Эйнштейн в университете (ок. 1900 г.)

 

Глава 1

Викторианское детство

В 1879-м, в год рождения Эйнштейна, в европейской науке доминировали две великие идеи, и обе они сыграли немалую роль при создании величайшей из его работ, обеспечив ей должный контекст и фон. Первая идея – признание того, что силы, движущие великими промышленными цивилизациями (сжигание угля в топках громадных паровозов; взрывы пороховых зарядов в пушках боевых кораблей, удерживающих в подчинении колонизированные народы; даже слабенькие электрические импульсы в подводных кабелях, разносящих телеграфические послания по всему миру) представляют собой различные проявления фундаментальной сущности под названием Энергия. И это стало одной из основополагающих научных идей Викторианской эпохи.

Ученые конца XIX века знали, что энергия ведет себя согласно неким неизменным принципам. Шахтеры добывали уголь, вырубая его из земли. Инженеры научились под давлением закачивать газы, которые получали при спекании этого угля, в особые трубки, применяемые в уличных фонарях тогдашнего Лондона. Но при несчастном случае энергия взрыва светильного газа (энергия разлетающихся осколков стекла, плюс акустическая энергия воздушной волны, плюс энергия всех металлических кусков фонаря, залетевших на близлежащие крыши) будет в точности равняться энергии, присущей самому газу. А если потом один из этих кусков свалится вниз, на мостовую, то звук и энергия его падения плюс возникшие при этом порывы ветра будут в точности равняться энергии, которая подняла этот кусок в воздух.

Смириться с мыслью, что энергию нельзя создать или уничтожить, а можно только преобразовать, нетрудно. Но из этого постулата следуют самые неожиданные выводы. К примеру, один из выездных лакеев королевы Виктории открывает дверцу ее кареты, когда монарх прибывает в Букингемский дворец. Энергия, содержащаяся в плече слуги, начинает покидать это плечо… и при этом точно такое же количество энергии проявляется в движении изукрашенной дверцы экипажа и даже в вызванном трением (и весьма незначительном) повышении температуры петли этой дверцы. Когда же правительница сходит на землю, кинетическая энергия, которую заключало в себе августейшее тело, передается земле под ее ногами, в результате чего ее величество в конце концов встает возле кареты неподвижно, а вот наша планета успевает чуть-чуть дрогнуть на своей околосолнечной орбите.

Все виды энергии связаны между собой, и все виды энергии очень тонко сбалансированы. Сию простую истину назвали законом сохранения энергии. К середине XIX века этот закон получил весьма широкое признание. Когда Чарльз Дарвин продемонстрировал, что традиционный Бог вовсе не обязателен для создания живых видов на нашей планете, доверие к религии серьезно пошатнулось, и тогда представление о неизменности совокупной энергии стало своего рода утешительной альтернативой. Столь волшебная сбалансированность энергии казалась свидетельством того, что некая Божественная десница все же некогда коснулась нашего мира – и, более того, по-прежнему действует среди нас.

К тому времени когда сохранение энергии удалось осознать и понять, ученые Европы успели обзавестись еще одной великой идеей, доминировавшей в физике XIX века, – идеей о том, что материя тоже никогда не исчезает полностью. Например, во время Великого лондонского пожара 1666 года крупнейший в то время город Европы подвергся натиску огненной стихии: вначале вспыхнули смола и дерево в одной пекарне, затем языки пламени с ревом стали перескакивать с одной крыши на другую, выбрасывая гигантские клубы едкого дыма и обращая жилища, лавки, конторы, конюшни и даже чумных крыс в горячий пепел.

В XVII веке это воспринимали просто как всепоглощающий хаос. Но к 1800 году (за век до Эйнштейна) ученые осознали: если бы кто-нибудь сумел с абсолютной точностью взвесить все, что находилось в Лондоне до начала пожара (все деревянные половицы во всех строениях, все кирпичи, всю мебель, все пивные бочонки и даже всех шныряющих повсюду крыс), а затем, предприняв еще более невероятные усилия, определил бы массу всего дыма, пепла, золы, кирпичной крошки и т. п., порожденных пожаром, оказалось бы, что эти две массы совершенно одинаковы.

Этот принцип назвали законом сохранения вещества, и с конца XVIII столетия он становился все очевиднее. В разное время для его формулировки использовались разные термины, но суть закона от этого не менялась. Сожгите дрова в камине, и у вас получится зола и дым. Но если вы сумеете накинуть огромный непроницаемый мешок поверх каминной трубы и всех щелястых окон, а затем определить массу всего уловленного таким способом дыма и всей золы, а затем еще и учесть, сколько кислорода поглощалось из воздуха в процессе горения, – тогда вы обнаружите, что общая масса всего этого, опять-таки, в точности равна массе сгоревших дров. Материя способна менять форму, превращаясь из дерева в золу, но в нашей Вселенной она никогда не исчезает.

Эти две идеи – о сохранении вещества и о сохранении энергии – сыграют основополагающую роль и в образовании, и во впечатляющих достижениях юного Эйнштейна.

* * *

Эйнштейн появился на свет в 1879 году в немецком городе Ульм, примерно в 75 милях от Мюнхена, в семье, которую лишь несколько поколений отделяли от жизни средневекового еврейского местечка. В христианской Германии XIX века евреи воспринимались как странные чужаки, а иногда даже в некотором роде как недочеловеки. Неудивительно, что евреям, которые практически поголовно придерживались самых строгих правил иудаизма, внешний мир представлялся чем-то угрожающим и тревожным, особенно когда само христианство начало слабеть, тем самым расшатывая границы между двумя религиями и позволяя идеям, родившимся в век Просвещения (XVIII век) (о свободе предпринимательства, о настоящей науке, о том, что изучение внешнего мира может принести мудрость и ценные познания), проникать в еврейское сообщество – сначала робко, а затем со все нарастающей скоростью.

К тому времени когда выросло поколение родителей Эйнштейна, эти идеи, похоже, успели принести немецким евреям немало пользы. Отец Альберта Герман и его брат Якоб были электроинженерами-самоучками. Они занимались самыми передовыми технологиями своего времени, конструируя моторы и системы освещения. В 1880 году, когда Эйнштейн был еще младенцем, Герман с Якобом переехали в Мюнхен и открыли там фирму «Якоб Эйнштейн и компания». Они надеялись удовлетворять растущие потребности города в электротехнике. Якоб представлял более прагматичную часть тандема, Герман же был более склонен к мечтательности. С ранних лет он обожал чистую математику, но подростком вынужден был уйти из школы – нужно было работать, чтобы помогать содержать семью.

В доме Эйнштейнов было тепло и уютно, и Альберт всегда знал, что родители его очень любят и о нем заботятся. Года в четыре, когда ему разрешили гулять по мюнхенским улицам одному, кто-то из родителей (чаще это была его мать Паулина) всегда незаметно шел за ним, пристально следя за тем, как юный Альберт переходит улицы, полные конных экипажей, дабы убедиться, что он в безопасности.

* * *

Когда Альберт подрос и уже мог кое-что понимать, отец, дядюшка и гости, регулярно посещавшие их дом, постепенно объяснили ему, как работают двигатели и почему светятся электрические лампочки, и каким образом Вселенная делится на две части – Энергетическую и Массовую. Альберт жадно впитывал знания, а также проникался сознанием того, что дух иудаизма, живший в их семье, – наследие, которым следует гордиться, и этому нисколько не мешала уверенность его родителей в том, что почти весь Ветхий Завет и почти все ритуалы, отправляемые в синагоге, – в сущности, просто суеверие. Они полагали, что если оставить все это в прошлом, современный мир примет тебя как достойного гражданина.

Но вскоре Альберт понял, что, как бы ни пытались члены его семьи вписаться в мюнхенское общество, город не проявлял к ним особую гостеприимность. Еще когда мальчику было шесть лет, отцовская фирма заполучила контракт на создание первой системы электрического освещения для городского Октоберфеста. Но в последующие годы получалось так, что контракты на новые осветительные системы и генераторы уходили нееврейским фирмам, даже если их изделия оказывались хуже, чем предлагаемые братьями Эйнштейнами. Поговаривали, что электротехническим бизнесом выгоднее заниматься в процветающей Павии, городе на севере Италии, близ Милана. В 1894 году в надежде заново устроить дело туда перебрались его родители вместе с его сестрой Майей и его дядей, а пятнадцатилетний Альберт остался в Мюнхене – ему нужно было закончить школу.

Для него это было не самое счастливое время. Мягкость, к которой он привык в собственном семействе, очень контрастировала с грубыми и суровыми нравами школ, где ему пришлось учиться: «Учителя… казались мне какими-то фельдфебелями», – вспоминал он десятилетия спустя. От учеников требовалась непрестанная зубрежка, направленная на то, чтобы сделать их вечно запуганными и вечно послушными. Как известно, однажды, обращаясь к пятнадцатилетнему Эйнштейну, которому уже сильно наскучило сидеть на таких занятиях, доктор Дегенхарт, его преподаватель греческого, гневно заорал: «Эйнштейн, из тебя никогда не выйдет ничего путного!» Вечно преданная ему сестра, записавшая эту историю, позже заметила не без иронии: «И в самом деле, Альберт Эйнштейн так и не стал профессором греческой грамматики».

