Книга Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания - Пол Хэлперн

В общем, как ни старался Эйнштейн, ему не удалось воспроизвести с помощью телепараллелизма ни классическое, ни квантовое поведение частиц. Поэтому его идея оказалась скорее математическим упражнением, чем строгой физической теорией.

Даже математический аппарат его теории не был оригинален. Как Эйнштейн с опозданием узнал, французский математик Эли Картан и австрийский математик Роланд Вайценбёк уже опубликовали работы по этой теме. Картан напомнил Эйнштейну, что они однажды уже обсуждали идею телепараллелизма на семинаре в 1922 году — на встрече, о которой Эйнштейн, видимо, забыл. В конечном итоге Эйнштейн отдал должное Картану за работу над математическим аппаратом, лежащим в основе его теории.

Как оказалось, относительно легко подправить общую теорию относительности и включить в нее версию уравнений Максвелла, модифицировав правила определения длин, направлений, размерностей и других параметров. Эйнштейн думал, что телепараллелизм является одной из рационально обоснованных модификаций такого типа. Его главными критериями были простота, логичность и математическая стройность. Однако, как указал Паули и другие ученые, отказ от таких успешных предсказаний общей теории относительности, как искривление света звезд вблизи Солнца, был слишком радикальным шагом, на который не следовало идти сгоряча. Коллеги сильно удивились растущему интересу Эйнштейна к абстрактным представлениям и его нежеланию согласовывать теорию с экспериментальными данными.

На седьмом небе от счастья

В январе 1929 года Эйнштейн подготовил к публикации короткую статью с описанием новой схемы унификации. Несмотря на отсутствие экспериментальных подтверждений, он сделал короткое заявление для прессы, отметив ее научную ценность и подчеркнув ее превосходство над стандартной формулировкой общей теории относительности. Как только международная пресса узнала о планирующейся публикации, более ста журналистов осадили Эйнштейна с требованием дать интервью, в котором тот рассказал бы о новой идее просто и внятно. Не понимая, насколько абстрактна и далека от физики статья, они ожидали прорыва такого же масштаба, какой совершила теория относительности. Сначала Эйнштейн отказался от дальнейших комментариев, скрывшись от репортеров. Но в конце концов дал достаточно популярное и подробное объяснение, которое появилось в лондонской Times, New York Times, Nature и других изданиях. Журнал Nature процитировал фрагмент его заявления: «Только сейчас мы узнали, что сила, которая заставляет электроны двигаться по их эллиптическим орбитам вокруг ядер атомов, — это та же сила, которая удерживает нашу Землю в ее длящемся год путешествии вокруг Солнца, и эта же сила является источником света и тепла, которые делают возможной жизнь на этой планете».

Провозглашение новой теории вызвало лавину публикаций, сопоставимую, пожалуй, только с сообщением о солнечном затмении 1919 года. Учитывая малопонятный, гипотетический характер статьи и отсутствие экспериментальных подтверждений, внимание прессы, которое она привлекла, было ошеломляющим. В одной только New York Times была опубликована почти дюжина статей об этой теории.

Ученых из разных стран просили прокомментировать и интерпретировать результаты Эйнштейна. Несмотря на отсутствие экспериментальных доказательств, ажиотаж вокруг теории нарастал. Среди тех, кто отреагировал чересчур поспешно, был профессор Г. Шелдон, декан физического факультета Нью-Йоркского университета, который сделал фантастическое предположение, что «эта теория сделает возможным такие вещи, как полеты аэропланов без двигателей или какой-либо поддержки, или выход из окна по воздуху без страха падения, или путешествия на Лупу…».

Казалась, что теория резонирует со всей культурой. Ряд священнослужителей даже нашли в ней богословский смысл. Один пастор пресвитерианской церкви в Нью-Йорке, преподобный Генри Говард, сравнил теорию с проповедью св. Павла о единстве природы. Одни сатирики и юмористы, например Уилл Роджерс, высмеивали ее непостижимость. Другие шутили, что теория может быть использована для проверки мячей для гольфа.

До Эйнштейна такое огромное внимание прессы к статье, посвященной теоретической физике, было просто немыслимым. Эйнштейн сделал даже самую абстрактную, оторванную от реальной жизни теорию модной, таинственной и значительной. Тот факт, что его гипотеза состояла из выхолощенного набора математических уравнений, не имеющих жизненно важных экспериментальных подтверждений, совсем не смущал журналистов. Математические выкладки, тщательно выведенные рукой Эйнштейна, предоставляли прессе все жизненно необходимые доказательства.

Эйнштейн чувствовал себя в статусе знаменитости очень неловко. Конечно, он хотел, чтобы внимание было направлено на теорию и ее следствия, а не на него лично. Излишне говорить, что пресса сосредоточилась на самом физике, который пытался от нее спрятаться, часто безуспешно.

Общественная шумиха нарастала, а реакция сообщества физиков-теоретиков была практически пулевая. К тому времени, во многом благодаря квантовой революции, идеи Эйнштейна стремительно теряли актуальность в физическом сообществе. Среди наиболее активных квантовых теоретиков младшего поколения только Паули сохранял интерес к его работам. Хотя самого Эйнштейна лично уважали, его скоропалительные заявления о создании непроверенных теорий объединения стали расценивать как шутку. Например, молодые физики в Копенгагене спародировали его идеи в юмористической постановке «Фауста», в которой король (Эйнштейн) носился со своей блохой (единой теорией поля).

Однако Паули был не из тех, кому легко угодить. Верный своей репутации человека, любящего прямоту, однажды он вылил на Эйнштейна ушат ледяной воды. Комментируя статью, опубликованную на тему телепараллелизма, он написал в письме к редактору: «Это действительно смелый поступок редакторов принять в журнал Results in the Exact Sciences статью Эйнштейна о его новой теории поля. Его нескончаемый изобретательский талант, его настойчивость в погоне за одной и той же целью в последнее время удивляет нас, в среднем, одной такой теорией в год. С точки зрения психологии интересно, что автор обычно считает каждую свою новую теорию “окончательным решением”. Так что… можно объявлять во всеуслышание: “Новая теория поля Эйнштейна мертва. Да здравствует новая теория поля Эйнштейна!”»

В частном порядке Паули сообщил Паскуалю Йордану, что только американские журналисты могли быть настолько доверчивы, чтобы принять теорию телепараллелизма Эйнштейна; даже американские физики, не говоря уже о европейских исследователях, не так наивны. И Паули заключил пари с Эйнштейном, что тот пойдет на попятную в течение года.

Журналисты ярко осветили новую теорию Эйнштейна, но обошли вниманием важнейшую работу Вейля, в которой показывалось, как применить его старую идею калибровки к волновым функциям электронов и естественным образом объяснить электромагнитное взаимодействие. Его идея состояла в том, что включение дополнительного калибровочного фактора наряду с математическим описанием электрона требует добавления нового калибровочного поля, которое можно отождествить с электромагнитным полем. Таким образом, мы получаем калибровочную теорию электромагнетизма. Представьте себе калибровочный фактор как своего рода ветряную мельницу, которая может вращаться в любом направлении. Чтобы она вращалась в определенном направлении, нужен «ветер», создаваемый электромагнитным полем. Несмотря на великолепие квантовой калибровочной теории электромагнетизма, предложенной Вейлем, пройдет еще два десятилетия, прежде чем физическое сообщество начнет ее использовать. Паули, будучи очень проницательным, оказался одним из первых, кто признал важность этого открытия.