Профессор в Цюрихе, Праге и снова Цюрихе

Альберт Эйнштейн

Если доклад Эйнштейна на конференции естествоиспытателей в сентябре 1909 года был посвящен учению о свете, то и его вступительная лекция в Цюрихском университете также не имела ничего общего с "относительностью". Эйнштейн говорил о роли атомной теории в новейшее время. В течение трех семестров своей первой профессуры в Цюрихе он прочел курсы: "Введение в механику", "Кинетическая теория тепла", "Термодинамика", "Электричество и магнетизм". Число слушавших его студентов никогда не превышало численности сегодняшней семинарской группы.

Слушатели Эйнштейна впоследствии всегда подчеркивали, что в его лекциях особенно бросалось в глаза отрицательное отношение к преувеличенно высокой оценке математики. "За любой формулой он прежде всего видел ее физическое содержание", - писал один из них. Эйнштейну приписывается также следующее заявление: "Ведь главное - это содержание, а не математика. С помощью математики можно доказать все, что угодно".

В связи с этим вспоминается ироническое замечание, которое ученый сделал по поводу одного из своих ассистентов тридцать лет спустя в Принстоне: "Математика - единственный совершенный способ водить самого себя за нос".

А в 1950 году он писал Максу фон Лауэ: "Существует поразительная возможность овладеть предметом математически, не поняв существа дела".

Подобное скептическое отношение к математическому формализму было для Эйнштейна очень характерно - и это несмотря на то, что при разработке теории относительности он сам внес большой вклад в развитие формальных математических методов. Однажды он сказал польскому физику Леопольду Инфельду, что в физике существует, собственно говоря, всего лишь несколько фундаментальных идей, которые можно выразить обычными словами. При этом он добавил: "Ни один ученый не мыслит формулами".

Математика для Эйнштейна имела значение всего лишь как вспомогательное средство при исследовании физической реальности. Прогрессирующая математизация физики не представляла для Эйнштейна никакой опасности в теоретико-познавательном смысле, хотя этот процесс, необходимый и научно плодотворный сам по себе, в то же время - как показал Ленин - стал одним из источников физического идеализма. Эйнштейн никогда не соблазнялся игрой математическими формулами. Для него материя не "исчезала" за уравнениями. В этом отношении он проявил себя последовательным материалистом.

Всего лишь три семестра проработал Эйнштейн в Цюрихском университете. После этого он принял приглашение немецкого университета в Праге. Почетное предложение занять место ординарного профессора теоретической физики имело под собой некоторую идейную подоплеку.

Немецкий университет в Праге был создан на основе древнего университета, основанного в 1348 году императором Карлом IV. В 1882 году он был разделен на две части - немецкую и чешскую, поскольку совместное существование под одной крышей представителей двух наций привело в условиях политической обстановки того времени к невыносимому положению. Первым ректором немецкого университета был избран Эрнст Мах, уже с 1867 года занимавший место профессора экспериментальной физики. Мах преподавал в столице Богемии почти тридцать лет, создав там видную научную школу, а в 1895 году был приглашен в Венский университет в качестве профессора по кафедре истории и теории индуктивных наук. Приглашение занять кафедру теоретической физики было послано Эйнштейну по инициативе учеников Маха. Оно было связано с тем, что создатель теории относительности приобрел тогда широкую известность не только как ученый, развивший критические идеи Маха в области механики, но и как сторонник маховской теории познания. Утверждению подобного мнения в немалой степени способствовал сам Эйнштейн, который в письмах называл себя учеником Маха и полагал, что всех физиков новейшего времени, не исключая Планка, следует считать "махистами".

Прежде чем утвердить назначение, философский факультет позаботился в соответствии с установленным порядком о получении рекомендации на предложенного кандидата. Факультет обратился к Планку - самому известному в Германии физику-теоретику. В рекомендации, данной Планком, содержалась следующая фраза: "Если теория Эйнштейна окажется справедливой, как я и ожидаю, ее автор станет Коперником 20 века". Понятно, что при таких обстоятельствах Эйнштейна ждали в Праге с величайшим нетерпением.