В шестнадцать лет Эйнштейн бросил школу, но поскольку этот поступок стал его собственным решением, он не считал его неудачей. Более того, он даже гордился им как своего рода бунтом. Он самостоятельно добрался до Италии, где воссоединился с семьей. Некоторое время он работал на фабрике, принадлежавщей отцу и дяде, и при этом уверял обеспокоенных родителей, что подыскал университет, где преподавание ведется по-немецки и где не требуется аттестат о среднем образовании, а кроме того, нет и требований к минимальному возрасту абитуриентов. Это было Высшее техническое училище (Политехникум) в Цюрихе. Он без лишних колебаний подал туда заявление. Хотя на вступительных экзаменах он получил отличные оценки по математике и физике (семейные беседы о науке и технике не прошли даром), ему все-таки следовало в свое время побольше слушать Дегенхарта: сам Эйнштейн вспоминал, что вообще совершенно не готовился к поступлению и что его подвели результаты экзаменов по французскому и химии. Итак, в швейцарский Политехникум его не приняли.

Родители не очень удивились. «Я давно привык, – писал Альберт отцу, – получать не очень хорошие отметки наряду с очень хорошими». Эйнштейн признал, что зря решился поступать в таком юном возрасте – и его «неготовность к поступлению» была порождена некоторой самонадеянностью. И тогда он нашел в долинах Северной Швейцарии, под Цюрихом, семью, где мог бы жить год, занимаясь с репетиторами, а затем снова пытаться поступить в Политехникум.

Хозяева дома, семейство Винтелеров, полагали, что Эйнштейн, конечно же, будет в часы досуга посиживать с ними за столом – во время чтения вслух или обсуждения каких-нибудь увлекательных предметов. У них устраивались совместные музыкальные вечера: Эйнштейн был талантливый скрипач, что отмечали еще школьные инспектора в Германии. Более того, у Винтелеров имелась дочь Мари лишь немногим старше Альберта. Поначалу Эйнштейн счел вполне удобным выразить свою симпатию к ней, предложив, чтобы она стирала его белье и одежду, как это всегда делала его мать. Однако вскоре он освоил более утонченные методы ухаживания. Так началось его первое романтическое увлечение. По-видимому, именно оно спровоцировало его мать на первый приступ маниакальной любознательности. Однажды, когда он приехал на каникулы домой и написал Мари Винтелер: «Моя обожаемая и любимая… ты значишь для моей души больше, чем значил для нее весь мир», фрау Паулина старательно вывела на конверте неубедительное уверение, что она, мол, не читала содержимого.

* * *

Со второй попытки Эйнштейн сумел-таки поступить в цюрихский Политехникум. Это случилось в 1896 году, и ему исполнилось к тому времени семнадцать. Его зачислили на курс, предназначенный для подготовки будущих учителей старших классов. Альберту хватало образования, чтобы понимать лекции. При этом немалый жизненный опыт, который он успел приобрести, позволял воспринимать то, что говорили его профессора, критически. Все это создавало идеальные предпосылки для выработки независимости мышления.

Хотя преподаватели цюрихского Политехникума по большей части были превосходны, некоторые из них отличались известной старомодностью воззрений, и Эйнштейн постоянно ухитрялся раздражать их. Так, профессор физики Генрих Вебер поначалу был полезен Эйнштейну, однако, как выяснилось позднее, он совершенно не интересовался современными теориями и категорически отказывался включать в свои лекции революционные труды шотландца Джеймса Клерка Максвелла, увязывавшие между собой электрическое и магнитное поле. Это очень злило Эйнштейна, который уже тогда понимал, сколь важны максвелловские изыскания. Вебер, подобно многим физикам 1890-х годов, полагал, что все фундаментальные принципы и законы природы уже открыты и задача современных ученых – лишь заполнить некоторые еще оставшиеся пробелы; следующим поколениям физиков предстоит несколько усовершенствовать свою измерительную аппаратуру, чтобы точнее описать уже известные процессы. В общем, никаких новых грандиозных открытий в будущем науке ждать не приходится.

Кроме того, Вебер отличался невероятной педантичностью. Однажды он заставил Эйнштейна целиком переписать отчет об исследовательской работе на том основании, что первый вариант был подан на листах не совсем правильного размера. Эйнштейн с издевкой именовал его «герр Вебер», а не «профессор Вебер», и на долгие годы сохранил обиду на него. Полвека спустя этот бывший студент писал о своих университетских годах: «Просто чудо, что [наши] современные методы обучения все-таки пока не до конца задушили священную любознательность обучаемых».

Поскольку ходить на лекции Вебера особого смысла не имело, Эйнштейн проводил много времени, знакомясь с кафе и пивными Цюриха, – часами потягивая кофе со льдом, покуривая трубку, читая и обмениваясь слухами. При этом он находил время самостоятельно изучать труды Гельмгольца, Больцмана и других столпов тогдашней современной физики. Но читал он бессистемно, и когда пришла пора годовых экзаменов, он понял, что кто-то должен ему помочь наверстать упущенные занятия, проводившиеся в строгом соответствии с учебным планом герра Вебера.

Эйнштейну требовалось найти какого-то собрата-студента, к которому он мог бы обратиться за помощью. Его лучшим другом был Мишель Анджело Бессо, итальянский еврей несколькими годами старше нашего героя, недавний выпускник Политехникума. Бессо был человек доброжелательный и довольно утонченный: они познакомились на музыкальном вечере, где оба играли на скрипке. Однако на занятиях Бессо любил считать ворон почти так же, как и Эйнштейн. А значит, завсегдатаю кофеен требовалось найти кого-то еще, чтобы одолжить конспекты – если, конечно, он хотел получить какой-то шанс перейти на следующий курс. Дополнительную трудность представляло то, что к его предварительным результатам было приложено зловещее «порицание декана за недостаточное прилежание во время практикума по физике».

Мишель Бессо, лучший друг Эйнштейна (1898 г.). Описывая их интеллектуальное партнерство, Бессо как-то заметил: «Орел-Эйнштейн взял воробья-Бессо под свое крыло, и воробей сумел взлететь чуточку повыше».

К счастью, еще один знакомец Эйнштейна, по имени Марсель Гроссман, оказался идеальным приятелем для всякого первокурсника, предпочитающего сидеть в кафе, а не таскаться на всякие ненужные лекции. Подобно Эйнштейну и Бессо, Гроссман был евреем, недавно прибывшим в страну. Университеты Швейцарии придерживались полуофициальной политики антисемитизма, переправляя евреев и других чужаков на «менее престижные» (как тогда считалось) факультеты – скажем, теоретической физики, а не прикладной физики или инженерии, где зарплата выпускников, как полагали, будет в конечном счете значительно выше. (Впрочем, для Эйнштейна это было не очень страшно: лишь благодаря теоретической физике он сумел как следует освоить понятия энергии и материи, давно занимавшие его.) Гроссман и Эйнштейн понимали, что к ним относятся в Политехникуме с одинаковой предвзятостью, и оттого их дружба стала еще крепче.

Когда наступила сессия, конспекты Гроссмана (где он аккуратно вычертил все необходимые графики и схемы) стали для Эйнштейна настоящим спасением («Трудно представить, как бы я обошелся без них», – напишет Эйнштейн жене Гроссмана много позже), позволив ему, в частности, сдать геометрию с почтенными 4,25 баллами из 6 возможных. Конечно, его результат не шел ни в какое сравнение с результатом Гроссмана, получившего высший балл – 6,0 (чему никто не удивился). Впрочем, никто из друзей Эйнштейна не удивился и такой разнице в их баллах: у Альберта имелись в жизни другие дела.

Речь идет об одном студенте, вернее, студентке, с которой Эйнштейн проводил время. Пожалуй, она была еще более, чем Эйнштейн и его друзья, чуждой тогдашней университетской среде Цюриха: сербка, православная христианка, единственная женщина на курсе, Милева Марич отличалась острым умом и мрачно-чувственной внешностью, так что не один цюрихский студент хотел бы завязать с ней близкое знакомство. Милева, на несколько лет старше большинства однокурсников, была одаренным музыкантом и художником, а кроме того, знала много языков и до того, как переключиться на физику, изучала медицину. Эйнштейн к тому времени давно порвал с дочерью своего бывшего квартирного хозяина, а потому был вполне готов к новым отношениям.

Гроссман и Эйнштейн через несколько лет после окончания университета (начало 1910-х гг.)

Милева Марич (конец 1890-х гг.). В 1900 году он писал ей: «Вместе мы будем самыми счастливыми людьми на земле, это уж точно».

В юности Эйнштейн был весьма привлекателен, что могло бы удивить тех, кто знал его в старости: черные кудри, уверенная улыбка, то и дело озарявшая лицо. Тесная дружба с сестрой Майей одарила его легкостью в отношениях с женщинами и помогла ему, когда он начал ухаживать за Милевой. В течение нескольких университетских лет они очень сблизились. «Без тебя, – писал он ей в 1900 году, – мне не хватает уверенности в своих силах, удовольствия от работы, удовольствия от жизни…» Зато если заживем вместе, говорил он ей, то будем «самыми счастливыми людьми на земле, это уж точно». Отбросив всякую осторожность, он даже послал ей в письме абрис своей ступни, чтобы она связала ему носки.

