Феномен Эйнштейна

Олег Акимов

Как создавалась специальная теория относительности

– I –

Джон Стейчел

В 1983 году, т.е. до обнаружения любовных писем, которыми обменивались Милева Марич и Альберт Эйнштейн в первые годы своего знакомства, Джон Стейчел (John Stachel) опубликовал статью под названием «Как Эйнштейн пришел к СТО» [1]. В ней он констатировал: каким образом Эйнштейн пришел к ОТО, мы знаем из ряда статей 1907 – 1915 года по данному вопросу, но СТО возникла как будто бы из ниоткуда, причем сразу в законченном виде. Поскольку Стейчел еще не знал, что в деле создания СТО принимала активное участие подруга и впоследствии жена Эйнштейн, он решил пофантазировать на эту тему, исходя из одной-единственной статьи 1905 «К электродинамике движущихся тел».

Его попытка реконструкции хода мысли Эйнштейна была связана, видимо, еще и с тем, что к началу 1980-х годов в среде заинтересованных исследователей неправедной жизни «Человека ХХ века» накопилось множество вопросов вроде следующих: «Имел ли отец-основатель предшественников в лице Пуанкаре и Лоренца? Насколько существенно повлияла философия эмпириокритицизма Маха на его гносеологическую позицию? Какую роль в деле создании СТО сыграл эксперимент Майкельсона — Морли?» и т.д. В статье [1] Стейчел пришел к выводу, что все перечисленные здесь факторы не имели решающего значения для творчества Эйнштейна. Он независимо ни от кого, силой одного только своего гениального ума пришел сначала к идее отрицания эфира, из которой якобы автоматически вытекали оба постулата СТО. Для согласования этих постулатов ему потребовалось всего лишь переосмыслить категории времени и одновременности, а из них автоматически вытекали преобразования Лоренца и прочие релятивистские формулы.

Если истинность релятивистского учения Эйнштейна представить в виде велосипеда, то известная фотография 1933 года «Велосипедная прогулка» (см. слева) будет выглядеть иначе (см. справа).

Все попытки уличить Эйнштейна в плагиате Стейчел категорически отмел. Он не крал идею нарушения одновременности, понятие относительного времени и сам принцип относительности у Пуанкаре (об этих обвинениях рассказывается в разделе Пуанкаре и Эйнштейн и в разделе Теория относительности Пуанкаре), так как ко всем этим теоретическим положениям можно прийти чисто логическим путем. Закончил он свою реконструкцию создания СТО известной поговоркой: «Если это даже и не верно, то, во всяком случае, хорошо придумано».

Когда постепенно стали открываться факты влияния на творчество Эйнштейна его первой жены, Стейчел продолжал придерживаться первоначально избранной позиции: Эйнштейн — гений и до всего додумался без какой-либо посторонней помощи. И вот этот человек становится главным редактором Собрания писем и документов Альберта Эйнштейна (Collected Papers of Albert Einstein — CPAE), первый том которых вышел в 1987 году (на сегодняшний день издано уже двенадцать томов). Более подробно об этом рассказывается в разделе Почему Марич оказалась в тени Эйнштейна.

Разъяснения, «почему Эйнштейн заваливает математику» (надпись на карикатуре). Вопреки заверениям релятивистов, будто теория относительности упрощает теоретическую физику, реально всё происходит ровно наоборот: простейшие положения она усложняет так, что они становятся ложными.

Вместе с Джеральдом Холтоном, доказывающим, что эксперимент Майкельсона — Морли не оказал влияние на разработку СТО (см. Эксперимент Майкельсона – Морли), Стейчел в роли самого информированного эксперта не раз выступал с заявлениями по поводу «оскорбительных инсинуаций» в адрес Эйнштейна. Исследования, проведенные Дезанкой Трбухович-Гжурич (Desanka Trbuhovic-Gjuric), Трёмел-Плётцей (Troemel-Ploetz), Эваном Харрисом Уолкером (Evan Harris Walker) и другими в отношении Милевы Марич, он объявил ошибочными, поскольку они якобы не привели убедительных доказательств в пользу своей позиции:

«...Мы не имеем никаких опубликованных ею статей, никаких писем с серьезным научным содержанием — ни к Эйнштейну, ни к кому бы то ни было еще; нет ни одного объективного свидетельства ее предполагаемых творческих талантов. Мы не располагаем сообщениями, основанными пусть даже на слухах, которые имели бы определенное научное содержание, не говоря уже о сообщениях, которые доносили бы нам ее собственные идеи. (Если вы верите в эти утверждения и не хотите ошибиться, пожалуйста, процитируйте свидетельство вашей веры.)

Эйнштейн с первой женой
Нови Сад, ок. 1911

Если объективное свидетельство таланта Марич раскроется в будущем, я с удовольствием признаю ее роль в соответствии с этим свидетельством. Но пока я вынужден утверждать, что по всей вероятности она не играла той творческой роли, которую ей приписывают; в ранние годы ее отношений с Эйнштейном она, как и Бессо, играла роль звукового резонатора (sounding board). Имеются указание на то, что и эту роль она не играла в течение последних нескольких лет. Почему это случилось, действительно интересный вопрос; я не сомневаюсь, что это как-то связано с отношением Эйнштейна к ней. Но преувеличенные требования к ее роли на основе существующих свидетельств могут оказать только плохую услугу ее памяти» [2].

Однако анализ научных статей, опубликованных в частности в третьем томе «Собрания научных трудов Эйнштейна», показывает, что Милева Марич играла наиважнейшую роль в их написании (см. Милева Марич — мать квантовой механики). И потом, как можно выиграть шахматную партию, когда соперник крадет ваши фигуры с шахматной доски? Наиболее важные «любовные письма» Альберта к Милеве и Милевы к Альберту, написанные до публикации знаменитой статьи 1905 года, загадочным образом исчезли. Кто-то решил для истории сохранить только те письма, которые подчеркивали вклад Эйнштейна в дело создания СТО, но не Марич. Так, в августе 1899 года Альберт сообщает Милеве:

Эйнштейн со второй женой
Пасадена, 1931

«Я все более и более убеждаюсь в том, что электродинамика движущихся тел в том виде, в каком она существует сегодня, не соответствует действительности и что в будущем будет возможно представить ее в более простом виде. Введение понятия "эфир" в электрические теории привело к понятию среды, о движении которой мы можем говорить только без приписывания этому понятию какого-либо физического смысла. Я полагаю, как это также подчеркивал Герц, что электрические силы непосредственно определимы только в пустом пространстве. Более того, электрические токи должны пониматься не только как "временные затухания электрической поляризации", но и как движение действительных электрических масс, физическое существование которых представляется доказанным. Далее, электродинамика должна стать теорией перемещений в пустом пространстве движущихся электричеств и магнетизмов. Какая из этих двух картин должна быть выбрана, покажут только дальнейшие исследования» [9, с. 33].

Альберт Эйнштейн и его кузина Эльза Эйнштейн (Лёвенталь), которая с февраля 1919 г. стала его второй законной женой. Всмотритесь в эти два профиля — до чего же они похожи друг на друга!

Отсюда у читателя создается впечатление, будто над СТО размышлял только Альберт. Однако мы просто не знаем, что ответила Милева на эти соображения своего друга, хотя автор письма явно рассчитывал от адресата получить компетентный ответ на свое развернутое изложение идей. Стейчел умалчивает, что вся открывшаяся в конце прошлого века информация о Марич и Лизерль тщательно укрывалась Эйнштейном и теми, кто делал из него суперзвезду. Но существует масса свидетельств того, что против подруги и первой жены родоначальника релятивистского учения в течение почти столетия был организован заговор молчания. Правдоискатели вырвали из закрытых и тщательно охраняемых источников несколько отрывочных сведений о тесном сотрудничестве любящей друг друга паре в сфере науки, но их недостаточно для оценки ее вклада в создание СТО. Так, например, Эдуард, младший сын Эйнштейна, после развода постоянно проживавший с матерью, в ответ на вопрос журналиста однажды сказал, что всю математику отцу сделала мать. Это высказывание историки-релятивисты приняли за бред сумасшедшего (сын действительно болел тяжелой формой шизофрении), однако, какой смысл ему — пусть даже в редкие часы просветления — оговаривать отца?

Из процитированного отрывка видно, что идея отказа от эфира у Эйнштейна появилась раньше создания им каких-либо теорий. Это весьма характерная черта его творческой деятельности. Сначала он выдвигал некое умозрительное положение, а затем различными спекулятивными путями стремился показать его необходимость. Аналогичным образом действовал и Фрейд. Будучи еще студентом и не имея никакого практического опыта, он решил, что психически нездоровый человек непременно вылечится, если расскажет врачу о своих сексуальных проблемах. Для дилетантов такая процедура лечения казалась более или менее логичной. Но опытные психиатры знали: одними разговорами серьезному больному не поможешь. Как правило, эффективная психотехника базируется на жесткой когнитивно-поведенческой схеме.

Релятивистские и квантовые теории тоже возникли сначала как философские трюки, призванные облегчить тяжелую жизнь физикам. Их первые идеологи мечтали подарить человечеству универсальную методику создания физических теорий. Такая методика была придумана людьми, мыслящими сугубо формально-феноменологически. Они говорили: не думайте над устройством реального мира; единственная задача ученого — просто и красиво описать наблюдаемые в опыте факты. Так возникли сначала вероятностные интерпретации явлений микромира, а потом космогонические утопии о существовании параллельных вселенных. Главным фантазером двадцатого века в области психиатрии выступал Фрейд, в области физики — Эйнштейн. Оба авантюриста плохо владели профессиональными навыками исследователя и свои мечты реализовывали посредством двух женщин: Берты Паппенхейм, которую Фрейд называл Анной О. или Ирмой, и Милевы Марич.

Последнюю Эйнштейн держал подле себя в течение 15 лет. Она — талантливый математик, способный реализовать любые фантазии своего возлюбленного. На протяжении всего минувшего столетия широкая общественность не подозревала о существовании этого скромного помощника и все достижения приписывала ловкому мошеннику. После публикации любовных писем тайна приоткрылась. Предположения, выдвинутые некоторыми исследователями творчества Эйнштейна, в частности, Трбухович-Гжурич, в основном подтвердились. Хотя до сих пор историки-релятивисты пишут о внезапном озарении Эйнштейна, который якобы в течение нескольких месяцев 1905 года единолично осчастливил человечество тремя нетленными трактатами. Об этих кем-то искусственно созданных «белых пятнах» рассказывается в разделе Милева Марич как подруга и жена Эйнштейна и следующих за ним.

Очень подозрительно, когда автор на прямо поставленные вопросы: «Как была написана первая статья по теории относительности? Что навело его на основополагающие идеи?» — отвечает уклончиво. Например, Абрахам Пайс так передает свои ощущения: «Когда я разговаривал с ним об этом переходном периоде, он отвечал странными безличными фразами. Создание специальной теории относительности он называл "шагом". Для Лоренца и Пуанкаре дело обстояло иначе. Каждый из них мучительно размышлял над теми же проблемами, сделал не один важный шаг на пути к нахождению решения и в ходе этих размышлений достиг глубокого проникновения в суть вещей» [3, с. 158].

АБРАХАМ ПАЙС (1918 – 2000) был студентом физического отделения Утрехтского университета, когда к власти в Голландии пришли нацисты. Он оказался последним евреем, которому разрешили защитить докторскую диссертацию. Тема диссертации привлекла внимание Нильса Бора, который пригласил молодого физика работать к себе в институт. Но в Дании, как и в Голландии, евреям было жить не безопасно. Пайс уехал в США и стал работать вместе с Эйнштейном в Принстонском институте. В 1982 году он опубликовал исследовательский труд о жизни и творческом наследии Эйнштейна [3], который в 1989 году был переведена на русский язык. После смерти Эйнштейна Пайс переехал в Данию и работал с Бором. Позднее он написал книгу и об этом прославленном ученом.