Впечатление, произведенное там тридцатидвухлетним профессором, описал его преемник Филипп Франк: "Когда Эйнштейн прибыл в Прагу, он походил скорее на итальянского виртуоза, чем на немецкого профессора, тем более что он был женат на южной славянке. Он явно не укладывался в стереотип рядового профессора немецкого университета в Праге. Поскольку ему предшествовала слава не обычного физика, а, несмотря на его молодость, незаурядного гения, все стремились увидеть его и поближе с ним познакомиться".

А в сообщении другого очевидца следующим образом описывается вступительная лекция Эйнштейна в Праге: "Эйнштейн завоевал сердца исключительно простой манерой держаться на кафедре. Он говорил живо и ясно, без всякой напыщенности, чрезвычайно естественно и порой с оживлявшим аудиторию юмором. Многие слушатели были, вероятно, удивлены, что теория относительности настолько проста".

Из всех его коллег ближе всего к Эйнштейну был математик Георг Пик. Этот выдающийся ученый, погибший во время гитлеровской войны в концентрационном лагере только потому, что был евреем, учился в Лейпциге у математика Феликса Клейна, а затем долгое время работал в пражском Физическом институте в качестве ассистента Эрнста Маха. Эйнштейн с большим интересом слушал личные воспоминания Пика о Махе как ученом и человеке. Особенно охотно Пик воспроизводил такие высказывания, которые характеризовали Маха как предшественника теории относительности. Это только усиливало симпатии Эйнштейна к австрийскому физику-философу, историко-критические труды которого оказали на него такое сильное влияние. Во время своего пребывания в Праге или вскоре после этого Эйнштейн посетил в Вене Маха, который был на сорок лет его старше. Основной темой их разговора была проблема возникновения научных понятий и роль теории в естествознании. У Эйнштейна были основательные сомнения по поводу выдвинутого Махом принципа "экономии мышления", который был объектом ленинской критики махизма. Результатом беседы явилось, по-видимому, некоторое сближение точек зрения обоих ученых.

Насколько большую роль играли идеи Маха в научной работе Эйнштейна, показывают и первые наброски общей теории относительности и релятивистского учения о тяготении. Общее направление исследований определила маховская концепция инерции.

В "Механике" Маха впервые высказано предположение о том, что инерция тел обусловлена действием удаленных масс. Это положение Эйнштейн назвал "принципом Маха"; под таким наименованием оно и вошло в физику. При разработке своего нового учения о пространстве и тяготении Эйнштейн руководствовался в первую очередь этим принципом. Таким образом, и здесь идеи Маха, как однажды метко заметил Гейзенберг, "в решающем пункте оказались мощным стимулом, способствовавшим развитию естественных наук". В настоящее время эти идеи Маха и Эйнштейна оказались в центре внимания исследователей, занимающихся релятивистскими теориями.

Важнейшей научной работой Эйнштейна в его пражский период была статья "О влиянии тяготения на распространение света", появившаяся в 1911 году в журнале "Аннален дер физик". В этой работе были заложены основы релятивистской теории тяготения. Она содержала новый вывод; световые лучи, испускаемые звездами и проходящие вблизи Солнца, должны изгибаться у его края, так как свет обладает инерцией и в поле тяготения Солнца должен испытывать сильное гравитационное воздействие. Эйнштейн предложил проверить это теоретическое предсказание с помощью астрономических наблюдений и измерений во время ближайшего полного солнечного затмения.

Осенью 1911 года ученый выехал из Праги в Брюссель для участия в международном научном конгрессе, организованном бельгийским предпринимателем Сольвеем по инициативе берлинского физико-химика Вальтера Нернста. Конгресс был посвящен обсуждению вопросов атомной теории. Это был первый конгресс такого рода, в котором Эйнштейн принял участие. Вместе со своим венским коллегой Хазенерлем он представлял физиков Австро-Венгрии. На сольвеевском конгрессе он впервые встретился с Марией Склодовской-Кюри, Анри Пуанкаре, Полем Ланжевеном, Эрнстом Резерфордом, Жаном Перреном и другими выдающимися физиками.

