствах.  Случайностью ли это было?

Официально считается, что при жизни ученый так и не смог преодолеть технические сложности  в реализации своих глобальных планов по извлечению электричества из эфира. Существует мнение, что воплощение этих идей в XX веке могло послужить началом глобального экономического кризиса, ведь нефть, газ, уголь и многие другие ресурсы были бы мгновенно обесценены. С другой стороны, сегодня многие исследователи полагают, что заслуги и успех исследований сербского инженера преувеличены. Некоторые заявляют, что загадочность ученого лишь часть созданного им имиджа. Тайнами вокруг возможностей научных работ Н.Теслы охотно спекулирует «желтая» пресса. Тем не менее, сегодня все мы охотно пользуемся многими приборами, в изобретение которых внес огромный вклад Н.Тесла: электронный микроскоп, микроволновая печь и люминесцентная лампа. Его разработки беспроводной передачи информации послужили базой в создании мобильной связи, радио, телевидения, Интернета и даже технологии Wi-Fi. Однако мир пошел по другой модели развития.

Обратимся к событиям конца XIX века. А.Эйнштейн родился в еврейской семье в немецком городе Ульм. Одно из самых ярких воспоминаний детства - знакомство с обыкновенным компасом. Механизм потряс мальчика и пробудил интерес к физике. Заинтересованность подкреплялась упорством юного дарования.  Эту черту, по словам А.Эйнштейна, привила ему его мать, которая обучила сына игре на скрипке. Освоение этого музыкального инструмента предполагает наличие выдержки и целеустремленности ученика. Любовь к музыке сопровождала ученого на протяжении всей жизни. В 1895 году он чудом в высшую техническую школу в Цюрихе (Швейцария). Заучивание формул в швейцарском Политехе дается начинающему физику с трудом. Рутинное получение большого объема знаний всегда было ему не по душе. Так о себе писал А.Эйнштейн: « Я был своенравным, но скромным молодым человеком, который приобрел свои необходимые знания спорадически. Главным путем самообразования. Я жаждал глубоких знаний, но обучение не казалось мне легкой задачей: я был мало приспособлен к заучиванию и обладал плохой памятью»[3]. В высшей технической школе он заводит дружбу с однокурсником М.Гроссманом, который часто выручает студента, предоставляя ему полные материалы лекций. Будущего создателя теории относительности очень волновали возможности преобразить мир. Он разделял гуманистические и пацифистские взгляды и обладал оригинальным мышлением. Профессоры часто признавали одаренность и философский склад ума юноши, хоть отличником он никогда и не был.  Получив высшее образование, А.Эйнштейн оказался на пороге нищеты. В 1902 году благодаря своему другу и однокурснику М.Гроссману он начинает работу в патентном бюро в Берне. Самообучение продолжалось, ежедневно в его руках оказывались последние достижения научных разработок.

В начале XX века труды многих ученых сосредоточились вокруг поисков новых доступных источников энергии. Мир замер в ожидании новых открытий, а изучение эфира не приносило практических результатов. Благодаря работе в патентном бюро и своему наставнику, немецкому математику Г.Миньковскому, физик Энштейн изучает  труды двух выдающихся ученых – Анри Пуанкаре и Хендрика Антона Лоренца. Знакомство А. Эйнштейна с их научными работами оказалось судьбоносным.  А. Пуанкаре, был успешным математиком того времени. Он подробно описал  взаимосвязь между массой и энергией. Именно он обнаружил принцип относительности и вывел известнейшую формулу Е = mс². Вторым человеком, который внес существенный вклад в  разработки А.Эйнштейна, был А.Лоренц. Именно он вывел формулы, известные как «преобразования Лоренца».   

Основываясь на совокупности знаний разных предшественников, А.Эйнштейн создает концепцию, которая легла в основу многих разделов современной науки. И вот в 1905 году теория относительности выходит на арену исследовательских гипотез. Авторство этой научной работы – «яблоко раздора» среди экспертов в области истории науки.  

На сегодняшний день существует много версий относительно плагиата при написании общей и специальной теорий относительности. Но факт в том, что с использованием собственных знаний и интерпретации заимствованных, А.Эйнштейн создал универсальный ключ к высвобождению энергии из  массы вещества. Обладатель философского склада ума предоставил широкой публике объяснение многих природных явлений и парадоксов, а ученым - объяснимый и доступный метод получения энергии. Теперь стало реальным извлечение гигантской силы из небольшого количества массы, а загадочное понятие эфира было вычеркнуто из истории развития науки.

Кажется, что для самого А.Эйнштейна было удивительным то, что происходило дальше. Современное общество и по сей день пожинает плоды, которые принесла революционная теория.  Благодаря стараниям математика и философа, разделяющего гуманистические ценности, в руках человечества оказалась огромная сила, которая имела как разрушительный, так и созидательный потенциал. Позднее теория относительности сыграет важнейшую роль в создании атомного оружия и ядерных технологий.

Спустя несколько десятков лет сила атома вмешалась в политические процессы. В 1939 году А.Эйнштейн от лица группы ученых отправляет письмо Ф.Рузвельту, в котором сообщает о попытках немецких ученых расщепить атом, что может привести к появлению нового невероятно разрушительного оружия. Принято считать, что именно это сообщение форсировало создание атомной бомбы в США. Считается, что главной целью этого изобретения была борьба с нацистской Германией и её союзниками в 40-е годы. 6 и 9 августа 1945 года прогремели взрывы в Хиросиме и Нагасаки. Затем последовала атомная гонка. А.Эйнштейн к тому времени активно выступал против применения ядерных технологий в военных целях. Тем не менее, именно благодаря ядерным технологиям была открыта эра атомной энергетики, которая и по сей день обеспечивает нас теплом, электроэнергией и т.д.

Вокруг теории относительности и личности А.Эйнштейна собралось невероятное количество загадок, и ведутся бесчисленные споры. Сегодня многие охотно используют возможность опорочить имя ученого, а некоторые напротив, видят в нем культовую личность. Очевидно одно, этот талантливый человек был тем, кто в XX веке принес в мир уникальные знания и подходы в понимании того, как устроено мироздание. Судьба его разработок заставляет задуматься о том, какую ответственность мы несем перед жизнью последующих поколений. Чем прославится наш век разрушением или созиданием, потворством злу или справедливостью?

Используемые источники:

Фото: http://www.syl.ru/

Запись передачи «Очевидное – невероятное» профессора С.Капицы с участием В.Арнольда на канале «Россия 1» [электронный ресурс] http://www.youtube.com

Ким А. Механика эфира и принцип абсолютности [электронный ресурс] http://314159.ru/kim/aether.htm

Куда идет мир: к лучшему или к худшему? / Никола Тесла, Альберт Эйнштейн. – Москва : Алгоритм, 2014.

Правила жизни от Альберта Эйнштейна / Алан Перси; [ пер. с исп. С.В.Гоманенко]. – Москва : Эксмо, 2015.

Читайте другие материалы журнала «Международная жизнь» на нашем канале Яндекс.Дзен.

Подписывайтесь на наш Telegram – канал: https://t.me/interaffairs