Откъс от "Най-голямата грешка на Айнщайн" на Дейвид Боданис

Откъс от "Най-голямата грешка на Айнщайн" на Дейвид Боданис

Издателство "Изток Запад"
Издателство "Изток Запад"
В рубриката "Четиво" "Дневник" публикува откъс от "Най-голямата грешка на Айнщайн" с автор Дейвид Боданис, предоставен от Издателство "Изток Запад".
Възприеман като най-великия гений на XX век, Алберт Айнщайн осъществява коренна промяна в разбирането ни за Вселената и със своята теория на относителността ни отвежда в атомната ера. И все пак през финалните десетилетия от живота си той е игнориран от повечето действащи учени, а идеите му са оспорвани дори от най-близките му приятели.
Как се случва това? Въображението и самочувствието на Айнщайн му помагат в по-младите му години, но когато става дума за новата област на квантовата механика, същите тези качества му пречат и го поставят в конфронтация с другите физици. Талантливият биограф Дейвид Боданис проследява живота на Айнщайн – от скептичния и ексцентричен студент до най-блестящия физик на света, а сетне и до самотника, изпаднал в забвение.
Тази задълбочена и интимна биография описва в дълбочина живота на прочутия физик: от любовните му отношения и съперничества до научните му цели и идеи. Разкрива какво му дължим днес – и колко повече би могъл да постигне, ако не бе проявил такова упорство. "Най-голямата грешка на Айнщайн" разказва истинската история на гениалността и високомерието на Титана на съвременната физика.
Превод от английски Жана Тотева
Читателите на "Дневник могат" да се възползват от 10% отстъпка от цената в Ozone.bg при въвеждане на код Dnevnik10. Поръчай книгата с безплатна доставка тук
Пролог
ПРИНСТЪН, 1953 г. Туристите обикновено стоят на трото¬ара срещу бялата дъсчена къща на "Мърсър Стрийт". Но е трудно да сдържат вълнението си, щом забележат възрастния мъж, вървящ бавно от университетския кампус, облечен в дълъг шли¬фер, и ако вятърът в Ню Джърси е особено остър, с тъмна плетена шапка над прословутата си рошава коса.
Най-смелите туристи понякога го пресрещат, за да му кажат колко много му се възхищават или да помолят за автограф. Пове¬чето се смущават или са прекалено изпълнени с благоговение, за да го заговорят, и спазват почтена дистанция. Защото този възрастен мъж е Алберт Айнщайн, най-великият гений на всички времена, само на няколко метра от тях, с набръчкано, мъдро лице, подсказ¬ващо, че той е достигнал до несравнимо по-дълбоки прозрения от всички други досега.
Айнщайн е най-прочутият жив физик, но въпреки славата му, той обикновено се разхожда сам или понякога с един стар прия¬тел. Макар че е много известен и все още постоянно да го канят на официални вечери и дори на филмови премиери – холивудските звезди са изключително развълнувани и радостни, че ще се снимат до гения – действащите физици нямат почти нищо общо с него, и то от много години.
Но не възрастта му ги кара да се отнасят така с него. Великият датски учен Нилс Бор е шейсет и осем годишен в сравнение със седемдесет и четирите години на Айнщайн, но той остава толкова открит за нови идеи, че мнозина талантливи аспиранти искат да прекарват времето си с него в института му в Копенхаген, кой-то се слави с високото си интелектуално ниво. Но Айнщайн се е изолирал от преобладаващата насока на научните изследвания от десетилетия.
Има любезни аплодисменти, разбира се, в малкото случаи, когато той провежда семинари в Института за авангардни изследвания, в неприветливия участък в края на кампуса в Прин¬стън, но това са аплодисменти, които човек може да отдаде на стар войник, изкаран с инвалидна количка на сцената. Връстниците на Айнщайн го приемат като отминало величие. Дори мнозина от най-близките му приятели вече не приемат идеите му сериозно.
Айнщайн усеща изолацията. Навремето домът му е бил изпъл¬нен с колеги, младежка енергия и оживени разговори. Втората му съпруга, пълничката и бъбрива Елза, е починала преди доста го¬дини, а сега си е отишла и неговата любима по-малка сестра, Мая.