Некоторое время они с Милевой скрывали от остальных свой роман, но это никого не могло обмануть. В очередной раз навещая родителей в Италии, Эйнштейн писал ей: «Мишель уже заметил, что ты мне нравишься, потому что, хотя я ему почти ничего о тебе не говорил, когда я сказал, что должен снова поехать в Цюрих, он ответил: ну да, тебя туда одно тянет». И в самом деле, зачем бы ему еще туда ехать?

В годах накануне нового века есть что-то притягательное и возбуждающее. Круг Эйнштейна явно ощущал это возбуждение. Четверка друзей (Мишель Бессо, Марсель Гроссман, Альберт Эйнштейн и Милева Марич) разделяла мнение многих своих собратьев-студентов: что большинство их преподавателей – реликты другой эпохи, пережитки прошлого, к которым незачем относиться серьезно, – а вот новое, наступающее XX столетие сулит чудеса. И, разумеется, принесет эти чудеса в мир именно молодое поколение. В этом, похоже, никто из них не сомневался.

У каждого из друзей имелся свой источник уверенности. К примеру, Мишеля Бессо поджидала в Италии процветающая инженерная фирма его семейства, и он уже сейчас проводил там немало времени. При своей общительности и умении налаживать контакты он, в конце концов обосновавшись на одном месте, несомненно сумеет внести вклад в успешное развитие семейной компании. Гроссман обладал немалыми математическими талантами, которые признавали все в его колледже. Милева Марич еще в будапештской технической школе считалась блестящей ученицей; более того, она стала одной из первых женщин в Австро-Венгрии, поступивших в высшее учебное заведение, а к тому же – одной из немногих представительниц женского пола, обучавшихся в швейцарских университетах. Согласитесь, немалое достижение в стране, где до полного официального признания женского равноправия оставалось еще семь десятилетий!

Все они так и рвались совершать открытия – и Эйнштейн, вероятно, сильнее всех. Хотя университетские штудии отнимали у него много времени, его личные интеллектуальные труды набирали обороты. Часами прохлаждаясь в цюрихских кафе за чтением газет, он нередко изображал из себя лентяя и балагура, но при этом тратил столько же времени на изучение трудов величайших физиков тогдашней Европы, самостоятельно обучаясь всему, что упорно игнорировал закоснелый ретроград профессор Вебер.

Эйнштейна зачаровывали идеи Майкла Фарадея и Джеймса Клерка Максвелла о том, что пространство, возможно, пронизано невидимыми полями, где смешиваются электричество и магнетизм, и что эти поля влияют на все, находящееся в пределах их досягаемости. Его поражали и более недавние открытия: так, Джозеф Джон Томсон у себя в Кембридже измерял характеристики электрона, крошечной частицы, которая, судя по всему, существовала внутри атомов, а значит, во всяком веществе; Вильгельм Рентген открыл рентгеновские лучи, позволявшие видеть, что находится внутри живой плоти; Гульельмо Маркони посылал радиосигналы через пролив Ла-Манш. Эйнштейн задавался вопросом: как и почему происходят все эти явления? Он размышлял над ними начиная с того года, который провел вместе с семьей перед отъездом в Швейцарию, но тогда так и не смог прийти к каким-либо результатам.

Теперь же он стремился расширить не только собственные познания, но и пределы физики как таковой. Косвенной причиной этого рвения послужило желание помочь отцу, чьи новые фирмы в Павии и Милане, несмотря на то, что эти края не отличались антисемитизмом, принесли не больше успеха, чем мюнхенские. Деньги, которые посылали родители Альберту, значили для семейного бюджета очень много, и Альберт это понимал. Еще одна причина заключалась, так сказать, в духовном наследии его предков. Хотя он уже в двенадцать лет отказался соблюдать религиозные формальности, он все-таки верил, что во Вселенной таятся истины, которые словно бы ждут, чтобы их открыли, пока же человечеству удалось бросить лишь беглый взгляд и лишь на немногие из них. Это и станет его целью в жизни, поклялся он в 1897 году в письме матери и Марии Винтелер.

«Усиленная интеллектуальная работа и изучение божественной Природы, – писал он, – суть… ангелы, которые проведут меня сквозь все жизненные невзгоды… Но это путь особенный… Человек создает для себя тесный мирок, прискорбно незначительный по сравнению с постоянно меняющимися размерами сущего, но при этом можно ощущать свое величие и важность – это ли не чудо?»

Для большинства его друзей такие чувства грядущего «величия» простирались не дальше, чем их собственные довольно скромные планы. А вот Эйнштейн теперь начал подвергать сомнению ту картину мира, которой его учили. Вселенная делилась на два царства: энергии, несомой порывами ветра по хорошо знакомым ему улицам Цюриха, и материи – витрин его любимых кафе, глотков пива или мокко, которыми он наслаждался, размышляя обо всем этом. Но, думал Эйнштейн, ограничивается ли этим такое единство? Может быть, удастся пойти дальше?

Впрочем, на тогдашнем этапе своей жизни он мог лишь задаться таким вопросом. Да, он был умен, но проблемы, которые он ставил, казались неразрешимыми. Представление о Вселенной, состоящей из двух не связанных между собой частей, никуда не делось. Ну ничего. Он достаточно молод, чтобы пока просто принять это. Он уверен: позже он к этому вернется.

 

Глава 2

Возмужание

Друзьям по университету нравится думать, что они останутся вместе навсегда, но так бывает редко. В 1900 году подошло к концу четырехлетнее пребывание Эйнштейна, Гроссмана и Ми-левы в цюрихском Политехникуме. Бессо, который был несколькими годами старше, уже вернулся в Италию, где он планировал влиться в ряды сотрудников родительской инженерной фирмы, и хотя Эйнштейн пытался его отговорить («Какая напрасная трата его поистине выдающегося интеллекта», – писал он Милеве в том же году), он все же уважал решение Бессо, которое позволило бы ему перестать быть финансовым бременем для семьи. Между тем Гроссман собирался преподавать в старших классах, хотя и не исключал исследовательскую работу. В конце концов он избрал себе тему диплома, лежащую в области чистой математики, что озадачило куда более практичного Эйнштейна. Ну, а Милева Марич разрывалась между желанием остаться в Швейцарии, где можно было продолжать обучение (и где оставался ее любимый человек), и необходимостью вернуться к своей семье, жившей под Белградом.

Эйнштейн тоже не знал, как ему быть дальше. Ему очень хотелось стать настоящим ученым-исследователем, но за эти годы он успел так рассердить преподавателя физики (уже упоминавшегося профессора Вебера) непокорностью и прогулами, что теперь тот отказывался дать ему рекомендательные письма к другим профессорам или к директорам школ: обычно именно так выпускники получали работу. И тогда Эйнштейн, с потрясающей самонадеянностью, сам написал профессору Гурвицу, одному из своих бывших преподавателей математики. Хотя он особенно и не озаботился посещением большей части гурвицевских занятий, признавался Альберт, он все же «смиренно интересуется», нельзя ли ему устроиться ассистентом профессора. По какой-то необъяснимой причине Гурвица эта просьба не впечатлила, так что нашему герою пришлось продолжить свои эпистолярные упражнения («Скоро я осчастливлю моими предложениями всех физиков от Северного моря до южной оконечности Италии»), но в ответ он получал лишь отказы.

Ему это было особенно неприятно из-за того, что он понимал: его семье по-прежнему не хватает денег. Чуть раньше он признавался Майе: «Разумеется, больше всего меня огорчают [финансовые] неурядицы наших бедных родителей. Меня глубоко печалит, что я, взрослый мужчина, вынужден праздно болтаться, не в силах хоть чем-нибудь им помочь».

Некоторое время проработав учителем старших классов и даже побыв репетитором одного молодого англичанина, жившего в Швейцарии, Альберт в 1901 году вернулся в Италию, под родительский кров. И тогда его отец, понимая тягостное положение сына, отважился написать Вильгельму Оствальду, одному из величайших ученых тогдашней Германии. «Моему сыну Альберту 22 года, – объяснял он, – и он… чувствует себя совершенно несчастным… В нем все сильнее укореняется мысль, что он покинул накатанную дорогу, ведущую к успешной карьере, и теперь прозябает где-то на обочине бытия». Герман Эйнштейн просил профессора написать Альберту «несколько ободряющих слов, чтобы он вновь смог радоваться жизни. Если же вы сочтете возможным приискать ему место ассистента с нынешней или следующей осени, моя признательность будет поистине безграничной». Разумеется, все это должно оставаться между двумя почтенными мужами, ибо «сын ничего не знает о моем необычном поступке». Просьба, выраженная с немалым чувством, но довольно сбивчиво, оказалась столь же неэффективной, как и большинство деловых операций Эйнштейна-старшего. Оствальд так и не ответил на это послание.

Что касается отношений Альберта с возлюбленной, то дело обстояло так. Его мать не была знакома с Милевой, однако – заочно – уже возненавидела эту Марич, о которой ее мальчик столько говорит (потому что, если вдуматься, ну какое существо женского пола может быть достойно ее бесценного сыночка?). Паулина использовала неудачи Альберта в его поисках достойного заработка как еще один предлог для того, чтобы он прекратил переписываться с этой гойкой. После трех недель нравственных мучений Эйнштейн в отчаянии написал Гроссману. Он, Альберт, уже просто не в состоянии жить с родителями, может, Гроссман найдет какой-то выход? И тогда тот, подключив родственные связи, записал Эйнштейна на собеседование в Бернском патентном бюро. Альберт тут же ему ответил: «Прочитав твое послание, я очень растрогался: ты не забыл своего невезучего друга».