В течение трех семестров Альберт Эйнштейн преподавал в городе, в котором за триста лет до этого Иоганн Кеплер открыл свои первые два закона движения планет и написал свою "Новую астрономию", завершившую учение Коперника. Летом 1912 года Эйнштейн возвратился в Цюрих, где ему предложили место профессора в Политехникуме. Теперь Эйнштейн стал ординарным профессором на специально для него созданной кафедре математической физики - в том учреждении, где за десять лет до этого ему отказали в месте ассистента, которого он так добивался.

В Цюрихе тогда кипела бурная научная жизнь, особенно в области математики и физики. В Цюрихском университете кафедру теоретической физики занял Макс фон Лауэ, который стал таким образом преемником Эйнштейна. Незадолго до того в Мюнхене Лауэ обнаружил интерференцию рентгеновских лучей - важное открытие, за которое ему вскоре была присуждена Нобелевская премия. Из числа математиков, работавших в Цюрихе, следует назвать Германа Вейля, который позднее принял участие в математической формулировке общей теории относительности. Кроме того, здесь работал Марсель Гроссман, бывший студенческий товарищ Эйнштейна. Гроссман убедил Эйнштейна в том, что для дальнейшего обобщения результатов исследований по теории относительности нужны особые математические методы. Он помог Эйнштейну в их выборе и применении и сам принял участие в дальнейшей математической разработке теории относительности. В результате совместной работы с Гроссманом появилась статья: "Набросок обобщенной теории относительности и теории гравитации". Физическую часть работы написал Эйнштейн, математическую - Гроссман. Эта статья ознаменовала собой второй важный шаг на пути к созданию общей теории относительности, к окончательной формулировке которой Эйнштейн пришел лишь в 1915 году в Берлине.

Насколько трудным и мучительным было рождение новых представлений, показывает письмо Эйнштейна к Маху, написанное 25 июня 1913 года. Оно начинается словами: "В эти дни Вы, наверное, уже получили мою новую работу об относительности и гравитации, которая наконец была окончена после бесконечных усилий и мучительных сомнений. В будущем году во время солнечного затмения должно выясниться, искривляются ли световые лучи вблизи Солнца, другими словами, действительно ли подтверждается основное фундаментальное предположение об эквивалентности ускорения системы отсчета, с одной стороны, и полем тяготения, с другой. Если да, то тем самым будут блестяще подтверждены - вопреки несправедливой критике Планка - Ваши гениальные исследования по основам механики. Потому что отсюда с необходимостью следует, что причиной инерции является особого рода взаимодействие тел - вполне в духе Ваших рассуждений об опыте Ньютона с ведром".

К сожалению, экспедиция, снаряженная Германией для наблюдения полного солнечного затмения, которая должна была произвести фотографирование Солнца в 1914 году на территории тогдашней Российской империи, не могла приступить к работе из-за разразившейся мировой войны. Лишь в 1919 году две английские экспедиции произвели предложенные Эйнштейном наблюдения. Их результаты, полностью подтвердившие предсказания Эйнштейна, упрочили его мировую славу.

В связи с разработкой математического аппарата теории относительности наметился значительный поворот в развитии гносеологических воззрений Эйнштейна. В ходе своих дальнейших исследований Эйнштейн пришел к выводу, что тот эмпиризм, с которым он познакомился прежде всего по трудам Юма и Маха и который сыграл большую эвристическую роль при разработке им специальной теории относительности, является ограниченным и односторонним мировоззрением. На первом плане теперь оказались соображения, имевшие более умозрительный характер. На основе опыта собственной работы Эйнштейн позднее пришел к мнению, что требование эмпириков о безоговорочной наблюдаемости всех физических утверждений представляет собой чрезмерное упрощение как в научном, так и в теоретико-познавательном отношении. При разработке общей теории относительности это требование уже не могло служить приемлемой гносеологической основой.

Научная слава Эйнштейна, первоначально ограниченная узким кругом его коллег по профессии, стала быстро распространяться. О том уважении, которое снискал в ученом мире еще молодой Эйнштейн, свидетельствовало то обстоятельство, что богатая традициями Берлинская академия наук остановила свой выбор на нем, когда речь зашла о занятии места ее действительного члена. Вакансия появилась в 1911 году, когда умер один из основателей физической химии, Нобелевский лауреат Вант-Гофф, и когда стареющий Рентген отказался от этого почетного звания.

Фридрих Гернек, 1984 год