Это написано задолго до того момента, когда открылись новые факты в отношении Милевы. Рассказывая о странной реакции Эйнштейна на вопрос о первотолчке к созданию релятивистской теории, Пайс ничего не подозревал, тем более, в отношении его первой жены. Позже у него в голове всплыл образ знаменитого французского физика.

Вот факт, рассказанный этим же биографом: «Как-то в начале 50-х годов я спросил Эйнштейна, какое влияние оказывала на него палермская работа Пуанкаре. Он ответил, что никогда не читал ее. У меня был экземпляр этой статьи, и я спросил, не хочет ли он с ней ознакомиться. Эйнштейн ответил согласием, и я принес ему эту статью. Обратно я ее так и не получил. Спустя некоторое время после смерти Эйнштейна я попросил Элен Дюкас поискать ее, но оказалось, что она бесследно исчезла» [3, с. 166].

Этот факт действительно очень странен, так как ни в начале, ни, особенно, в конце своего звездного пути, из дома Эйнштейна никогда и ничего не пропадало. Секретарь Элен Дюкас хранила все, к чему притрагивался Эйнштейн. Она сама никогда бы не выбросила ее, следовательно, статью мог спрятать или уничтожить только сам Эйнштейн — и мы догадываемся почему. Уж очень подозрительно выглядит, что автор революционной теории в течение жизни не нашел времени ознакомиться с аналогичной теорией другого знаменитого физика, который к тому же по некоторым важным вопросам опередил его.

Между тем, судьи и следователи прекрасно знают, что криминалистическая психиатрия такая же точная наука, как и физика. Для детектива, расследующего преступление достаточно знать мотив преступления, чтобы из огромного массива поведенческих реакций большого числа людей выделить минимальную выборку, однозначно изобличающую преступника. Если же не знать мотива, то интерпретация тех или иных действий людей становится затруднительной или неопределенной. Этот вывод распространяется не только на криминальную сферу, но и на все поступки человека.

Так, например, незадолго до смерти Эйнштейн под предлогом плохого самочувствия неожиданно отказался от намечаемых на 30 июня грандиозных торжеств, по случая 50-летия создания специальной теории относительности. Однако данное предложение было сделано почти за полгода до торжественных мероприятий и юбиляр не мог знать, что у него 18 апреля произойдет разрыв аорты брюшной полости, повлекшей смерть. Несведущие люди склонны объяснять это странное решение отца теории относительности его исключительной скромностью. Но мы-то знаем, что Эйнштейн не был скромнягой и обожал торжественные праздники в свою честь. Следовательно, не скромность и не аневризм брюшной аорты являются причиной его решения. Дело в другом: внутренне он не считал себя родоначальником первой релятивистской теории. Этот и только этот мотив объясняет множество на первый взгляд несвязанных друг с другом поведенческих реакций.

Вот один из многих примеров такого странного поведения. «Элен Дюкас рассказала мне, — пишет Пайс, — как была написана копия июньской статьи [речь идет о копии первой релятивистской статьи 1905 года, которая была затем продана за шесть с лишним миллионов долларов страховой компании Канзас-сити]. Она сидела рядом с Эйнштейном и диктовала ему текст. Вдруг Эйнштейн отложил ручку, повернулся к Элен и спросил, действительно ли написано именно так, как она продиктовала. Получив утвердительный ответ, Эйнштейн заметил: "Я мог бы сказать это проще"» [3, с. 143]. Секретарь была удивлена такому ответу, но сказанные им слова становятся более понятными, если иметь в виду Милеву Марич.

Или другой пример, тоже взятый из книги Пайса: Эйнштейн «энергично возражал против утверждения, будто новый принцип [принцип относительности] является революционным. Этот принцип, сказал он, есть прямое следствие, в некотором смысле, естественное завершение работ Фарадея, Максвелла и Лоренца. Более того, в нем нет, тем более преднамеренно, ничего специфически философского... » [3, с. 38]. Спрашивается, почему он решил принизить значение главного принципа современной физики? Пуанкаре — истинный автор принципа относительности — никогда бы так не сказал. Он-то понимал цену своему открытию. Пускай бы назван был один Лоренц, но причем здесь Максвелл и особенно Фарадей, который, собственно, восстановил эфир, извращенный и, в конце концов, уничтоженный Ньютоном? Уместнее всего имя французского мыслителя поставить рядом с именем Лоренца. Но сказавшему «А», нужно было бы сказать и «Б», т.е. пришлось бы разъяснять общественности, что сделал Пуанкаре конкретно. После таких разъяснений на долю самого «отца-основателя» ничего бы не осталось.

Когда мы анализируем эти и подобные этим высказывания, мы начинаем понимать тайные пружины поведения Эйнштейна. Например, мы понимаем, почему он никогда не называл имя Георга Пика (Georg Pick, 1859 – 1942), пражского профессора математики, который в 1911 году подсказал ему, что для описания релятивистской теории гравитации больше всего подходит аппарат дифференциальной геометрии Римана. В данном случае сработала эйнштейновская «формула успеха», которая требует помалкивать (to keeping your mouth shut) в отношениях тех, кто тебе помогает. Между тем именно Пик, ученик Маха, был самым близким другом Эйнштейна во время его пребывания в Праге, который дал мощный толчок для создания ОТО. Об этом мы узнаем от биографа Филиппа Франка, сменившего Эйнштейна на кафедре теоретической физики, после отъезда того в Цюрих в августе 1912 года.

На рисунке приведена эйнштейновская формула успеха, гласящая, что успех складывается из работы, игры и умения держать язык за зубами. Художник, видимо, не подозревал, каким аморальным человеком он представил здесь отца-основателя теории относительности (рисунок взят с сайта www.topcassette.com).

– II –

Эйнштейн написал две автобиографические заметки — в 1949 г. и в 1955 г. В обеих работах ответ на вопрос о создании частной теории относительности им тщательно отретуширован. В последней работе акцент сделан на общей теории относительности; через специальную теорию он как бы перешагнул: «Из событий научного характера, — пишет Эйнштейн, — которые относятся к тем счастливым годам в Берне, я упомяну лишь одно, которое привело к наиболее плодотворной идее в моей жизни. Специальной теории относительности было уже несколько лет, когда возник вопрос: ограничен ли принцип относительности инерциальными системами, т.е. системами координат, которые движутся равномерно друг относительно друга?» [4, т. 4, 353].

Отсюда мы видим, что мысли, связанные со специальной теорией относительности, не были для Эйнштейна «плодотворными» и «счастливыми». Но почему? Ведь сегодня всякий скажет, что по смелости и радикальности мировосприятия СТО с ее утверждениями о сокращении длины и замедлении времени намного опережает кривизну пространства и времени ОТО. В «Автобиографических заметках» 1949 года Эйнштейн утверждал, что отказался от «конструктивных обобщений известных фактов» и исходил из «общего формального принципа», а также упоминал о неком «парадоксе» (хотя таковым он, в сущности, не был), который якобы пришел ему в голову еще в юношеские годы. Но исследователь, занятый подобной научной работой, прекрасно понимает, что какого-то общефилософского принципа и той детской игры воображения недостаточно для проведения математических выкладок, которые были представлены в статье. Пуанкаре и Лоренц потратили долгие годы прежде, чем у них появился конкретный результат.

Для полноты картины приведем из автобиографии 1949 года интересующее нас место. «... Уже вскоре после 1900 г. [год окончания института, последующего полуторагодичного выматывающего поиска работы и, связанного с ним, интеллектуального безделья], т.е. вскоре после основополагающей работы Планка, — пишет Эйнштейн, — мне стало ясно, что ни механика, ни термодинамика не могут претендовать на полную точность (за исключением предельных случаев). Постепенно я стал отчаиваться в возможности докопаться до истинных законов путем конструктивных [отметим этот термин курсивом] обобщений известных фактов. Чем дольше и отчаяннее я старался, тем больше я приходил к заключению, что только открытие общего формального принципа может привести нас к надежным результатам. Образцом представлялась мне термодинамика. [Этот формально-феноменологический подход очень характерен для позднего Эйнштейна, однако та отчетливость, с которой он здесь представлен, не была свойственна двадцатилетнему юноше, с известными нам легкомысленными устремлениями]. Там общий принцип был дан в предложении: законы природы таковы, что построить вечный двигатель (первого и второго рода) невозможно. Но как же найти общий принцип, подобный этому? Такой принцип я получил после десяти лет размышлений из парадокса, на который я наткнулся уже в 16 лет. Парадокс заключался в следующем. Если бы я стал двигаться вслед за лучом света со скоростью света, то я должен был бы воспринимать такой луч света как покоящееся, переменное в пространстве электромагнитное поле. Но ничего подобного не существует [почему?]; это видно как на основании опыта [Майкельсона — Морли?], так и из уравнений Максвелла [во-первых, они не противоречат данному мысленному эксперименту, во-вторых, вряд ли автор мог их оценить в том юном возрасте, в котором тогда находился]. Интуитивно мне казалось ясным с самого начала, что с точки зрения такого наблюдателя все должно совершаться по тем же законам, как и для наблюдателя, неподвижного относительно Земли [по сути, здесь дана поздняя формулировка второго постулата, который противоречит интуитивно]. В самом деле, как же первый наблюдатель может знать и установить, что он находится в состоянии быстрого равномерного движения? [по характеру световых волн, за которым ведется наблюдение; автор не учитывает эффект Доплера.]

Можно видеть, что в этом парадоксе [никакого парадокса здесь нет] уже содержится специальная теория относительности [она стала возможна как раз потому, что автор не понял эффект Доплера]. Сейчас, конечно, всякий знает, что все попытки удовлетворительно разъяснить этот парадокс [да нет здесь никакого противоречия] были обречены на неудачу до тех пор, пока аксиома об абсолютном характере времени и одновременности оставалась укоренившейся, хотя и неосознанной в нашем мышлении. Установить наличие этой аксиомы и признать ее произвольность в сущности уже означает решить проблему [теория относительности — это нагромождение целого комплекса ложных утверждений; для ее рождения недостаточно было одного толкования термина «одновременности»]. Критическому мышлению, необходимо для того, чтобы нащупать эту центральную точку, сильно способствовало, в частности, чтение философских трудов Давид Юма [следы его философии в статье 1905 года не обнаруживаются, а вот конвенциализм Пуанкаре там хорошо ощущается] и Эрнста Маха [от него осталась разве что общая критика абсолютизма пространства и времени; если кто и оставил здесь след, так это Пуанкаре: работа 1905 года пропитана его конвенционализмом, особенно, что касается трактовки одновременности событий, которая, похоже, просто списана у него]» [4, т. 4, 277 – 278].

Теперь мы понимаем, откуда Джон Стейчел черпал вдохновенье для написания вышеупомянутой статьи [1]. Он просто-напросто более пространно пересказал легенду, придуманную самим Эйнштейном. Но мы-то с вами понимаем, что доверять мошенникам опасно. Поэтому давайте еще раз вспомним, чем был занят наш герой в первое десятилетие XX века.

В феврале 1901 года он получает швейцарское гражданство, а в марте добивается освобождения от несения военной службы в швейцарской армии по причине якобы плоскостопия и варикозного расширения вен. Без докторской диссертации можно было преподавать в средней школе, но не в университете. Альберт в первое время после окончания института вообще не интересовался наукой; главной его заботой было найти оплачиваемую работу.

После нескольких неудачных попыток ему удалось найти место служащего в Бюро патентов, за которое он крепко ухватился. В этой конторе можно было работать и без защиты диссертации; там он трудился с большим энтузиазмом с 1902 по 1909 годы, хотя он был на плохом счету у директора конторы, Фридриха Галлера. В начале третьеразрядный служащий жаждал поскорее завершить испытательный срок, потом он стремился получить более высокий квалификационный разряд, но выше второго разряда, который ему присвоили в 1906 году, он не пошел. Восьмичасовой рабочий день с одним выходным и напряженный характер работы не способствовали написанию диссертации. Впрочем, он в ней и не особенно нуждался; единственным человеком, который был заинтересован в научной карьере мужа, это его жена.