Собственно, Эйнштейн мечтал не совсем о такой работе, но он понимал, что служба в патентном бюро (если он ее получит) станет неплохим источником дохода и тем самым защитит отношения с Милевой от его матери. Помогло и то, что в том же 1901 году, чуть раньше, Эйнштейн получил швейцарское гражданство. После подачи заявления за ним даже какое-то время следил частный сыщик, отметивший, что герр Эйнштейн ведет размеренный образ жизни, почти не пьет и заслуживает того, чтобы его просьбу удовлетворили. И все равно эта должность казалась ему каким-то шагом назад – просто способом получать надежное жалованье, пока он будет пытаться вновь встроиться в академическую систему. Ему пришлось убедить родителей, что все отлично и эта работа не затормозит его научную карьеру.

По крайней мере, все по-прежнему шло хорошо с Милевой: он еще жил с родителями на севере Италии, а она оставалась в Швейцарии, но ведь это не так уж и далеко. Они могли переписываться, рассуждать о науке и о любви. И готовиться к встрече…

Май 1901

Обнимаю, твой Альберт.

Куколка моя милая!.. Сегодня вечером 2 часа сидел у окна и думал о том, как сформулировать закон взаимодействия молекулярных сил. У меня есть на сей счет очень неплохая идея. Расскажу тебе о ней в воскресенье…

Ладно, все это писание – глупость. В воскресенье я наконец смогу тебя поцеловать. До нашего счастливого воссоединения!

P. S. Люблю!

Что ж, они действительно поцеловались, наконец-то встретившись в Швейцарских Альпах, высоко над озером Комо. В письме своей лучшей подруге Милева рассказывала о том, как ей с возлюбленным пришлось перебираться через перевал, заваленный шестью метрами снега:

Мы наняли крошечные [конные] сани, из тех, какими пользуются местные жители, и там как раз хватает места для двух влюбленных, и возница стоит на приступочке сзади… и называет тебя синьорой, – что может быть прекраснее?..

Кругом был один только снег, куда ни погляди… Под нашими пальто я крепко сжимала в объятиях моего милого…

Видимо, Эйнштейн сжимал ее не менее крепко. «Это было прекрасно, – писал он ей, – когда ты позволила мне прижать всю себя, милую крошку, самым естественным образом». В результате всех этих упражнений к концу их общих каникул, в мае 1901 года, она оказалась беременна. При нравах того времени Милеве, узнавшей о своем положении, оставался один выход: вернуться к своему семейству и оставаться там до самых родов. Девять месяцев спустя Эйнштейн напишет ей:

Берн, вторник [4 февраля 1902 года]

Все-таки оказалось, что это девочка, как ты и мечтала! Она здорова? Она кричит как полагается? Какие у нее глазки? Она голодная?

Я уже так ее люблю, а ведь я даже еще никогда ее не видел!

Сохранились лишь немногочисленные свидетельства касательно их дочери: в то время для пары их происхождения и статуса, не состоящей в браке, было почти невозможно сохранить «незаконнорожденного» ребенка при себе. Они назвали девочку Лизерл (от «Элизабет»). Косвенные данные позволяют предположить, что они отдали ее приемным родителям – вероятно, кому-то из друзей семьи Милевы, проживавших в Будапеште. Судя по всему, Эйнштейн больше никогда о ней не упоминал.

* * *

После череды собеседований Эйнштейн все-таки устроился в патентное бюро – не в последнюю очередь благодаря тому, что за него замолвил словечко отец его друга Гроссмана. Бюро располагалось в Берне: конечно, не Цюрих, но все равно место вполне приемлемое. Однако жалованье не оправдало надежд Эйнштейна. Он подавал заявление на должность технического специалиста второго класса, но суперинтендант Галлер, глава патентного бюро, разочарованный «нехваткой технических способностей» соискателя, предложил ему менее высокооплачиваемую должность технического специалиста третьего класса.

Молодой человек согласился и на такую должность, однако решил поискать дополнительный заработок. Эйнштейн унаследовал от отца известную предприимчивость и уже в 1902 году поместил в местной газете следующее объявление:

Частные уроки по МАТЕМАТИКЕ и ФИЗИКЕ

для студентов и учащихся школ дает самым тщательным образом

АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН,

обладатель диплома учителя фед. Политехникума Герехтигкайтсгассе, 32

1-й этаж

Пробные занятия бесплатно

Эйнштейн, как и его отец, обладал изрядной энергией, однако излагал деловые условия весьма туманно: он действительно заполучил нескольких учеников, но при своей жизнерадостной натуре и общительности вскоре подружился с большинством из них, после чего почувствовал, что не в состоянии взимать с них плату за уроки. Каким-то образом он все-таки ухитрился скопить кое-что, в том числе и благодаря одному студенту, с которого продолжал брать деньги. Этот студент оставил нам описание тогдашнего Эйнштейна: его учитель «был ростом 5 футов 9 дюймов [175 см], широкоплечий… с большим чувственным ртом… Голос у него… по тональности напоминал виолончель».

Эйнштейн пытался продолжать собственные исследования, но это оказалось нелегко. В патентном бюро работали по 6 дней в неделю, а единственная приличная научная библиотека в Берне была по воскресеньям закрыта. Гордость не позволяла Альберту пожаловаться кому-нибудь на тяготы жизни – и уж тем более извиниться перед профессором Вебером и попытаться смиренно вернуться к настоящей научной жизни.

Может, в профессиональном отношении Эйнштейн и страдал, зато его романтическая жизнь стала осуществлением всех его мечтаний. Семья Милевы давала ей кое-какие деньги, и влюбленные знали, что теперь могут позволить себе квартиру, где хватило бы места им обоим. Милева вернулась в Швейцарию, и в январе 1903 года они поженились в бернской ратуше. Жениху было почти 24, невесте – 28. Наверняка он надел на церемонию клетчатый костюм, который, как настаивал суперинтендант Галлер, был ему необходим для службы в патентном бюро. Конечно, они скучали по своей дочери (иначе они не были бы людьми, правда?), но Эйнштейн в полном восторге писал: «Вместе мы готовы до конца жизни оставаться вечными студентами. Наплевать на весь мир».

Мать по-прежнему на него злилась за этот выбор, норовя при каждом удобном и неудобном случае сообщить всем (особенно своему сыну), как она ненавидит эту фройляйн Марич. Его верная младшая сестра Майя неустанно пыталась воздействовать на мать, убеждая не относиться к молодой жене Эйнштейна столь предвзято. Сама же Милева была уверена: в конце концов она непременно завоюет расположение семьи мужа. Она говорила собственной подруге: нужно просто найти кого-то, кого фрау Паулина уважает, и сделаться полезной этому человеку. И тогда мать Эйнштейна непременно увидит ее благие намерения, верно?

В Берне счастливые молодожены обзавелись новыми друзьями, чему немало способствовали музыкальные таланты Альберта. Эйнштейна часто приглашали семейства, где не хватало скрипача для очередного музыкального вечера. Кроме того, они с Милевой могли теперь снова общаться с веселым, непринужденным и всегда расположенным к ним Мишелем Бессо, который вскоре вернулся в Швейцарию из Италии и тоже устроился в Бернское патентное бюро. Эйнштейн говорил ему: «Стало быть, теперь я человек женатый… [Милева] чудеснейшим образом обо всем заботится, она хорошо готовит и всегда в отличном настроении». Бессо тоже успел жениться, в чем Эйнштейн сыграл свою роль: именно он познакомил Мишеля с семейством своей бывшей подружки Мари, которое так понравилось Мишелю, что он сделал предложение Анне, старшей сестре Мари (и вскоре у Мишеля и Анны родился сын). Две пары с удовольствием проводили время вместе. «Мне он очень по душе, – писал Эйнштейн о Бессо, – потому что у него острый ум и при этом он очень простодушен. Анна мне тоже нравится. Особенно же мне нравится их ребенок». К концу 1903 года Альберт с Милевой поселились в квартирке с маленьким балкончиком, откуда открывался прекрасный вид на Альпы. Они стояли там, тесно прижавшись друг к другу, иногда вместе с друзьями, иногда одни, и были счастливы, ведь им пока так везло в жизни!

* * *

С подростковых лет Эйнштейн часто чувствовал себя одиноким. Даже теперь, в окружении тех, кого он очень любил, Альберт осознавал незримые барьеры, разделяющие людей, даже если они поддерживают тесные отношения или живут в одном доме. Он признавался Милеве, что и с собственной сестрой они «стали настолько непостижимы друг для друга, что оказались не в состоянии… чувствовать, что движет другим» – и иногда «все окружающие кажутся мне чужими, словно их отделяет от меня невидимая стена». Даже удивительно, что Милеве удавалось проникать сквозь эту преграду.

