Хотел того Эйнштейн или нет, его ответ балансировал на тонкой грани между простодушием и намеками на интимность, и Анна, по-видимому, увидела в нем второе. Она написала ответное письмо, которое перехватила Марич. Оно возбудило ее ревность, и Марич написала письмо мужу Анны, утверждая (скорее принимая желаемое за действительное), что Эйнштейн был возмущен “непотребным письмом” и наглой попыткой возобновить прежние отношения.
В конце концов Эйнштейн, чтобы разрядить ситуацию, извинился перед мужем. “Я очень сожалею, если причинил вам страдания своим неосторожным поведением, – писал он. – На поздравительную открытку, которую ваша жена отправила мне по случаю моего назначения, я откликнулся слишком горячо и тем самым вновь пробудил старую симпатию, которую мы испытывали друг к другу. Но я не имел никаких грязных намерений. Поведение вашей жены, которую я очень уважаю, было совершенно безупречно. Со стороны моей жены было нехорошо поступить так без моего ведома, и извиняет ее только страшная ревность”.
Хотя сам инцидент не имел никаких реальных последствий, он ознаменовал поворот во взаимоотношениях с Марич. Он считал, что чрезмерная ревность свидетельствует о недостатке культуры. Десятилетия спустя, все еще злясь на поведение Марич, он написал дочери Анны письмо, в котором с жестокой прямотой объяснил, что ревность его жены была патологической чертой характера, типичной для женщины такой “ужасной внешности”41.
Марич действительно была на редкость ревнива. Ее возмущал не только флирт мужа с другими женщинами, но и то, что он проводил много времени с коллегами-мужчинами. Теперь, когда он стал профессором, у нее появилась и профессиональная зависть, которая объяснима, учитывая крах ее собственной научной карьеры. “При такой известности у него остается не так много времени для жены, – писала она своей подруге Элен Савич. – Ты написала, что я, должно быть, ревную к науке. Но что можно сделать? Кому-то достается жемчужина, а кому-то коробочка из-под нее”.
В частности, Милеву беспокоило то, что известность может сделать ее мужа более холодным и эгоистичным. “Я очень радуюсь его успеху, потому что он действительно его заслужил, – писала она в другом письме. – Я только надеюсь, что известность не окажет пагубного влияния на его человеческие качества”42.
В определенном смысле озабоченность Марич оказалась необоснованной. Даже после того, как известность Эйнштейна стала расти в геометрической прогрессии, он сохранил простоту в общении, искренность и по меньшей мере внешнюю добродушную скромность. Но, если глядеть из другой системы отсчета, некоторые изменения в его характере все же произошли. Примерно с 1909 года он начал отдаляться от жены. Его нежелание связывать себя обязательствами и привязанностями привело к тому, что он все больше погружался в свою работу, отгораживаясь от тех сторон жизни, которые он считал “сугубо личными”.
В один из своих последних дней работы в патентном бюро он получил большой конверт, в нем лежал изящный лист бумаги, на котором было написано что-то похожим на латинскую каллиграфию почерком. Поскольку письмо показалось ему странным и не адресованным кому-то лично, он бросил его в мусорную корзину. А на самом деле это было приглашение получить степень почетного доктора университета Женевы. Прием, посвященный 350-й годовщине основания университета, должен был состояться в июле 1909 года. Университетское начальство в конце концов попросило друга Эйнштейна убедить его принять участие в чествовании, и тот пришел на прием, одетый в обычный костюм и соломенную шляпу, в которых выглядел довольно странно как на церемонии вручения дипломов, так и на пышном официальном ужине. Забавляясь всей этой ситуацией, он обратился к джентльмену, сидящему рядом с ним, и предложить поговорить о суровом вожде протестантов-реформаторов, который основал Женевский университет: “Вы знаете, что бы сделал Кальвин, если бы он был здесь?” Озадаченный джентльмен ответил отрицательно. Эйнштейн изрек: “Он бы разложил огромный костер и сжег бы всех нас за нашу греховную расточительность”. Как Эйнштейн вспоминал позже, “этот человек больше ни разу со мной не заговорил”43.
