Эйнштейн Альберт
ЭЙНШТЕ́ЙН Альберт (Einstein, Albert; 1879, Ульм, Германия, – 1955, Принстон, США), физик-теоретик, один из основателей современной физики, создатель теории относительности, один из творцов квантовой теории и статистической физики. Родился в семье владельца небольшого электрохимического предприятия; с 14 лет вместе с семьей жил в Швейцарии. Окончил Швейцарский политехникум (Цюрих) в 1900 г., в 1902 г. поступил на службу техническим экспертом в патентное бюро (Берн). В 1905 г. Эйнштейн опубликовал три статьи, содержащие фундаментальные открытия в области физики. Первая статья «Новое определение размеров молекул» развивала теорию броуновского движения.
Вторая статья — «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» — трактует свет как поток квантов (фотонов), обладающих корпускулярными и волновыми свойствами, и вводит понятие фотона как образования, имеющего характеристики частицы и поля.
Третья статья — «К электродинамике движущихся сред» — содержала основы специальной теории относительности. Эйнштейн ввел в физику новые понятия о пространстве, времени и движении, отбросив концепцию абсолютного пространства и абсолютного времени Ньютона и «теорию мирового эфира». Пространство и время обрели статус единой реальности (пространство-время), связанной с движением физических тел и полей. Классическая механика при этом не отвергалась, а включалась в новую теорию как ее предельный случай. Из теории следовал вывод: все физические законы должны быть одинаковыми в системах, движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно. Физические величины, ранее считавшиеся абсолютными (масса, длина, интервал времени), в действительности оказались относительными — зависимыми от относительной скорости движения объекта и наблюдателя.
В том же 1905 г. в статье «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии» Эйнштейн впервые ввел в физику формулу соотношения между массой и энергией, а в 1906 г. записал ее в виде Е=mc2. Она лежит в основе релятивистского принципа сохранения энергии, всей ядерной энергетики.
В 1906 г. Эйнштейн защитил докторскую диссертацию, обобщив работы по броуновскому движению. В 1907 г. он создал квантовую теорию теплоемкости. С 1908 г. Эйнштейн — приват-доцент Бернского университета, в 1909 г. — экстраординарный профессор Цюрихского университета, в 1911 г. — ординарный профессор Немецкого университета в Праге, в 1912 г. — профессор Цюрихского политехникума (в котором ранее учился), в 1914 г., несмотря на происки антисемитов, был утвержден директором Института кайзера Вильгельма, профессором Берлинского университета, членом Прусской АН.
В 1916 г. Эйнштейн предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники. Теория Эйнштейна о вынужденном, упорядоченном (когерентном) излучении привела к открытию лазеров.
В 1917 г. Эйнштейн завершил создание общей теории относительности, концепции, обосновывающей распространение принципа относительности на системы, двигающиеся с ускорением и криволинейно друг относительно друга. Теория Эйнштейна впервые в науке обосновывала связь между геометрией пространства-времени и распределением массы во Вселенной. Новая теория основывалась на теории тяготения Ньютона.
Современная физика экспериментально обосновала специальную теорию относительности. На ее основе, например, создаются ускорители элементарных частиц. Принципиальное обоснование получила и общая теория относительности. Ее гипотеза об отклонении света под влиянием силы тяготения Солнца была подтверждена еще в 1919 г. группой английских астрономов. За открытие законов фотоэффекта и труды по теоретической физике Эйнштейн в 1921 г. получил Нобелевскую премию. В 1924–25 гг. Эйнштейн внес большой вклад в разработку квантовой статистики Бозе, которая ныне именуется статистикой Бозе—Эйнштейна.
В 1920–30-х гг. в Германии набирал силу антисемитизм, теория относительности подвергалась научно необоснованным нападкам, ее называли «еврейской физикой». Особенно в антисемитской истерии усердствовали немецкие физики, нобелевские лауреаты Ф. Ленард и Й. Штарк. В обстановке клеветы и угроз научное творчество было невозможно, и Эйнштейн покинул Германию. В 1932 г. Эйнштейн читал лекции в Калифорнийском технологическом институте, а с апреля 1933 г. получил профессуру в Принстонском институте высших исследований (США), где проработал до конца жизни. После прихода нацистов к власти Эйнштейн вышел из состава Прусской АН. Последние 20 лет своей жизни Эйнштейн разрабатывал «единую теорию поля», пытаясь свести воедино теории гравитационного и электромагнитного полей. Хотя Эйнштейн не решил проблему единства физики, главным образом из-за неразработанности в то время концепций элементарных частиц, субатомных структур и реакций, сама методология формирования «единой теории поля» отчетливо проявила свою значимость в создании современной концепций унификации физики. Работы Эйнштейна стали основой современной космологии: концепций происхождения и эволюции Вселенной, теорий «черных дыр» и «коллапса», учения о структуре Мира.
