Однако детский интерес Эйнштейна к компасам, науке и религии вполне мог угаснуть, не найди юный Альберт заботливого наставника, готового оттачивать его идеи. В 1889 г. бедный польский студент-медик по имени Макс Талмуд, учившийся в Мюнхене, еженедельно обедал в доме Эйнштейнов. Именно Макс познакомил Альберта с чудесами науки, не связанными с сухой и скучной зубрежкой, принятой в школе. Много лет спустя Талмуд тепло писал: «За все эти годы я ни разу не видел его читающим что-нибудь легкое. Не видел я его также в компании одноклассников или просто ровесников. Единственным его развлечением была музыка, он тогда уже играл сонаты Моцарта и Бетховена под аккомпанемент матери». Макс подарил Эйнштейну книгу по геометрии, которую тот проглотил в один присест. Эту книгу Альберт называл своим «вторым чудом». Он писал: «В возрасте 12 лет я пережил второе чудо совершенно иной природы: оно заключалось в тоненькой книжице по евклидовой геометрии на плоскости». Он называл эту книгу «священным геометрическим писанием» и относился к ней как к новой Библии.
Здесь наконец Эйнштейн познакомился с царством чистой мысли. Без дорогостоящих лабораторий и оборудования он мог исследовать универсальную истину, ограниченную лишь мощью человеческого разума. Математика, как заметила сестра Альберта Майя, стала для него бесконечным источником радости, особенно если речь шла об интригующих головоломках и задачках. Он хвастался сестре, что нашел независимое доказательство теоремы Пифагора о прямоугольном треугольнике.
Знакомство Эйнштейна с математикой этим не ограничилось; со временем он самостоятельно освоил дифференциальное исчисление, чем очень удивил наставника. Талмуд признавал: «Очень скоро полет его математического гения стал столь высок, что я уже не мог за ним угнаться… Темой наших разговоров в основном стала философия. Я рекомендовал ему почитать Канта». Знакомство по совету Талмуда с миром Иммануила Канта и его «Критикой чистого разума» вскормило интерес молодого Эйнштейна к философии, не оставлявший его до конца жизни. Он начал размышлять над вечными вопросами, с которыми сталкиваются все философы, такими как происхождение этики, существование Бога и природа войн. Кант, в частности, придерживался неортодоксальных взглядов по этим вопросам и даже высказывал сомнения в существовании Бога. Он посмеивался над напыщенным миром классической философии, где «обычно много пустословия». (Или, как сказал однажды римский оратор Цицерон, «Не знаю ничего настолько абсурдного, что не было бы сказано кем-нибудь из философов»). Кант писал, что для прекращения войн необходимо мировое правительство – позиция, которой Эйнштейн придерживался до конца жизни. В какой-то момент Эйнштейн был так тронут рассуждениями Канта, что даже задумался о том, чтобы стать философом. Его отец, мечтавший о более практичной профессии для сына, назвал эту идею «философской чепухой».
К счастью, благодаря электрохимическому бизнесу отца вокруг фабрики громоздилось достаточно электрических генераторов, двигателей и всевозможных приспособлений, чтобы возбудить любопытство юноши и стимулировать его интерес к физике. (Герман Эйнштейн вместе с братом Яковом пытались в то время заключить контракт на реализацию амбициозного проекта – электрификацию центра Мюнхена. Герман мечтал работать на переднем рубеже этого исторического предприятия. Получение такого подряда означало бы финансовую стабильность и серьезное расширение электрической фабрики.)
Близость огромных хитроумных электромагнитных устройств, несомненно, способствовала интуитивному пониманию природы электричества и магнетизма. Она же, вероятно, обострила замечательную способность Альберта придумывать визуальные физические образы, описывающие законы природы с необычайной точностью. Если другие ученые нередко прятались за абстрактной невразумительной математикой, то Эйнштейн видел законы физики так же ясно, как простые графические картинки. Возможно, эта его способность восходит к тому счастливому времени, когда он мог просто смотреть на устройства, окружавшие отцовскую фабрику, и размышлять над законами электричества и магнетизма. Этой черте – умению видеть все в форме физических картинок – суждено было стать одной из главных особенностей Эйнштейна как физика.
