Шрифт:
Летом Эйнштейн опубликовал еще две статьи, после которых как отдельный раздел физики возникла теория относительности (именно она принесла ученому наибольшую славу). До этого в основе физической науки была классическая механика и законы Исаака Ньютона [8] , открытые на 200 с хвостиком лет раньше. С помощью выведенных английским ученым законов земная реальность описывается очень хорошо. Но Эйнштейн еще в школе начал задавать себе вопросы, которые не вписываются в рамки классической механики и выходят за пределы возможного на Земле. Например, что будет со временем, если какой-нибудь предмет будет двигаться со скоростью света (почти 300 000 километров в секунду)? Оно будет так же течь или, например, замрет?
8
Исаак Ньютон – английский математик, физик, астроном (1642–1727). Открыл закон всемирного тяготения и три закона механики. Он изложил их в труде «Математические начала натуральной философии», который стал основой классической физики. Разработал теорию цвета, заложил основы современной оптики и др.
В 17 веке для Ньютона существовало только пространство, в котором действуют разные физические законы. Например, сила тяготения. Это когда земной шар притягивает к себе все, что на нем находится. И потому яблоко, поспев, падает с ветки в траву, а не, например, взлетает в небо. По легенде, именно после того, как яблоко упало Ньютону просто на голову, этот гениальный англичанин и открыл закон всемирного тяготения. Время же для Ньютона было абсолютом – оно неумолимо двигалось в одном направлении, с одной и той же скоростью, и остановить его было невозможно. Он принимал его во внимание, но сделать с ним ничего не мог. Но гениальный немец пришел к выводу, что законы Ньютона все же нарушаются! Только случается это при условиях, которые невозможны во время наблюдения невооруженным глазом. Например, Эйнштейн сделал вывод, что элементарные частицы существуют по другим законам. И для них время и пространство имеют иной смысл. То же происходит, если объекты макромира (видимые невооруженным взглядом) передвигаются со скоростью, близкой к скорости света. В таких условиях течение времени перестает быть стабильным и изменяется в зависимости от скорости движения объекта.
Теория относительности открыла двери в изучение мира элементарных частиц [9] . Именно с ее помощью были созданы все мобильные и электронные устройства, которыми люди пользуются каждый день. А еще эта теория сделала возможным, например, создание крошечных устройств – нанороботов, с помощью которых в будущем будут лечить самые тяжелые болезни и даже создавать части живых организмов. На теории относительности возникла также наука кибернетика.
9
Элементарные частицы – общее название для ряда мельчайших частиц материи, которые нельзя расщепить на составные части. К элементарным частицам относят электроны, протоны, нейтроны, нейтрино, кварки, бозон Хиггса и другие.
Более того, со временем, используя эту теорию, ученые планируют научиться искривлять пространство и время по своему желанию (Эйнштейн доказал, что такое искривление возможно). Так могут стать реальностью мгновенные путешествия в далекий космос [10] . Ведь пока что, в условиях классической физики, дорога на соседнюю к Земле планету Марс отнимает почти что год. А вот к Плутону, карликовой планете на «задворках» Солнечной системы, космический зонд New Horizons («Новые горизонты») летел целых девять с половиной лет!
10
Один из вариантов такого путешествия – через так называемую кротовую нору. Кротовая нора – это тоннель, соединяющий «коротким путем» две отдаленные точки Вселенной за счет искривления пространства и времени. Существование кротовых нор допускается в физике, но пока не доказано. Тоннели в космическом пространстве часто описываются в научно-фантастических книгах и фильмах.
А еще в рамках теории относительности Эйнштейн вывел самую известную физическую формулу в мире: E=mc2. Иначе говоря, энергия тела или объекта (Е) равна его массе (m), умноженной на скорость света в квадрате. Эту формулу изучают в школьном курсе физики ближе к выпускному классу, но узнают о ней обычно гораздо раньше. Кто-то носит футболки с такой надписью, кто-то пьет чай из кружки с нею на боку.
Сама по себе эта формула стала символом огромного прорыва в науке, к которому привели работы Эйнштейна. До него два отдельных параметра – энергию и массу – никто даже не догадался связать, они как бы существовали отдельно друг от друга. Гениальный ученый связал эти два параметра с помощью скорости света и описал формулой E=mc2 превращение массы в энергию и наоборот. И хоть эту формулу экспериментально доказать до сих пор никто не смог, с ее помощью было доказано существование в далеком космосе черных дыр, нейтронных звезд и множество других захватывающих и таинственных объектов Вселенной. То есть, она хоть и не доказана, а работает!
Все эти невероятные вещи берут свое начало из нескольких статей, опубликованных молодым гением в течение всего лишь одного 1905 года – «Года чудес».
Вопросы
• В течение какого времени Эйнштейн явил миру свои открытия? Посредством чего он это сделал?
• Какому разделу науки положил начало гений одной из своих совершенных теорий? Как это отобразилось на современном мире?
• Какую самую известную физическую формулу в мире вывел Альберт в рамках теории относительности? Что она значит?
Глава шестая, в которой мир начинает понимать цену Эйнштейну
Мой муж гений! Он умеет делать абсолютно все, кроме денег.
Жена Эйнштейна о том, как сильно он увлекался наукой и как мало придавал значения всему остальномуСтатьи Эйнштейна, опубликованные в невероятный «Год чудес», предопределили развитие науки на много лет вперед. До сих пор раскрыты далеко не все загадки, к которым приблизился великий ученый. Но изменений в жизни эти работы ему не принесли. То есть, принесли, но вовсе не сразу.
В первое время Альберт продолжал трудиться в своем патентном бюро за довольно скромное жалование и вести тихую жизнь скромного чиновника. А в свободные от работы часы он дописывал докторскую диссертацию, занимался семейными делами и вел переписку с выдающимися учеными-физиками.
Все в том же 1905 году университет Цюриха получил от Эйнштейна рукопись диссертации на тему «Новое определение размеров молекул». Атомы могут объединяться в различные соединения. Простейшая частица такого соединения называется молекулой. Например, если один атом натрия соединится с одним атомом хлора, получится молекула, то есть мельчайшая частица, поваренной соли, которую мы употребляем в пищу. Рукопись приняли к рассмотрению, отдали профессорам на рецензию и в январе 1906 года молодой ученый успешно получил докторскую степень.