Книга Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания - Пол Хэлперн
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Первой реакцией Эйнштейна было желание похвалить статью Калуцы как превосходящую статью Вейля. В отличие от теории Вейля, она не искажала известные соотношения, такие как величины пространственно-временных интервалов. Однако, выполнив ряд вычислений, основанных на теории Калуцы, Эйнштейн поскучнел. Пытаясь описать движение электронов при совместном воздействии электромагнитного и гравитационного полей, он не смог получить разумное решение. Вместо этого он столкнулся с математическим препятствием в виде сингулярностей — мест, где одна или несколько величин становятся бесконечными. Нужно было каким-то образом удалить из теории эти проблемные точки, как удаляют больной зуб.
Указав на недостаток теории Калуцы, Эйнштейн очертил новое направление для расширения общей теории относительности: создание теории движения электронов в пространстве. Боровская модель атома объясняла основные спектральные линии простых элементов, таких как водород, показывая, как квантование момента импульса и энергии ограничивает движение электронов дискретными орбитами. Однако она не предлагала полной теории движения электронов в других случаях, например при их полете в катодной трубке. Исследуя последствия различных подходов к объединению, Эйнштейн использовал дилемму электронов в качестве пробного камня.
Эддингтон был полностью согласен с Эйнштейном по поводу важности проблемы электрона. Используя теорию Вейля в качестве отправной точки, Эддингтон предложил альтернативную единую теорию, основанную на изменении аффинной связности и создании четырехмерной геометрии, отличной от геометрии Римана. И все-таки он не был уверен, что его теория адекватно объясняет движение электронов. Эддингтон писал: «При выходе за пределы евклидовой геометрии возникает гравитация; при выходе за пределы римановой геометрии возникают электромагнитные силы; что остается для дальнейших обобщений? Очевидно, это будут не те максвелловские силы, которые удерживают электрон в атоме. Но проблема электрона довольно сложна, и я не могу сказать, удастся ли с помощью данного обобщения предложить методы для ее решения».
Встав на путь объединения, Эйнштейн столкнулся с вопросом выбора между теориями Вейля, Калуцы и Эддингтона. Хотя он не нашел удовлетворительных теорий, но заимствовал некоторые идеи, чтобы построить свои собственные модели. Все это время он также пытался описать электрон в модифицированной версии общей теории относительности.
1919 год подошел к концу, и начались «бурные двадцатые». Жизнь Эйнштейна в корне переменилась. Ему было за сорок, и возраст, когда обычно делаются главные открытия в области теоретической физики, остался позади. Тем не менее его стремление расширить свою теорию относительности до единого описания всех сил и материи только усиливалось. Он, наконец, развелся с Милевой (по иронии судьбы в День святого Валентина) на том условии, что если он когда-либо получит Нобелевскую премию, то отдаст ей все деньги. Ничто не может компенсировать потерянных надежд, но нобелевские деньги, по крайней мере, обеспечат ей комфортное существование.
После окончательного оформления развода 2 июня Альберт женился на Эльзе. Несколько месяцев спустя, после объявления Эддингтоном результатов затмения, она поняла, что обменялась клятвой верности с самым известным ученым в мире. Эльза была счастлива, стоя рядом с мужем, когда он путешествовал по всему миру, встречался со знаменитостями, принимая почести и знаки уважения.
Сделка Милевы окупилась сторицей. Эйнштейну присудили Нобелевскую премию 1921 года по физике, которую он получил в следующем году. Бывший муж Милевы оказался в центре постоянного внимания, а она и двое их сыновей отступили в тень и жили на деньги премии. Обеспечив себе хорошее положение в академической среде, прославленный и передавший все бытовые проблемы в руки Эльзы, Эйнштейн стал свободен, как орел, и был готов воспарить к величественным вершинам единой теории.
ВОЛНЫ МАТЕРИИ И КВАНТОВЫЕ СКАЧКИ
Если бы я знал, что придется иметь дело с этими чертовыми квантовыми скачками, то я бы никогда не начал работать над атомной теорией.
Пожалуйста, не поймите меня неправильно. Я ученый, а не учитель морали.
Если ограничение свободы сравнить с тюремным заключением, то общая теория относительности будет в этом отношении идеальным тюремщиком. Путем сплавления времени с пространством она сплавляет прошлое, настоящее и будущее в единый монолит. Временной ландшафт выглядит в ней полностью детерминированным, как зона строгого режима. Шаг вправо, шаг влево — расстрел: мы лишены даже своего собственного времени.
Расширение общей теории относительности для включения в нее остальных сил еще больше усугубит нашу участь. Единая теория, которая описывает электричество вместе с гравитацией, в принципе должна была бы полностью описать структуру и функционирование мозга каждого человека, который жил или когда-либо будет жить на земле. Каждая из наших мыслей и каждый из наших поступков были бы, таким образом, заранее предопределены. Однажды заданные уравнения вечности полностью определили бы все наши судьбы. Как сказал великий Омар Хайям:
Да, судьба может быть жестокой. После окончания Первой мировой войны многие солдаты вернулись домой с расшатанной психикой. Шрёдингеру посчастливилось остаться в живых, но его любимый профессор Фридрих Хазенёрль был убит осколком гранаты. Это известие потрясло Шрёдингера и все венское академическое сообщество.
В конце 1919 года умер отец Шрёдингера. Вскоре после этого австрийская экономика была уничтожена сильнейшей инфляцией, которая съела сбережения многих семей, в том числе и семьи Шрёдингера. Время было хуже некуда. Шрёдингер ушел в себя, в размышления о собственном жизненном пути.
Он пытался найти утешение в женском обществе и одновременно вел дневник, в котором описывал свои эмоциональные переживания. Примерно в 1919 году в этом дневнике появилась запись о встрече с Анной-Марией Бертель. Энни — как он ее называл — была веселой скромной девушкой из Зальцбурга. Хотя она и не была интеллектуалкой, но уважала его книжные пристрастия.
В отличие от пар, которые идеально подходят друг Другу, Эрвин и Энни расходились по многим вопросам. Например, они часто ссорились из-за музыки: она любила играть на фортепиано, а он этого терпеть не мог. Тем не менее они всегда наслаждались общением друг с другом, хотя и не считали свои отношения исключительными. Это была близость, основанная на взаимном доверии. Вскоре они объявили о своей помолвке и стали планировать две свадьбы — одну католическую, а другую протестантскую — в соответствии с вероисповеданием обеих семей. Церемонии состоялись весной 1920 года.
