Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Гернек Фридрих (читать бесплатно полные книги .TXT) 📗
Родители почти не могли материально поддержать сына. Поэтому Эйнштейн в студенческие годы вынужден был отказываться от многого необходимого. Он часто голодал. Недоедание впоследствии неблагоприятно отразилось на состоянии его здоровья.
Будущий великий ученый относился к занятиям не совсем обычным способом. Лекциями по математике он пренебрегал в такой степени, что его учитель Герман Минковский, будучи ошеломлен теорией относительности, сказал Максу Борну: "Ах, Эйнштейн! Это тот, который всегда отлынивал от лекций, л не стал бы ему доверять!"
Хотя Эйнштейн и не принадлежал к прилежным слушателям лекций, он все же отнюдь не был лентяем. Он усиленно занимался самоподготовкой, что больше отвечало его склонности к размышлениям. Вдумчиво, оценивающе знакомился он с главными трудами Больцмана, Гельмгольца, Герца, Кирхгофа, Лоренца, Маха и Максвелла. Особенно глубокое впечатление на него, как и на других молодых физиков XIX столетия, произвели работы Маха, прежде всего "Механика".
Как и Планк в период профессуры в Киле, Эйнштейн в студенческие годы в Цюрихе был восторженным приверженцем австрийского физика-философа. В отличие от Планка он позднее лишь частично освободился от влияния теоретико-познавательных взглядов Маха. И в последние годы жизни он восхвалял "Механику" Маха как "революционный труд". Содержащаяся там критика основных понятий и законов классической физики и требование допускать в физической науке лишь строго поддающиеся наблюдению величины оказали вначале плодотворное воздействие на исследование Эйнштейном проблем относительности.
После выпускного экзамена молодой учитель физики два года не имел постоянного места. Его заветное желание стать ассистентом в Высшей технической школе Цюриха не исполнилось: в последний момент ему предпочли другого кандидата. По его мнению, из-за своего стремления к независимости он "пришелся не ко двору" среди преподавателей; поэтому его обошли, когда освободилось место ассистента. Напрасно пытался он то там, то здесь найти подходящее занятие.
Недавно найденные письма свидетельствуют, что весной 1901 года Эйнштейн из Милана, где он жил у родителей, обратился к Вильгельму Оствальду в Лейпциг. Он послал знаменитому физико-химику оттиск своей первой публикации и просил найти возможность использовать его в качестве ассистента, как "математика-физика, знакомого с абсолютными измерениями". Он писал, что не имеет средств и только подобное место может обеспечить ему дальнейшее образование. Герман Эйнштейн поддержал просьбу сына в трогательном письме.
Не известно, был ли получен ответ на эти письма. Во всяком случае, не имеющий места молодой человек был счастлив, когда получил возможность преподавать в течение двух месяцев в профессиональной школе в Винтертуре, замещая учителя, который должен был пройти военные сборы. На этом возможность заработать на хлеб была исчерпана. Вычислительными работами для обсерватории он зарабатывал лишь на карманные расходы. Попытка устроиться воспитателем в интернат в Шаффгаузене закончилась неудачей из-за расхождения в мнениях с руководителями заведения.
По рекомендации отца своего школьного товарища Эйнштейн в 1902 году получил в Патентном бюро в Берне место "технического эксперта". Он должен был проверять патентные заявки " выписывать свидетельства. Работа в качестве "патентованного батрака", как он шутливо говорил, гарантировала ему средства к жизни "а многие годы. Одновременно она побуждала его к размышлениям над физико-техническими проблемами, к которым у него всегда была живая склонность. Еще и в берлинские годы Эйнштейн занимался мелкими изобретениями и охотно мастерил приборы.
Работа оставляла ему достаточно времени для научных размышлений. Эйнштейн являл собою тип мыслящего исследователя. Он мало читал, но много думал. В "счастливые бернские годы", как он их сам называл, он, однако, планомерно знакомился с произведениями преимущественно гносеологического содержания. По предложению студента-философа Мориса Соловина был основан философский кружок, членами которого, кроме Соловина, стали Эйнштейн и математик Конрад Габихт. Друзья назвали его гордо я иронично "Академия Олимпия".