Смъртта на сестра му е особено болезнена за Айнщайн. Двама¬та с Мая са били близки приятели като деца в Мюнхен през 80-те години на XIX век. Те са се дразнили, закачали са се и са строили замъци от карти.1 Тя си спомня, че ако замък с особено сложна конструкция се срути от порив на въздуха, брат ѝ упорито започва да го строи наново.
Обича да казва: "Аз може и да не съм по-спо¬собен от другите учени – но имам магарешки инат."
Айнщайн е запазил този младежки инат, но здравето му не е същото. Кабинетът, където държи книги, документи и статии, е в мансардата в дома му в Принстън, надолу по коридора, където е и стаята на Мая. На тази възраст Айнщайн може да изкачва стълби¬те единствено много бавно, често спирайки, за да си поеме дъх. Но това може би няма значение. Когато се настани в кабинета, ще има цялото време на света.
Той е най-великият ум на съвременната епоха. Как така ще свърши в самота?
БЕРЛИН ПО ВРЕМЕ НА ВОЙНАТА, 1915 г. Айнщайн току що е създал великолепното си уравнение – не известното E=mc2, което е измислил десет години по-рано, през 1905 г., а нещо мно¬го по-силно: уравнение, което стои в основата на общата теория на относителността. Това е едно от най-добрите постижения на всички времена, велико, като творбите на Бах или Шекспир. Урав-нението от 1915 г. има само два централни термина, но разкрива неподозирани характеристики за време и пространство, обяснява защо съществуват черните дупки, показва как е създадена Вселе¬ната и как вероятно ще завърши и дори полага основата на рево¬люционни технологии като джипиес навигацията*. Самият Айн¬щайн е поразен от откритието си. "Най-смелите ми мечти сега се сбъднаха", пише той на най-добрия си приятел през тази година.
Но мечтите му скоро ще бъдат посечени. Две години по-късно, през 1917 г., той осъзнава, че астрономическите доказателства за формата на Вселената изглежда противоречат на общата му теория за относителността. Неспособен да обясни противоречието, той надлежно променя уравнението, добавяйки един допълнителен термин, който нарушава простотата му.
Както се оказва, компромисът е само временен. Няколко годи¬ни по-късно нови факти доказват, че оригиналната му и прекрас¬на идея е правилна, и Айнщайн възстановява първоначалното си уравнение. Той нарича това временно изменение "най-големия гаф в моя живот", защото то е нарушило красотата на неговото оригинално, просто уравнение от 1915 г. Но тази промяна е само първата голяма грешка на Айнщайн. Най-голямата тепърва предстои.
Айнщайн смята, че е неправилно да следва такива погрешни експериментални доказателства и че трябва просто да сдържа нер¬вите си, докато астрономите осъзнаят, че те са сгрешили. Но от това извлича и допълнителното заключение, че по най-важните въпроси никога няма да следва отново експериментални доказа¬телства. Когато критиците му се опитват да поднесат факти срещу по-късните му убеждения, той ги игнорира, уверен, че ще докаже правотата си.
Това е нормална човешка реакция, но с катастрофални послед¬ствия. Тя все повече и повече подкопава онова, което Айнщайн опитва, особено в новите изследвания на свръхмалките обекти, на квантовата механика. Приятели като Нилс Бор го умоляват да постъпи разумно. Те знаят, че изключителният интелект на Айн¬щайн би могъл да промени света още веднъж, но само ако сам приеме новите открития – валидните такива, – до които новото поколение експериментатори са достигнали. Но той така и не го прави.
Има няколко момента на лични съмнения, но ги потиска. В те¬орията си от 1915 г. той открива структурата на нашата Вселена и е прав, когато всички други грешат. Няма да се остави да бъде подведен отново.
Именно това убеждение го изолира от вълнуващите дела на но¬вото поколение в квантовата механика и унищожава репутацията му сред сериозните учени. И оттук идва пълната му изолация в кабинета на "Мърсър Стрийт".