Когда Альберту было 15 лет, его образование пришлось прервать из-за очередного финансового кризиса в семье. Герман всегда был излишне великодушен и помогал тем, кто испытывал финансовые затруднения; он не был расчетливым, как большинство успешных бизнесменов (Альберт позже унаследовал от него это великодушие). Компания, не получив вожделенного контракта на освещение Мюнхена, обанкротилась. Богатая семья Паулины, жившая на тот момент в Италии, в Генуе, предложила свою помощь и финансовую поддержку при организации новой фирмы, но при одном условии. Они настаивали, чтобы Герман перевез свою семью в Италию (отчасти для того, чтобы сдерживать его излишне великодушные порывы). В итоге семья Эйнштейнов переехала в Милан, поближе к новой фабрике в Павии. Не желая вносить в образование сына еще большую неразбериху, Герман оставил Альберта в Мюнхене у каких-то дальних родственников.
Оставшись один, Альберт почувствовал себя несчастным. Школа-пансион, которую он ненавидел, показалась ему ловушкой, а впереди маячила пугающая служба в прусской армии. Учителя его не любили, и чувство это встречало с его стороны полную взаимность. Судя по всему, он был близок к исключению из школы. Поддавшись импульсу, Эйнштейн решил уехать к родным. Он уговорил семейного врача написать ему медицинское заключение, чтобы его отпустили из школы. Доктор написал, что, если юноша не воссоединится с родными, у него может случиться нервный срыв. После этого Альберт самостоятельно отправился в Италию и через некоторое время появился, совершенно неожиданно, у дверей родительского дома.
Герман и Паулина не знали, что делать с сыном, – ведь он не окончил школу, уклонялся от призыва на военную службу и ничего не умел, не имел ни профессии, ни будущего. Юноша вел долгие споры с отцом, который хотел, чтобы он приобрел какую-нибудь практическую профессию; сам же Альберт говорил, что предпочитает стать философом. Со временем отец и сын пришли к компромиссу, и Альберт объявил, что будет учиться в Швейцарии, в знаменитой Высшей технической школе Цюриха, несмотря на то, что был на тот момент на два года младше большинства из тех, кто сдавал вступительные экзамены. Серьезным преимуществом такого варианта было то, что в Политехникуме не нужен был документ об окончании средней школы, достаточно было получить проходной балл на сложном вступительном испытании.
К несчастью, Эйнштейн завалил вступительный экзамен. Он не сдал французский язык, химию и биологию, но так хорошо показал себя в математике и физике, что произвел впечатление на директора Высшей технической школы Альбина Герцога, который пообещал принять его в школу в следующем году без повторной сдачи экзамена. Глава физического отделения Генрих Вебер даже предложил разрешить Эйнштейну во время пребывания в Цюрихе посещать занятия по физике. Пока же Герцог посоветовал юноше поступить в выпускной класс средней школы в Арау, всего в получасе езды от Цюриха. Там Альберт поселился в качестве квартиранта в доме директора школы Йоста Винтелера, что положило начало многолетней дружбе между семьей Эйнштейна и Винтелерами. (Мало того, позже Майя вышла замуж за сына Винтелера Пауля, а друг Эйнштейна Микеле Бессо женился на его старшей дочери Анне.)
Эйнштейну очень понравилась спокойная и либеральная атмосфера школы в Арау. Здесь он был относительно свободен от угнетающих, авторитарных правил немецкой школьной системы. Он наслаждался великодушием швейцарцев, ценивших в людях терпимость и независимость духа. Позже Эйнштейн с теплотой вспоминал: «Я обожаю швейцарцев, потому что, в общем и целом, они более человечны, чем другие народы, среди которых мне приходилось жить». Помня неприятные впечатления, полученные им за годы учебы в Германии, он даже решил отказаться от немецкого гражданства – удивительный шаг для молодого человека, по существу, подростка. В течение пяти лет Эйнштейн оставался человеком без гражданства (пока не стал наконец гражданином Швейцарии).
Альберт, расцветая в более свободной атмосфере, начал сбрасывать с себя образ застенчивого, нервного, замкнутого одиночки, чтобы стать компанейским человеком, с которым легко общаться и который без труда заводит друзей. Майя, в частности, начала замечать в старшем брате перемены по мере того, как из него формировался зрелый, независимый мыслитель. В течение всей жизни личность Эйнштейна прошла через несколько четко очерченных фаз, первой из которых была фаза книжности, замкнутости и интроверсии. В Италии – и особенно в Швейцарии – она начала переходить во вторую фазу: он стал дерзким, напористым, уверенным в себе представителем богемы с тысячей колкостей на языке. Его каламбуры вызывали общий хохот, а остроумные, порой грубоватые шутки заставляли приятелей покатываться со смеху, что ему страшно нравилось.
