Мы видим в космосе непрекращающиеся изменения, непрерывные процессы рождения и умирания звездных систем, что вновь возвращает нас к мучительным размышлениям о будущем: будет ли Вселенная расширяться до бесконечности, постепенно теряя энергию, превращаясь в холодную пустыню из пепла выгоревших звезд, или существуют иные сценарии развития? Впрочем, возможно, нам не стоит особенно беспокоиться о будущем, поскольку наша галактика и Солнечная система могут не сохраниться столь долго. Последние открытия показывают, что мы можем погибнуть не от огня и вечного холода, а по совсем другим причинам, причем некоторые из них могут безболезненно и мгновенно убить все человечество. Например, самыми мощными источниками энергии во Вселенной оказались недавно обнаруженные так называемые гамма-всплески (при которых выделяется больше энергии, чем может излучить Солнце за все время своего существования), уничтожающие все в окружающем пространственно-временном континиуме. Ежегодно мы регистрируем в далеком космосе около трехсот таких чудовищных взрывов с продолжительностью от тысячных долей секунды до нескольких минут. В отличие от полюбившихся Голливуду астероидов, эта опасность является реальной, поскольку такой гамма-всплеск (пока нет даже теорий возможности его предсказания) действительно может уничтожить, буквально стереть нашу галактику настолько быстро, что мы ничего не успеем почувствовать. Собственно говоря, у нас нет никаких оснований считать такой сценарий неверным. Мы постоянно наблюдаем взрывы и столкновения звезд и целых галактик, сопровождающиеся возникновением совершенно новых объектов, типа квазаров, и образующие в космосе «гирлянды» из осколков длиной в миллионы световых лет. Сейчас в небе над нами летают десятки спутников, осуществляющих астрономические наблюдения (среди них гигантский космический телескоп «Хаббл») и все они свидетельствуют о том, что спокойствие ночного неба является весьма обманчивым, а окружающее нас космическое пространство насыщено хаотическими и драматическими событиями. Возможно, предлагаемые астрофизиками модели строения космоса представляются сейчас слишком сложными и непонятными, но нас может утешить воспоминание о том, что четыреста лет назад людям столь же сложным и непонятным казался механизм обычных механических часов, позднее ставший символом размеренного и уютного движения Земли и других планет по точным орбитам вокруг Солнца.
Глава 2
Эйнштейн и чудо распространения света
Альберт Эйнштейн не любил случайностей и верил в то, что природа. управляется по строго определенным законам (недаром один из самых известных его афоризмов гласит: «Господь Бог не играет в кости!»). Под случайностями он подразумевал, конечно, вовсе не природные или космические катаклизмы (типа взрывов Сверхновых звезд или столкновения Земли с астероидом, считающегося возможной причиной гибели динозавров 65 миллионов назад), а отсутствие смысла и гармонии в законах природы. Эйнштейн верил в логику и осмысленность бытия вообще и посвятил их выявлению всю свою жизнь.
Согласно шутливой легенде из истории музыки, новорожденный Моцарт сразу стал высвистывать симфонию в четыре такта. Похоже, что Альберт Эйнштейн тоже начал размышлять о природе света сразу после рождения. Когда утром 14 марта 1879 г. в немецком городе Ульм солнечный луч впервые коснулся его лица, младенец неосознанно сформулировал простой вопрос: «Что это такое?». В отличие от Моцарта, гений Эйнштейна развивался медленно и незаметно для окружающих, хотя сам ребенок ощущал его присутствие с самого начала. Он любил задавать наивные вопросы, даже будучи подростком, чем вызывал у взрослых естественное раздражение, получая от них бессмысленные ответы: «Почему небо голубое?… Так оно всегда голубое… Перестань задавать вопросы, Ал. Это свет… просто свет». Позднее сам Эйнштейн напишет в автобиографии: «Я был ребенком с поздним развитием и… взрослые размышления над наивными, детскими вопросами помогли мне стать глубже и серьезнее многих моих ровесников».
