Год физики: этюды об Эйнштейне

Изв. вузов «ПНД», т. 13, № 4, 2005 УДК 929 Эйнштейн + 53 (430)(092)

ГОД ФИЗИКИ: ЭТЮДЫ ОБ ЭЙНШТЕЙНЕ

Б.С. Дмитриев, Ю.И. Левин, Ю.П. Шараевский

Сто лет тому назад в области теоретической физики вышли в свет работы А. Эйнштейна, во многом изменившие наши представления об окружающем мире и оказавшие огромное влияние на развитие нашей цивилизации. Но сегодня физика, и прежде всего теоретическая, «не в почете», поэтому «перед международным физическим сообществом стоит задача предпринять активные действия для того, чтобы довести свое видение современной физики до широкой общественности и политиков» (www.wyp2005.ru)1. Именно этой цели посвящена настоящая работа.

Все с детства знают, что то-то и то-то невозможно. Но всегда находится невежда, который этого не знает. Он-то и делает открытие.

А. Эйнштейн

Организация объединенных наций объявила (резолюция Генеральной Ассамблеи № 58/293 от 16.06.2004) 2005 год Всемирным годом физики, признавая тем самым огромное влияние физики на развитие нашей цивилизации. Физика во многом определяет развитие техники и высоких технологий, существенно влияет на наш быт (телевизоры, персональные компьютеры, мобильные телефоны, электронные печи и т.д.). Но не менее важно, что физика является основой современного научного мировоззрения. В резолюции ООН отмечается, что «благодаря изучению физики мужчины и женщины получают в свое распоряжение средства для создания научной инфраструктуры, необходимой для развития».

Тем не менее в последние годы, к сожалению, интерес к физике, как и ко всей естественной науке, значительно уменьшился. Часть общества, и прежде всего та часть, которая обладает сегодня реальной властью, явно демонстрирует, несмотря на риторику, непонимание огромной роли современной фундаментальной и прикладной физики «как в создании большинства существующих технологий, так и в решении таких глобальных проблем, как поиск новых источников энергии, защита окружающей среды и здоровья населения» (www.wyp2005.ru). В области образования также все больше проявляется непонимание важности осознания естественно-научной картины мира и места человека в ней, непонимание той роли, которую играет физика в

формировании этой картины в сознании молодежи.

Почему именно 2005 год стал Всемирным годом физики? Сто лет тому назад, в 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работы, которые относятся к наиболее значительным результатам в области фундаментальной физики, оказавшим существенное влияние на развитие нашего общества. В 1905 году в течение 10 месяцев из-под пера двадцатишестилетнего Эйнштейна вышли пять работ, пять шедевров.

К этим работам относится докторская диссертация «Новое определение размеров молекул» объемом в 21 страницу, которая была представлена Эйнштейном на естественно-математический факультет Цюрихского университета и за которую ему была присуждена ученая степень доктора философии. Напомним, что это было время, когда существование молекул, считавшееся не более чем удобной абстракцией, ставилось под сомнение. Вначале один из оппонентов вернул диссертацию автору с замечанием, что она слишком короткая. Эйнштейн добавил еще одну фразу и диссертация была принята. В наше время претендент на докторскую степень должен иметь несколько солидных публикаций. Трудно сказать, какие требования предъявлялись к докторской диссертации в Швейцарии в 1905 году, но Эйнштейн имел такие публикации. В 1901 году в журнале «Annalen der Physik») была опубликована его первая научная работа «Следствия из явлений капиллярности» объемом в десять страниц. В 1902-1903 годах им опубликованы в том же журнале две работы «Кинетическая теория теплового равновесия» и «Теория основ термодинамики».

В сентябрьском номере журнала «Annalen der Physik» за 1905 год (Bd.17) опубликованы сразу три выдающиеся работы Эйнштейна.

«Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращения света». Эта работа была направлена в печать 18 марта 1905 года. Она содержит гипотезу о световых квантах и практически констатирует то, что впоследствии назвали корпускулярно-волновым дуализмом; в работе дается объяснение фотоэлектрического эффекта. Часто пишут, что именно за эту работу Эйнштейну была вручена Нобелевская премия за 1921 год2. В решении Нобелевского комитета сказано, что премия вручается Эйнштейну в знак высокой оценки «его работ в области теоретической физики и, в частности, за открытие закона фотоэлектрического эффекта». Работа о

световых квантах выделена, но и остальные работы, в том числе по теории относительности, явно не отодвинуты в сторону. Тем не менее такое выделение работы, в которой сформулирован закон фотоэлектрического эффекта, не случайно. Без нее, может быть, не могли бы появиться знаменитая модель атома Н. Бора (1913) и гениальная гипотеза «волн материи» Луи де Бройля (начало 1920-х).

«О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории». Статья была направлена в печать 11 мая 1905 года, она завершала серию работ по теории молекулярного движения. В этой работе с помощью статистических методов Эйнштейн показал, что наблюдаемое в микроскоп движение взвешенных в жидкости мелких частиц (броуновское движение) есть результат движения невидимых молекул жидкости. В работе дано строгое математическое обоснование того, что за статистическими закономерностями стоит движение частиц, подчиненное динамическим закономерностям. Эйнштейн предсказал, что наблюдение броуновского движения позволяет вычислить массу и число молекул, находящихся в данном объеме. Результаты Эйнштейна были подтверждены блестящими экспериментами французского физика Жана Перрена, получившего за свои работы Нобелевскую премию за 1926 год.

«К электродинамике движущихся тел». Статья была направлена в журнал 30 июня 1905 года и явилась основополагающей работой по теории относительности. Сестра Альберта Эйнштейна Майя впоследствии рассказывала (других свидетельств нет), что вначале эта работа была представлена в качестве диссертации в Цюрихский университет, но была отклонена, так как демонстрировала крайне неуважительное отношение автора к авторитетам.

И, наконец, пятая из великих работ. Не проходит и трех месяцев после направления в «Annalen der Physik» статьи по теории относительности, как Эйнштейн направляет 27 сентября еще одну работу - «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии». Эта работа была опубликована в следующем номере журнала «Annalen der Physik» (1905, Bd.18), в ней фактически содержится доказательство знаменитой формулы E = mc2, но сама формула не приведена, она появляется в другой работе несколько позже.

Указанные пять работ Эйнштейна сделали 1905 год «звездным» годом физики, а двадцатишестилетнего автора поставили в ряд выдающихся физиков.

Современник и друг Эйнштейна Макс Борн (Нобелевская премия по физике за 1954 год) писал: «Идеи Эйнштейна дали физической науке импульс, который освободил ее от устаревших философских доктрин и превратил в одну из решающих сил современного мира людей». Наш современник В.Л. Гинзбург (Нобелевская премия по физике за 2003 год) отметил: «Создание общей теории относительности, решающая роль в создании специальной теории относительности, замечательные работы в области квантовой теории и статистической физики - все это сделал Эйнштейн, и без этого современная физика немыслима».

Здесь нет необходимости подробно излагать содержание этих и последующих работ Эйнштейна. Теория относительности и другие теории Эйнштейна стали учебными предметами. Их изучают студенты в курсах общей и теоретической физики естественно-научных факультетов, с ними знакомятся в курсах «Концепции современного естествознания» студенты гуманитарных факультетов, общие представления получают учащиеся средних учебных заведений.

Существует огромное число книг, сборников, статей, посвященных биографии и трудам Эйнштейна. Много литературы по этой тематике выпущено в свет в связи со столетием со дня рождения Эйнштейна, которое отмечалось в 1979 году. В популярной, и не только в популярной, литературе биографию Эйнштейна иногда излагают так, что создается впечатление: молодой, «так себе» учившийся, имеющий много свободного времени, но ужасно талантливый уже в утробе матери человек-одиночка взял и в какой-то момент выдвинул несколько революционных физических идей, которые сразу же сделали его знаменитым. Например, в одной из книг об Эйнштейне сказано: «Физики, собственно говоря, никогда не изучал. Своими достижениями обязан лишь своему уму». Это не только упрощенный, но и глубоко неверный взгляд на то, что произошло более 100 лет тому назад.

