Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Эйнштейн и современная картина мира

Доктор физико-математических наук Б. БОЛОТОВСКИЙ.

Многие и многие люди знают Альберта Эйнштейна только как автора теории относительности. Действительно, ее создание настолько изменило наши представления об окружающем мире и позволило сделать такой значительный шаг в понимании природы, что одного этого было бы достаточно, чтобы Эйнштейна поставить в один ряд с Ньютоном, Максвеллом и другими гигантами. Но вклад Эйнштейна в физику не исчерпывается одной теорией относительности. Были у него и другие работы, которые легли в основу современной науки.

Альберт Эйнштейн (1879-1955).
Альберт Эйнштейн (1879-1955).
Бертран Рассел (1872-1970) - английский математик, философ, социолог. Активно выступал против фашизма, войн, агрессивных методов в международной политике. Один из инициаторов Пагоушского движения за мирное сосуществование и запрещение ядерного оружия.
Бертран Рассел (1872-1970) - английский математик, философ, социолог. Активно выступал против фашизма, войн, агрессивных методов в международной политике. Один из инициаторов Пагоушского движения за мирное сосуществование и запрещение ядерного оружия.
Микроскоп Роберта Броуна для исследования движений частиц цветочной пыльцы под действием ударов молекул жидкости.
Микроскоп Роберта Броуна для исследования движений частиц цветочной пыльцы под действием ударов молекул жидкости.
Положения пылинки Броун регистрировал через равные промежутки времени, заносил их на координатную сетку и соединял прямыми. Получалась ломаная линия, демонстрирующая случайные блуждания частицы.
Положения пылинки Броун регистрировал через равные промежутки времени, заносил их на координатную сетку и соединял прямыми. Получалась ломаная линия, демонстрирующая случайные блуждания частицы.
Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (1858-1947) - немецкий физик-теоретик. В 1900 году ввел в теорию излучения принципиально новое понятие - квант действия. Спустя пять лет Эйнштейн распространил идею квантов на процесс излучения и предсказал фотон.
Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (1858-1947) - немецкий физик-теоретик. В 1900 году ввел в теорию излучения принципиально новое понятие - квант действия. Спустя пять лет Эйнштейн распространил идею квантов на процесс излучения и предсказал фотон.
Эрнст Мах (1838-1916) - австрийский физик и философ. Исследовал сверхзвуковые течения газа и установил, что его характеристики зависят от отношения скорости течения к скорости звука ('числа Маха' - М).
Эрнст Мах (1838-1916) - австрийский физик и философ. Исследовал сверхзвуковые течения газа и установил, что его характеристики зависят от отношения скорости течения к скорости звука ('числа Маха' - М).
Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) - английский физик; создал теорию электромагнитного излучения и показал, что свет представляет собой один из его видов.
Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) - английский физик; создал теорию электромагнитного излучения и показал, что свет представляет собой один из его видов.
Генрих Рудольф Герц (1857-1894) - немецкий физик, основоположник электродинамики. В 1887 году создал генератор электромагнитных волн (вибратор Герца) и устройство для их регистрации (резонатор Герца).
Генрих Рудольф Герц (1857-1894) - немецкий физик, основоположник электродинамики. В 1887 году создал генератор электромагнитных волн (вибратор Герца) и устройство для их регистрации (резонатор Герца).
Схема генератора и резонатора Герца. Вторичная обмотка повышающего трансформатора (индуктивность) с пластинами конденсатора, развернутыми в пространстве, образуют открытый колебательный контур.
Схема генератора и резонатора Герца. Вторичная обмотка повышающего трансформатора (индуктивность) с пластинами конденсатора, развернутыми в пространстве, образуют открытый колебательный контур.
Альберт Абрахам Майкельсон (1852-1931).
Альберт Абрахам Майкельсон (1852-1931).
Интерферометр Майкельсона, сконструированный с целью обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира.
Интерферометр Майкельсона, сконструированный с целью обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира.
Прибор смонтирован на массивной каменной плите, которая плавает в кольцевом сосуде с ртутью.
Прибор смонтирован на массивной каменной плите, которая плавает в кольцевом сосуде с ртутью.
Хендрик Антон Лоренц (1853-1928).
Хендрик Антон Лоренц (1853-1928).