Как се случва това – как геният достига до върха и после запада; как се справяме с провала и с остаряването; как губим навик да се доверяваме и дали можем да се върнем към него? Това са основ¬ните теми в тази книга. А също и идеите на Айнщайн – верни или погрешни – и етапите, през които е стигнал до тях. В този смисъл това е двойна биография: история на податливия на заблуждение гений, но и история неговите грешки – как започват, как се раз-растват и как се вкореняват толкова дълбоко, че дори и такъв мъ¬дрец като Айнщайн не е способен да се освободи от тях.
Гениалност и високомерие, триумф и провал – всичко може да бъде неразривно свързано. Уравнението на Айнщайн от 1915 г. и теорията, която то подкрепя, вероятно е най-големият подвиг в живота му, но посява и семената за неговия най-изумителен про¬вал. А за да разберем какво е постигнал през 1915 г. Айнщайн и как е сгрешил, е необходимо да се върнем обратно във времето – в най-ранните му години и към тайните, които винаги са го интере¬сували.
* Глобална система за позициониране [на англ. Global Positioning System (GPS)] е името на спътникова радионавигационна система за опреде¬ляне на положението, скоростта и времето с точност до 1 наносекунда във всяка точка на земното кълбо и околоземната орбита в реално време. Състои се от минимум 24 спътника в шест орбити.
IV. Само началото
ПРЕЗ ЛЯТОТО НА 1907 г. Макс фон Лауе, личният асис¬тент на великия физик Макс Планк, е пратен в Берн, за да се срещне с мъжа, който е публикувал тези изключителни статии в уважаваното издание "Анален дер Физик" през 1905 г.
Когато Фон Лауе пристига, за да направи проучване, открива, че мъжът, който би трябвало да е хер доктор професор Айнщайн, не е в Университета в Берн, а очевидно пребивава в сградата на пощата, която приютява Патентното бюро.1 Той влиза вътре и пита за професора, когото търси. Няколко минути по-късно един любезен млад мъж влиза в чакалнята. Фон Лауе не му обръща ни¬какво внимание, очаквайки професора. Младият мъж изглежда сконфузен – защо ли е повикан тук, ако няма някой, който да го поздрави? – преди да се върне на бюрото си на третия етаж.
Фон Лауе задава още един въпрос: със сигурност, на професо¬ра няма да отнеме чак толкова дълго време, за да слезе долу? След като чака още малко, Айнщайн влиза за втори път. И едва тогава асистентът на Планк осъзнава, че това трябва да е големият мисли¬тел; не професор, дори не и доктор – а дребен служител в сградата на пощата.
Мая си припомня как Айнщайн си е мислил, че публикации¬те му в Анален ще бъдат незабавно забелязани, и е разочарован, когато му се струва, че е напълно игнориран. Причината за това е отчасти, че не се е постарал да напише откритията си в обичайна¬та научна форма – с множество бележки под линия и препратки до предишни трудове на прочути професори. В основния му труд има малко бележи, но в последния параграф той благодари искре¬но на своя приятел Микеле Бесо, който му помогнал със смислени и пространни дискусии за физиката, докато правели дълги разход¬ки извън Берн. Но причината отчасти е в трудното схващане на идеите на Айнщайн.
Той разработва теориите си, използвайки общи принципи. Тази техника му помага и в Патентното бюро, където се е научил как да прилага тези принципи на по-високо ниво, за да прецени дали изобретението ще действа, или не. Ако изобретателят каже, че устройството, изпратено за оценка, използва вечно движение например, Айнщайн знае, че ще отхвърли кандидатурата веднага. Вечното движение – Perpetuum mobile – е невъзможно, не и в на¬шия земен свят на триене и ентропия.
Приложен към по-амби¬циозни проекти, простият, абстрактен подход на Айнщайн често прави теориите му трудни за схващане от колегите му, а с това и трудни за дискутиране.
В разработките си от 1905 г. Айнщайн използва система от принципи с по-висок порядък, за да измисли идеи, които са шо¬киращо странни. В ноемврийската му статия има формула Е=mс2, в която се твърди – доста точно, – че енергията е много дифузна форма на масата, а масата е изключително плътно сбита енергия. За всеки образован човек в стандартната викторианска наука това твърдение е наистина доста шокиращо. Но уравнението е просто едно следствие от по-широката специална теория на относител¬ността от предишната му, септемврийска статия – теория, която фундаментално променя начина на наблюдение на явленията в пространството и времето.