Эйнштейн родился в городе Ульме, расположенном на левом берегу Дуная в Швабских Альпах, сегодня это территория ФРГ. Дом, в котором он родился, был разрушен во время бомбардировок 1944 года и не был восстановлен. Сохранилась городская регистрационная книга, в которой записано: «К нижеподписавшемуся чиновнику городского регистрационного бюро сегодня явился знакомый ему в лицо коммерсант Герман Эйнштейн, иудейского вероисповедания, проживающий в Ульме на Бронгофштрассе, 135; он сообщил, что его супруга, Паулина Эйнштейн, урожденная Кох, проживающая там же в Ульме, родила 14 марта 1879 года в 10 часов 30 минут утра младенца мужского пола, который был назван Альбертом». В Ульме проживал дед Альберта и многочисленная родня. В 25 километрах от Ульма жил двоюродный брат отца, дочь которого Эльза впоследствии стала женой Эйнштейна. Для среды, к которой принадлежала семья Эйнштейна, был характерен культ Гейне, Лессинга, Шиллера. Отец Альберта обладал незаурядными математическими способностями, и только сложное материальное положение не позволило ему реализовать эти возможности, вместо университета он занялся, как мы теперь говорим, бизнесом. Однако бизнесменом он был неудачным. Мать Альберта была музыкально одаренной женщиной. Обстановка в семье способствовала развитию у маленького Альберта математических способностей, логического мышления, любви к музыке (которая пришла не сразу). Можно отметить еще одну наследственную черту - любовь к природе. Регулярные прогулки по живописным окрестностям мест проживания были традицией семьи Эйнштейна. Позже, будучи студентом в Цюрихе, работая в Берне, Эйнштейн с друзьями часто совершал пешие прогулки.

Менее чем через год после рождения Альберта в поисках лучшего места для бизнеса семья переехала в Мюнхен, где в 1881 году родилась сестра Альберта Майя, которую он нежно любил. Альберт рос тихим, замкнутым ребенком, избегал шумных игр, часто играл один, пристроившись где-нибудь в уголке. Марширующие под музыку военных оркестров солдаты вызывали восторг у его сверстников, а маленький Альберт плакал и просился домой. Но другие факты говорят о том, что в душе этого тихого мальчика бушевали страсти, сильные эмоции не были ему чужды. Правда, они проявлялись, как у многих детей его возраста, своеобразно. Когда Альберту исполнилось шесть лет, мать пригласила учительницу обучать его музыке. Однажды учительница, уроки которой он не любил, вызвала у него такую ярость, что он бросился на нее со стулом. Известен случай, когда он бросил в голову своей сестры кегельный шар. С возрастом такие способы «выплескивания» эмоций прекратились. В студенческие годы в Цюрихе Эйнштейн на окружающих производил впечатле-

ние уравновешенного, гуманного и жизнерадостного человека. Тем не менее, известен такой случай, рассказанный дочерью хозяйки комнаты, которую снимал студент Эйнштейн. Однажды Эйнштейн после какой-то дискуссии со своими друзьями предложил обратиться к музыке. Достал свою скрипку, и в это время раздались звуки фортепьянной сонаты Моцарта. «Кто эта пианистка?» - воскликнул Эйнштейн. Ему сказали, что это учительница музыки, которая живет в мансарде. Он бросился туда со скрипкой в руках. Ему кричали, что врываться в чужую комнату без воротничка и галстука неприлично; он не слышал. Через короткое время к звукам фортепьяно присоединилось пение скрипки. Возвратился Эйнштейн, с восторгом говоря о прелестной барышне, с которой он будет часто музицировать. Через несколько часов пришла уже не молодая фрейлейн в строгом черном платье и робко спросила, кто этот молодой человек, который напугал ее, ворвавшись с криком: «Играйте, играйте дальше!». Ее успокоили, сказав, что это безобидный студент.

В семье Эйнштейна либерально относились к религии и религиозным обрядам. Свободомыслящий отец отдал Альберта в католическую начальную школу. Еврейская школа была далеко от дома, да и обучение в ней было не по средствам. Вероятно, в этой школе Эйнштейн впервые столкнулся с антисемитизмом. Но ни эти «брызги антисемитизма», ни махровый антисемитизм, с которым столкнулся Эйнштейн, будучи уже известным ученым, не вызвали у него чувства национальной обособленности; с детства до своей смерти Эйнштейн оставался приверженцем интернациональной солидарности людей, преданных разуму и справедливости.

