История лазера - читать онлайн книгу. Автор: Марио Бертолотти cтр.№ 29

Cтраница 29

С Эйнштейном Бор был в самых дружеских отношениях, но с тех пор как он объявил Принцип Дополнительности, оба непрерывно спорили о смысле квантовой механики. Однажды, во время посещения Бором Института прогрессивных исследований в Принстоне, постоянным членом которого он был, Бор захотел записать что-то из аргументов, и, как обычно, ему нужен был секретарь. Он позвал Пайса, который был в институте, и попросил его присесть:

Теперь самое время поговорить об Эйнштейне и его достижениях в теории света.

Альберт Эйнштейн, всемирно известен благодаря теории относительности, которую разрабатывал между 1905 г. (когда была сформулирована специальная теория относительности) и 1915 г. (когда была сформулирована общая теория относительности). Но только специалисты знают о его фундаментальных достижениях в области природы света, которые были получены в это же время. Эти достижения имели исключительную важность для изобретения мазера, а затем и лазера.

Новалис, энтузиаст науки и немецкий поэт романтик XVIII в., сказал: «Теории подобны рыболовной снасти: только тот получит улов, кто ее забрасывает». Расширяя эту метафору, мы можем сказать, что в XX в. веке не было более удачливого рыболова. В 1905 г. его annus mirabilis (сравнимый, может быть, с памятным 1666 годом, в котором Исаак Ньютон задумал большинство идей, которые управляли наукой в течение более чем двухсот лет) Альберт Эйнштейн опубликовал в одном и том же томе немецкого научного журнала Annalen der Physik три статьи, каждая из которых содержала не только важные научные результаты, но выдвигала основы новых и значительных областей фундаментальной науки, что мы и опишем ниже.

Кто же был этот человек, Альберт Эйнштейн, который, будучи техническим экспертом третьего класса в Швейцарском патентном бюро Берна, в возрасте 26 лет, в свое свободное время изобретал новые методы статистической механики, ввел кванты света, дал доказательства существования атомов, и решил проблему точной формулировки электродинамики движущихся тел, проблему, над которой безуспешно бились наиболее влиятельные исследователи того времени, такие как Хендрик Антон Лоренц и Анри Пуанкаре (1854—1912), и в результате которой была построена новая теория пространства и времени?

Немец по национальности, еврей по происхождению и возмутитель по призванию, Эйнштейн двойственно реагировал на эти три природных дарования. Он выбросил за борт свою немецкую национальность в возрасте 16 лет; 20 лет спустя, после того, как он стал швейцарцем, он поселился в Берлине, где оставался все время Первой мировой войны; после поражения, потерпевшего Германией в 1918 г., он продолжал свою борьбу за германские гражданские права и отказался от гражданства второй раз, когда Гитлер пришел к власти. Тот факт, что он признавал сионизм, было подтверждением его еврейства, но верность ему он не оправдывал много раз.

Он родился 14 марта 1879 г. в Ульме, древнем немецком городе, памятном как место разгрома австрийцев Наполеоном в 1805 г. Интересно отметить, что в год рождения Эйнштейна родился Макс фон Лауэ (1879—1960), открыватель дифракции рентгеновских лучей и нобелевский лауреат по физике «за его открытие дифракции рентгеновских лучей в кристаллах». В этот же год родился химик Отго Ганн (1879—1968), лауреат Нобелевской премии по химии 1944 г. «за открытие деления тяжелых ядер». Также Ганн открыл радиоторий и протактиний, а вместе с Лизой Мейтнер (1878— 1968) и Фрицем Штрасманом (1902—1980) — деление ядер. В этот же год умер Джеймс Клерк Максвелл, основатель современной теории электромагнетизма.

Семья Эйнштейна происходила из маленького, тихого немецкого городка Бухау на пути к озеру Констанц. Там жили евреи, которые уже не соблюдали религиозных правил и обычаев. В 1880 г. семья перебралась в Мюнхен, где отец Эйнштейна инженер по профессии, открыл в партнерстве со своим братом маленькую электрохимическую мастерскую. В следующем году родилась единственная сестра Альберта, к которой он был очень привязан. Молодого Альберта описывают как скрытного, меланхоличного и задумчивого мальчика, который поздно стал говорить, не любил физической активности и игр с другими мальчиками. Когда ему было четыре или пять лет, произошло нечто, глубоко потрясшее его: отец показал ему карманный компас, который постоянно указывал одно и то же направление, повинуясь невидимой и таинственной силе, как бы не вертели компас.

Спустя некоторое время, когда ему было пять или шесть лет, он с большим рвением стал учиться играть на скрипке, больше получая удовольствие от самой игры нежели от мастерства исполнения. Он поступил в католическую начальную школу, так как это было наиболее удобно, и оказался евреем среди христиан; а среди евреев он был аутсайдером, подобно членам его семьи. Позднее, в возрасте 10 лет, он перешел в гимназию, но был нетерпим к строгой дисциплине, диктаторскому духу и отсутствию свободы. В гимназии его заставляли учить латинскую и греческую грамматику, что мешало его изучению математики и физики, интерес к которым он получил от своего дяди Якоба инженера. «Алгебра — веселая наука» — любил он говорить. «Мы идем на охоту за маленьким зверем, название которого мы не знаем, так что мы называем его х. Когда мы подстрелим нашу дичь, мы набрасываемся на нее и даем ей ее собственное название».

В то время Эйнштейн прочел книгу по геометрии Эвклида и серию популярных книг по науке и познакомился с принципами дифференциального и интегрального исчисления. Окружающим юный Эйнштейн казался несчастным и подавленным аутсайдером. Учителя обвиняли его в плохом влиянии на соучеников. Но даже если его детство и было ничем непримечательным, его школьная жизнь, вопреки тому, что написано в некоторых биографиях, была достаточно яркой.

Однажды в гимназии учитель попросил его выйти из класса. Эйнштейн ответил, что не будет этого делать. Тогда учитель сказал: «Хорошо. Но сядь на последний ряд. Твои ухмылки оскорбляют учителя, которому нужно чувствовать уважение класса». В это время в нем росло чувство антагонизма к официальности и к имперской Германии, чувство, которое никогда не покидало его.