Специалната теория на относителността има други, също тол¬кова особени заключения, освен това, което Айнщайн е извел в Е=mс2. В септемврийската си статия той обяснява, че ако наблю¬даваме влак, пътуващ достатъчно бързо, ще видим, че той става по-къс в посоката, в която се движи. Най-големите локомотиви, движейки се достатъчно бързо, ще станат не по-дебели от пощен¬ска марка. И времето не е това, което сме си представяли. Ние сме привикнали да мислим, че времето винаги "тече" със същото тем¬по за всеки.
Но някой, ускоряващ се все по-далеч от Земята, би могъл да види представителите на човешкия род, бръмчащи през вековете в нещо, което ще му се стори само няколко кратки ми-нути, докато ние долу, ако бихме могли да наблюдаваме пътника в космоса чрез достатъчно мощен телескоп, ще видим, че животът му ще забави почти до спиране. Както наблюдателят на Земята, така и пътешественикът ще чувстват, че неговият живот е норма¬лен, а този на другия се е променил.
Случва ли се всъщност нещо странно? Много физици – поне тези, които са си дали труд да проучат теорията на Айнщайн – в началото оспорват идеята му. Теоретичната физика все още е в за¬родиш и един от от малкото професори в това поле, изтъкнатият Арнолд Зомерфилд от Мюнхен, пише конфиденциално на един приятел: "Този непонятен и необясним догматизъм [на Айнщайн] изглежда съдържа нещо почти нездравословно. Един англичанин едва ли би създал тази теория; тя вероятно отразява [...] абстракт¬но-концептуалния характер на семита."
Но дори и Зомерфилд, когато проучва доводите на Айнщайн, вижда, че те са неопровержими. Ние не забелязваме тези стран¬ни последствия, защото те са видими само при екстремно високи скорости или в редки случаи, когато атомите са толкова крехко конструирани и могат да се разлетят, както в пробите с радия, които толкова озадачили Мария Кюри. Но ако някога навлезем в тези сфери, ще видим, че всички тези странни дейности, които Айнщайн описва, са верни.
До средата на 1907 г. физиците бавно ще възприемат идеите на Айнщайн, около година и половина след като статиите през него¬вата annus mirabilis са публикувани, но Фон Лауе е първият виден учен, който посещава Берн. Айнщайн сграбчва възможността, не само за да отрие рамене с научния елит, а да разбере дали, ако го направи, ще може да намери начин да се измъкне от Патентното бюро и да заеме академичния пост, който му се изплъзва от толко¬ва много време.
Айнщайн получава позволение да си вземе почивка и заедно с Фон Лауе се разхождат по улиците на Берн, говорейки си за по¬следните открития от Берлин, Хайделберг и други важни научни центрове. Айнщайн, както винаги, пуши евтина пура и е достатъч¬но щедър, за да предложи една и на спътника си. (Фон Лауе, при-викнал на по-качествен тютюн, сръчно успял да я "изпусне" през моста). Но въпреки сондажите на Айнщайн и въпреки любезните му писма впоследствие, не последвало предложение за работа след срещата им.
Айнщайн остава на работа в Патентното бюро, където на обикновеното полуотвесно бюро продължава да работи за дирек¬тор Халер, както го е правил половин десетилетие. В безсилието си той моли стар приятел от ранните дни в Берн да се върне и да се присъедини към него в Патентното бюро
"Вероятно ще мога да те вмъкна между патентните роби – пише ентусиазирано Айнщайн. – Имай предвид, че освен осем¬часовия работен ден, във всеки ден има и осем часа за шляене. [...] Ще ми бъде много приятно, ако ти си тук." Приятелят му не при¬ел предложението.
След като постиженията му през 1905 г. не водят до особено го¬леми резултати и Патентното бюро все още е с шестдневна работна седмица – а единствената научна библиотека в Берн е затворена в неделя, – Айнщайн още веднъж чувства, че академичният свят му се изплъзва. Не че не се е опитвал да си намери друга работа. Знае, че преподаването в гимназия ще му подсигури повече свободни часове и в агонията си в Патентното бюро Айнщайн обсипва приятеля си Марсел Гросман с въпроси как да си намери постоянна работа в швейцарско училище.