Когда в 1904 году появился на свет Ганс Альберт (их первое законное дитя), доходы у юных супругов оставались весьма невеликими. «Рассуждая об опытах с часами, расположенными в разных частях поезда, – позже вспоминал Эйнштейн о работе, к которой он вскоре приступит, – сам я имел в своей собственности лишь одни-единственные часы!» Но у молодой семьи имелось все необходимое. Эйнштейн хорошо умел работать руками и вместо того, чтобы покупать сыну дорогие игрушки, импровизировал со спичечными коробками и веревочками. Однажды он соорудил действующую модель фуникулера: его сын вспоминал об этом даже несколько десятилетий спустя.

То было счастливое время. Любовь Альберта и Милевы пережила расставание с новорожденной дочерью, профессиональные разочарования, призрак бедности. Казалось, эта любовь способна пережить что угодно.

 

Глава 3

Annus mirabilis

[1]

Именно работая в Бернском патентном бюро, Эйнштейн сделал в 1905 году свои первые великие открытия, совершившие настоящий переворот в науке.

Во многих отношениях патентное бюро, как и опасался Эйнштейн, оказалось учреждением, где царил формализм и вечные ограничения. Оно входило в состав Федеральной гражданской службы Швейцарии, и в нем поддерживалась строгая должностная иерархия. Эйнштейн был всего лишь одним из нескольких десятков более или менее вымуштрованных сотрудников, под неустанным контролем просиживавших за почти неотличимыми высокими столами долгие дни.

Однако эта работа оказалась на удивление интересной и могла принести некоторую пользу молодому человеку, мечтавшему вернуться в академический мир. Так, Эйнштейну полагалось оценивать заявки на новые приборы, особенно в области электроинженерии, и решать, достаточно ли эти разработки оригинальны и заслуживают ли они патентования. Чем-то это походило на то, как если бы сегодня вам предоставили возможность раньше времени взглянуть на новейшие изобретения в сфере высоких технологий, придуманные в Силиконовой долине. Многие принципы, которые он сформулировал при оценке этих заявок, пригодятся ему в дальнейшем.

Еще одним преимуществом новой службы стала относительная свобода. Начальник Альберта герр Галлер отличался немалой педантичностью, однако он терпимо относился к тому, что Эйнштейн в рабочее время занимается собственными делами и пишет научные статьи. Когда Галлер проходил поблизости его стола, Эйнштейн поспешно отодвигал в сторону бумаги или запихивал их в ящик стола (который жизнерадостно окрестил своим «отделением теоретической физики»), чтобы вновь вернуться к конторским делам.

Хотя Эйнштейн знал, что только убедительные научные результаты помогут ему получить место в университете, никто не требовал от него публиковать незавершенные работы, а ведь это неизбежно пришлось бы делать, получи он должность в университете, предполагающую неустанное карабканье вверх по карьерной лестнице. («Этому искушению поверхностностью, – напишет он позже, – могут противиться лишь сильные натуры»). Если перед ним встанет настоящая большая задача, он до поры до времени никому о ней не расскажет – кроме разве что его жены. А между тем Милева очень мучилась и переживала: все ее мечты о собственных исследованиях были разбиты: ей не удалось получить место в каком-либо научном учреждении, и теперь она торчала дома с сыном. Любящие супруги вполне могли бы делиться друг с другом своими неприятностями, только вот из-за несопоставимости причин их страданий трещина в их отношениях медленно, но неуклонно расширялась.

Вечерами Эйнштейн отправлялся на долгие прогулки с Бес-со и другими спутниками, в число которых вошел его новый друг – Морис Соловин, молодой румын, когда-то пожелавший брать у Эйнштейна уроки физики (тот по-прежнему предлагал их всем желающим). (После одного-двух эйнштейновских уроков Соловин решил отказаться от физики и переключился на философию.) Иногда в этих прогулках участвовала и Милева, но чаще компания была исключительно мужской. Они заходили в сельские пивные поесть сыру, попить пива или мокко (одного из любимых напитков Эйнштейна). Они беседовали о здоровой пище, о новомодных занятиях аэробикой, которые повсюду рекламировались. И конечно, о политике, философии, о своих мечтах и планах на будущее.

Если летом эти разговоры затягивались до очень уж позднего часа, они взбирались на гору близ Берна, куда Эйнштейн иногда отправлялся и днем вместе с семьей Бессо. «Зрелище подмигивающих звезд, – писал Соловин, – производило на нас сильное впечатление». Они ждали, когда можно будет «подивиться, как солнце медленно поднимается к горизонту и наконец появляется во всем своем блеске, окутывая Альпы таинственным розовым сиянием».

В такие минуты казалось вполне естественным поговорить о физике и об основах устройства мира. Тем более что в той области, которой так интересовался Эйнштейн, со времени его выпуска из Политехникума наблюдалось неустанное движение. Маркони сумел передать радиоволны не только через Ла-Манш, но и через Атлантику. Мария Кюри в Париже открыла колоссальный и, по-видимому, неисчерпаемый источник энергии в породах, содержащих радий. Макс Планк в Германии, похоже, показал, что энергия истекает из постепенно нагреваемых объектов не плавно, а порциями: позже это явление назовут квантовыми скачками. Ученые пытались разгадать тайны термодинамики: как Вселенной удается перемещать теплоту столь точно и тонко? Да и вообще все сущее странным образом укладывается в эти два, казалось бы, идеально уравновешивающих друг друга царства – царство энергии и царство материи: ученые все чаще считали их единым царством массы. (Ученые прошлого частенько использовали термины, чьи значения несколько отличаются от нынешних. Для Лавуазье и других исследователей, живших в XVIII веке, было вполне естественно размышлять, используя понятие «материя», а сегодня мы стали бы рассуждать о тех же вопросах, учитывая количество атомов в объекте. Постепенно научный подход менялся, и к началу XX столетия ученые стали рассматривать соответствующие явления с точки зрения закона сохранения массы. В чем разница? Понятие «массы» легче всего представить себе как меру сопротивления объекта ускорению. Карандашу легко придать ускорение, а огромной горе – не очень-то, так что у горы масса больше. Штука в том, что эти два подхода тесно связаны друг с другом: горам труднее придать ускорение не в последнюю очередь именно из-за того, что в них больше атомов.) Эйнштейн, Соловин и их ближайшие друзья полагали: за всем этим должна стоять какая-то единая сущность, несколько глубинных принципов, которые объяснили бы, почему Вселенная устроена именно так и почему ее устройство позволяет всему на свете существовать и функционировать.

Но что это за единая сущность?

После долгих прогулок и горных размышлений они наскоро пили кофе в ближайшем кафе, а потом вместе возвращались в город, тоже пешком. Затем каждый начинал свой рабочий день на своем рабочем месте. «Нас так и переполняло вдохновенное настроение», – вспоминал Соловин. Им незачем было спать.

Только вот самоуверенность Эйнштейна была напускной. Он сознавал, что его собственный отец так никогда и не достиг того, на что надеялся. Новые и новые деловые предприятия не принесли желанного успеха, и родители Эйнштейна вечно зависели от милости более обеспеченной родни. К тому же он видел, как его ближайшие друзья отказываются от своих амбициозных мечтаний ради надежды на хоть какую-то стабильность. Милева перестала заниматься собственными исследованиями из-за рождения Ли-зерл (и последующего отказа от девочки). Точно так же поступил и Бессо: сначала он вернулся в семейную фирму, а затем, как мы уже знаем, поступил в патентное бюро, где трудился и Эйнштейн.

Работа в бюро оказалась интересной, но недостаточно творческой. Не о такой они когда-то мечтали. Эйнштейн знал, что в 1660-е годы сэр Исаак Ньютон, этот великий англичанин, еще совсем юным – в 22 года! – не только предложил идею дифференциального и интегрального исчисления, но и сделал первые шаги (на линкольнширской ферме матери, во время легендарного эпизода с падающим яблоком) к своей великой теории, согласно которой единый и единственный закон всемирного тяготения объем-лет все – и глубины самой Земли, и яблоневые сады на ее поверхности, и Луну в небесах, что движется по своей орбите в четверти миллиона миль от нас. Альберту исполнилось столько же. Ну и где его великое открытие?

Неужели Эйнштейну суждено стать одним из тех, кто так и промыкается всю свою жизнь где-то на задворках бытия, лишь восхищаясь чужими достижениями? Младшая сестра Майя считала его гением: по ее мнению, брат мог сделать решительно все. Но сам Эйнштейн взирал на свое будущее более мрачно, и его можно понять. В свободное от основной работы время он пытался собрать воедино свои идеи и подготовить их для публикации. Но вот ему исполнилось 24, а вот уже и 25, между тем ни одна из этих идей не оправдывала его надежд, ни одна из них не казалась достаточно глубокой. Он изучал силы, которые способствуют вспучиванию поверхности жидкости внутри соломинки, однако не пришел ни к каким особенно оригинальным выводам. И если бы он в конце концов не стал «великим Эйнштейном», эти статьи наверняка забылись бы.

А потом, ближе к 26 годам, случилось нечто необычайное. В припадке активности, продолжавшемся всю весну 1905-го, его творческий ступор прекратился, и Эйнштейн приступил к целой серии статей. Их будет пять, и вскоре они произведут настоящий переворот в физике.