В десять лет Эйнштейн поступил в гимназию. Немецкие школы того времени можно характеризовать двумя словами - «воинственная казенщина». Классическое образование сводилось к зубрежке и недопустимости каких-либо признаков самостоятельности. Преподаватели подражали офицерам, а школьники были обязаны выглядеть нижними чинами. Позже Эйнштейн говорил: «По-моему, хуже всего, если школа строит свою работу на запугивании, насилии и искусственно созданных авторитетах. Такая система воспитания губит здоровые чувства и непосредственность школьников, убивает их веру в собственные силы. Так создают приниженных верноподданных». О положении Эйнштейна в гимназии говорят следующие две истории. Классный наставник однажды сказал ему: «Мне хотелось бы, чтобы Вы покинули нашу школу!». Эйнштейн возразил: «Но я ведь ни в чем не провинился!». Учитель продолжал: «Это верно, но одного Вашего присутствия в классе достаточно, чтобы полностью подорвать уважение к учителям». Учитель немецкого языка однажды заявил: «Из Вас, Эйнштейн, никогда ничего путного не выйдет».

Эйнштейн переходил из класса в класс, без блеска (по оценкам преподавателей) справляясь со школьной программой. В образовании Эйнштейна важным оказался другой путь познания, который теперь мы называем «самостоятельной работой». В гимназические годы Эйнштейн знакомится с пятитомным сочинением А. Гумбольдта «Космос», читает составленные Бернштейном «Популярные книги по естествознанию». Изучает книгу Бюхнера «Сила и материя». К двенадцати годам Альберт знал алгебру и развлекался тем, что искал новые способы решения задач. Случайно в его руки попала книга по евклидовой геометрии. Первая же страница завораживает его. Свидетельством того, что интерес к математике проявился рано, являются слова самого Эйнштейна: «В возрасте от двенадцати до шестнадцати лет я овладел основами математики, включая принципы дифференциального и интегрального исчисления».

Примером стремления Эйнштейна к самостоятельности является история с музыкальным образованием. С шести лет его стали обучать игре на скрипке. В течение семи лет учителя не смогли внушить ребенку любовь к музыке, он просто делал то, что велела мать. Но вот он встретился с сонатами Моцарта, грация и эмоциональность которых произвели на него огромное впечатление. Для исполнения сонат не хватало умения. Эйнштейн стал оттачивать свою технику игры и добился - сонаты зазвучали. Музыка стала наслаждением. Моцарт в музыке и геометрия Евклида в математике - звенья одной цепи.

Когда Эйнштейну исполнилось пятнадцать лет, его родители вместе с Майей переехали в Милан (Италия), в поисках лучших условий для бизнеса. Альберта оставили на пансионе у знакомых для окончания гимназии. Но мюнхенскую гимназию, пропитанную казарменным духом, он не закончил. Весной 1895 года он один отправился через горный перевал в Милан. Этот поступок огорчил родителей Эйнштейна, но он заверил их, что самостоятельно приобретет знания, необходимые для поступления в высшую школу. В Милане Эйнштейн в течение нескольких недель посещал Международную школу, в которой обучение не имело ничего общего с казенщиной немецких школ.

Коммерческие дела отца шли далеко не лучшим образом. Необходимо было как можно быстрее решать вопрос о приобретении профессии. Молодого Эйнштейна привлекали математика и физика, но поступить в университет без гимназического аттестата было практически невозможно. На семейном совете было решено, что Альберту следует поступать в Цюрихский политехнический институт, пользовавшийся наибольшей известностью, и преподавание в котором велось на немецком языке.

Эйнштейн отправился в Цюрих, но в институт не поступил. Он блестяще сдал математику, но проявил недостаточные знания по иностранным языкам, ботанике и зоологии. Отрицательную роль сыграло также отсутствие гимназического аттестата. Директор института посоветовал ему окончить среднюю школу в маленьком швейцарском городке Аарау, расположенном в двадцати милях от Цюриха, и через год поступать вновь.