Альберт Эйнштейн и его вторая жена
весело шагают по улице Берлина.

В то время, когда муж находился на работе, а в свободное от службы время болтал с друзьями на общие мировоззренческие темы или обсуждал с ними новые технические устройства, Милева Марич трудилась над его диссертацией и параллельно писала за него научные статьи, которые затем отсылала в «Annalen der Physik». Когда-то она думала о собственной научной карьере, но рождение и скорая смерть дочери, скандалы со свекровью и отсутствие диплома о высшем образовании вынудили ее заняться научной карьерой мужа. Она всячески уговаривала его заняться серьезными научными исследованиями, но тот мнил себя великим изобретателем.

Атмосферу тех дней хорошо передает наш соотечественник Абрам Федорович Иоффе, который посетил молодую чету в 1907 году вместе со своим другом Вагнером. «... Мы его [Альберта] не застали дома, поговорить нам не удалось, — вспоминает Иоффе, — а жена его [Милева] сообщила с его слов, что он только чиновник патентного ведомства и о науке думать серьезно не может, а тем более об экспериментах. Однако возможно, что работа Эйнштейна в патентном ведомстве не была столь бессмысленной. Когда я ближе узнал его в 20-х годах, оказалось, что в нем сильны тенденции изобретательства. Вместе с художником Орликом и зубным врачом Гринбергом Эйнштейн разрабатывал новый тип полиграфической машины для художественной графики. За ним уже числились различные технические изобретения, и он никогда не прекращал попыток в этом направлении. В своих статьях Эйнштейн часто характеризовал свои идеи как эвристические точки зрения. Поэтому свое посещение мы мотивировали желанием выяснить, существует ли Эйнштейн, как реальное физическое явление или лишь как некоторая эвристическая точка зрения. Он позже ответил, что как физик действительно не существовал» [5, с. 86 – 87].

А.Ф. Иоффе

По всей видимости, Иоффе зашел к Эйнштейнам вскоре после выхода в свет небольшого сообщения от 16 апреля 1907 г. «По поводу заметки Пауля Эренфеста...», где принцип относительности вместе с принципом постоянства скорости света был представлен не как реальный физический принцип, а «как некий эвристический принцип, содержащий сам по себе лишь высказывания о твердых телах, часах и световых сигналах» [4, т.1, с. 51]. Данный факт сам по себе примечательный, но не он нас сейчас интересует. Важно, что в воспоминаниях Иоффе в отношении жития-бытия Эйнштейна очень верно расставлены акценты, которые потом были сильно сдвинуты из области посредственного изобретателя, каковым он тогда являлся (у него на счету было всего 18 патентов; для сравнения: у Эдисона, который работал примерно в то же самое время, было 1328 патентов), в область выдающегося физика-теоретика, который будто бы с младых ногтей и до седых волос только и думал о загадках мироздания.

Все было не так. Работа в Патентном бюро была сначала для него очень затруднительной, так как после окончания педагогического факультета, где преподавались абстрактные дисциплины, он не имел необходимых знаний по конкретным техническим устройствам. В общем, к технике он стремился с тех самых пор, как еще ребенком посещал электротехнические мастерские своего отца и дяди, но верхоглядство и безалаберность сильно мешали работе. Об испытываемых им трудностях можно судить по следующему примеру.

Фридрих Галлер

18 Декабря 1901 года Эйнштейн подал заявление на работу в Бюро сразу на должность служащего второго разряда. Фридрих Галлер с самого начала отнесся к молодому человеку с большим подозрением и долго тянул с приемом. Наконец, в середине июня 1902 года он назначил претенденту собеседование, которое происходило следующим образом. Директор разложил перед Альбертом несколько патентных заявок и попросил высказать о них свое мнение. Тот понес такую чушь, что Галлер с радостью не взял бы его в штат, но за Альберта просил старый товарищ, крупный промышленник, которому не удобно было отказать. Поэтому директору ничего не оставалась, как дать претенденту самый низший, третий разряд, причем с испытательным сроком, который закончился только 16 сентября 1904 года.

На второй разряд, о котором Альберт мечтал с самого начала, он вышел лишь к апрелю 1906 года с окладом 4500 франков в год, хотя его другу, Заутеру, за тот же самый разряд платили 5200 франков. Говорим об этом еще и потому, что «деньги имели для Эйнштейна большее значение, чем принято думать» [6, с. 176]. Когда Эйнштейн получил третий разряд, он в характерной для него нахальной манере вскоре подал заявку на второй разряд, на что директор Бюро отреагировал вежливо, но достаточно язвительно: Эйнштейн «как эксперт III разряда проявил основательные успехи, однако с его повышением следует еще подождать до тех пор, пока он полностью не освоится с машиностроением; следует помнить, что по образованию он физик» [7, c. 21].

Физико-математическое образование Эйнштейна, мечтавшего с самого детства о карьере инженера-изобретателя, обернулось трагедией. Теперь репутация учителя физики и математики, причем далеко не высшей квалификации, ему вредила, так что годы учебы в Политехникуме обернулись для него одним из досадных и компрометирующих фактов биографии. Альберт проклял свой первоначальный выбор преподавательской стези, на которую он тогда не хотел и не собирался вставать, и делал все, чтобы избавиться от позорного звания «физика».

В то время по своему внутреннему состоянию, Эйнштейн, со слов Иоффе, «как физик действительно не существовал». Чтобы понять это, нужно хорошо представлять себе, чем он тогда занимался. Об атмосфере, установившейся на службе, где тот работал вместе с одиннадцатью другими экспертами, правдиво написал М. Флюкигер: «В условиях строгого патриархального уклада, царившего в Бюро патентов, руководимом Галлером, у Эйнштейна не оставалось времени для его научных исследований: он должен был усваивать технические чертежи. Только в свободное от работы время он мог удовлетворить свое научное любопытство и работать над статьями. Здесь это просто необходимо отметить, чтобы рассеять легенды, согласно которым должность Эйнштейна в Бюро была синекурой и что он доставал из ящика своего стола сочинения и занимался ими между делом» [7, с. 24].

Эйнштейн позирует в костюме американского индейца. Снимок сделан 28 февраля 1931 года во время посещения им Большого каньона (США).

Никаких научных статей он тогда, конечно, не писал. Надо абсолютно не знать бесшабашного и ленивого Эйнштейна, чтобы утверждать, будто он, придя в 7 или 8 часов вечера домой, садился за написание научных статей. А вот его жена, целыми днями сидевшая дома, могла выполнять эту работу. После продолжительного трудового дня муж не в состоянии был напряженно размышлять о физике, занятие которой так не нравилось его шефу. Но сосредоточенное обдумывание самых разнообразных вопросов современной физики — любимое занятие жены, дисциплинированной и приученной к серьезному интеллектуальному труду женщине. Она видела, что мужа на работе не ценят и с изобретательством у него ничего не получается. Поэтому она с удвоенным старанием работала над диссертацией и научными статьями, под которыми ставила его подпись.

В октябрьском за 1955 год номере журнала «Успехи физических наук» в связи со смертью 18 апреля Эйнштейна появились три небольших заметки Э.В. Шпольского, А.И. Иоффе и Л. Инфельда, рассказывающие о жизненном и творческом пути великого физика. Содержание всех трех статей ничем не примечательно: авторы скорбят и отдают дань уважения своему коллеге. Например, Иоффе начал свою статью следующим образом: «Умер Эйнштейн — Ньютон XX века, каким он был для самой широкой общественности. Кроме Рентгена, открытие которого поразило воображение возможностью заглянуть во внутрь непрозрачных для глаза предметов, один только Эйнштейн из всех физиков нашего времени достиг такой же широкой популярности».

Ниже шел текст, написанный в том же духе, рассказывающий о хорошо известных фактах: «В 1905 г., — пишет советский академик, — в "Анналах физики" появились три статьи, положившие начало трем наиболее актуальным направлениям физики XX века. Это были: теория броуновского движения, фотонная теория света и теория относительности. Автор их — неизвестный до тех пор чиновник патентного бюро в Берне Эйнштейн — Марити (Марити — фамилия его жены, которая по швейцарскому обычаю прибавляется к фамилии мужа)» [УФН, 1955, т. 57, вып. 2, с. 187].

Все статьи в журнале «Annalen der Physik» выходили под фамилией Эйнштейн; там не было никакой Марити (венгерское написание фамилии Милевы, которое было выгравировано и на ее могильной плите). Видимо, во время посещения в 1907 году знаменитого дома на Kramgasse-49 Милева показала Иоффе оригиналы своих статей, подписанных двумя фамилиями Эйнштейн и, через тире, Марити.

Дом на улице Kramgasse-49, куда 29 октября 1903 года
поселилась молодая чета Эйнштейнов. В конце улицы видны
городские часы Берна. В 1907 году этот дом посетил А.Ф. Иоффе.

Иоффе мог узнать об этом иначе. Дело в том, что Абрам Федорович с декабря 1903 года находился в учениках Рентгена, которого редакция журнала нередко просила дать отзыв на ту или иную работу. Как раз в июне 1905 года Иоффе успешно защитил докторскую диссертацию в Физическом институте Мюнхенского университета. Рентген мог куда-то отлучиться, поэтому либо по поручению своего шефа, либо из собственного любопытства Иоффе мог читать статьи в оригинале. Кроме того, хорошо известно, что статьи по броуновскому движению и теории относительности непосредственно заинтересовали Рентгена, который лично в сентябрьском письме 1906 года обратился к Эйнштейну с просьбой о пересылке ему оттиска этих статей. Данное письмо с просьбой сохранилось в архиве Эйнштейна, но ответное письмо от Эйнштейна к Рентгену пропало; оттисков его статей тоже никто не видел.

Интерес Рентгена к работе Эйнштейна вполне объясним. Рентген в 1888 году поставил эксперимент, чем-то напоминающий известный эксперимент Физо по установлению увлечения эфира движущимся веществом. В опыте Физо через трубки с быстродвижущимся потоком воды пропускались в разных направлениях два луча света, которые создавались одним и тем же источником света. По интерференционной картине Физо установил факт частичного увлечения эфира, описываемый формулой Френеля. Рентген заставил быстро вращаться диэлектрический диск в электростатическом поле конденсатора, при этом заряды диэлектрика вели себя как электрический ток.

Geburtshaus – Родной Дом. В этом здании по Банхофштрассе 135 Ульма (Ulm) родился Альберт Эйнштейн. Это величайшее событие произошло 14 марта 1879 года в 11 часов 30 минут по местному времени. Теперь ежегодно эта дата в Израиле отмечается как национальный праздник — День Науки.

Подобные эксперименты с движущимися зарядами проводили также Эйхенвальд, Пендер и Роуланд. Все эти опыты, включая опыт Физо, подтвердили гипотезу неподвижного эфира, которой придерживались Лоренц, Лармор и другие теоретики, в противоположность гипотезе полного увлечения эфира веществом. Эксперимент Майкельсона — Морли, однако, не позволял установить факт эфирного ветра, который должен был наблюдаться в случае, когда гипотеза неподвижного эфира верна. Теория относительности Эйнштейна в определенном смысле снимала создавшееся противоречие. Поэтому Рентген и проявил инициативу, послав в 1907 году одного из своих сотрудников к молодому Эйнштейну; им оказался Иоффе.

Впрочем, не так уж и важно, когда и при каких обстоятельствах наш соотечественник узнал о наличии подписи Эйнштейн – Марити, главное, что он вольно или невольно сообщил потомкам вторую фамилию. Мы не должны принимать во внимание разъяснение Иоффе. При упоминании этого «швейцарского обычая» следует иметь в виду, что Милева, как и Альберт, тоже носила фамилию Эйнштейн – Марити, так что еще не известно, кому из супругов такое объяснение подходит больше. И потом, если бы Эйнштейн писал статью действительно один, то, посылая ее в немецкий журнал, он не стал бы в соответствии со швейцарским обычаем ставить фамилию жены. Релятивисты не предъявили общественности ни одной бумаги, где бы стояла двойная фамилия супругов. Только в свое утешение они стали писать фамилию Милевы как Эйнштейн – Марити.