* * *

В то время когда Эйнштейну исполнилось 26, его интересовали в науке самые разные вещи. Молодой человек размышлял о пространстве и времени, о свете и частицах – и начал набрасывать статьи, посвященные этим темам. При этом он обнаружил, что снова задается вопросом: нет ли во Вселенной какого-то иного, более глубинного единства, о котором ему не рассказывали преподаватели.

Воспитание Эйнштейна, может, и не дало ему предпринимательскую хватку, однако позволило подойти к этой проблеме со свежей головой. Торстейн Веблен, американский экономист норвежского происхождения, однажды описал, какие огромные преимущества дает появление на свет в семье, находящейся на грани между приверженностью традиционной религии и переходом к обучению детей чисто светским предметам. Такие дети часто вырабатывают в себе скептическое отношение ко всем «истинам в последней инстанции», будь то утверждения религиозных авторитетов, ученых или кого бы то ни было. Натуру Эйнштейна, по сути, сформировал именно такой скептицизм – как и его близких, особенно сестру Майю, чей необычный взгляд на все и вся проявлялся в подчеркнуто ироническом отношении к жизни. (Позже она вспоминала, как однажды в припадке дурного настроения Альберт кинул ей в голову тяжеленный мяч. «Из этого можно сделать вывод: сестре интеллектуала следует обзавестись прочным черепом», – замечала она.)

Скептицизм Майи выражался в остроумных подначках, а ее брата эта семейная черта побуждала усомниться во всем, что он узнавал, – будь то в мюнхенской школе, или в цюрихском Политехникуме, или в ходе самостоятельного чтения научных работ. Скептицизм очень полезен при опровержении научных основ; присущий Эйнштейну мятежный дух тоже пригодился.

По мере того как продвигалась вперед его невероятная работа 1905 года, Эйнштейн начал всерьез задумываться, не связаны ли друг с другом те два царства, которые его викторианские предшественники полагали совершенно отдельными друг от друга. В то время преобладала точка зрения, которую ему в детстве растолковывали отец, дядя и друзья семьи, а в юности вдалбливали в Цюрихе: Вселенная делится на две части. Существует область энергии, которую ученые условились обозначать буквой Е, от слова energy. И существует область материи (или, точнее, массы) – ее символизирует буква М, от слова mass, масса.

До Эйнштейна ученые полагали, что весь мир словно разделен на два громадных города, каждый из которых накрыт непроницаемым куполом. Внутри города Е обитает энергия, там мерцают языки пламени, ревут ветра и т. п. Другой накрытый куполом город расположен вдали от первого и существует отдельно от него. Это страна М, то есть царство массы. И в ней пребывают горы, локомотивы и все прочие тяжелые и весомые штуки, которые имеются в нашем мире.

В Эйнштейне крепла уверенность: есть способ объединить эти два мира. Господь (в которого он, впрочем, не очень-то верил) не имел никаких причин произвольно прекратить создание Вселенной после того, как появились эти две ее части. Если в созданном заключался хоть какой-то смысл, Он непременно пошел бы дальше, сотворив более глубокое единство, и все, что мы наблюдаем в мире, стало бы лишь различными проявлениями этого единства.

Часто говорят, что наука обедняет небеса, лишая их мистических сил и существ, давая нам мир, для объяснения которого достаточно лишь холодного рассудка. Но Эйнштейну довелось изучать историю науки, и он знал, что не одинок в своем ощущении «существования чего-то еще». Ньютон тоже намекал в своих трудах, что прозревает в открытых им законах намерения Бога.

Ньютон захватил и XVII, и XVIII век. Он не видел никаких различий между своими исследованиями в области, которую мы называем физикой, и в областях, которые нам теперь кажутся совершенно отдельными от нее, – в теологии и библеистике. Великий англичанин полагал, что в Библии скрыты истины, заповеданные Богом, и это помогало ему поверить, что и Вселенная содержит скрытые истины, заповеданные Им же.

С течением времени большинство ученых стало рассматривать религиозные гипотезы Ньютона просто как часть детства науки, как своего рода строительные леса, которые, вероятно, поначалу и были нужны, но с возмужанием науки их смело можно убрать, позволив машине научного исследования работать самостоятельно, без всяких религиозных подпорок. Постепенно возобладало представление о Вселенной как о часовом механизме, детали которого сложнейшим образом взаимосвязаны. Может быть, в самом начале этот механизм и завел Бог, но с тех пор часы эти работают совершенно самостоятельно, и всякая потребность в Божественном присутствии (или «гипотезе Бога») все больше ослабевает, уходя в прошлое. К ученым XVIII и особенно XIX столетий, чувствовавшим что-то иное, относились как к наивным мечтателям, в юности впитавшим архаические идеи. Возможно, эти специалисты и внесли немалый вклад в науку, но поскольку их верования явно не могли повлиять на их расчеты, их, эти верования, очевидно, не следовало принимать во внимание.

Эйнштейну такой подход не нравился. Как он однажды заметил, для ученых высочайшего уровня наука стоит выше религии и даже заменяет ее: «[Их] религиозное чувство принимает форму изумления перед гармонией законов природы, отражающей ум, который настолько превосходит наш, что по сравнению с ним все систематическое мышление и все действия человеческого существа – лишь жалкое подобие этого божественного разумения». Тот, кто лишен этого чувства восхищения, «все равно что мертв, и взор его замутнен». Ньютон показал: наша Вселенная организована благодаря законам таким же лаконичным, как и Божественные предписания, изложенные в Библии. Двадцатишестилетний Эйнштейн готов проделать то же, что и Ньютон: он сформулирует краткие и всеобъемлющие закономерности мироздания. Как он их понимает.

Что, если Вселенная все-таки не разделена на две независимые составляющие? Что, если (воспользуемся образом, приведенным выше) два города, под своими куполами, не пребывают в полной изоляции, на отдельных участках гигантского континента, а соединены между собой потайным ходом, через который то, что имеется в одном городе, может проходить, обретая иную форму, в другой город? Как если бы мы представили себе, что энергия – скажем, пламя, гложущее полено, – по своей природе не отличается от дерева, из которого это полено состоит, то есть от материи. И что древесина может, так сказать, взорваться, обратившись в пламя, или же, наоборот, огонь можно сжать, вновь обратив его в древесину. Иными словами, это означает, что энергия способна превратиться в массу, а масса – в энергию. То есть Е может стать M, а M может стать Е.

* * *

Идея о том, что энергия и масса – одно и то же, пока еще не была вполне ясна Эйнштейну. Но летом 1905 года, завершая другие свои работы, он пошел дальше. Представление о взаимо связи энергии и массы (о туннеле, соединяющем город Е и город М) как раз и легло в основу последней статьи той эйнштейновской серии 1905 года. Но перед обнародованием столь радикальной теории следовало ответить на вопрос: как этот туннель между М и Е действует в нашем реальном мире? Может, он непосредственно передает всякие штуки взад-вперед? Или каким-то образом увеличивает их, когда они движутся в одном направлении, и сжимает, когда они движутся в обратную сторону? Первый случай вызывает в воображении мир, где есть лишь два города (скажем, Мюнхен и Эдинбург), между которыми проложен тайный ход, и по нему люди снуют туда-сюда, не меняясь в размерах: они прибывают в пункт назначения, таинственным образом обретя способность говорить на местном языке. Во втором же случае обитатели каждого города меняются в размерах, прибывая в другой: чем-то это напоминает Алису в Стране Чудес. Но жители какого города будут уменьшаться в ходе путешествия, а какого – расти?

Эйнштейн выяснил это в конце лета 1905 года. Как он показал, Вселенная устроена так, чтобы нам казалось, будто объекты в Городе массы расширяются при трансформации в энергию. В нашем примере с Мюнхеном и Эдинбургом рыхлые бюргеры города М будут попадать в трансформационный туннель, обладая обычными размерами тучных пассажиров, но затем, окончив свое удивительное путешествие в Эдинбурге, они выйдут из туннеля как невероятно огромные «энергетические существа» ростом в сотни футов, эдакие ходячие небоскребы, способные одним махом перешагнуть полгорода. А если эдинбуржцы летят по туннелю в Мюнхен, они сжимаются, так что когда эти изумленные съежившиеся пассажиры вынырнут в Мюнхене, они будут меньше, чем мельчайшие фрагменты свиных сарделек высокой плотности, которыми искушают прохожих уличные торговцы.

Насколько сильно меняются жители каждого города при таком преображении? Решая эту задачу, Эйнштейн применил совершенно невиданный подход, который пришел ему в голову в тот же удивительный год: идея столь же неожиданная, как, например, гениальный шахматный ход. Мы привыкли думать, что если мы сидим в припаркованном автомобиле и включаем передние фары, их лучи будут двигаться с определенной скоростью, и если мы затем начнем движение и достигнем, к примеру, 90 километров в час, лучи света будут двигаться быстрее на те же 90 километров в час.

Однако, исходя из некоторых глубинных принципов, Эйнштейн пришел к выводу, что это не так. Путем еще кое-каких изобретательных выкладок он сумел показать, что энергия и масса превращаются друг в друга и что это, в сущности, просто два обозначения одной и той же штуки.

К тому времени ученые уже давно выяснили, что скорость света очень велика. Она составляет примерно 670 миллионов миль в час [около 300 тысяч километров в секунду]: этого вполне достаточно, чтобы сигнал, посланный с Земли, достиг Луны менее чем за 2 секунды, а всю Солнечную систему пересек за какие-то часы. Эту величину (670 миллионов миль в час, или 300 тысяч километров в секунду) обозначили буквой c, от латинского слова celeritas («быстрота»).