Свет может быть как волной, так и частицей
В конце лета 1909 года Эйнштейна пригласили прочитать доклад на ежегодной конференции по естественным наукам – 81-м собрании Общества немецких естествоиспытателей, крупном съезде немецкоязычных ученых, который проводился в том году в Зальцбурге. Организаторы поставили в повестку дня как доклады по теории относительности, так и по квантовой природе света и ожидали, что Эйнштейн сделает доклад по теории относительности. Вместо этого Эйнштейн решил выбрать тему, которую он считал более важной на тот момент, и решил говорить об интерпретации квантовой теории и согласовании ее с волновой теорией света, так красиво сформулированной Максвеллом.
После осенившей его в конце 1907 года “счастливый мысли” о том, что эквивалентность гравитации и ускорения может помочь обобщить специальную теорию относительности, Эйнштейн отложил эту тему в сторону и сосредоточился на другой, которую он назвал “проблемой излучения” (то есть на квантовой теории). Чем больше он думал о своей “эвристической” теории света, состоящего из квантов (или неделимых пакетов), тем больше он беспокоился о том, что революция, которую они с Планком совершили, может разрушить классические основы физики. В особенности он опасался за уравнения Максвелла. “Я пришел к этой пессимистической точке зрения в основном в результате бесконечных, тщетных усилий интерпретировать… постоянную Планка интуитивно понятным способом, – написал он товарищу-физику в начале 1908 года, – и я даже серьезно сомневаюсь, что удастся доказать в общем случае справедливость уравнений Максвелла”44. (Как выяснилось, его любовь к уравнениям Максвелла была не случайной. Это один из немногих элементов теоретической физики, оставшийся незыблемым при обеих революциях в физике, совершенных при участии Эйнштейна, в результате которых появились теория относительности и квантовая теория.)
Когда в сентябре 1909 года Эйнштейн, все еще официально не назначенный профессором, прибыл на конференцию в Зальцбург, он наконец встретился с Максом Планком и другими знаменитостями, которых знал только по письмам. На третий день после полудня он предстал перед аудиторией из более чем сотни знаменитых ученых и выступил с докладом, который Вольфганг Паули, стоявший у истоков квантовой механики, позже охарактеризовал как “одну из важных вех в развитии теоретической физики”.
Эйнштейн начал с объяснения того, почему волновая теория света больше не описывает все стороны явлений. По его словам, свет (или любое другое излучение) можно также рассматривать как пучок частиц или сгусток энергии, что похоже на то, как его определил Ньютон. “Свет имеет определенные основные свойства, которые легче понять с точки зрения ньютоновской теории излучения, чем с точки зрения волновой теории, – заявил он, – таким образом, я считаю, что на следующем этапе в теоретической физике будет создана теория света, которая может быть определена как своего рода объединение волновой и эмиссионной теории света”.
Он предупредил, что сочетание волновой и корпускулярной теории принесет в физику “глубокие изменения”, и боялся, что это будет не очень хорошо. Это может подорвать доверие к определенности и детерминизму, присущим классической физике.
В какой-то момент Эйнштейн подумал, что, возможно, такого развития событий можно было бы избежать, приняв более ограниченное толкование квантов – как у Планка, считая их лишь способом испускания и поглощения излучения поверхностью, а не свойством реальной световой волны, распространяющейся в пространстве. “Возможно ли, – задался он вопросом, – сохранить по крайней мере уравнения для распространения излучения прежними и только процессы излучения и поглощения представлять себе по-другому?” Но, сравнив поведение света с поведением молекул газа, как это было сделано в его работе 1905 года по световым квантам, Эйнштейн пришел к выводу, что это, увы, невозможно.
В результате, сказал Эйнштейн, свет следует рассматривать одновременно и как распространяющуюся волну, и как поток частиц. В конце своего выступления он заявил: “Эти два структурных свойства, одновременно проявляющиеся в излучении, не нужно считать несовместимыми”45.
Это было первое публичное выступление, в котором он высказал идею о корпускулярно-волновом дуализме света, и оно имело не менее глубокие последствия, чем более ранние теоретические идеи Эйнштейна. “Можно ли совместить кванты энергии и волновые свойства излучения? – шутил он в письме другу-физику. – Реальность против этого, но Всемогущему, кажется, удался этот фокус”46.
Это было первое публичное выступление, в котором он высказал идею о корпускулярно-волновом дуализме света, и оно имело не менее глубокие последствия, чем более ранние теоретические идеи Эйнштейна. “Можно ли совместить кванты энергии и волновые свойства излучения? – шутил он в письме другу-физику. – Реальность против этого, но Всемогущему, кажется, удался этот фокус”46.