Кое-кто называл его «нахальным швабом». Один из товарищей Эйнштейна по учебе Ганс Биланд очень точно охарактеризовал его формирующуюся личность: «Всякий, кто приближался к нему, был пленен широтой его личности. Насмешливая складка вокруг пухлого рта с выступающей нижней губой не советовала обывателю конфликтовать с ним. Не связанный традиционными ограничениями, он встречал дух общества смехом, как подобает философу, и его остроумный сарказм безжалостно бичевал всякую искусственность и тщеславие».
По многим отзывам, этот «смеющийся философ» ко всему прочему приобретал все большую популярность у девушек. С одной стороны, он был остроумным любителем флирта, но с другой – девушки находили в нем сочувствие, ему всегда легко было довериться. Одна подружка просила у него совета в любовной ситуации, связанной с ее парнем. Другая – написать что-нибудь в ее дневнике, и он писал собственные нескладные вирши. Его игра на скрипке многим нравилась и делала Альберта желанным гостем на вечеринках. Письма того периода показывают, что он был весьма популярен у женских музыкальных групп, которым нужен был струнный инструмент в пару к пианино. «Многие женщины, и молодые, и в годах, были очарованы не только его игрой на скрипке, но и его внешностью, которая могла принадлежать скорее страстному виртуозу-латиноамериканцу, чем невозмутимому студенту-физику», – писал биограф Эйнштейна Альбрехт Фольсинг.
Одна из девушек пленила его. В 16 лет Эйнштейн страстно влюбился в Марию, одну из дочерей Йоста Винтелера, которая была на два года его старше. (Мало того, все заметные женщины в его жизни будут старше его; эту же тенденцию унаследуют оба его сына.) Мария – добрая, чувственная и талантливая девушка – мечтала стать учителем, как ее отец. Альберт и Мария подолгу гуляли вместе, ездили наблюдать за птицами (это было в семье Винтелер любимым увлечением). Они с Марией много музицировали – он играл на скрипке, она на пианино.
Альберт признался ей в истинной любви: «Милая моя возлюбленная… Мне пришлось сейчас, мой ангел, узнать до конца смысл ностальгии и тоски. Но любовь дает гораздо больше счастья, чем тоска – боли. Я только сейчас понимаю, насколько необходимым для счастья стало мне мое дорогое маленькое солнышко». Мария отвечала Альберту взаимностью; она даже написала матери Эйнштейна, которая ответила ей одобрительным письмом. И Винтелеры, и Эйнштейны едва ли не со дня на день ждали от влюбленных объявления о скорой свадьбе. Мария, однако, чувствовала себя неуверенно, когда ей приходилось говорить с возлюбленным о науке, и считала, что это может стать помехой в отношениях с таким увлеченным и сосредоточенным молодым человеком. Она понимала, что ей придется сражаться за Эйнштейна с его первой подлинной любовью – физикой.
А внимание Эйнштейна в это время было поглощено не только растущим чувством к Марии, но и загадками света и электричества. Летом 1895 г. он написал независимый очерк, посвященный свету и эфиру и озаглавленный «Исследование состояния эфира в магнитном поле»; Альберт отослал его своему любимому дядюшке Цезарю Коху в Бельгию. В короткой статье на пяти страничках – самой первой научной работе Эйнштейна – утверждалось, что загадочную силу, известную как магнетизм и очаровавшую его еще ребенком, можно рассматривать как некое возмущение эфира. Несколькими годами раньше Макс Талмуд познакомил Эйнштейна с «Популярными книгами по естественным наукам» Аарона Бернштейна. Этой книге суждено было оказать на Альберта ключевое влияние, поскольку автор включил в нее рассуждение о загадках электричества. Бернштейн предлагал читателю предпринять фантастическое путешествие по телеграфным проводам, пронесясь вместе с электрическим сигналом на фантастической скорости через всю страну.
В возрасте 16 лет у Эйнштейна родилась некая мысль или скорее зрительный образ. Результатом стало озарение, которое позже изменило ход человеческой истории. Вспомнив, быть может, фантастическое путешествие из книги Бернштейна, Эйнштейн вообразил себя летящим рядом с лучом света и задал себе судьбоносный вопрос: Как выглядел бы при этом луч света? У Эйнштейна, как и у Ньютона, который представлял себе бросание камня с такой силой, что тот принимался, подобно Луне, летать вокруг Земли, попытка вообразить луч света тоже привела к удивительным результатам.
