Альберт Эйнштейн
Альберт Эйнштейн (14 марта 1879, Ульм; 18 апреля 1955, Принстон): немецко-американский физик-теоретик
Происхождение и детство
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в Ульме, небольшом городе на юге Германии, в еврейской семье среднего достатка. Отец Герман Эйнштейн (1847-1902) поначалу торговал перинами, а затем вместе с братом Якобом открыл в Мюнхене небольшую электротехническую фирму. Мать Паулина (урождённая Кох, 1858-1920) происходила из семьи состоятельного торговца зерном и была страстной любительницей музыки. Летом 1880 года семья переехала в Мюнхен, где в 1881 году родилась сестра Альберта Мария, которую домашние звали Майей.
Будущий физик заговорил необычно поздно: первые связные фразы он произнёс лишь в два-три года. Поворотный момент детства случился в четыре-пять лет: отец показал мальчику компас. Альберт был потрясён тем, что стрелка неизменно указывала на север, словно подчиняясь невидимой силе. Позже учёный вспоминал, что именно тогда почувствовал: за привычными вещами скрывается нечто таинственное и фундаментальное. По настоянию матери с шести лет он начал учиться игре на скрипке. Любовь к Моцарту и Баху сохранялась всю жизнь.
Образование и начало пути
Начальное образование Альберт получил в мюнхенской католической школе, а в 1888 году поступил в гимназию Луитпольда. Педагоги требовали механического заучивания материала, что шло вразрез с натурой Эйнштейна: он хотел понимать, а не просто воспроизводить. В 1894 году отцовская фирма потерпела убытки, семья переехала в итальянскую Павию близ Милана, а Альберт вскоре бросил гимназию, так и не получив аттестата. Осенью 1895 года шестнадцатилетний Эйнштейн приехал в Цюрих, чтобы поступить в Высшее техническое училище, известное как Политехникум (ныне ETH Zurich). С первой попытки он провалил экзамены по ботанике и французскому языку, хотя математика и физика были сданы блестяще. Год он провёл в школе в арауском кантоне, получил аттестат в 1896 году и был принят на педагогический факультет.
В Цюрихе он сблизился с однокурсником Марселем Гроссманом и познакомился с Милевой Марич, единственной студенткой на его курсе, приехавшей из Сербии. В 1900 году Эйнштейн окончил учёбу, однако профессора не взяли его в аспирантуру, и несколько лет он перебивался случайными заработками репетитора. Лишь в 1902 году Гроссман помог устроиться на постоянное место: технического эксперта третьего класса в Федеральное патентное бюро в Берне. Работа состояла в оценке заявок на электрические устройства. Эйнштейн справлялся с дневными задачами быстро и использовал оставшееся время для собственных научных расчётов. В январе 1903 года он женился на Милеве Марич. В 1904 году родился сын Ганс Альберт, в 1905-м Эйнштейн защитил диссертацию в Цюрихском университете. Тот же год оказался революционным для мировой физики.
Год чудес: четыре статьи 1905 года
В 1905 году, работая скромным чиновником патентного бюро, двадцатишестилетний Эйнштейн опубликовал в авторитетном немецком журнале «Annalen der Physik» четыре статьи, каждая из которых открывала новую страницу в физике. 9 июня вышла работа о фотоэлектрическом эффекте: Эйнштейн предложил революционную идею о том, что свет распространяется дискретными квантами энергии (впоследствии названными фотонами). 18 июля вышла статья о броуновском движении, объяснившая хаотичное перемещение мельчайших частиц в жидкости через статистическую теорию молекулярных столкновений и давшая мощное подтверждение атомистической теории.
26 сентября появилась работа «К электродинамике движущихся тел», в которой излагалась специальная теория относительности: принцип постоянства скорости света и относительность одновременности. Наконец, 21 ноября вышла короткая статья с выводом формулы E=mc², установившей эквивалентность массы и энергии. Из четырёх работ именно статья о фотоэффекте принесёт Эйнштейну Нобелевскую премию в 1921 году. Физики всего мира поняли: в Берне сидит человек, изменивший науку.
Общая теория относительности
После 1905 года Эйнштейн наконец получил академические должности: в 1908 году стал приват-доцентом в Берне, в 1909 году стал экстраординарным профессором в Цюрихе, в 1911-м переехал в Прагу, а в 1912-м вернулся в ETH Zurich. В 1914 году он принял приглашение Прусской академии наук и переехал в Берлин, возглавив Кайзер-Вильгельм-институт физики. Десять лет он работал над обобщением специальной теории относительности, включая в неё гравитацию.
В ноябре 1915 года Эйнштейн представил Прусской академии наук уравнения общей теории относительности: новую теорию гравитации, где пространство-время искривляется под воздействием массы и энергии, а планеты движутся по орбитам, следуя этой кривизне. Первое драматическое подтверждение состоялось 29 мая 1919 года: британские экспедиции под руководством Артура Эддингтона наблюдали полное солнечное затмение и зафиксировали отклонение лучей звёзд вблизи Солнца ровно на величину, предсказанную теорией. Мировые газеты написали об этом как о сенсации, и Эйнштейн в одночасье стал знаменитостью планетарного масштаба.
Нобелевская премия и международная деятельность
Нобелевский комитет несколько лет обходил Эйнштейна стороной: теория относительности казалась слишком умозрительной. В 1921 году Эйнштейну была наконец присуждена Нобелевская премия по физике, однако не за теорию относительности, а за открытие закона фотоэлектрического эффекта. Церемония вручения состоялась в 1922 году: лауреат в тот момент находился в Японии с лекционным туром. Денежную часть премии он по условиям бракоразводного соглашения передал первой жене Милеве Марич.