После доклада Эйнштейна развернулась оживленная дискуссия, которой руководил сам Планк. Планк теперь играл роль защитника старого порядка, все еще не будучи в состоянии принять то, что за математической константой, которую он ввел девять лет назад, стоит физическая реальность. Не воспринял он также и революционные следствия идей, предсказанные Эйнштейном. Планк признал, что излучение содержит дискретные “кванты, которые должны считаться атомами действия”, но настаивал, что эти кванты существовали только во время процесса испускания или поглощения излучения. Он сказал: “Вопрос в том, где искать эти кванты. По словам господина Эйнштейна, необходимо представить себе, что они составляют свободное излучение в вакууме, и таким образом, сами световые волны состоят из элементарных квантов, и следовательно, это заставляет нас отказаться от уравнений Максвелла. Это не кажется мне шагом, который уже сейчас необходимо сделать”47.
Всего через пару десятилетий Эйнштейн сам будет играть аналогичную роль – роль защитника старого порядка. На самом деле он уже начал искать пути разрешения жутких парадоксов, возникших в квантовой теории, и написал молодому физику, с которым тогда работал: “Я очень надеюсь, что решу проблему излучения и смогу обойтись без световых квантов”48.
Все это казалось мистикой, по крайней мере в то время. Так как он получил должность профессора в одном из немецкоговорящих университетов Eвропы, ему следовало заниматься темой, которая была однозначно его собственной, и он вернулся к теории относительности и на некоторое время сбежал из этой странной “квантландии”. В какой-то момент он пожаловался другу: “Чем большим успехом пользуется квантовая теория, тем глупее она выглядит”49.
Милева с сыновьями Эдуардом и Гансом Альбертом. 1914 г.
Глава восьмая Странствующий профессор. 1909-1914
Цюрих, 1909 год
В семнадцать лет самоуверенным юношей Эйнштейн поступил в Цюрихский политехникум, где встретился с Милевой Марич – женщиной, на которой позже женился. Теперь, в октябре 1909 года, в возрасте тридцати лет он вернулся в этот город, чтобы вступить в должность младшего профессора в расположенном по соседству Цюрихском университете.
Возвращение на родину восстановило, по крайней мере временно, некоторую былую романтику в их отношениях. Марич была очень взволнована, вернувшись в тот город, где зарождался их роман, и к концу первого месяца их там пребывания снова забеременела.
Они с радостью обнаружили, что квартира, которую они сняли, находится в том же доме, где жили Фридрих Адлер и его жена, и обе пары еще больше сблизились. “Они ведут богемный образ жизни, – писал Адлер своему отцу, – и чем больше я беседую c Эйнштейном, тем яснее понимаю, что мое высокое мнение о нем было правильным”.
Мужчины по большей части вечерами обсуждали физику и философию, часто уходя на чердак трехэтажного здания, чтобы не беспокоить детей и жен. Адлер познакомил Эйнштейна с работой Пьера Дюгема – Адлер только что опубликовал перевод на немецкий его книги La Theorie Physique 1906 года. Дюгем предложил более глобальный, чем у Маха, подход к определению отношений между теорией и экспериментом. Эти мысли, похоже, повлияли на Эйнштейна, который тогда был увлечен созданием своей собственной философии науки1.
Больше всего Адлер ценил в Эйнштейне “в высшей степени независимое” мышление. Как он говорил отцу, в Эйнштейне имелся ярко выраженный нонконформизм, продиктованный не высокомерием, а уверенностью в себе. Адлер горделиво говорил: “У нас совпадают мнения по вопросам, которые большинство физиков даже не поняли бы”2.
Эйнштейн пытался убедить Адлера заняться наукой, а не сосредотачиваться на политике. “Немного терпения, – уговаривал он его, – и вы наверняка вскоре станете моим преемником в Цюрихе”. (Эйнштейн уже тогда предполагал, что он перейдет в более престижный университет.) Но Адлер проигнорировал совет и решил стать редактором газеты социал-демократической партии. Эйнштейн чувствовал, что принадлежность к определенной партии накладывала некоторые ограничения на независимость мысли. Такое ограничение претило ему. Позже Эйнштейн сказал по поводу Адлера: “Как умный человек может вступить в партию – для меня полная загадка”3.