Если массу, путешествующую по туннелю, просто умножить на эту большую величину, такая масса даст колоссальное количество энергии. Но расчеты Эйнштейна показали, что даже этого недостаточно. Возведите с в квадрат, и вы получите (если исходили из скорости, выраженной в милях в час) примерно 449 000 000 000 000 000 000. Вот во сколько раз любой клочок массы будет увеличиваться, превращаясь в энергию. Итак, масса способна становиться энергией, порождая при этом невероятно огромные количества этой самой энергии. Огромное число c² точно показывает, каково это изменение. Короче говоря, Е = mc².

Почти все время энергия, присущая массе, остается скрытой, поскольку почти все вещества на Земле весьма малоподвижны. Энергия, которая таится внутри обычного камня или металла, подобна (Эйнштейн часто обращался к этому сравнению) огромной груде монет, которые хранит у себя богач-скряга: они способны оказать очень большое воздействие, если пустить их в дело, но деньги эти держат в запертом подвале, и окружающему миру они не видны. Впрочем, уже в 1905 году некоторые специалисты нащупывали пути к тому, чтобы выпустить кое-что наружу.

В Париже Мария и Пьер Кюри прославились благодаря своим опытам, в ходе которых они обнаружили радиоактивность: из крупиц радиевой породы неустанно сочится тепло – час за часом, день за днем, год за годом. При этом сама радиевая руда с виду совершенно не менялась, хотя теперь-то мы понимаем, что вся эта энергия излучалась благодаря трансформации весьма небольшого количества атомов: при умножении на величину c² (449 и пятнадцать нулей, если выражать скорость света в милях в час, или 9 с десятью нулями, если выражать скорость света в километрах в секунду) возникает заметное тепловое излучение. Эйнштейн, конечно, слышал о работах супругов Кюри. В конце своей финальной статьи 1905 года (будучи еще достаточно скромным, дабы понимать, что всякая великая идея нуждается в каких-никаких доказательствах) он предположил: «Не исключено, что окажется возможным проверить эту теорию на материалах, чье энергетическое содержание колеблется в широких пределах: например, на солях радия».

Лето перешло в осень, и Эйнштейн, внеся последние исправления в свою пятую и последнюю статью в этом цикле, отослал ее в немецкий журнал Annalen der Physik. Он понятия не имел, что ждет человечество впереди. Всего 40 лет спустя ученые одной великой страны придумают, как сделать так, чтобы целые унции очищенного урана претерпевали трансформацию согласно его уравнению: каждый грамм массы «усиливался» благодаря огромному множителю с², «исчезая» как материя и тут же являя себя в виде чистой энергии. В результате энергия, взметнувшаяся над Хиросимой, разрушила весь город, породив пожары, ураганы и вспышку света столь интенсивную, что она достигла даже Луны, после чего, отразившись от нее, снова дошла до Земли. Когда эмигрировавший в США Эйнштейн услышал в 1945 году эту новость по радио, ученый печально сказал своей верной секретарше: если бы он знал, что такое случится, он и пальцем бы не пошевелил, чтобы этому поспособствовать.

Но все это лишь далеко в будущем, а пока молодой физик доволен своей работой. В предпоследней статье, отосланной в Annalen der Physik, он показал основополагающую роль, которую скорость света играет в самых разных идеях и понятиях. Статья вышла в сентябре 1905-го, и изложенные в ней взгляды позже стали называть специальной теорией относительности. Через день после выхода журнала редакция получила его последнюю в этой серии статью – демонстрирующую впечатляющий вывод, основанный на предыдущей статье: масса и энергия могут превращаться друг в друга. Это следствие специальной теории относительности опубликовали 21 ноября 1905 года, и оно стало завершением его annus mirabilis – самого необычайного года и для Эйнштейна, и для всей мировой науки.

За какие-то месяцы 1905 года никому не ведомый 26-летний Эйнштейн опубликовал статьи, которые можно смело отнести к числу наиболее выдающихся во всей истории науки. Он увидел, как четко организован внутренний механизм Вселенной, разглядев невообразимый прежде туннель между массой и энергией, который столь точно описывается уравнением E = mc². Эти и другие идеи его статей 1905 года постепенно приведут к полному пересмотру царивших тогда представлений обо всем – от действия света до природы пространства и времени. Постепенно осознавая всю значимость этой работы, физики дадут ее автору почувствовать вкус уважения коллег, которого он так жаждал. Но когда осенью 1905-го вышла последняя статья цикла, Эйнштейн мог лишь гадать, что ждет его впереди – и какой большой путь ему еще предстоит пройти.

Да, его уверенность в себе росла, но высокомерия и самодовольства в нем отнюдь не замечалось. Когда ему впервые пришла в голову идея последней статьи (о связи Е и М), он написал одному из друзей: «Идея забавная и очень заманчивая. Впрочем, не знаю, потешается надо мной Господь или же ведет меня по тайной тропе в райский сад».

И еще он безмерно устал: сказывались долгие месяцы изнурительных трудов. Всего перечисленного он добился, по-прежнему работая в своем бюро по 6 дней в неделю, по 8 часов в день. Когда он наконец закончил свой труд, они с Милевой отправились выпить, что случалось у них чрезвычайно редко: Эйнштейн нечасто позволял себе больше одной кружки пива, и обычно они оба просто пили за столом чай или кофе. Их недостаточный опыт в этой сфере демонстрирует сохранившаяся открытка, подписанная ими обоими и несущая в себе следующее откровение: «Увы, мы оба, вдрызг пьяные, валялись под столом».

 

Глава 4

Это лишь начало

Летом 1907 года Макс фон Лауэ, личный ассистент великого физика Макса Планка, работавшего в Берлине, был откомандирован в швейцарский Берн. Ему поручили встретиться с человеком, который в 1905 году опубликовал в почтенном журнале Annalen der Physik весьма необычайные статьи.

Прибыв на место и проведя необходимые разыскания, фон Лауэ обнаружил, что этот ученый, которого, как он предполагал, именуют как-нибудь вроде «герр доктор профессор Эйнштейн», вовсе не работает в Бернском университете, а обитает, судя по всему, в здании местного почтамта, где заодно располагается и Бернское патентное бюро. Фон Лауэ пришел туда пешком и попросил позвать герра профессора. Несколько минут спустя в приемную вошел вежливый молодой человек. Фон Лауэ не обратил на него никакого внимания, ведь он ожидал профессора. Юноша казался смущенным: почему его позвали, когда никто здесь с ним даже не здоровается? Затем он вернулся на третий этаж, за свой рабочий стол.

Посетитель снова обратился с просьбой о встрече: ведь профессору явно не требуется так много времени, чтобы спуститься вниз? Гость подождал еще некоторое время, и вскоре Эйнштейн снова вошел в приемную. Тогда-то ассистент Планка и осознал, что это, должно быть, и есть тот великий мыслитель – не профессор и даже не доктор, а просто мелкий служащий, который работает в здании почтамта.

Майя вспоминала об этом периоде: брат полагал, что на его публикацию в «Анналах» тут же обратят внимание, и явно испытал разочарование, когда ее совершенно проигнорировали: в следующих номерах о его работах не говорилось ни единого слова. Отчасти это объяснялось тем, что он не дал себе труда облечь результаты в общепринятую научную форму, со множеством ссылок на предыдущие работы всяких прославленных профессоров. В его основной статье имелось лишь несколько сносок, зато в последнем абзаце он тепло благодарил своего друга Мишеля Бессо, который так помог ему с этими глубокомысленными дискуссиями о физике во время их долгих прогулок под Берном. Отчасти же такое молчание объяснялось тем, что открытия Эйнштейна как следует осознать было совсем нелегко.

Эйнштейн разработал свои теории, используя весьма общие принципы. У себя в патентном бюро он как раз и научился применять принципы более высокого уровня, чтобы определить, будет ли работать то или иное изобретение. К примеру, если изобретатель заявлял, что устройство, схему которого он присылает, действует по принципу вечного двигателя, Эйнштейн понимал, что может сразу же отклонить такую заявку. Вечный двигатель невозможен – во всяком случае, в нашем бренном мире, где есть трение и энтропия. Так что всякий прибор, якобы демонстрирующий противоположное, никогда не будет работать. Но когда этот простой, но довольно абстрактный подход Эйнштейн применял в более амбициозных целях, это часто приводило к тому, что его теории оказывались трудными для восприятия современниками-учеными – не говоря уж о том, чтобы серьезно рассуждать об этих теориях.

В своих трудах 1905 года Эйнштейн задействовал широкий спектр подобных принципов высшего порядка, дабы в итоге выдвинуть идеи, поражавшие всех странностью и необычностью. Среди них оказалось уравнение E = mc² из его ноябрьской статьи, упорно настаивавшее (и в общем-то справедливо), что энергия – лишь весьма рассеянная форма массы, тогда как масса – лишь чрезвычайно уплотненная энергия. Всякому эйнштейновскому современнику, натасканному в традиционной викторианской науке, уже одно это утверждение могло показаться шокирующим. Но это уравнение явилось только частью целой теории: оно стало лишь одним из следствий специальной теории относительности Эйнштейна, основы которой излагались в его более ранней, сентябрьской статье. Эта теория коренным образом пересматривала представления о том, как наблюдать объекты во времени и пространстве.