В 1920-е годы Эйнштейн активно путешествовал с лекциями по всему миру: Европа, США, Южная Америка, Азия. В 1926 году он стал иностранным членом Академии наук СССР. Параллельно занимался пацифистской деятельностью, поддерживал Лигу Наций и сионистское движение. В 1930-е годы продолжал работу над единой теорией поля, стремясь объединить гравитацию и электромагнетизм в единое математическое описание, однако эта задача оказалась ему не по плечу.
Личная жизнь
С Милевой Марич Эйнштейн познакомился в Политехникуме: она была одарённым математиком, единственной женщиной на курсе, приехавшей из Сербии. Они поженились в январе 1903 года. Годом ранее у них родилась внебрачная дочь Лизерль, судьба которой по сей день остаётся невыясненной: по наиболее вероятной версии, она умерла в младенчестве от скарлатины. В 1904 году родился сын Ганс Альберт, который со временем стал профессором гидравлической инженерии в Университете Калифорнии в Беркли. В 1910 году появился второй сын Эдуард, которого домашние звали Тете. Эдуард с детства отличался музыкальными способностями и мечтал стать психиатром, однако в двадцатилетнем возрасте у него развилась шизофрения, и большую часть жизни он провёл в психиатрической клинике в Цюрихе, где скончался в 1965 году.
В 1914 году Эйнштейн разошёлся с Милевой и переехал в Берлин. Официальный развод состоялся в феврале 1919 года. В том же году он женился на своей двоюродной сестре Эльзе Лёвенталь (урождённой Эйнштейн, 1876-1936), вдове с двумя дочерьми. Эльза создала ему домашний уют, взяла на себя бытовые заботы и стала верной спутницей в годы мировой славы. Вместе они уехали в Америку в 1933 году, и Эльза скончалась в Принстоне в декабре 1936 года.
Эмиграция, Принстон и письмо Рузвельту
К 1933 году, когда Гитлер пришёл к власти, Эйнштейн находился в поездке в США и принял решение не возвращаться на родину. Его имущество было конфисковано, немецкого гражданства он лишился (официально это оформили 24 марта 1934 года). Эйнштейн принял приглашение только что основанного Института перспективных исследований в Принстоне, Нью-Джерси, и работал там до конца жизни. В 1940 году он получил американское гражданство.
В августе 1939 года Эйнштейн подписал письмо президенту Франклину Рузвельту, составленное вместе с физиком Лео Силардом. В письме говорилось о теоретической возможности создания атомной бомбы на основе расщепления урана и предупреждалось, что нацистская Германия может уже вести такие разработки. Это письмо дало толчок американской ядерной программе, которая привела к Манхэттенскому проекту. Сам Эйнштейн участия в Манхэттенском проекте не принимал: военная разведка не выдала ему допуск из-за политических взглядов. После Хиросимы и Нагасаки он глубоко сожалел о своей подписи и активно выступал за ядерное разоружение.
Последние годы, смерть и наследие
В Принстоне Эйнштейн жил скромно: ходил пешком на работу и продолжал теоретические расчёты до последнего. В 1952 году ему предложили пост президента Государства Израиль после смерти Хаима Вейцмана, однако учёный отказался, сославшись на отсутствие политического таланта. В апреле 1955 года вместе с Бертраном Расселом он подписал «Манифест Рассела-Эйнштейна», призвавший мировых лидеров отказаться от ядерного оружия. В том же апреле у Эйнштейна произошёл разрыв аневризмы брюшной аорты. Хирургическое вмешательство он категорически отверг. 18 апреля 1955 года, в возрасте 76 лет, он скончался в Принстоне. Рядом с ним на столе лежали листы с уравнениями незаконченной единой теории поля. Тело было кремировано, прах развеян в неизвестном месте. Патологоанатом Томас Харви без согласия семьи сохранил мозг учёного и впоследствии передал его для научных исследований.
Вклад Эйнштейна в физику невозможно переоценить. Без его теорий не было бы ни современной космологии, ни навигационных систем GPS (которые учитывают релятивистские поправки к ходу часов). Работа о фотоэффекте открыла путь к созданию лазеров, солнечных батарей и фотодиодов. Он является автором более 300 научных работ, а по опросам учёных неизменно занимает первое место среди физиков всех эпох. В 1999 году журнал Time назвал его «Человеком столетия». Химический элемент с атомным номером 99, открытый в 1952 году, получил название эйнштейний. Гравитационные волны, существование которых он предсказал в рамках общей теории, были зафиксированы детектором LIGO лишь в 2015 году.
Интересные факты
Эйнштейн любил скрипку с детства и играл всю жизнь, особенно ценя Моцарта. По его словам, во время музицирования к нему нередко приходили научные озарения. «Если бы я не был физиком, я бы, вероятно, был музыкантом», говорил он. Ещё одной страстью была парусная лодка: в Принстоне он регулярно выходил на озеро Карнеги, хотя плавать так и не научился.
Вопреки распространённому мифу, Эйнштейн не был двоечником: ещё в юности он блестяще знал математику и физику. Легенда о школьных неудачах родилась из путаницы со швейцарской системой оценок, где высшим баллом была шестёрка, а не единица, как в немецкой. В Принстоне соседи привыкли видеть знаменитого учёного в свитере и сандалиях без носков в любую погоду: носки он считал лишней деталью туалета. Кроме того, он принципиально не запоминал факты, которые можно найти в справочнике, предпочитая хранить в памяти только методы мышления.