Эйнштейн переборол отвращение к школе и последовал совету директора Политехнического института. Вскоре от предубеждений Эйнштейна не осталось и следа. Вспоминая свои годы жизни в Аарау, он писал: «Эта школа произвела на меня неизгладимое впечатление своим либеральным духом, а также скромностью и серьезностью педагогов, которым помогал в работе подлинный, а не дутый авторитет. Сравнение с шестилетним пребыванием в немецкой гимназии, где царила авторитарность, отчетливо показало мне, насколько воспитание, основанное на свободе действий и чувстве ответственности перед собой, совершеннее воспитания, строящегося на муштре, дутом авторитете и честолюбии. Демократия - не пустой звук». В Аарау Эйнштейн наслаждался тесными контактами с учителями и либеральным духом, царившим в гимназии. Все прежнее вызывало у него настолько глубокое неприятие, что он подал официальное прошение о выходе из германского подданства, на что его отец согласился весьма неохотно. Его школьный товарищ Ганс Биланд вспоминал о времени, проведенном в Аарау: «Весьма оживленная в те годы жизнь студенческих корпораций и традиционные сборища за кружкой пива не занимали места в его существовании. Он любил повторять слова Бисмарка: «Пиво делает людей глупыми и

ленивыми». Этот шестнадцатилетний юноша зачитывался «Критикой чистого разума» Канта. Книги по-прежнему играли важную роль в самообразовании Эйнштейна, а проявление самостоятельности поощрялось в кантональной школе Аарау.

Светлые воспоминания Эйнштейна о времени, проведенном в Аарау (с осени 1895 до весны 1896), связаны также с семьей Винтлеров, в доме которых он жил, где его принимали как родного сына, где господствовала атмосфера свободного и непринужденного обмена мнениями. С сыновьями Винтлеров - своими сверстниками - Эйнштейн совершал прогулки в горы. За одного из них сестра Эйнштейна Майя в 1910 году вышла замуж. Дочь Винтлеров стала женой Макеланджело Бессо -впоследствии ближайшего друга Эйнштейна.

В 1896 году Эйнштейн закончил кантональную школу в Аарау и был принят на педагогический факультет (по сути это был физико-математический факультет) Цюрихского политехнического института. Точное название - Федеральное высшее политехническое училище. Для краткости это высшее учебное заведение, основанное в 1855 году, называли Политехникумом, а выпускники свою alma mater с теплотой называли «Поли». Здесь Эйнштейн учился с октября 1896 по август 1900 года. Вместе с ним на педагогический факультет поступили ставшие его друзьями Марсель Гроссман, Луи Коллрос, Якоб Эрат, Милева Марич.

Эйнштейн не был прилежным студентом. По воспоминаниям Макса Борна он «удивлял своих преподавателей нерегулярным посещением лекций и некоторой безучастностью». При подготовке к экзаменам он пользовался конспектами своего друга Марселя Гроссмана. Среди преподавателей Эйнштейна был Герман Минковский, сыгравший впоследствии значительную роль в разработке математического аппарата теории относительности. После публикации работ Эйнштейна он говорил: «По правде говоря, я этого от Эйнштейна не ожидал». Эйнштейн часто пропускал лекции крупного специалиста в области электротехники Генриха Вебера, который читал курс лекций «Введение в теоретическую физику». Электромагнитная теория Максвелла в его лекциях отсутствовала, он просто игнорировал все, что было сделано в физике после Гельмгольца. Эйнштейн не мог почерпнуть что-либо новое из этих лекций. К тому же он допускал тяжкое нарушение кодекса поведения, называя Вебера «господином Вебером», а не «господином профессором», и позволял себе критиковать преподавателя за то, что тот в своих лекциях не упоминал ни работ Максвелла, ни работ Больцмана. Перед выпускными экзаменами Вебер выразил недовольство по поводу дипломной работы Эйнштейна. Во-первых, работа была посвящена теплопроводности, а Вебер считал эту тему малоинтересной. Во-вторых, работа была написана не на той бумаге, которой предписывалось пользоваться. Эйнштейну пришлось переписать работу. Вебер не оставил Эйнштейна на кафедре после окончания «Поли» и, как писал Эйнштейн, Вебер «интриговал» против него, что затруднило получение достойной работы. В физической лаборатории, руководимой профессором Жаном Перне, Эйнштейн откладывал в сторону инструкции с описанием методики выполнения задачи и решал задачу своим путем, что раздражало Перне. Однажды по докладной Перне Эйнштейну объявили выговор за плохое посещение занятий. Перне считал, что способностей у Эйнштейна не хватает и советовал ему оставить физику, заняться чем-нибудь другим, например, медициной или филологией.