Мюнхен 1889 год. Малыш Альбертик в первом ряду второй справа.

– III –

По словам Майи Эйнштейн, сестры Альберта, которая в 1908 году, т.е. раньше своего брата, защищала диссертацию по романской филологии, и физика Макса Борна, познакомившегося с Альбертом в 1909 году, статья «К электродинамике движущихся тел» первоначально представлялась в Цюрихский университет в качестве диссертации, когда первый вариант диссертации, связанный с молекулярной физикой, был отклонен. Диссертация по теории относительности состояла из преамбулы, где указывалось на две причины, вызвавшие необходимость написание научной работы, и двух частей, каждая из которых содержала по пять параграфов (в нижеследующем ее оглавлении проставлены страницы в соответствии с [4]).

Преамбула (текст без названия) — 7
I. Кинематическая часть
1. Определение одновременности — 8
2. Об относительности длин и промежутков времени — 10
3. Теория преобразования координат и времени от покоящейся системы к системе, равномерно и прямолинейно движущейся относительно первой — 13
4. Физический смысл полученных уравнений для движущихся твердых тел и движущихся часов — 18
5. Теория сложения скоростей — 20
II. Электродинамическая часть
6. Преобразование уравнений Максвелла для пустого пространства. О природе электродвижущих сил, возникающих при движении в магнитном поле — 22
7. Теории аберрации и эффект Доплера — 26
8. Преобразование энергии лучей света. Теория давления, производимого светом на идеальное зеркало — 27
9. Преобразование Максвелла с учетом конвенциальных токов — 30
10. Динамика слабо ускоренного электрона — 32.

Статья № 1 заканчивается на странице 35 выражением благодарности Мишелю Бессо. Начнем читать преамбулу с самого начала:

Альберт: «Мы пойдем другим путем».
Пейзаж на заднем плане не настоящий,
а фото-студийная декорация.

«Известно, что электродинамика Максвелла в современном ее виде приводит в применении к движущимся телам к асимметрии, которая несвойственна, по-видимому, самим явлениям. Вспомним, например, электродинамическое взаимодействие между магнитом и проводником с током. Наблюдаемое явление зависит здесь только от относительного движения проводника и магнита, в то время как, согласно обычному представлению, два случая, в которых движется либо одно, либо другое из этих тел, должны быть строго разграничены. В самом деле, если движется магнит, а проводник покоится, то вокруг магнита возникает электрическое поле, обладающее некоторым количеством энергии, которое в тех местах, где находятся части проводника, порождает ток. Если же магнит находится в покое, а движется проводник, то вокруг магнита не возникает никакого электрического поля; зато в проводнике возникает ЭДС, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая — при предполагаемой тождественности относительного движения в обоих интересующих нас случаях — вызывает электрические токи той же величины и того же направления, что и электрическое поле в первом случае» [4, т.1, с. 7].

Во многих школьных кабинетах физики имеется простейшая динамо-машина, состоящая из стационарно установленного магнита и подвижной катушки с измерительным прибором (рис. A). Когда учитель начинает вращать катушку, стрелка прибора отклоняется. После проведения этого опыта он говорит: «Детки, сейчас вы были свидетелями того, как механическая энергия движения моей руки преобразовалась в энергию электрического тока, которая отклонила стрелку прибора». Таким образом, выделенная курсивом фраза ошибочна: закон сохранения энергии здесь соблюдается.

( A ) ( B )

Слева приведена схема элементарной динамо-машины, которая перерабатывает механическую энергию вращения рамки в переменный электрический ток, отклоняющий стрелку прибора. Справа — детали обычного асинхронного двигателя: статор, на котором видны катушки для получения вращающегося магнитного поля, и ротор, удерживаемый внутри статора с помощью двух фланцев, тоже показанных на рисунке. Эйнштейн начал свою первую статью по теории относительности 1905 года с ошибочного утверждения, которое касалось работы электрического генератора и двигателя. Он думал, что в объяснении работы этих двух электрических машин практического действия имеется некое противоречие, которое он собирался устранить с помощью теории относительности. Между тем никто и никогда не наблюдал здесь нарушения закона сохранения энергии или какого-либо иного противоречия — это с одной стороны. С другой — теория относительности вступает в свои права только при субсветовых скоростях. Спрашивается, к чему было на самом видном месте релятивистской статьи выставлять пример, касающийся малых скоростей?

Вспомним, как работает элементарный асинхронный двигатель (рис. B). На статорную обмотку двигателя подается переменное напряжение таким образом, чтобы возникало вращающееся магнитное поле. Ротор несет на себе короткозамкнутую обмотку, типа беличьего колеса. Переменный магнитный поток статора наводит в роторной обмотке ток, который, в свою очередь, взаимодействуя с магнитным полем статора, заставляет беличье колесо вместе с ротором поворачиваться. Так, электрическая энергия, подключенная к статорной обмотке, преобразуется в энергию вращающегося магнитного поля статора, а та, в свою очередь, трансформируется в механическую энергию вращения массивного ротора.

Эйнштейн на израильской банкноте

В этом, втором случае закон сохранения энергия так же, как и в первом, не нарушается. Никаких противоречий между этими двумя физическими процессами, т.е. работой двигателя и динамо-машины, не существует. Величина ЭДС индукции, наводимая в проводнике, пропорциональна скорости изменения магнитного потока; как при этом получается меняющийся магнитный поток — путем ли движения магнита или путем перемещения проводника — неважно: принцип относительности в обоих случаях здесь соблюдается. Как мог величайший физик мира написать, что при движении проводника в магнитном поле «возникает ЭДС, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая... вызывает электрические токи...»? Вы перемещаете проводник и затрачиваете на его движение механическую энергию, которая затем трансформируется в электрическую. Если бы сейчас какой-нибудь учащийся средней школы написал подобную несуразность во время сдачи экзамена по физике, то всякий уважающий себя учитель обязан был влепить ему жирный «неуд».

Но что самое удивительное, данный пример, касающийся перемещения магнита и проводника относительно друг друга, никакого отношения к теории относительности не имеет. Ведь релятивистская концепция затрагивает скорости, близкие к световым. Значит, если указанная автором «асимметрия» имела бы место, то она должна была бы охватывать классическую физику малых скоростей. Таким образом, после выхода статьи «К электродинамике движущихся тел» все преподаватели мира, начиная рассказ о принципах работы электрических машин, обязаны были воздать хвалу Эйнштейну, который открыл нам всем глаза на вопиющее противоречие. Но ничего подобного не происходит, так как любой образованный человек понимает, что все электромагнитные устройства работают в соответствии с законами Максвелла, которые подчинены строгой логике.

Интересно узнать, чем вызвана такая ошибка. Из биографии отца-основателя теории относительности хорошо известно, что когда он был мальчиком, то часто посещал электротехнические мастерские своего отца, Германа, и дяди, Якоба Эйнштейна. В юношеские годы он стал размышлять о принципах работы электрического двигателя и динамо-машины, производством которых были заняты близкие ему люди. В 1895 году Эйнштейн пишет «научное сочинение» под заголовком «К рассмотрению состояния эфира в магнитном поле». Переслав его своему дяде, Цезарю Коху (1854 – 1941), он оправдывается: «У меня совершенно не было материалов, позволявших глубже проникнуть в суть проблемы, что может создать впечатление о поверхностности подхода». Данная работа, по мнению самого автора, «довольно наивна и неполна, что естественно для молодого человека». В ней как раз рассматривались вопросы взаимодействия магнитного поля с проводником.

«Прежде всего, — писал юноша, — следует показать, что имеется пассивное сопротивление генерированию электрическим током магнитного поля; это сопротивление пропорционально длине проводника и не зависит от природы его вещества и площади поперечного сечения» [3, с. 129]. Несомненно, начало статьи 1905 года является продолжением раздумий на эту же тему. Пайс считает, что в этой работе 16-летний «молодой Эйнштейн самостоятельно открыл качественные характеристики самоиндукции». Известно, что Фарадей десять лет носил в кармане своего сюртука кусок магнита, который должен был постоянно напоминать о нерешенных им проблемах индукции.

Читатель дорогой, помни, настоящие открытия в физике давались тяжелейшим трудом; ученые годами и десятилетиями вынашивали свои идеи. Фарадей и Максвелл потратили жизнь на самостоятельное решение одной или двух трудных проблем, которые они перед собой ставили. В статье 1905 года затрагивается с десяток различных вопросов. В «Электродинамической части» некоторые из них еще доведены до своего логического конца, но «Кинематическая часть» — это имитация научного текста. Процитированный абзац преамбулы ясно демонстрирует нам непонимание Эйнштейном основ теории относительности.

А теперь почитайте, что пишет о статье «К электродинамике движущихся тел» сторонники релятивизма. «... В ней Эйнштейн устраняет непоследовательность в воззрениях тогдашней науки, объяснявшей два сходных по сути явления, исходя из разных принципов. Первым была работа электромотора, преобразующего электрический ток в движение, вторым — работа динамо-машины, преобразующей движение в электрический ток. Действие обоих приборов основано на перемещении относительно друг друга проводника и магнита, и когда Эйнштейн подвел под их работу общею теоретическую базу, он тем самым сделал подкоп под основы трехвекового здания ньютоновой механики» [6, с. 70].

Никакого «подкопа» под механику Ньютона, а лучше было бы сказать в данном случае под электродинамику Максвелла, Эйнштейн не сделал. Специальная теория относительности, как уже было сказано, не касается технических устройств и она не могла способствовать улучшению работы этих устройств. Очевидно, что Картер и Хайфилд, которых мы только что процитировали, не являются большими специалистами в области физики. Но вступительный абзац к работе 1905 года читали все крупнейшие физики мира — заметили они эту грубую ошибку? Видимо, кто-то заметил, а кто-то и нет. Голос того, кто заметил, не был донесен до общественности. Зато громко звучали голоса тех, кто принял Эйнштейне за гениального физика.

Не заметил ошибки, например, помощник и биограф Эйнштейна Бенеш Хофман. В изданной книге «Корни теории относительности» он пишет: «Эйнштейн начал свою статью с обсуждения того, как возбуждается индукционный ток в замкнутом проволочном витке с помощью магнита. Он отметил, что сила этого тока зависит от относительного движения витка и магнита, но не от их абсолютного движения в эфире. Однако же, продолжал Эйнштейн, теория Максвелла дает совершенно различные физические объяснения для механизма возникновения индукционного тока в случае, когда виток покоится в эфире, а магнит движется, и в случае, когда движется виток, а магнит остается неподвижным. Если движется магнит, то возникает вихревое электрическое поле, которое, в свою очередь, порождает электрический ток в проводнике, если же движется виток, а магнит покоится, то никакого электрического поля не должно быть. Как отмечает далее Эйнштейн, эти различные объяснения одного и того же тока, возникающего при относительном движении витка и магнита, и "неудачные попытки обнаружить хоть какое-нибудь движение Земли относительно эфира" наводят на мысль, что такого понятия, как абсолютный покой, не существует. Поразительно, что Эйнштейн в этой статье даже не упомянул эксперимент Майкельсона — Морли, и это впоследствии привело к дискуссиям по поводу того, знал ли он вообще тогда об этом эксперименте» [8, с. 144].

То, что Эйнштейн «не упомянул эксперимент Майкельсона — Морли», нас уже не удивляет (в этой связи еще раз отсылаем нашего читателя к описанию Эксперимента Майкельсона – Морли). Здесь больше удивляет профессор Хофман, который, как оказалось, не знает, что движущийся в магнитном поле проводник несет внутри себя свободные заряды. Эти заряды обладают электрическим полем, которое и взаимодействует с внешним магнитным полем. Направление силы, действующей на заряды и, следовательно, на проводник в целом, называется силой Лоренца. Если есть сила, то несложно вычислить и совершенную ей работу. Как мы видели, Эйнштейн написал об энергетическом дисбалансе, которого в действительности не существует. Таким образом, проблема, которую он поднял, попросту высосана из пальца.