КЛАССИК ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Теория относительности дала человечеству ряд важных и полезных применений. К сожалению, как это часто бывает, наряду с полезными применениями появились и другие, крайне опасные для человечества. Например, представления и идеи, основанные на специальной теории относительности, дали возможность создать ядерные реакторы - мощные источники энергии, нехватка которой все более ощущается на Земле. Но эти же идеи привели к созданию атомного и водородного оружия, обладающего неслыханной ранее разрушительной силой. Так нередко бывало в истории человечества. Даже простую спичку можно употребить и во благо и во вред. Можно с помощью спички затопить печь и приготовить обед, а можно поджечь дом. Применение открытия определяется не только знаниями, но и уровнем нравственности общества.

Эйнштейн осознавал всю глубину той опасности, которую представляло для человечества ядерное оружие. 11 апреля 1955 года, за неделю до смерти, он подписал манифест, составленный выдающимся философом и математиком Бертраном Расселом. В этом манифесте, адресованном всем государствам, содержался призыв уничтожить ядерное оружие. Ни одно из государств, обладающих им, не прислушалось к призыву двух великих мыслителей. Да и те страны, которые еще не имели ядерного оружия, но вели работы по его созданию, не обратили никакого внимания на манифест Эйнштейна - Рассела.

Специальная теория относительности во многом изменила наши представления о пространстве и времени. Через десять лет после ее создания Эйнштейн сделал следующий шаг. Он сформулировал общую теорию относительности. Про специальную теорию относительности можно сказать, что она объединила время и пространство. Общая теория относительности объединила время, пространство и вещество. Оказалось, что вещество меняет свойства пространства и ход времени. Предсказания общей теории относительности, сделанные Эйнштейном, были проверены и нашли свое полное подтверждение.

Но место Эйнштейна в современной физике связано не только с созданием теории относительности. Важнейшим его достижением стала теория броуновского движения. В 1827 году английский исследователь Роберт Броун поместил в каплю воды частички цветочной пыльцы и стал их рассматривать в микроскоп. Он увидел, что частички пыльцы не находятся в покое, а совершают беспорядочное движение. По-видимому, такое движение мельчайших частиц в жидкости наблюдалось и до Броуна, но наблюдатели считали, что движутся живые существа. Чтобы проверить такую возможность, Броун поместил пыльцу на несколько месяцев в спирт, а затем перенес эти мельчайшие частички в каплю воды и стал следить за их поведением в микроскоп. Однако они, как и свежая пыльца, совершали такие же беспорядочные движения. Причина этих движений оставалась непонятной в течение без малого восьмидесяти лет, пока в 1905 году не получила объяснения в работах Эйнштейна (одновременно и независимо теория броуновского движения была построена польским физиком Марианом Смолуховским).

Объяснение броуновского движения оказалось важным не только само по себе. После этой работы стало невозможно сомневаться в том, что все тела состоят из атомов и молекул. Наиболее упорные противники атомно-молекулярной теории (в том числе и некоторые выдающиеся физики) были вынуждены снять все свои возражения. Теория броуновского движения дала окончательное подтверждение атомно-молекулярного строения вещества.

Альберт Эйнштейн стал также одним из создателей квантовой теории, которая позволила понять процессы, протекающие внутри атомов, молекул и внутри атомного ядра. Он заложил краеугольные камни квантовой теории, можно сказать, посеял семена, из которых впоследствии выросло дерево квантовой теории. Однако дерево это в том виде, как оно выросло, ему не очень нравилось, он высказал ряд возражений против того, с чем был не согласен в квантовой теории. В частности, ему не нравился вероятностный характер описания событий в квантовой механике. В классической, доквантовой, физике на вопрос: "Что произойдет при таких-то и таких-то условиях?" следовал ответ: "Произойдет то-то и то-то". Квантовая механика на такой вопрос отвечает: "произойдет то-то и то-то с такой-то вероятностью". А может произойти и что-то другое с соответствую щей вероятностью. Эйнштейну классическая определенность, детерминизм, нравилась больше, чем вероятностное описание. Он говорил: "Бог не играет в кости". Были у него и другие возражения. Поэтому некоторые считают, что Эйнштейн - противник квантовой теории. Но не надо забывать, что он стал одним из ее создателей.