Можно ли считать, что Эйнштейн был нерадивым студентом и не получил сколько-нибудь прочных знаний? Обратим внимание на два обстоятельства. Эйнштейн, как и его друзья, успешно сдает трудные выпускные экзамены, получает по

всем предметам, кроме дипломной работы, оценки не менее 5 при максимальной оценке в 6 баллов - не так уж плохо. Следует принять во внимание, что Эйнштейн окончил одно из лучших высших учебных заведений того времени. Свидетельством высокого образовательного и научного потенциала Политехникума может служить то, что в его стенах в разное время преподавали выдающиеся ученые Р. Клаузиус, Э. Кристоффель, Г. Минковский, П. Вейс, В. Паули, П. Дебай, Р. Пайерлс, в его стенах учились В. Рентген, В. Нернст, В. Ритц, О. Пикар, В. фон Браун, Эльвин Бруно.

В студенческие годы для Эйнштейна остается важным самообразование, формирование самостоятельного научного мышления. В автобиографии Эйнштейн с благодарностью пишет, что он имел превосходных учителей, что в «Поли» студенты от принуждения страдали значительно меньше, чем студенты во многих других учебных заведениях, что он широко пользовался свободой, «главным образом для того, чтобы дома изучать труды Кирхгофа, Гельмгольца, Герца и т.д.». В студенческие годы Эйнштейн самостоятельно штудирует работы Максвелла, Больцмана, Лоренца. С Больцманом он вступает в переписку. Эйнштейн впоследствии писал: «Ни у одного из моих профессоров я не был на хорошем счету». Профессора не знали, что их нерадивый студент самостоятельно изучает труды классиков естествознания.

Молодой Эйнштейн не был «сухарем» и не чурался обычных радостей жизни. Дочь хозяйки комнаты, которую он снимал в Цюрихе, рассказывала: «Помимо трех постоянных обитателей пансионата к обеду всегда собирались их приятели... Все они часто вели оживленные споры. По вечерам нередко устраивали импровизированные концерты, в которых Эйнштейн блистал своим искусством скрипача». Далее в своих воспоминаниях она пишет: «Когда ко мне в гости приходили подруги, он с удовольствием пил с нами чай и галантно провожал девушек домой». Частым гостем был Эйнштейн в семье своего друга Марселя Гроссмана, где приветствовались горячие споры, увлечение музыкой, юмор. Однажды Эйнштейн обратился к брату Марселя: «Вы, должно быть, не можете быстро бегать?». И пояснил изумленному юноше, поглядывая на его большие уши: «Ну как же! Из-за сопротивления воздуха Вашим ушам». Эйнштейн посещал семью Якоба Эрата, рядом с которым он обычно сидел на занятиях. Мать Якоба с большой любовью относилась к Эйнштейну. Общался он с семьей Густава Майера, который был другом его отца. Позже Эйнштейн писал супругам Майер: «Ваш гостеприимный дом был всегда открыт для меня в мои студенческие годы, даже тогда, когда я в грязных башмаках спускался с Утлиберга» (гора в окрестности Цюриха). Эйнштейн любил ходить под парусом по Цюрихскому озеру, делать пешие вылазки в горы.

В августе 1900 года Эйнштейн окончил Федеральное политехническое училище, и начался самый трудный период его жизни, трудный как в материальном, так и в психологическом плане. Без рекомендации профессора физики Вебера, отношения с которым были совершенно испорчены, поступить в какой-либо университет не было шансов. Попытка стать ассистентом профессора Гурвица окончилась безрезультатно. Начались длительные поиски работы в разных городках Швейцарии. Иногда Эйнштейну удавалось получить временную работу и немного улучшить свое питание. Скудная диета (иногда на ужин был только кусок хлеба с колбасой) впоследствии привела к тяжелому желудочному заболеванию. В феврале 1901 года

Эйнштейн получил швейцарское гражданство; пришлось уплатить соответствующий взнос, отказав себе в самом необходимом. Как всякий гражданин Швейцарии Эйнштейн должен был проходить военную службу. Из-за плоскостопия и расширения вен его признали негодным. Эйнштейн воспринял это как оскорбление. Недостаток материальных благ в период безработицы не только не сломил Эйнштейна, но и не повлиял на его мироощущение. В это время он публикует свою первую научную работу, активно участвует в любительских музыкальных концертах.