Однако давайте читать преамбулу дальше: «Примеры подобного рода [т.е. пример с электрическими машинами], как и неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно "светоносной среды" [здесь явно подразумевается эксперимент Майкельсона — Морли], ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя и даже, более того, — к предположению, что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические и оптические законы, как это уже доказано для величин первого порядка [в световых опытах "первого порядка" по v/c, т.е. доплер-эффекта и аберрации, принцип относительности не выполняется; но Лоренц в работе 1895 года рассматривал инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований, где фигурировали величины первого (v/c) и второго (v/c)² порядка; здесь имеется в виду подход Лоренца]. Это предположение (содержание которого в дальнейшем будет называться "принципом относительности" [термин впервые введен Пуанкаре]) мы намерены превратить в предпосылку [первый постулат] и сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью V, не зависящей от состояния движения излучающего тела [второй постулат здесь и в основном тексте статьи касается только источника, но не приемника]. Эти две предпосылки достаточны для того, чтобы, положив их в основу теории Максвелла для покоящихся тел, построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся тел. Введение "светоносного эфира" окажется при этом излишним, поскольку в предполагаемой теории не вводится "абсолютно покоящееся пространство", наделенное особыми свойствами [это не совсем так; в статье введено именно абсолютно покоящееся пространство в виде координатной системы X, Y, Z, T, относительно которого измеряется скорость распространения света V; без этой абсолютной координатной системы скорость света теряет смысл, так как всякая скорость может быть определена только относительно какого-то материального объекта], а также ни одной точке пустого пространства, в котором протекают электромагнитные процессы, не приписывается какой-нибудь вектор скорости [эта часть предложения выглядит бессмысленной]» [4, т. 1, с. 7 – 8].

Отказ от эфира Эйнштейн отчетливо сформулировал в письме к Милеве Марич в августе 1899 года (этот важный пассаж [9, с. 33] был процитирован в начале данной статьи). Тогда, как мы помним, студенту Эйнштейну не понравились токи смещения, введенные Фарадеем и Максвеллом для эфирной среды: «электрические токи должны пониматься не только как "временные затухания электрической поляризации", но и как движение действительных электрических масс, физическое существование которых представляется доказанным». Что «представляется доказанным» — «движение действительных электрических масс»? Кем доказаны? И, вообще, о чём здесь говорится? «Временные затухания электрической поляризации», т.е. токи смещения, нельзя заменить непрерывным перемещением зарядов. Более того, именно они всегда были и остаются немыми свидетельствами того, что всё пространство вокруг нас заполнено эфирной средой, способной поляризоваться. Поэтому электродинамика не может «стать теорией перемещений в пустом пространстве движущихся электричеств и магнетизмов», о чём мечтал молодой Эйнштейн. Для этого пришлось бы переписать не только уравнения Максвелла, но и поменять всю физическую картину мира. Разве не ясно, что студент Эйнштейн просто плохо усвоил основы электродинамики. Эти пробелы в знаниях, собственно, и послужили для возникновения теории относительности в его версии.

Второй абзац преамбулы, если его оценивать в целом, четко выдает благие намерения автора. Читатель должен отдавать себе отчет в том, что ни один из вариантов теории относительности, включая эйнштейновский, не позволяет из двух сформулированных уже в преамбуле постулатов вывести все положения этой концепции. Релятивистов-утопистов отличает стремление к универсализму и всеобщности законов. Они мечтают развить такую теорию, которая бы исходила из одного глобального принципа или какой-нибудь общей и универсальной формулы. Это им никогда не удавалось и данный вариант релятивистской теории не является исключением.

Заканчивается преамбула третьим небольшим абзацем; вот он: «Развиваемая теория [электродинамика движущихся тел] основывается, как и всякая другая электродинамика, на кинематике твердого тела, так как суждения всякой теории касаются соотношений между твердыми телами (координатными системами), часами и электромагнитными процессами. Недостаточное понимание этого обстоятельства является корнем тех трудностей [очевидно, имеется в виду проблема двигатель — генератор (первый абзац) и проблема, связанная с опытом Майкельсона — Морли (второй абзац преамбулы)], преодолевать которые приходится теперь электродинамике движущихся тел».

В этих предложениях нет какого-то особого смысла. Единственное, на что обращено здесь внимание, это на координатные системы — «твердые тела», т.е. отрезки жестких стержней, и часы. Этими двумя инструментами релятивисты, как фокусники, научились ловко манипулировать и обманывать несчастных обывателей, уверяя, что от быстрого перемещения этих предметов может произойти реальное сокращение длины и удлинение времени.

Всякий здравомыслящий человек должен отчетливо понимать, что от числового значения скорости теоретические законы физики измениться не могут. Если они справедливы для звука, когда скорость равна примерно тремстам метрам в секунду, то они останутся точно такими же, когда вместо скорости звука подставят скорость света, равную тремстам тысячам километров в секунду. Далее, читатель должен отчетливо понимать, что от способа измерения отрезков длины и периодов времени сами эти отрезки и периоды реально измениться не могут.

Спросите нас: откуда вообще взялся этот странный взгляд, при котором физические величины и законы становятся зависимыми от процедуры измерения? И мы вам ответим: специальная теория относительности Эйнштейна — Марич возникла под впечатлением от чтения книг Маха и Пуанкаре, в которых излагался инструменталистский, операционалистский и конвенционалистский подходы (см. «Истоки релятивизма», в частности, разделы Эмпириокритицизм Маха и Авенариуса, Теория относительности Пуанкаре и пр.).

Карл Зелиг сообщил нам, будто Эйнштейн своему сокурснику Якобу Эрату «рассказал, как однажды утром хорошо выспавшись, он сел в кровати и вдруг понял, что два события, которые для одного наблюдателя происходят одновременно, могут быть неодновременными для другого» [10, с. 61]. Можем ли мы доверять этим словам? Вряд ли, скорее всего, новое определение времени, введенное через процедуру измерения с помощью луча света, Эйнштейн взял из книги Пуанкаре «Наука и гипотеза». Она вышла в 1902 году. Достоверно известно, что он читал ее вместе со своими друзьями из потешной «Академии», в домашних заседаниях которой всегда принимала участие и Милева Марич. В связи с этим Пайс написал: «Хочу подчеркнуть, что Эйнштейн с друзьями не просто листали работы Пуанкаре. Соловин составил нам подробный список книг, изучавшихся членами "Академии". Из всего списка он выделяет одну-единственную книгу — "Наука и гипотеза", причем говорит о ней так: эта "книга произвела на нас столь сильное впечатление, что в течение нескольких недель мы не могли прийти в себя"! » [3, с. 132].

Цюрихский психиатрический диспансер-санаторий,
в котором 4 августа 1948 года умерла Милева Марич.

Если к процедуре измерения привлекается распространяющийся с определенной скоростью луч света, то отрезок длины и период времени перемещающегося с другой скоростью объекта могут измениться — в этом нет ничего необычного, так как время, пройденный объектом путь и его скорость связаны друг с другом, — однако это вовсе не означает, что процедура измерения как-то могла повлиять на фактические величины. Мы могли вообще не измерять данные величины или измерять по другой методике — от этого законы физики не изменятся. Разумеется, формальная запись законов, куда входят пространственные координаты и время, не обязаны сохранять свой внешний вид. А это значит, что так называемый принцип инвариантности законов физики является безосновательным, во всяком случае, в той его части, которая связана с перемещением источника и приемника колебаний. Волны, испускаемые покоящимся источником света или звука в трехмерном пространстве, заполненным средой (в пустом пространстве колебания распространяться не могут), представляют собой систему концентрических сфер с общим центром. Если источник излучения начнет перемещаться, то указанные сферы получат смещение, а это, в свою очередь, означает, что изменится математическая форма волнового уравнения, описывающего динамику сферических волн.

«Академики»: Конрад Габихт, Морис Соловин и Альберт Эйнштейн.

Усвоив эти простые и ясные положения, читатель должен внимательно следить, где, на каком повороте рассуждений релятивист обманет его. Лучше, если он при чтении работы «К электродинамике движущихся тел» забудет о гениальности автора, о высочайших истинах, которые якобы изложены в статье, и сам, собственным умом постарается осмыслить содержание текста. Тогда он увидит сбивчивость рассуждений и абсолютную несостоятельность заявленных в преамбуле целей.

Перейдем к основному тексту статьи «К электродинамике движущихся тел». Сразу же предупредим: первый параграф, названный «Определение одновременности», никак не связан с преобразованиями Лоренца. Между вторым параграфом, который называется «Об относительности длин и промежутков времени», и третьим, озаглавленным «Теория преобразования координат и времени от покоящейся системы к системе, равномерно и прямолинейно движущейся относительно первой», нет никакой математической и логической связи. Они возникли независимым образом, как если бы были взяты из различных источников. Наиболее важный третий параграф с точки зрения математики написан абсолютно некорректно: результирующие выражения нельзя было вывести из исходных посылок. Другими словами, преобразования Лоренца были просто подогнаны под известные автору выражения. При следующем изложении этого же материала в 1907 году автор отказался от путаной математики 1905 года, и лоренцевы преобразования получил совершенно иначе.

Эйнштейн на своем рабочем месте в Бернском патентном бюро. Фото сделано в год выхода знаменитой статьи «К электродинамике движущихся тел».

Вся вторая сильно математизированная часть по электродинамике так или иначе пересекается в математическими выкладками, встречающимися в трудах Лармора, Лоренца, Пуанкаре и Минковского. Я предполагаю, что преамбула статьи, по всей вероятности, целиком была сочинена Эйнштейном, который не слишком отчетливо представлял идею «Электродинамической части» статьи, написанной, по-видимому, Милевой Марич, — иначе он не писал бы о двигателе и генераторе в таком духе. Очевидно также, что его жена придерживалась радикальных формалистских позиций, когда математический аспект теории превалирует над физическим. Скорее всего, она одобряла позицию мужа, отказавшегося от «светоносного эфира», не просчитав до конца все катастрофические последствия от такого шага. Разумеется, «теория аберрации и эффект Доплера» (седьмой пункт второй части статьи), а также абсолютная система координат (X, Y, Z), скорость света (V), фигурирующие в кинематической части, нуждаются в неподвижной эфирной среде. Кинематическая часть, как наиболее запутанная и темная, где видны следы разнородных наслоений, появилась, очевидно, в результате сумбурного обсуждения сразу нескольких «авторов» — Эйнштейна, Марич и Бессо, который в то время часто бывал у них дома, а также на раннем этапе, возможно, Габихта и Соловина.

– IV –

Главная идея кинематической части — процедура измерение с помощью луча света — вне всякого сомнения, взята у Пуанкаре. Схема распространения лучей света отвечает для вывода преобразований Лоренца — схеме распространения лучей в интерферометре Майкельсона, где сравнивается ход прямых и отраженных лучей света вдоль и поперек направления перемещения источника. Причем анализ физической ситуации проведен примерно так, как это сделал Лоренц, который принимал не относительное сокращение длины продольного плеча интерферометра, а абсолютное. Последнее означает, что при анализе хода лучей, в соответствии с теорией относительности, известной формулой сокращения длины пользоваться нельзя, поскольку наблюдение сдвига интерференционных полос производится покоящимся наблюдателем, находящимся в системе отсчета прибора.