Письма, которые Эйнштейн на протяжении всей своей жизни писал Соловину и которые были опубликованы в факсимильной репродукции, принадлежат к прекраснейшим эйнштейновским документам. Во введении Соловин перечислил книги, которые были совместно прочитаны тремя "академиками". Это были сочинения Пирсона, Маха, Юма, Спинозы, Джона Стюарта Милля, Рихарда Авенариуса, Ампера, Гельмгольца, Римана, Дедекинда, Пуанкаре и других. По прочтении половины страницы, иногда даже одной фразы нередко начинались многодневные дискуссии. Понятия субстанции и причины у Юма "академики" обсуждали несколько недель. На повестке дня заседаний были также выдающиеся произведения художественной литературы, среди них "Дон Кихот" Сервантеса. Для разнообразия Эйнштейн играл на скрипке.
Глубокое изучение трудов, которые большей частью не могут быть причислены к материалистическому направлению, пробудило или усилило определенные идеалистические черты во взглядах Эйнштейна, сохранившиеся и в более поздние годы. Тем не менее эти занятия с целью самосовершенствования послужили для ученого своеобразной тренировкой, способствовали успеху исследований, результаты которых были представлены научной общественности в 1905 году. В этом же году "Академия Олимпия" после трехлетнего существования прекратила свою деятельность, так как Габихт и Соловин покинули Берн.
Вскоре после этого Эйнштейн выступил с тремя большими группами теоретических открытий, которые привели к новому взгляду на природу и обогатили сокровищницу достижений физики.
Первыми по времени им были начаты исследования в области молекулярной физики, прежде всего кинетической теории теплоты. В 1905 году Эйнштейн впервые дал полное и законченное толкование колебательного явления, которое, собственно, было давно известно, но не получило еще математического оформления.
Речь шла о том беспорядочном зигзагообразном движении мельчайших взвешенных частиц, которое в 1827 году заметил английский ботаник Роберт Броун, наблюдая цветочную пыльцу под микроскопам. В его честь оно было названо броуновским движением. Физика рассматривала его как следствие термически обусловленных беспорядочных толчков, испытываемых видимыми под микроскопом частицами со стороны невидимых молекул.
Не зная предшествующих исследовательских работ, Эйнштейн путем теоретических размышлений пришел к точному математическому изображению взаимозависимости, существующей между скоростью движения частиц, их величиной и вязкостью применяемой жидкой среды. Предложенный им новый метод определения размеров молекул и его формула давали возможность непосредственно считать молекулы.
Отправным пунктом для выводов Эйнштейна послужили результаты исследований польского физика Смолуховского, поддержавшего статистическим толкованием броуновского движения предложенную Больцманом кинетическую теорию атома.
"Эйнштейновский закон броуновского движения", как его обычно сегодня называют, уже через три года, в 1908 году, был убедительно подтвержден блестящими опытами французского физика-экспериментатора Жана Перрена, который позднее получил за эту работу Нобелевскую премию. Главным образом благодаря этим открытиям Вильгельм Оствальд, один из упорнейших противников теории атома, был наконец "обращен в атомизм", как он писал в своем дневнике осенью 1908 года.
Великий атомист Людвиг Больцман не был свидетелем этого и последующих триумфов атомной теории. В 1906 году он в припадке отчаяния покончил жизнь самоубийством. Он был убежден, что отстаиваемое им учение об атомах завоюет признание только в отдаленном будущем.
Вкладу Эйнштейна в молекулярную физику при оценке достижений этого необычайно многостороннего исследователя часто уделяется слишком мало внимания. Однако его значительность позволила Максу Борну сказать, что Эйнштейн, самостоятельно разрабатывая вопрос, заново открыл все основные направления статистической механики.