На помощь Эйнштейну пришел его друг Марсель Гроссман, а точнее, отец Марселя, который порекомендовал Эйнштейна своему другу Галлеру, директору патентного бюро в Берне. Начался семилетний период пребывания Эйнштейна в патентном бюро. Можно с уверенностью сказать, что это был период научного творчества и великих свершений. На этот период приходится «звездный» 1905 год. Но были ли эти годы для Эйнштейна легкими? Можно ли говорить, что выполнение служебных обязанностей в бюро было некоторым, неизбежным в силу обстоятельств, небольшим отвлечением от размышлений над фундаментальными проблемами физики? Существует легенда о якобы легкой жизни Эйнштейна в патентном бюро, будто бы он имел много свободного времени для занятий любимым делом - теоретической физикой. Так ли это? Официально патентное бюро называлось Федеральным ведомством духовной собственности, или в другом переводе - Федеральное ведомство умственных ценностей. Для того времени это было учреждение высокого класса. Большинство служащих, включая директора, были выпускниками Федерального высшего политехнического училища. Эйнштейн подал на имя директора Галлера заявление с просьбой зачислить его на должность инженера-эксперта II класса. Галлер подверг его двухчасовому строгому экзамену. Положительным было то, что Эйнштейн владел немецким, французским и итальянским языками, имел обширные знания в электродинамике Максвелла, которая в то время считалась верхом сложности. Не в пользу кандидата было то, что он не был инженером и не обладал достаточными знаниями в области технической механики.

В январе 1903 года Эйнштейн женился на своей однокурснице Милеве Марич, а 14 мая 1904 - у них родился сын. В поисках дополнительного заработка Эйнштейн

пытался давать частные уроки, реферировал статьи в журнале «Annalen der Physik». Можно было наблюдать такую картину: левой рукой Эйнштейн качал детскую коляску, правой делал заметки, чаще всего используя огрызок карандаша. Семейные заботы тоже требовали времени.

Сказанное свидетельствует о несостоятельности легенды о том, что работа Эйнштейна в патентном бюро была синекурой. Тем не менее Эйнштейн вспоминал о годах службы в патентном бюро как «о счастливых годах». Скорее всего, он имел в виду не материальные блага, к которым он всегда относился с большой долей безразличия, и не наличие якобы свободного времени для занятий наукой, а свободу бернской жизни от академических условностей и университетских авторитетов. В непростой бернский период своей жизни Эйнштейн взялся за сложные нетривиальные задачи и успешно решил их. Он с оптимизмом говорил: «...после восьми часов работы остается еще восемь часов на всякую всячину, да еще есть воскресенье». Макс Борн писал: «Чтобы успешно заниматься наукой в виде побочного труда, нужно было быть Эйнштейном».

Годы работы в патентном бюро были счастливыми, вероятно, и благодаря так называемой «Академии Олимпия». В первые месяцы пребывания в Берне Эйнштейн дал объявление о частных уроках. На объявление откликнулся румын Морис Соло-вин, изучавший в Цюрихском университете философию. Уроки быстро переросли в обсуждения различных проблем. Соловин предложил вместе читать по вечерам интересные книги. Вскоре к ним присоединился Конрад Габихт, приехавший в Берн для завершения своего математического образования. Свой кружок молодые люди назвали «Академия Олимпия». Они собирались после работы и читали сочинения Спинозы, Юма, Маха, Ампера, Гельмгольца, Римана, Пуанкаре, трактаты математиков Дедекинда и Клиффорда и многое другое. Они читали такие шедевры мировой литературы, как «Антигона» Софокла, «Андромаха» Расина, «Рождественские рассказы» Диккенса, «Дон Кихот» Сервантеса. Соловин вспоминал: «Прочитывалась одна страница, иногда только полстраницы, а порой только одна фраза, после чего следовало обсуждение, которое, если вопросы были важными, могло затянуться на много дней». Эйнштейн в письме к Соловину в 1948 году писал: «Хорошее время было тогда в Берне, когда мы учредили нашу веселую академию, которая была менее ребяческой, нежели те почтенные академии, с которыми я близко познакомился позднее».