«Паганини»

«Если в точке A пространства помещены часы, — пишет Эйнштейн, — то наблюдатель, находящийся в A, может устанавливать время событий в непосредственной близости от A путем наблюдения одновременных с этими событиями положений стрелок часов. Если в другой точке B пространства также имеются часы (мы добавим: "точно такие же часы, как в точке A), то в непосредственной близости от B тоже возможна временная оценка находящимся в B наблюдателем. Однако невозможно без дальнейших предположений сравнивать во времени какое-либо событие в A с событием в B; мы определили пока только "A-время" и "B-время", но не общее для A и B "время". Последнее можно установить, вводя определение, что "время", необходимое для прохождения света из A в B, равно "времени", требуемому для прохождения света из B в A. Пусть в момент t_A по "A-времени" луч света выходит из A в B, отражается в момент t_B по "B-времени" от B к A и возвращается назад в A в момент t'_A по "A-времени". Часы в A и B будут идти, согласно определению, синхронно, если t_B – t_A = t'_A – t_B » [4, т.1. с. 9].

Вся заслуга Эйнштейн состояла в том, чтобы «A-часы» и «B-часы» Пуанкаре и Лоренца заменить на «A-время» и «B-время», сообщив тем самым условной процедуре измерения длительности статус измерения реального времени, которое, естественно, теперь носит относительный характер. В этом месте философы с торжественным видом говорят о смелом шаге скромного бернского служащего. На самом же деле, этот шаг, скорее всего, был сделан легкомысленным человеком, который не различал ход часов, от хода реального времени. После этого «шага» релятивисты стали говорить о быстром или медленном старении человеческого организма.

Увековечен

Разумеется, ход времени для быстро перемещающегося человека никак не связан с указанной процедурой измерения длительности. Обращаем внимание читателя на то, что понятие времени здесь устанавливается путем «ввода определения», т.е. в точности по конвенции Пуанкаре, при этом французский ученый разработал некую операционную процедуру для измерения величины времени. В статье Эйнштейна мы находим очень сходную позицию. «Представим себе, — пишет Эйнштейн во втором параграфе, — что к обоим концам стержня (A и B) прикреплены часы, которые синхронны с часами покоящейся система, т.е. показания их соответствуют "времени покоящейся системы" в тех местах, в которых эти часы как раз находятся; следовательно, эти часы "синхронны в покоящейся системе". Представим себе далее, что у каждых часов находится движущийся с ними наблюдатель и что эти наблюдатели применяют к обоим часам установленный в п. 1 критерий синхронности хода двух часов. Пусть в момент времени t_A из A выходит луч света, отражается в B в момент времени t_B, принимая во внимание принцип постоянства скорости света, находим

t_B – t_A = r_AB / (V – v) и t'_A – t_B = r_AB / (V + v),

где r_AB — длина движущегося стержня, измеренная в покоящейся системе. Итак, наблюдатели, движущейся вместе со стержнем, найдут, что часы в точках A и B не идут синхронно, в то время как наблюдатели, находящиеся в покоящейся системе, объявили бы эти часы синхронными. Итак, мы видим, что не следует придавать абсолютного значения понятию одновременности. Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной системы» [4, т.1. с. 12 – 13].

Эйнштейн

Можно согласиться с тем, что при установке синхронизации часов с помощью луча света понятие одновременности будет относительным. Однако автор обязан был продемонстрировать нам не качественную сторону «отставания» одних часов от других, а количественную. Между тем такая форма измерения времени количественно не соответствует релятивистской формуле, в которой фигурирует известный квадратный корень. Представленный здесь способ измерения является вполне классическим, так как действия над скоростями производится традиционным способом (V – v, V + v, где V — скорость света, v — скорость стержня), а это значит, что они никогда не приведут к релятивистской формуле сложения, если следовать строгой математике.

Из каких кинематических формул мы должны делать вывод о «замедлении времени»? Зачем нужно было морочить голову читателям статьи новым правилом измерения времени, если оно не приводит к нужным релятивистским эффектам? Аналогичную претензию можно высказать и в отношении длины. Автор как бы усыпляет бдительность читателя очень подробным рассказом достаточно примитивной процедуры измерения стержня с помощью луча света. Читатель в ответ на это издевательство ждет, что он в результате своего кинематического анализа выведет заветную формулу «сокращения длины». Но ничего подобного не происходит: в итоге своего длинного повествования автор просто констатирует отсутствие равенства длин двух одинаковых стержней. Релятивистскую формулу сокращения длины можно получить только из преобразований Лоренца. Таким образом, указанная Пуанкаре и Лоренцем процедура измерения пространственных отрезков и периодов времени, перенятая затем Эйнштейном, не приводит к желаемому релятивистскому результату.

Именно с этих спекулятивных рассуждений Эйнштейна физика перестала быть строгой количественной наукой и превратилась в схоластику. Начиная с 1905 года, истинная наука умерла, она была вытеснена пустой болтовней о пространстве и времени, удлинении и сокращении масштабных единиц. Дадим нашим читателям вкусить порцию новой физики, которую стали называть самым большим достижением человечества в ХХ столетии. «Теперь, — говорил Эйнштейн, — представим себе, что стержню, ось которого направлена по оси X покоящейся координатной системы, сообщается равномерное и параллельное оси X поступательное движение (со скоростью v) в сторону возрастающих значений x. Поставим теперь о длине движущегося стержня, который мы полагаем определенной с помощью следующих двух операций:

а) наблюдатель движущийся вместе с указанным масштабом и с измеряемым стержнем и измеряет длину стержня непосредственно путем прикладывания масштаба так же, как если бы измеряемый стержень, наблюдатель и масштаб находились в покое;

б) наблюдатель устанавливает с помощью расставленных в покоящейся системе синхронных, в смысле п. 1, покоящихся часов, в каких точках покоящейся системы находятся начало и конец измеряемого стержня в определенный момент времени t. Расстояние между этими двумя точками, измеренное использованным выше, но уже покоящимся масштабом, есть длина, которую можно обозначить как "как длина стержня".

Согласно принципу относительности, длина, определенная операцией (а), которую мы будем называть "длиной стержня в движущейся системе", должна равняться длине l покоящегося стержня. Длину, устанавливаемую операцией (б), которую мы будем назвать "длиной (движущегося) стержня в покоящейся системе", мы определим, основываясь на наших двух принципах, и найдем, что она отлична от l [в этом месте текста должна была стоять формула, которая бы показывала, насколько именно длина движущегося стержня отличается от длины покоящегося стержня, но автор намеренно не стал приводить никаких формул, так как заранее знал, что получающееся в его случае формула, отличается от релятивистской]. Обычно применяемой кинематике принимается без оговорок, что длины, определенные посредством двух упомянутых операций, равны друг другу, или, иными словами, что движущееся твердое тело в момент времени t в геометрическом отношении вполне может быть заменено тем же телом, когда оно покоится в определенном положении» [4, т.1. с. 12].

Выступление на радио

Прошло некоторое время с момента, когда были написаны эти строки, а затем миллионы ни в чем неповинных обывателей стали доказывать друг другу, что в установленной процедуре измерения отрезков произойдет действительное, а не кажущееся, сокращение длины движущегося жесткого стержня. Им было невдомек, что Эйнштейн их обманул, пошутил — как хотите это называйте, — но он не дал истинного правила измерения длины и времени. Во всяком случае, его методика не давала именно релятивистского эффекта изменения масштабов. Доверчивые обыватели, а также прославленные ученые и авторитетные профессора никак не могли предположить, что над ними просто хорошо посмеялись молодые люди из потешной «Академии». Они, что есть силы, напрягали свое пространственное воображение, чтобы представить себе описанную в статье № 1 кинематическую ситуацию, но у них ничего не получалось.

Известно, что Нильс Бор, Вильгельм Рентген и другие физики сначала отнеслись к выводам Эйнштейна с большим недоверием. Но все вокруг говорили: «Да вы что, ребята? Это так просто, концепция Эйнштейна гениальна!» И уважаемые ученые с этим соглашались. Через какое-то время, так и не разобравшись в эйнштейновской кинематике, которую, однако, все вокруг почему-то хвалили, они тоже стали нахвалить. Много позже, когда релятивистам указали на «парадокс часов», крупнейшие умы мира кинулись спасать положение. Некоторым ученым стало мерещиться, что они нашли выход из тупиковой ситуации, разрешили парадокс и спасли физику от нависшей угрозы. Школьники, студенты и преподаватели стали поздравлять друг друга с решением тяжелейшей проблемы и клеймили самыми последними словами недоброжелателей, которые только и занимаются тем, что отвлекают здоровые интеллектуальные силы общества на решение вредных, навязанных злой волей проблем.

В четвертом параграфе «Физический смысл полученных уравнений для движущихся твердых тел и движущихся часов» Эйнштейн подбросил своим читателям новую головоломку. «Пусть в момент времени t = τ = 0, — пишет он, — из общего в этот момент для обеих систем начала координат посылается сферическая волна, которая распространяется в системе K со скоростью V. Если (x, y, z) есть точка, достигнутая этой волной, то x² + y² + z² = V²t². В результате простого вычисления, использующего формулы преобразования, это уравнение примет вид ξ² + η² + ζ² = V²τ². Итак, рассматриваемая волна, наблюдаемая в движущейся системе, есть тоже сферическая волна со скоростью распространения V. Тем самым доказано, что наши два основных принципа совместимы... ».

Driving Mr. Einstein
(подпись под фотографией в газете).

Читатель пытается вообразить себе волновую сферу, наблюдаемую сначала из покоящейся, а затем из движущейся систем отсчета, и размышляет: «Да, действительно, круг на поверхности озера остается кругом — смотреть ли на него с берега, стоя неподвижно, или с быстро проезжающего автомобиля». Он задает себе вопросы: «Какое отношение имеет эти квадратичные формы к реальной ситуации? Причем здесь сферы, когда реально речь должна идти о доплеровском эффекте? И, наконец, каков физический смысл преобразования Лоренца?»

Тем временем Эйнштейн с невозмутимым видом продолжает: «Мы рассмотрим твердый шар (т.е. тело, которое при исследовании в состоянии покоя имеет шарообразную форму) радиуса R, находящейся в покое относительно движущейся системы k, причем центр шара совпадает с началом координат системы k. Уравнением поверхности этого шара, движущего относительно системы K со скоростью v будет ξ² + η² + ζ² = R². Уравнение этой же поверхности, выраженное через x, y, z в момент времени t = 0 имеет вид x² / (1 – β²) + y² + z² = R². Твердое тело, которое в покое обладает формой шара, имеет, следовательно, в движущейся состоянии — при наблюдении из покоящейся системы — форму эллипсоида вращения с полуосями R(1 – β²)^½, R, R ...» [4, т.1, с. 18 – 19].

И вновь несчастный читатель хватается за голову: «Световая сфера не сплющилась, а твердый шар превратился в эллипсоид — что за странная кинематика?» Он возвращается к первым двум параграфам статьи, вчитывается в текст, но никак не может понять, почему шар становится сплюснутым. Нет ни одного человека на земле, который бы честно признался: «Да, я отчетливо представляю себе описанную выше ситуацию!» И снова школьники, студенты и преподаватели стали самым откровенным образом обманывать друг друга, будто всё до конца поняли. Кое-кто из них начал выговаривать неверующим, что здесь ничего представлять не нужно, мол, это даже занятие вредное, главное чтобы математические выражения сходились, а моделировать физическую ситуацию в конкретных пространственных образах дело последнее, достойное людей старых взглядов. Эйнштейн — гений, он за всех нас подумал, ошибки быть не может, теория относительности подтверждена многими экспериментами.

– V –

У автора (или авторов) статья 1905 года на самом деле была каша в голове. Он оперировал не двумя, а тремя координатными системами: (X, Y, Z, T) — абсолютная система координат, привязанная к эфиру; (x, y, z, t) — покоящаяся относительная система и (ξ, η, ζ, τ) — движущаяся относительная система координат. «Покоящаяся» или «движущаяся» относительная система координат именовались не в зависимости от какого-либо объектного наблюдателя, а относительно абсолютной системы эфира. Автор, записывая абсолютную скорость света (V) относительно движущегося источника (v) как V – v, V + v, имел в виду интерферометр Майкельсона, правда, не называя его явно. При такой классической записи сложения скоростей луч света двигался то медленнее, то быстрее константы V, что противоречит современным релятивистским представлениям (в частности, второму постулату в его нынешнем виде).