Ребенок был несколько замкнутым, но в целом добрым и общительным, и от сверстников его отличала только непрерывная работа мысли, постоянные размышления о природе и законах распространения света. Конечно, об этом до него думали многие великие ученые, и прежде всего гениальный Исаак Ньютон, который не только сумел разложить свет на спектральные составляющие, но и создал первую научную теорию света, описав его в виде потока крошечных частиц. Однако великие предшественники занимались и другими проблемами, в то время как для Эйнштейна проблема распространения света стала главным делом всей жизни.
Вот уже около ста лет многие ученые и социологи пытаются оценить роль выдающихся личностей в развитии науки, особенно в связи с революционными открытиями, Проблема является весьма сложной, и биография Эйнштейна представляет здесь особый интерес, поэтому имеет смысл на этом наглядном примере провести сравнение истории науки и искусства. С одной стороны, представляется очевидным, что если бы природа и история не создали личность, называемую Альбертом Эйнштейном, то все равно позднее кто-то из ученых (в одиночку или с группой коллег) смог бы открыть все предложенные Эйнштейном законы (связанные с релятивистской теорией, броуновским движением и т. п.). С другой стороны, представляется столь же очевидным, что даже без Моцарта классическая музыкальная традиция должна была бы как-то продолжиться, так что моцартовская роль «звена» между поздним Гайдном и ранним Бетховеном досталась бы какому-то другому великому музыканту (возможно, им стал бы тот же Сальери!). Существенное различие между наукой и искусством заключается в том, что такой эрзац-Моцарт, наверняка, не написал бы потрясающую музыку последней сцены «Женитьбы Фигаро», постоянно приводящую слушателей в восторг и умиление, или другие удивительные мелодии, простота и изящество которых заставляют предположить существование в музыке своеобразной «бритвы Оккама», отсекающей всё вульгарное и пошлое. Продолжая аналогию, можно сказать, что теория относительности, представляющая собой шедевр физической мысли, возможно, также показалась бы нам беднее, если бы ее открытие не было связано с юмором, настойчивостью, скромностью, личным обаянием и артистизмом самого Эйнштейна. Признание уникальной роли личности такого масштаба не означает недооценки или отрицания законов истории, поскольку появление ярко одаренных личностей лишь украшает нашу жизнь и ускоряет общий прогресс человечества.
Главными научными достижениями Эйнштейна является предложенная им в 1905 г. специальная теория относительности, а также развитая на ее основе общая теория относительности, опубликованная через десять лет после этого. Краткое содержание этих теорий предлагается ниже, после некоторых дополнительных сведений о жизни и личности самого Эйнштейна.
Альберт Энштейн
Теория относительности Эйнштейна предсказывала искривление лучей света в поле массивных гравитационных объектов, и в 1919 г. представилась очень удобная возможность проверки этой гипотезы во время полного солнечного затмения. Королевское Общество Англии послало несколько специальных экспедиций, осуществивших тщательные измерения. Было установлено, что звезды вблизи солнечного диска действительно «смещаются» в соответствии с предсказаниями теории. Это стало доказательством правильности построений Эйнштейна и сразу принесло ему всемирную славу, так что буквально за пару дней 1919 г. он стал одним из самых известных и популярных людей в мире.
Эйнштейн был и остается не просто знаменитостью, а неким символом интеллектуальной мощи и мудрости, образцом ученого вообще (иногда даже преувеличенным и несколько шуточным). В описаниях газетчиков он быстро приобрел стандартные черты, характеризующие чудаковатого профессора, хотя стоит упомянуть также, что Эйнштейн (со свойственной ему артистичностью) и сам иногда подыгрывал репортерам, делая создаваемый ими образ более колоритным и забавным. Например, он избегал парикмахеров и ходил с лохматой, непричесанной шевелюрой, даже будучи профессором Принстона в 50-х годах. Иногда с серьезным видом он говорил аудитории странные фразы (например, что «расчет подоходного налога представляет для него слишком сложную задачу» и т. п.). Газеты уверяли публику, что из-за немыслимой сложности теории Эйнштейна на всей планете ее понимают лишь семь человек, а введенному им четвертому измерению почти с самого начала все стали придавать какой-то мистический, потусторонний смысл. Разумеется, подавляющая часть публики (как, впрочем, и многие ученые) с удовольствием читала байки о профессоре Эйнштейне и его открытиях, не пытаясь даже понять, о чем идет речь.