Профессор, вы упомянули, что одна из ваших работ 1905 года касалась специальной теории относительности. Была ли она той самой знаменитой работой, в которой вы впервые опубликовали ваше великое открытие?
Да. Я написал ее вскоре после того, как окончательно понял связь между пространством, временем и скоростью света.
* * *
Я не претендую на то, чтобы понять теорию относительности за такое короткое время, но не могли бы вы хотя бы вкратце указать на то, что вы совершили в этой работе?
Ну если вкратце, то теория относительности просто расширяла представления Ньютона, изменив таким образом понятия времени и пространства. Для Ньютона время идет с одинаковой скоростью для всех наблюдателей, вне зависимости от того, как они движутся. Ньютоново пространство — это сцена, на которой происходит действие, и она никогда не меняется. Согласно теории относительности, пространство и время не неподвижны, они изменяются в соответствии с движением наблюдателей, а неизменной остается только скорость света. Именно постоянство скорости света заставляет изменяться пространство и время. Именно в этом смысле пространство и время относительны.
* * *
Я могу понять, как может меняться поток времени, но не понимаю, как может меняться пространство в зависимости от моего движения.
Вы, вероятно, путаете физический поток времени с психологическим течением времени, которое мы все ощущаем. Понятие относительности требует, чтобы реальные физические время и пространство изменялись в зависимости от движения наблюдателя, но такое движение должно происходить на скоростях намного больших, чем когда-либо испытывал человек. Именно поэтому мы не ощущаем эти изменения интуитивно.
* * *
В вашей последней работе приведена формула E = mc>2, которую вы назвали выводом из теории относительности. Как она появилась и что означает?
Я рассмотрел относительное движение атома, испускающего свет, и, используя уравнения теории относительности, показал, что масса атома уменьшилась после испускания света. Формула E = mc>2 означает, что энергия и масса эквивалентны и что одно может превращаться в другое под влиянием обстоятельств.
* * *
Профессор, вы разожгли мой аппетит своим разъяснением ваших теорий. Я уже начинаю смутно видеть последствия ваших удивительных открытий, сделанных в том году. Я хотел бы вернуться к этим темам в нашей беседе чуть позже.
С удовольствием поговорю с вами об этих материях.
О времени и пространстве: теория относительности
Самое знаменитое открытие Эйнштейна, теория относительности, навсегда изменило наше понимание пространства и времени. Она была опубликована в 1905 году, «году чудес», и быстро привлекла внимание наиболее известных физиков в мире. Получившая впоследствии название «специальная теория относительности», она очевидно противоречит нашему повседневному опыту, и многие годы после ее публикации люди находили ее недоступной для понимания. Английского ученого Артура Эддингтона однажды спросили, правда ли, что только два человека в мире, помимо Эйнштейна, понимают эту теорию. «Хотел бы я знать, кто бы мог быть этот второй», — насмешливо ответил ученый.
* * *
Профессор Эйнштейн, как вы открыли свою теорию относительности?
Очень трудно сказать, как вообще делаются открытия, — разные сложности подстегивают человеческий разум неодинаково. Специальная теория была окончательно сформулирована примерно за пять недель 1905 года, после десяти лет попыток разрешить парадокс, с которым я столкнулся в шестнадцать лет: что увидел бы наблюдатель, если бы последовал за лучом света с той же скоростью? Определенный ответ на этот вопрос требовал сделать два допущения, которые легли в основу специальной теории относительности: принцип относительности и принцип постоянства скорости света.
* * *
Чувствую, что мне необходимо понять эти два принципа, если я надеюсь когда-нибудь понять теорию относительности. Не могли бы вы разъяснить их?
Я использую простую иллюстрацию. Если я нахожусь в купе спального вагона поезда, едущего по очень гладким рельсам с постоянной скоростью, и бросаю камень, то вижу, как камень падает по прямой линии. Если в купе опущены шторы, чтобы я не мог посмотреть за окно, движение камня не может подсказать мне, двигается ли поезд относительно Земли или неподвижен. Более того, никакие действия, которые я мог бы предпринять внутри купе, не позволят мне обнаружить движение поезда. Все внутри купе ведет себя одинаково вне зависимости от того, движется поезд или нет. Законы физики одинаковы для всех наблюдателей, находятся ли они в равномерном движении или неподвижны. Это и есть принцип относительности.