«Человек столетия»
(Блок коллекционных марок Монголии)

Что касается математики, то она совершенно не связана с физикой рассматриваемого явления и вообще не поддается какому-либо разумному истолкованию. Все математические выражения здесь несут исключительно декоративную нагрузку. Молодые люди, принимавшие участие в обсуждении текста «Кинематической части», не имели никакого представления о физике реального волнового процесса, связанного с явлением аберрации и доплер-эффектом (коль скоро источник излучения движется). Очевидные положения они разжевали слишком подробно, сомнительные или плохо продуманные излагали очень туманно. Можно предположить, что окончательное написание текста принадлежит Эйнштейну, хотя, повторяем, вряд ли он один нагородил весь этот огород. «Электродинамическая часть» по сравнению кинематической, выдержана в ином, вполне внятном стиле. Скорее всего, она была написана единолично Милевой Марич на основе работ Лоренца и Пуанкаре. Ее авторскую оригинальность не защищал и сам Эйнштейн; новизну статьи он видел в первой части.

Конрад Гибихт

В письме к Габихту от 6 марта 1905 года Эйнштейн пишет: «Четвертая работа, законченная в общих чертах, представляет собой электродинамику движущихся тел с видоизмененным учением о пространстве и времени; чисто кинематическая часть этой работы должна тебя заинтересовать» [10, с. 65]. При чтении этого письма создается иллюзия полной независимости творчества автора письма: он ведь нигде не сказал, что кинематическую часть он позаимствовал у Пуанкаре или что ему помогала жена.

У Зелига мы находим строки из другого любопытного письма Эйнштейна, написанного Габихту, спустя несколько месяцев после предыдущего. В нем он пишет: «Еще мне пришло в голову одно следствие, вытекающее из электродинамического исследования. Принцип относительности в связи с основными максвелловскими уравнениями требует, в частности, чтобы масса была непосредственной мерой энергии тела. Свет переносит массу. Заметное уменьшение массы должно происходить у радия. Мысль забавная и соблазнительная. Не знаю только, не смеется ли надо мной Господь Бог, не оставил ли он меня в дураках».

Альберт Эйнштейн в возрасте 67 лет.

Здесь речь идет о знаменитой релятивистской формуле E = mc², которую все поняли однозначно: «Масса тела есть мера содержащейся в нем энергии» — так был сформулирован основной вывод из короткой статьи, написанной Эйнштейном к 27 сентября 1905 года. В конце статьи он еще приписал: «Если теория соответствует фактам, то излучение переносит инерцию излучающими и поглощающими телами» [4, т.1, с. 38]. Каким фактам — опыту Кауфмана? Историки релятивистской мысли посчитали, что «мысль забавная и соблазнительная» принадлежит единолично Эйнштейну. Все начали дивиться прозорливости его ума: как это ему удалось из принципа относительности и уравнений Максвелла догадаться, что масса тела должна стать мерой электромагнитной энергии?

Сегодня человеку с улицы трудно разъяснить, что подавляющее большинство физиков той поры (Пуанкаре не был исключением) только так и мыслило: инерционная масса имеет электромагнитную природу. В статье «О динамике электрона» Пуанкаре прямо говорит, что «инерция [т.е. масса] имеет исключительно электромагнитное происхождение, как это общепризнанно после опытов Кауфмана» [13, с. 92]. Формулу E = mc² он, по сути дела, написал уже в 1900 году. Так о каком гениальном озарении Эйнштейна здесь можно говорить?

Дж. Дж. Томсон

В начале века уже повсеместно господствовало представление об электроне как вихревом сгустке. Если разрушить вихрь, то вся его энергия вращения целиком перейдет в эфирную среду в виде электромагнитного поля. Впервые эту идею высказал Дж. Дж. Томсон в 1881 году, который предсказал также рост массы заряженной частицы при перемещении ее в эфире. Позднее, в 1897 году, в одной из неопубликованных работ наш соотечественник, Николай Алексеевич Умов, писал: «Излучаемая энергия является составной частью массы тела. Излучение света уменьшает эту массу. Энергия лучей Максвелла является эквивалентной массе, как теплота и механическая энергия, и коэффициент эквивалентности представляется квадратом скорости света» [14, гл. 4]

7 Сентября 1874 году Умов защитил докторскую диссертацию на тему «Уравнения движения энергии в телах». Уже в ней он писал: «Элемент объема, произвольно взятый внутри какой-нибудь среды, частицы, которая находятся в движении, заключает в данный момент времени определенное количество энергии». Умов один из немногих тогдашних ученых, кто глубоко задумался о заключенной в веществе энергии и способах ее превращения и высвобождения. 3 Января 1905 года в сборнике «Научное слово» вышла его популярная лекция «Эволюция атома», прочитанная им намного раньше (она также вошла в третий том его собрания сочинений). В этой лекции превосходно показано тогдашнее положение дел в физике.

Н.А. Умов

Умов рассказывал: «Как дымка тумана рассеивается лучом света, так исчезает перед светом науки дуализм материи и эфира. Мы сами, вся природа, являемся как бы построенными из эфира. Материальность со всеми ее признаками является лишь на границах бесконечно разнообразных волнений эфира совершенно так, как мы не видим зеркальной поверхности обширного водоема, пока она не всколыхнется и не покроется рябью. В эфире, покоящемся, застывшем, везде одинаково построенном, нет и не может быть материи. ...

Подсчет энергии, который до сих пор делался, касается лишь внешних движений молекул и атомов и внешних, действующих между ними сил. Эти энергии действительно рассеиваются, но не ими одними обусловливается жизнь мира, его энергия. Они составляют лишь ничтожную крупицу той неисчерпаемой энергии, которая запасена в движениях и силах частей атомов, иначе говоря, в эфире. ...

Пресс-конференция в Питсбурге 28 декабря 1934 года. Когда у Эйнштейна спросили, возможно ли, по его мнению, бомбардируя атом, высвободить те огромные количества энергии, о которых свидетельствует его уравнение E = mc², он ответил, что это будет практически нецелесообразно и неосуществимо: «Расщепление атома бомбардировкой напоминает стрельбу по воробьям в темноте, причем в таком месте, где их совсем мало».

Количество тепла, выделяемое радием в течение часа, может вскипятить количество воды, равное его весу. Тепло, развиваемое превращениями радия, пока он не перейдет в неактивное состояние, в 2 миллиона раз больше наибольшего тепла, развиваемого в известных нам молекулярных превращениях. Большая часть тепла, развиваемого радием и его продуктами, обусловливается превращением в тепло энергии испускаемых им лучей. Если бы можно было собрать один килограмм эманации радия, то вначале отдача им энергии равнялась бы 25.000 лошадиных сил, а энергия за все время существования соответствовала бы работе 150 000 лошадиных сил в течение одного дня. Нескольких килограммов эманации было бы достаточно для переезда парохода через океан. Таким образом, радиоактивные вещества содержат в себе громадные запасы энергии. Мы находим в этих фактах указание и на громадный запас энергии в атомах других веществ...» [15, c. 24 – 25].

Бюст Милевы Марич-Эйнштейн в Новом Саду (Сербия). У нее на глаза и уши надета повязка в знак протеста против несправедливого отношения к ней: «Лучше тебе не видеть и не слышать, дорогая Милева, сколько ушатов грязи вылили на тебя эти историки науки».

Радиация, т.е. превращение некоторой массы вещества в лучистую энергию, — вот, что заставила физиков конца XIX – начала XX века прийти к мысли о скрытой в веществе энергии (подробности содержатся здесь и здесь). А теперь, дорогой читатель, пожалуйста, прочтите второй раз выдержку из письма Эйнштейна Габихту: «Еще мне пришло в голову одно следствие, вытекающее из электродинамического исследования. Принцип относительности в связи с основными максвелловскими уравнениями требует, в частности, чтобы масса была непосредственной мерой энергии тела. Свет переносит массу. Заметное уменьшение массы должно происходить у радия. Мысль забавная и соблазнительная. Не знаю только, не смеется ли надо мной Господь Бог, не оставил ли он меня в дураках». Подумайте хорошенько, кто перед нами — гениальный физик-теоретик или завравшийся хвастунишка.

Всмотритесь внимательно в этот портрет: разве имеем мы право плохо подумать об этом старике? Не будет ли циничным кощунством назвать эти милые, умные глаза лживыми, а самого человека мошенником. Так вот, дорогой читатель, разгадка тайны теории относительности скрыта в том числе и в обманчивом облике ее создателя. Психологический парадокс этого портрета отвечает эпистемологическому парадоксу теории относительности. Она кажется сосредоточением человеческой мудрости, но при всей своей внешней привлекательности в ней содержится масса ошибок, натяжек и откровенных спекуляций. Точно такая же ложь заключена в этом внешне красивом человеке. Не поддавайтесь оптическому обману.

Но вернемся к статье «К электродинамике движущихся тел». Об ошибках этой статьи подробно рассказывается в разделе Спекулятивная геометрия и многих других лекциях курса «Естествознание». Трудно отыскать во всей мировой научной литературе более спекулятивный текст, чем «Кинематическая часть». Однако нашлись авторы, которые в связи с ней пропели дифирамбы Эйнштейну. Тот же Пайс пришел в неописуемый восторг от кинематического раздела статьи «К электродинамике движущихся тел». «Этот раздел, — пишет он, — просто для удовольствия, должны прочитать все ученые, вне зависимости от того, знакомы они с теорией относительности или нет. Мне также кажется, что эта кинематика, включая теорему сложения скоростей, может и должна преподаваться в средней школе в качестве наиболее наглядного примера того, как современная физика выходит за рамки диктуемой повседневностью интуиции» [3, с. 136]. Пайс иногда чувствует фальшивость слов Эйнштейна, когда тот рассказывал о себе, — это видно по нескольким местам его книги, — но физику реальных явлений он чувствовал плохо и готов был повторять за Эйнштейном любую несуразность, даже если тот говорил, что 2 + 2 = 3, что, кстати, имеет место для релятивистской формулы сложения скоростей. Пайс не стал ломать голову, например, над парадоксом часов [3, с. 141] и по другим проблемами, поэтому ему ничего и не стоило воскликнуть: «Эйнштейн был гений!» [3, с. 26].

Преамбулу и немалый фрагмент «Кинематической части» воспроизвели в своей «Механике» авторы Берклеевского курса физики [11, с. 395 – 398], как образец научного текста. Э.В. Шпольский в книге «Эйнштейн и современная физика» по поводу «Священного Писания» на странице 13 написал: «Ровно пятьдесят лет прошло со времени появления этой работы и тем не менее в ней нельзя сейчас изменить ни единого слова. Когда перечитываешь теперь эту замечательную работу, не знаешь чему удивляться больше: уверенной ясности изложения, благодаря которой эта статья и в настоящее время может служить учебным руководством для изучения теории относительности, глубине в постановке и разрешении трудных проблем или необычной смелости, с которой молодой 26-летний, малоизвестный сотрудник швейцарского патентного бюро, порывает со многими общепринятыми положениями, казавшимися "незыблемыми" и, во всяком случае, полностью оправданными так называемым "здравым смыслом"».

Ну, что здесь скажешь? Хочется только предупредить нашего читателя. Будьте внимательны, не кидайтесь на шею тем, кого все кругом хвалят, всмотрись в человека, в его поведение, хорошо поразмыслите над написанным им текстом, а потом, не спеша принимайте решение. Помните, теория относительности вся соткана из противоречий. Не забывайте о следующем эффекте. Когда в длинное строго последовательное рассуждение вкрадывается одна-единственная ошибка, ее легко заметить, но если вся цепь утверждений сплошь составлена из ошибочных предложений, то человек воспринимает ее как особую, недоступную его пониманию, логику. Читая спекулятивную преамбулу и «Кинематическую часть» статьи 1905 года, мы особенно часто испытываем на себе действие этого эффекта.