Из специальной теории относительности вытекало множество других выводов, не менее причудливых и неожиданных, чем те, к которым позволяло прийти уравнение E = mc². В своей сентябрьской статье Эйнштейн показал: наши представления о пространстве, по существу, ошибочны. Если наблюдать за поездом, движущимся достаточно быстро, то мы увидим, что он будет укорачиваться в направлении движения, и при достаточно большой скорости самые внушительные локомотивы окажутся не толще почтовой марки. Но и наши представления о времени тоже не соответствуют действительности. Мы привыкли думать, что время всегда «течет» для всех с одинаковой скоростью. Однако наблюдатель, достаточно быстро удаляющийся от Земли, увидит, как человечество скользит сквозь века в течение периода, который кажется этому наблюдателю минутами, тогда как мы на Земле, обладай мы возможностью следить за жизнью космических путешественников, увидели бы, как их жизнь все больше замедля-я-я-яется – почти замирает. Каждая группа наблюдателей ощущала бы собственную жизнь нормальной, полагая, что жизнь другой группы переменилась.

Может ли что-то настолько странное происходить на самом деле? Поначалу многие физики (по крайней мере, из тех, кто вообще дал себе труд ознакомиться с теорией Эйнштейна) воспротивились положительному ответу на такой вопрос. Теоретическая физика являлась тогда весьма узкой областью науки, и один из немногих специалистов в ней, почтенный мюнхенский профессор Арнольд Зоммерфельд, в конфиденциальном письме другу отмечал: «Мне кажется, этот необъяснимый и недоступный для визуализации догматизм содержит в себе нечто почти нездоровое. Англичанин едва ли создал бы такую теорию. Возможно, она отражает… свойства семитской натуры, склонной к абстрактным умопостроениям».

Но даже Зоммерфельд, разобравшись в рассуждениях Эйнштейна, увидел их неопровержимость. Мы не замечаем этих явлений (этих странных следствий из специальной теории относительности), поскольку они, как правило, различимы лишь при высоких скоростях или же в тех редких случаях, когда сами атомы столь хрупко сконструированы, что могут с легкостью разлететься (как и получилось с атомами радия в образцах, так озадачивших Марию Кюри). Но если все-таки проникнуть в миры высоких скоростей и энергий, мы увидим, что все описанные Эйнштейном причудливые явления происходят в действительности.

По-видимому, физики начали постепенно разбираться в эйнштейновских рассуждениях к середине 1907-го, примерно спустя полтора года после выхода последней статьи его annus mirabilis. Фон Лауэ стал первым крупным ученым, который его посетил. Эйнштейн с готовностью ухватился за выпавшую ему возможность не только бегло соприкоснуться с научной элитой, но и выяснить при этом, сумеет ли он как-то выбраться из своего патентного бюро и занять какую-нибудь научную должность из тех, что так долго ускользали от него.

Эйнштейн получил от начальства разрешение устроить перерыв, и эти двое, Альберт и фон Лауэ, отправились на прогулку по улицам Берна, обсуждая новейшие открытия, сделанные в Берлине, Гейдельберге и других серьезных научных центрах того времени. Эйнштейн, как всегда, попыхивал своими дешевенькими сигарками и даже настолько расщедрился, что предложил одну фон Лауэ. Тот привык к более качественному табаку и ловко «уронил» ее с удачно подвернувшегося моста. Но несмотря на все намеки Эйнштейна и последовавший обмен вежливыми письмами, никаких предложений о более подходящей работе Альберт так и не получил.

Так что создатель специальной теории относительности остался в своем патентном бюро, за своим письменным столом, продолжив трудиться на суперинтенданта Галлера. Уже пять лет он тут проработал. И теперь, расстроенный и разочарованный, он молил давнего друга своих первых бернских дней вернуться и присоединиться к нему. «Возможно, удастся пристроить тебя среди других патентных рабов, – с энтузиазмом писал ему Эйнштейн. – … Имей в виду, что каждый день кроме восьми часов работы содержит в себе еще и восемь часов дуракаваляния… Я был бы очень рад, окажись ты здесь, рядом». Но друг не внял предложению.

Достижения 1905 года казались Эйнштейну все более далекими, а работа в патентном бюро по-прежнему требовала присутствия на службе 6 дней в неделю, и единственная приличная научная библиотека в Берне по-прежнему была закрыта по воскресеньям. Эйнштейн вновь стал чувствовать, что постепенно удаляется от мира настоящей науки. И ведь не то чтобы он не старался найти себе более подходящую должность. Он знал, что преподавание в старших классах даст ему больше свободного времени. Агонизируя у себя в патентном бюро, он бомбардировал своего друга Марселя Гроссмана вопросами о том, как заполучить постоянное место в какой-нибудь швейцарской школе. Существенно ли, что он говорит на обычном немецком, а не на швейцарском диалекте? Следует ли ему упомянуть о своих научных публикациях? Нужно ли явиться к руководству школы лично – или же ему помешает ярко выраженная еврейская внешность? Советы Гроссмана (если таковые были) мало ему помогли. Когда он подал заявление в одну из школ, расположенных поблизости, в Цюрихе, с ним соперничали еще 20 соискателей. Трех отобрали для дальнейших собеседований. Патентного клерка Эйнштейна среди них не оказалось.

Эйнштейн пытался устроиться преподавать и в Бернский университет. При первой такой попытке, в июне 1907 года, ему сообщили, что прежде он должен закончить диссертацию. Поскольку диссертации у него вообще никакой не было, он выслал копии своих статей 1905 года. Заметим, что по меньшей мере три были достойны Нобелевской премии. Среди них – конечно же, та сентябрьская статья, где излагалась специальная теория относительности, как и та ноябрьская, где из этой теории выводилось уравнение E = mc². Упомянем и работу, где он показал необычайное понимание фотонов. Вероятно, четвертая статья того же года, доказывавшая существование атомов на основании простых микроскопических наблюдений, также заслуживала нобелевки. Но университетская администрация написала ему ответ, где очень четко разъясняла: возможно, герр Эйнштейн не вполне понимает ситуацию. Речь идет о Швейцарии. Речь идет о формальных требованиях. Он обязан послать копию своей диссертационной работы, а не какой-то пестрый ворох статеек. Его заявление отклонено.

* * *

Застряв в своем патентном бюро, с редкими визитерами вроде фон Лауэ, Эйнштейн все-таки не отчаивался. Он знал, что его влекут проблемы, лежащие на самом краю познанного. Он знал, что даже великие умы допускают ошибки. Но он знал и то, что в 1905 году он уже разрешил одну из величайших проблем науки – разобравшись в вопросе, делится ли Вселенная на обособленные «части». Он дал замечательный ответ: нет, это не так. Масса и энергия находятся в столь глубокой взаимосвязи, что одну можно рассматривать как аспект другой – и наоборот. Он даже открыл, каким именно образом Вселенная устроила переходы массы и энергии друг в друга. Все это объясняла формула E = mc².

Обнаружив, что эти, казалось бы, не связанные друг с другом сущности на самом деле взаимозависимы, Эйнштейн тем самым невольно подготовил себя к новым свершениям, которые вывели его на еще более впечатляющие научные высоты. Если вся масса и энергия во Вселенной связаны друг с другом (выразимся так: «Все Вещи взаимосвязаны»), почему же в ней остается, казалось бы, отдельная область – Пустое Пространство? Эта вторая область, существующая наряду с такими вещами, как масса и энергия (со всеми локомотивами, планетами, огнями и звездами Вселенной), как-то портила картину всеобщего объединения. Должна ли наука с неприятным скрежетом тормозить, отказываясь дать объединенную теорию всего Пространства и всех «Вещей» в нем?

Он начал задумываться о более широком ландшафте, где копошилась бы вся энергия и вся масса – все «Вещи» во Вселенной. Что-то должно направлять их, служить им проводником. Правда, в окружающем нас пустом, скучном, неискривленном пространстве это кажется невозможным. А что, если все-таки существует какое-то объяснение того, почему и каким образом масса и энергия перемещаются в пространстве, которое кажется нам пустым? Может быть, пространство на самом деле вовсе не такое пустое и неискривленное?

Для благоразумных мыслителей задача казалась невыполнимой. Мы знаем, что кривизна океанской волны может наклонить корабль. Но это имеет понятный смысл: волна – поверхность более крупного, трехмерного, водяного объекта, который ее и искривляет (то есть вокруг которого она искривляется). Если предположения Эйнштейна верны и пустое пространство действительно искривлено, возникает вопрос: вокруг чего оно может искривляться?

Чтобы понять решение, предложенное Эйнштейном, и ту уверенность, которую оно в него вселило, а также те ошибки, к которым оно его привело, не помешает обратиться к одному тихому викторианскому директору школы по имени Эдвин Эбботт. Именно он обнаружил: хотя мы не в состоянии представить себе измерения выше тех трех, в которых мы обитаем, нетрудно уловить, каким образом мы можем, не ведая того, существовать в рамках вселенной более высокого порядка (то есть такой, где имеется большее количество измерений).