Ще има ли проблеми с това, че той говори стандартен немски, вместо швейцарски диалект? Да спо¬мене ли научните си трудове? Дали трябва да се обърне лично към директорите, или фактът, че прилича на евреин, ще му попречи? Каквито и съвети да му е дал Гросман, не му е помогнал особено. Когато Айнщайн кандидатства в гимназия близо до Цюрих, той е един от двайсет и един кандидати. Трима са поканени на интервю. Патентният чиновник Айнщайн не е един от тях.
Айнщайн се бори и за мястото на преподавател в Университета в Берн. При първия му опит през юни 1907 г. му е съобщено, че трябва да завърши първо дисертацията си. Тъй като изобщо няма дисертация, той изпраща копия от статиите си от 1905 г., като поне три от тях заслужават Нобелова награда. Септемврийската студия, в която се излага специалната теория на относителността, както и ноемврийската, доказваща, че Е=mс2, са следствие на това. Но има и такава, в която представя великата си идея за фотоните.
Вероятно и четвъртата студия през тази година – изграждане на прости микроскопски наблюдения, за да се докаже съществува¬нето на атома – също заслужава Нобелова награда. Но админи¬страторите в университета му отговарят, обяснявайки много ясно, че хер Айнщайн вероятно не е разбрал как стоят нещата. Това е Швейцария. Има бюрократични изисквания. Той е задължен да изпрати дисертация, а не някаква разнородна колекция от статии. Кандидатурата му е отхвърлена.
МАКАР И ЗАКОТВЕН в Патентното бюро, със спорадични посещения от учени като Фон Лауе, Айнщайн не се предава. Той знае, че е отхвърлен заради проблемите в самите ограничения на научното разбиране и че дори и най-големите умове правят греш¬ки. И знае, че през 1905 г. вече е разрешил един от големите про¬блеми на науката: защо Вселената е разделена на толкова много отделни "частици". Удивителният отговор е, че не е така: масата и енергията са толкова дълбоко свързани, че всяка от тях може да се разглежда като различен аспект на другата. Той дори е раз¬крил точно как Вселената систематизира взаимосвързаните маса и енергия, за да се мести напред и назад. Всичко това е тук, в Е=mс2.
С откритието, че тези уж отдалечени сфери са взаимосвързани, Айнщайн е подготвен за още едно подобно откритие, което ще го изведе до още по-големи висини. Ако цялата маса и енергия във Вселената са взаимосвързани, то тогава вероятно можем да мислим, че всички "неща" са взаимосвързани – но защо все пак е останала наглед отделена сфера на празно пространство? Ако я има тази втора сфера, стояща покрай онези неща на масата и енер¬гията – покрай локомотивите и планетите, и огъня, и звездите на цялата Вселена, – няма да изглежда много обединено. Защо нау¬ката стига до застой, без да събере цялото пространство и всички "неща" заедно, под заглавие на една единна, велика теория?
Айнщайн започва да разсъждава в по-широк контекст, в който цялата енергия и цялата маса – всички "неща" на Вселената – се придвижват. Нещо трябва да ги предизвиква, да ги води. Това из¬глежда невъзможно в плоското празно пространство край нас – но ако има някакво обяснение за това как масата и енергията се дви¬жат наоколо в тази очевидна празнота? Ами ако това простран-ство не е съвсем празно и плоско, както изглежда?
За практичните мислители това изглежда невъзможно.
Ние знаем, че кривата на океанската издутина може да отклони лодката в една посока. Но в това има смисъл, защото издутината е просто повърхност на по-голямото, триизмерно тяло на водата. Тялото е онова, около което повърхността на водата се издува. Ако пред¬положенията на Айнщайн са верни и пространството по някакъв начин се изкривява, възниква и въпросът:
Около какво всъщност се изкривява?
За да разберем решението на Айнщайн – и увереността, която той е придобил от него, както и ужасните грешки, до които го е довело, – ще трябва да се обърнем за помощ към скромния вик¬ториански учител Едуин Абът. Именно той е открил, че макар да е невъзможно да визуализираме измерение, по-високо от трой¬ното, сред което живеем, възможно е да получим идея как бихме могли всъщност да съществуваме неосъзнато вътре в рамките на Вселена с повече измерения.