– VI –

В статье 1907 года, которая называется «О принципе относительности и его следствиях», Эйнштейн (возможно, это придумала Милева Марич, но пусть всю ответственность несет он) исходил из преобразований Галилея и постулата о неизменности скорости света в штрихованной и нештрихованной системах, т.е.

x/t = x'/t'= c = const.

Если это условие применить к преобразованиям Галилея:

x = (x' + vt' )α,     x' = (x – vt)α,     c² = (c + v)(c – v)α²,     α = ,

то, учитывая x = ct, x' = ct', t' = x'/c, несложно прийти к преобразованиям Лоренца [4, т.1, с. 72]. Однако данный математический вывод не является предельным переходом, т.е. непрерывным изменением параметра α.

Нетрудно заметить, что условие постоянства константы c в штрихованной и нештрихованной системах не накладывает на нее никаких количественных ограничений, т.е. она может быть вполне сопоставима со скоростью v, что противоречит принципу разграничения сфер классической и релятивистской физики. А это, в свою очередь, означает, что, по логике Эйнштейна, преобразования Лоренца применимы к акустическим волнам, для которых постулирование постоянства скорости звука имело бы такое же значение, как и постулирование постоянства скорости света для эфира. Понятно, что в обеих средах такой постулат является абсурдным.

Ошибка возникла из-за ложной интерпретации Эксперимента Майкельсона – Морли. В действительности, скорость распространения света постоянна относительно среды и не зависит от скорости движения источника света. Однако скорость света будет складываться и вычитаться со скоростью приемника обычным образом, как это происходит со скоростью датчика звуковых колебаний. Непонимание релятивистами данного факта является Главным аргументом против теории относительности .

Из закона сложения скоростей автор работы 1907 года вперые вывел важное следствие: «не может существовать взаимодействия, которое можно использовать для передачи сигналов и которое распространяется быстрее, чем свет в пустоте». Если скорость передачи сигнала будет больше скорости света (W > c), то, по мнению Эйнштейна, можно подобрать такую систему отсчета, в которой действие будет предшествовать причине. «Хотя этот результат с чисто логической точки зрения, — пишет он, — и не содержит, по-моему, в себе никаких противоречий, он все же настолько противоречит характеру всего нашего опыта, что невозможность предположения W > c представляется в достаточной степени доказанной» [4, т.1, с. 76].

Следующая модернизация касалась релятивистской формулы для эффекта Доплера. Если в статье 1905 года имелось лишь одно выражение, касающееся «наблюдателя, движущегося со скоростью v относительно бесконечно удаленного источника света, частоты которого ν » [4, т.1, с. 26], то в статье 1907 года появилось второе выражение, касающегося уже движущегося источника, но покоящегося наблюдателя. Процитируем это важное место из статьи 1907 года:

«1. Если наблюдатель движется со скоростью v по отношению к бесконечно удаленному источнику света частоты ν так, что линия "источник света — наблюдатель" образует угол φ со скоростью наблюдателя по отношению к системе координат, покоящейся относительно источника света, то частота ν' света, воспринимаемого наблюдателем, определяется соотношением

2. Если источник, испускающий в движущейся вместе с ним системе свет с частотой ν₀, движется так, что линия "источник света — наблюдатель" образует угол φ со скоростью источника света по отношению к системе, покоящейся относительно наблюдателя, то частота ν, воспринимаемая наблюдателем, определяется соотношением

Оба эти соотношения выражают принцип Доплера в его общей форме; последнее соотношение позволяет определить, как зависит от скорости движения ионов и от направления наблюдения частота света, испускаемого (или поглощаемого) каналовыми лучами» [4, т.1, с. 77 – 78].

Это место является наиболее уязвимым для всей теории относительности. Дело в том, что реально Эйнштейн не получил «принцип Доплера в его общей форме», так как отказался от рассмотрения одновременного движения источника и наблюдателя с различными скоростями и понятно почему. Последние две формулы находятся в кричащем противоречии с принципом относительности движения, согласно которому неважно, что относительно чего перемещается — источник относительно наблюдателя или наблюдатель относительно источника: формула, описывающая взаимное движение источника и наблюдателя, должна быть одна. У Эйнштейна же появилось две формулы для одной и той же ситуации, если рассуждать в рамках его релятивистского учения.

Каким образом релятивисты пытаются безуспешно выкрутиться из этого противоречия (оно получило название парадокса штриха), рассказывается на многих страницах этого сайта, в частности:

Ошибочность релятивистской формулы Доплера ,
Эффект Доплера (Лекция 4 из курса "Естествознание"),
Парадокс штриха и парадокс лыжников ,
Парадокс штриха для координат ,
Введение в конструктивную физику ,
Часто задаваемые вопросы по эффекту Доплера ,
О формуле, описывающей классический эффект Доплера ,
Квантовая теория Доплер-эффекта В.Л. Гинзбурга .

Тем не менее, считается, что релятивистские формулы для эффекта Доплера подтверждаются в экспериментах. Такое «подтверждение» объясняется невероятной путаницей в выражениях и знаках перед косинусом, если исключить из этих «подтверждений» откровенную ложь и обыкновенный блеф. Зато некоторые формулы СТО релятивисты даже и не пытаются подтвердить в опыте. Это касается, например, формул для амплитуды электромагнитных волн и температуры.

Эйнштейн показал: если A' и A означают амплитуды электрической или магнитной напряженности в движущейся S' и покоящейся S системах координат, то справедливо следующее соотношение [4, т.1, с. 84]:

С помощью спекулятивных рассуждений он также доказал, что «энтропия не зависит от выбора системы отсчета», т.е. η₀ = η, но «температура системы в движущейся системе отсчета меньше, чем в покоящейся системе отсчета» и находится по формуле [4, т.1, с. 104]:

Таким образом, здоровый человек, имеющий температуру в покоящейся системе T₀ = 36,6°С, в движущей относительно покоящейся системы со скорость q будет уже больным, так как его температура T окажется пониженной. Причем температура, как и процесс старения понимается автором в абсолютном смысле, в результате чего здесь возникает противоречие аналогичное противоречию парадокса братьев-близнецов (см. Парадоксы времени ).

В действительности, не только две последних формулы — ни одно релятивистское выражение не было подтверждено в эксперименте. Это произошло потому, что в логически связанной системе знаний одна неверная формула приводит к ложности всех математических выражений. Например, если вы приняли за истину равенство: 2 + 2 = 3, то вся ваша арифметика окажется ошибочной. Путем манипуляций числами в ней можно будет доказывать любое равенство, например, 17 – 9 = 113 и т.д.

Самая известная фотография, сделанная накануне 70-летия Эйнштейна. Рассказывают, будто фотограф попросил знаменитость улыбнуться, на что тот показал ему язык. Этот "бракованный"снимок юбиляр собственноручно рассылал своим друзьям по почте, находя его забавным. Не так давно один из них был продан на аукционе «Сотби» сравнительно за небольшую сумму, так как в мире таких фотографий существует несколько. Ниже дана скульптурная инсталляция этой фотографии.

Нечто похожее происходит и в теории относительности. В ней принят ложный постулат о постоянстве скорости света во всех системах отсчета:

x/t = x'/t' = c = const,

который не подтверждается ни одним эмпирическим фактом, включая эксперимент Майкельсона – Морли. Из этого постулата выводится все прочие формулы, которые могут «подтвердиться» в эксперименте только в результате каких-то случайных совпадений наподобие формулы E = mc², выведенной вне рамок теории относительности. Эти случайные совпадения релятивисты бессовестно эксплуатируют.

Исследователи жизни и творчества Эйнштейна — Д.Д. Иваненко, А.А. Логунов, А.А. Тяпкин и другие, — веря в справедливость СТО, пытались доказать, что она была создана в основном стараниями Анри Пуанкаре. Да, несомненно, французский ученый внес решающий вклад в ее построение (в этой связи мы уже указывали на разделы Пуанкаре и Эйнштейн и Теория относительности Пуанкаре, где данный вопрос подробно обсуждается). Однако при этом нужно иметь в виду следующее важное обстоятельство. Вариант теории относительности, разработанный Пуанкаре, отличается в некоторых принципиальных пунктах. А главное, в рамках своей философии конвенционализма и прагматизма он рассматривал релятивистскую и квантовую механики как возможные варианты описания физического мира, отнюдь не окончательные.

Анри Пуанкаре

«Предположим, — писал Пуанкаре в заключение своей большой статьи 1908 года "Динамика электрона", — что через несколько лет эти теории пройдут новые проверки и выйдут из этого испытания победительницами. Тогда нашему школьному образованию будет грозить серьезная опасность: некоторые преподаватели, несомненно, захотят найти место для новых теорий. Новизна всегда так привлекательна, а казаться недостаточно передовым так неприятно! Во всяком случае, захотят ознакомить детей с новой точкой зрения, и, прежде чем обучать их обычной механике, их предупредят, что она уже отжила свое время и годилась разве только для этого старого глупца Лапласа. И тогда они не усвоят обычной механики» [12, c. 515].

Механика вырабатывает культуру мышления, не один физик не должен игнорировать классическую науку, основы которой заложил еще Архимед. Она всегда будет верной, какую бы процедуру измерения пространства и времени физики не придумали. С классической механикой людям жить — это отчетливо понимал Пуанкаре. Поэтому он и предупреждал педагогов, не делать опрометчивых шагов, которые ведут к утрате чувства реальности. Теория относительности, по словам Пуанкаре, «это роскошь, а о роскоши можно думать лишь тогда, когда она не в состоянии принести вред необходимому». Правильно считали те, кто причислял французского мыслителя к недругам эйнштейновской теории; она действительно сильно не нравилась ему.

Пуанкаре: "Прощайте". 1912

---

1. Stachel, John. How Did Einstein Discover Special Relativity? 1983. (http://www.aip.org/history/einstein/essay-einstein-relativity.pdf)
2. John Stachel’s analysis of Einstein’s use of personal pronouns in his letters to Mileva Maric. / Preliminary Comments on the AAAS Papers (March 5, 1990), published in J. Stachel, Einstein from 'B' to 'Z' (2002), Cambridge, MA: Birkhäuser, pp. 31-38.
3. Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна / Пер. с англ. В.И. и О.И. Марцарских / Под ред. А.А. Логунова. — М.: «Наука», 1989 (Abraham PAIS «'Subtle is the Load...' The Science and the Live of Albert Einstein». — Oxford — N. Y. — Toronto — Melbourne: OXFORD UNIVERSITY PRESS, 1982).
4. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4-х томах. / Под ред. И.Е. Тамма, Я.А. Смородинского и Б.Г. Кузнецова. — М.: Наука, 1965.
5. Иоффе А.Ф. Встречи с физиками. — М.: Физматгиз, 1960.
6. Картер П. и Хайфилд Р. Эйнштейн. Частная жизнь. — М.: «Захаров», 1998 (Paul Carter and Roger Highfield «The Private Lives of Albert Einstein», 1993).
7. Френкель В.Я., Явелов Б.Е. Эйнштейн — изобретатель. — М.: Наука, 1982.
8. Гоффман Б. Корни теории относительности. — М.: Знание, 1987.
9. Albert Einstein / Mileva Maric: The love letters / Ed., introd. J.Renn, R.Schulmann. – Princeton, New Jersey: Princeton Univ. Press, 1992.
10. Зелиг К. Альберт Эйнштейн. — М., 1966. (Carl Seelig: Albert Einstein. Eine dokumentarische Biographie, Zurich-Stuttgart-Wien (Europa Verlag) 1954).
11. Киттель Ч., Найт У., Рудерман М. Механика. БКФ. Т.1. — М., 1971.
12. Пуанкаре А. Динамика электрона. Избранные труды. Т.3. – М.: Наука, 1974.
13. Принцип относительности. Сборник работ по специальной теории относительности / Составитель А.А. Тяпкин. — М., 1973.
14. Компанеец А. И. Борьба Н. А. Умова за материализм в физике. — М.: АН СССР, 1954.
15. Умов Н.А. Эволюция атома / сб.: Научное слово. – М., 1905.