В ньютоновом мире, если двигаться достаточно быстро, можно догнать все что угодно. Гоночный автомобиль, к примеру, может ехать рядом с курьерским поездом. Если при этом заглянуть снаружи в окно поезда, то можно увидеть, как пассажиры читают газеты и пьют утренний кофе, будто в собственной гостиной. Они могут нестись с огромной скоростью, но при этом казаться совершенно неподвижными, если мы будет двигаться рядом с той же скоростью в автомобиле.
Аналогично представьте себе полицейскую машину, догоняющую автомобиль, который превысил разрешенную скорость. Стоит полицейской машине разогнаться и пристроиться рядом с нарушителем, и полицейский сможет заглянуть к нему в машину и помахать рукой, приглашая остановиться. Полицейскому водитель несущегося автомобиля покажется неподвижным, хотя и он сам, и нарушитель могут при этом мчаться со скоростью 150 км/ч.
Физики знали, что свет состоит из волн, поэтому, рассуждал Эйнштейн, если бы удалось догнать луч света и пристроиться рядом, он показался бы вам совершенно неподвижным. Это означает, что для летящего рядом наблюдателя луч света выглядел бы как застывшая волна, как неподвижная фотография волны. Он не колебался бы во времени. Молодому Эйнштейну, однако, такая картинка показалась бессмысленной. Никто и никогда не видел застывшей волны; подобного описания не было нигде в научной литературе. Свет, с точки зрения Эйнштейна, представлял собой особый случай. Догнать световой луч невозможно. Застывшей волны не существует.
Тогда он этого не понял, но ему удалось случайно наткнуться на одно из величайших научных наблюдений века, ведущее непосредственно к принципу относительности. Позже он напишет, что «такой принцип вытекал из парадокса, с которым я уже столкнулся в 16 лет. Если я преследую луч света со скоростью c (скорость света в вакууме), я должен видеть такой луч света… неподвижным. Однако ничего подобного, похоже, не существует, что явствует как из опыта, так и из уравнений Максвелла».
Именно способность выделить ключевые принципы, лежащие за любым явлением, и сосредоточиться на главном подвела Эйнштейна к порогу, за которым лежала научная революция. В отличие от менее крупных ученых, которые частенько терялись в математике, Эйнштейн мыслил простыми физическими образами – несущиеся поезда, падающие лифты, летящие ракеты и перемещающиеся часы. Эти образы безошибочно вели его от одной вехи к другой через величайшие идеи XX в. Он писал: «Все физические теории, какой бы математикой они ни выражались, должны допускать простое описание, понятное даже ребенку».
Осенью 1895 г. Эйнштейн наконец поступил в Политехническую школу и перешел в совершенно новую фазу своей жизни. Впервые ему предстояло познакомиться с последними достижениями в физике, которые в то время обсуждались по всей Европе. Он знал, что в мире физики веют ветры революции. Проводились десятки новых экспериментов, которые вроде бы шли вразрез с законами Исаака Ньютона и классической физики.
В Политехникуме Эйнштейн хотел изучить новые теории о природе света, в первую очередь уравнения Максвелла, которые, как он позже напишет, были «самым увлекательным предметом в те времена, когда я был студентом». Изучив уравнения Максвелла, Эйнштейн смог ответить на вопрос, не дававший ему покоя. Как он давно подозревал, решения уравнений Максвелла, при которых свет оказывался застывшим во времени, не существовало. Но затем он обнаружил еще кое-что. К удивлению Эйнштейна, выяснилось, что в теории Максвелла световые лучи всегда путешествуют с одной и той же скоростью, с какой бы скоростью ни двигались вы сами, то есть наблюдатель. Это был окончательный ответ на загадку: невозможно догнать световой луч, потому что он всегда улетает от вас с одной и той же скоростью. Но такое утверждение, в свою очередь, попирало все, что здравый смысл говорил молодому ученому об окружающем мире. Ему потребуется еще несколько лет, чтобы разгадать парадоксы ключевого наблюдения – свет всегда движется с одной и той же скоростью.
Революционные времена нуждались в революционных теориях и в новых дерзких лидерах. К несчастью, таких лидеров в Политехникуме Эйнштейн не нашел. Его преподаватели предпочитали подробно разбирать классическую физику, в результате чего Альберт начал прогуливать занятия и проводить большую часть времени в лаборатории или за самостоятельным изучением новых теорий. Профессора рассматривали многочисленные прогулы как признак хронической лени; история повторялась, учителя вновь недооценивали Эйнштейна.