Организаторами «Академии Олимпия» были Эйнштейн, Соловин и Габихт. Друзей объединяло искреннее стремление учиться, познавать то, что не давала высшая школа. Вскоре к ним примкнул Микеланджело Бессо. По рекомендации Эйнштейна он поступил в 1904 году в Бернское патентное бюро. С работы они часто возвращались вместе и вели нескончаемые беседы. Бессо обладал энциклопедическими знаниями, был заядлым спорщиком. Эйнштейн потом писал, что не знал «лучшего резонатора новых идей». Бессо был первым, кому Эйнштейн рассказал о теории относительности. Статью «К электродинамике движущихся тел» Эйнштейн заканчивает словами: «В заключение отмечу, что мой друг и коллега М. Бессо явился верным помощником при разработке изложенных здесь проблем и что я обязан ему рядом ценных указаний». Заседания «академии» чаще всего проходили на квартире Эйнштейна. Когда в 1920-х годах журналисты спросили, где была создана теория относительности, он без колебаний назвал адрес своей бернской квартиры.

В многочисленных биографиях Эйнштейна справедливо указывается, что в 1905 году и до того он не имел непосредственных контактов с профессиональными учеными. Эти контакты, в ряде случаев переросшие в дружбу, появились позже. Ученая степень доктора философии была присвоена Эйнштейну в 1905 году, но только в 1908 он был утвержден приват-доцентом в Берне, а в 1909 принял приглашение занять место экстраординарного профессора теоретической физики в Цюрихском университете и покинул патентное бюро в Берне. В это время он завязывает личные знакомства с Максом Планком, Вильгельмом Вином, Арнольдом Зоммерфель-дом, Максом Борном. В Цюрихе он прочел курсы лекций: «Введение в механику», «Кинетическая теория тепла», «Термодинамика», «Электричество и магнетизм». Характерно, что в лекциях главное внимание уделялось содержанию, а не математике. Скептическое отношение к математическому формализму было для Эйнштейна очень характерно, несмотря на то, что он сам внес большой вклад в развитие формальных математических методов. Спустя много лет в Принстоне он сделал ироническое замечание одному из своих ассистентов: «Математика - единственный совершенный способ водить самого себя за нос». Всего лишь три семестра проработал Эйнштейн в Цюрихском университете, после чего по инициативе учеников Маха был приглашен на место ординарного профессора теоретической физики немецкого университета в Праге (Эрнст Мах был первым ректором этого университета). Для утверждения в этой должности на философском факультете в соответствии с требованиями необходима была рекомендация. Факультет обратился к самому известному в Германии физику-теоретику Максу Планку. В рекомендации Планка была следующая фраза: «Если теория Эйнштейна окажется справедливой, как я ожидаю, ее автор станет Коперником XX века». При таких обстоятельствах Эйнштейна ждали в Праге с нетерпением (март 1911). Важнейшей научной работой Эйнштейна в его пражский период была статья «О влиянии тяготения на распространение света», опубликованная в 1911 году в журнале «Annalen der Physik». Она содержала новый вывод: световые лучи, испускаемые звездами и проходящие вблизи солнца, должны изгибаться у его края. Эйнштейн предложил проверить это предсказание с помощью астрономических наблюдений во время полного солнечного затмения. За два года (1911-1912) Эйнштейн опубликовал в различных научных журналах 15 статей. Летом 1912 года Эйнштейн возвратился в Цюрих, где ему предложили место профессора в Политехникуме и где за десять лет до этого ему отказали в должности ассистента. В Цюрихе кипела бурная научная жизнь. В университете кафедру теоретической физики возглавил Макс фон Лауэ. На этой кафедре несколько лет назад работал студенческий товарищ Эйнштейна, математик Марсель Гроссман, в результате совместной работы с которым появилась статья «Набросок обобщенной теории относительности и теории гравитации», явившаяся вторым важным шагом на пути к созданию теории относительности. Окончательная формулировка этой теории была изложена Эйнштейном в 1916 году в работе «Основы общей теории относительности» объемом около 50 страниц, напечатанной в «