Кроме того, Эйнштейн возобновил встречи со своим бывшим одноклассником и мастером писать конспекты Марселем Гроссманом, помогшим ему в свое время получить работу в патентном бюро, который теперь был профессором математики в их старом Политехникуме. Часто после обеда Эйнштейн навещал Гроссмана, и тот помогал Эйнштейну разобраться в комплексной геометрии и математическом анализе – тех математических дисциплинах, которые ему понадобились для обобщения теории относительности и превращения ее в более общую теорию поля.
Эйнштейну удалось подружиться и с другим выдающимся профессором математики из Политехникума – Адольфом Гурвицем, занятия которого он в свое время часто пропускал и который в свое время решительно отказался взять его на работу. Эйнштейн стал завсегдатаем воскресных музыкальных концертов в доме Гурвица. Когда однажды во время прогулки Гурвиц пожаловался, что у его дочери проблема с домашним заданием по математике, Эйнштейн появился у них тем же вечером и помог ей выполнить задание4.
Как и предвидел Кляйнер, педагогические способности Эйнштейна развились. Он так и не стал блестящим преподавателем, но его неформальный стиль способствовал увеличению его популярности. Ганс Таннер, присутствовавший на большинстве цюрихских лекций Эйнштейна, вспоминал: “Когда он [появился в аудитории] в потертой одежде и слишком коротких для него брюках и сел на стул, мы ничего хорошего не ждали”. Вместо готовых конспектов Эйнштейн приносил кусочки бумаги размером с открытку, исписанные каракулями. Таким образом, во время его лекции студенты могли наблюдать за развитием его мысли. “Мы получили некоторое представление о технике его работы, – рассказывал Таннер, – и мы, естественно, ценили это больше, чем стилистическое совершенство любых других лекций”.
Закончив очередной этап, Эйнштейн останавливался и спрашивал студентов, успевают ли они следить за его рассуждениями. Он даже разрешал его прерывать, если что-то было непонятно. Еще один студент, присутствовавший на лекциях Эйнштейна, Адольф Фиш, заметил: “В то время такой дружеский контакт между преподавателем и учениками был редким явлением”. Иногда он делал перерыв, студенты собирались вокруг него, и завязывался живой разговор. Таннер вспоминал: “Со свойственной ему импульсивностью и естественностью он мог взять студента под локоть и начать обсуждать с ним какие-то вопросы”.
Во время одной лекции Эйнштейн запнулся, обдумывая, какой следующий шаг лучше выбрать для завершения вычислений. “Здесь должно быть некоторое простейшее математическое преобразование, но я не могу сразу сообразить какое, – сказал он, – может быть кто-то из вас, господа, знает?” Естественно, ни один из них не знал. Тогда Эйнштейн продолжил: “Тогда пропустите четверть страницы. Не будем терять время”. Десять минут спустя Эйнштейн прервался посередине другого рассуждения и воскликнул: “Я понял!” Таннер позже удивлялся: “Во время сложных вычислений, не имеющих отношения к предыдущим математическим преобразованиям, он еще успевал поразмышлять об этих преобразованиях”.
Часто в конце вечерних лекций Эйнштейн спрашивал: “Кто пойдет со мной в кафе “Терраса”?” Там – на террасе кафе с видом на реку Лиммат – он подолгу беседовал со студентами в неформальной обстановке – иногда до самого закрытия кафе.
Однажды Эйнштейн спросил, не хочет ли кто-нибудь зайти к нему домой. “Сегодня утром я получил одну работу Планка, в которой должна быть ошибка, – сказал он. – Мы могли бы прочитать ее вместе”. Таннер и еще один студент приняли его приглашение и пошли к нему домой. Там вместе они начали читать работу Планка, а потом Эйнштейн сказал: “Посмотрим, сможете ли вы найти ошибку, пока я варю кофе”.
Через некоторое время Таннер объявил: “Вы, должно быть, ошиблись, господин профессор, здесь нет никакой ошибки”.
“Нет, есть, – сказал Эйнштейн, указывая на некоторые расхождения в данных, – иначе вот то-то и это стало бы тем-то и этим”. В этом эпизоде проявился мощный интеллект Эйнштейна: он мог посмотреть на сложное математическое уравнение, которое для других было лишь абстрактным выражением, и представить стоящую за ним физическую реальность.