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ: КАК УВИДЕТЬ АТОМЫ И МОЛЕКУЛЫ

В 1905 году в нескольких выпусках немецкого физического журнала "Annalen der Physik" ("Анналы физики") появились статьи мало кому известного молодого физика, выпускника Цюрихского политехнического института. Автора звали Альберт Эйнштейн. В то время он работал экспертом швейцарского бюро патентов в Берне, то есть, как мы сказали бы теперь, работал не по специальности.

Журнал "Annalen der Physik" был в то время одним из наиболее авторитетных физических журналов не только в Европе, но и во всем мире. Альберт Эйнштейн и раньше печатался в этом журнале, но его статьи, опубликованные до 1905 года, привлекли внимание лишь небольшого числа знатоков, в числе которых были, правда, выдающиеся физики, например Макс Планк. Работы же 1905 года затронули самые основы физической науки и впоследствии принесли их автору бессмертную славу. Можно даже сказать более определенно: если бы Альберт Эйнштейн в 1905 году опубликовал только одну из нескольких выполненных в том году работ, этого было бы достаточно, чтобы выдвинуть его в первые ряды естествоиспытателей.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Люди науки»

Детальное описание иллюстрации

Эрнст Мах (1838-1916) - австрийский физик и философ. Исследовал сверхзвуковые течения газа и установил, что его характеристики зависят от отношения скорости течения к скорости звука ('числа Маха' - М). Отказавшись от ньютоновского абсолютного пространства, считал, что движение тела может быть определено только относительно других тел. Этот 'принцип Маха' сыграл важную роль в создании общей теории относительности. Наряду с этим Мах отрицал реальность атомов и молекул на том основании, что их нельзя обнаружить экспериментально.
Генрих Рудольф Герц (1857-1894) - немецкий физик, основоположник электродинамики. В 1887 году создал генератор электромагнитных волн (вибратор Герца) и устройство для их регистрации (резонатор Герца). Развивая теорию Максвелла, придал его уравнениям симметричную форму, демонстрирующую связь между электрическими и магнитными явлениями.
Схема генератора и резонатора Герца. Вторичная обмотка повышающего трансформатора (индуктивность) с пластинами конденсатора, развернутыми в пространстве, образуют открытый колебательный контур. Электрические колебания, вызванные прерывателем, создают между шариками разрядника искры. Они порождают электромагнитные волны, их принимает резонатор - кольцо с разрядным промежутком, в котором начинается искрение.
Альберт Абрахам Майкельсон (1852-1931) - американский физик, специалист в области оптики и спектроскопии, изобрел интерферометр, носящий его имя. Провел ряд экспериментов с целью обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира и получил отрицательный результат.
Интерферометр Майкельсона, сконструированный с целью обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира. Полупрозрачные зеркала a и b делят световой луч и направляют его по двум перпендикулярным направлениям в плечи интерферометра, где свет отражается от зеркал m. Для повышения точности измерений свет между зеркалами проходит четырежды. Прибор смонтирован на массивной каменной плите, которая плавает в кольцевом сосуде с ртутью. Измерения проводились вдоль орбитального движения Земли и поперек него; для этого весь прибор плавно поворачивали на 90 градусов.
Хендрик Антон Лоренц (1853-1928) - нидерландский физик-теоретик, создатель классической теории электрических, магнитных и оптических свойств вещества на основе анализа движения электронов. Для объяснения отрицательного результата опыта Майкельсона выдвинул гипотезу о сокращении размеров тел в направлении их движения (1892), вывел формулы, которые определяют все кинематические эффекты специальной теории относительности (1904).