Эйнштейн создал частную и общую теорию относительности на основе разработанной им научной методологии: он применил метод регулятивных принципов, в которых синтезированы принципы физики и философии. Эйнштейн ориентировал мысль исследователей на поиск единых, фундаментальных законов природы, на унификацию физики на основе геометрии как универсального языка науки. С этих позиций Эйнштейн считал квантовую теорию логически незавершенной системой. Он дискутировал с Н. Бором по проблемам детерминации в микромире, по аспектам достижимости объективного описания микропроцессов с помощью вероятностной причинности, по функциям макроприбора и экспериментатора в исследовании микроявлений. Границы применимости квантовой теории Эйнштейн пытался расширить путем ее объединения с теорией относительности. Эти идеи Эйнштейна в настоящее время разрабатываются релятивистской квантовой теорией.
Научная методология Эйнштейна обусловлена его философией. Эйнштейн — последователь спинозистского (см. Б. Спиноза) рационализма и пантеизма. Он убежден в полной гармонии природы, в объективной реальности физических явлений, в способности человеческого разума отразить природные процессы в научных теориях. Космическая религия Эйнштейна — это эстетическое восхищение человека внеличностным мировым разумом, проявляющимся в безграничном многообразии и всеобщей гармонии природы, в бесконечном процессе познания. С позиций естественно-научного реализма Эйнштейн подверг критике как материализм физиков механистической школы, так и полемизирующих с ними адептов позитивистских концепций науки.
Большое внимание Эйнштейн уделял проблемам этики, гуманизма и пацифизма. Он развил концепцию этики ученого, его ответственности перед человечеством за судьбы своего открытия. Этико-гуманистические идеалы Эйнштейна реализовались в его общественной деятельности. В 1914 г. Эйнштейн выступил против немецких «патриотов» и в ходе Первой мировой войны подписал антивоенный манифест немецких профессоров-пацифистов. В 1919 г. Эйнштейн подписал пацифистский манифест Ромена Роллана и с целью предотвращения войн выдвинул идею создания мирового правительства.
Эйнштейн понимал, какую угрозу человечеству представляют нацизм, фашизм и всяческий тоталитаризм. Когда во время Второй мировой войны Эйнштейн получил информацию о немецком урановом проекте, он, несмотря на свои пацифистские убеждения, вместе с Л. Силардом направил президенту США Ф. Рузвельту письмо с описанием возможных последствий создания нацистами атомной бомбы. Письмо оказало существенное воздействие на решение правительства США форсировать разработку атомного оружия.
После краха нацистской Германии Эйнштейн вместе с другими учеными обратился с призывом к президенту США не применять атомную бомбу в войне с Японией. Это обращение не предотвратило трагедии Хиросимы, и Эйнштейн активизировал свою пацифистскую деятельность, стал духовным лидером кампаний борьбы за мир, разоружение, за запрет атомного оружия, за прекращение «холодной» войны. Эйнштейн утверждал, что при наличии атомного оружия война может привести к гибели человечества. Победителей в атомной войне не будет. Человечество в этих условиях должно «научиться мыслить по-новому»: отказаться от войн и атомного оружия. Положение о новом политическом мышлении стало основой антивоенного манифеста Рассела—Эйнштейна, который Эйнштейн подписал в 1954 г., незадолго до смерти. Одновременно с пацифистской деятельностью Эйнштейн выступал против антисемитизма и за создание «еврейского очага». Эйнштейн гневно критиковал антисемитов, помогал евреям — ученым и студентам — в трудоустройстве в США, посвящал много времени сбору денег для беженцев.
Еще в Праге Эйнштейн познакомился с идеями сионизма. В 1921 г. Эйнштейн вместе с Х. Вейцманом совершил поездку по США для сбора средств на покупку земель в Эрец-Исраэль и на строительство Еврейского университета в Иерусалиме. В 1922–23 гг. Эйнштейн читал лекции в Иерусалимском университете, в Тель-Авиве и других городах. В 1946 г. в Англо-американском комитете по обследованию положения в Палестине Эйнштейн обосновал насущную необходимость создания еврейского государства. Эйнштейн приветствовал образование Государства Израиль, был в курсе его политики и экономики. Премьер-министр Д. Бен-Гурион после смерти первого президента Х. Вейцмана предложил Эйнштейну баллотироваться на пост президента Израиля, но Эйнштейн не счел себя подходящим кандидатом. Интересы Израиля Эйнштейн отстаивал всю жизнь. Даже находясь в больнице в последние дни своей жизни, Эйнштейн готовил текст для своего телевизионного выступления в ознаменование 7-й годовщины независимости Израиля. Антисемиты травили его и при жизни, и после смерти (например, публикации журналов «Молодая гвардия» и «Наш современник», статьи философствующего физика А. Тяпкина и других авторов в Советском Союзе).