10 гениев науки

Несмотря на антивоенную деятельность и личные неприятности, Эйнштейн продолжал заниматься наукой. За годы войны он опубликовал немало научных статей. В этот период его в основном интересовала гравитация. В начале 1916 года в «Annalen der Physik» была опубликована статья Эйнштейна «Основы общей теории относительности». В этой 50-страничной работе ученый с позиций теории относительности рассмотрел и объяснил явление гравитации. Многие ученые считают, что «Основы общей теории относительности» можно с полным правом назвать самым значительным и самым красивым теоретическим построением за всю историю физики. Так, через сорок лет в одном из своих докладов Макс Борн сказал: «Создание общей теории относительности представлялось мне тогда и продолжает представляться сегодня величайшим достижением человеческого мышления, направленного на познание природы, поразительнейшим сочетанием философской глубины, физической интуиции и математического искусства».

Отправной точкой рассуждений Эйнштейна стал так называемый принцип Маха, согласно которому инерциальные свойства тел обусловлены их взаимодействием с бесконечно удаленными большими массами Вселенной. В 1907 году Эйнштейн сформулировал принцип, позже получивший название принципа эквивалентности, согласно которому, инертная масса эквивалентна гравитационной.[109]

Иными словами, никакими лабораторными экспериментами невозможно определить, двигается ли лаборатория, в которой проводятся эксперименты, с ускорением, или находится под действием гравитационного поля. Позже, основываясь на принципе эквивалентности и положениях специальной теории относительности, Эйнштейн пришел к выводу, что гравитация имеет геометрическую природу. Он выдвинул и обосновал предположение о том, что вблизи любых тел происходит «искривление» пространства, в результате чего его свойства перестают подчиняться законам евклидовой геометрии. При этом имеется в виду не только привычное нам трехмерное пространство, а весь пространственно-временной континуум Минковского.

Основные идеи своей гравитационной теории Эйнштейн сформулировал еще к 1911 году. Четыре последующих года были потрачены на их математическую обработку. Он обратился за помощью к Марселю Гроссману, и к концу 1915 года друзья разработали математическое описание общей теории относительности. Не вдаваясь в подробности, хотим отметить, что одним из способов подтверждения своей теории Эйнштейн считал возможность наблюдать во время солнечного затмения отклонение световых лучей вблизи Солнца. Как мы уже писали, провести соответствующие наблюдения в 1914 году не удалось. Но 10 мая 1919 года, во время солнечного затмения, английский астрофизик Артур Эддингтон провел на острове Принсипи наблюдения, обнаружившие предсказанный Эйнштейном эффект. Это был настоящий триумф. На заседании Лондонского Королевского общества его президент, Джон Томпсон, торжественно назвал открытие Эйнштейна «одним из величайших, а может быть, и самым великим достижением в истории человеческой мысли». Артур Эддингтон писал Эйнштейну: «.вся Англия только и говорит, что о Вашей теории. Она произвела потрясающую сенсацию. Ничего лучшего с точки зрения научных связей между Англией и Германией и пожелать нельзя».

Но еще до этого была предпринята попытка популяризации идей Эйнштейна. В 1916 году один немецкий издатель обратился к ученому с предложением написать книгу, в которой автор должен был изложить основы своих теорий в доступной форме. В 1917 году книга «О специальной и общей теории относительности», с подзаголовком «общедоступное изложение», увидела свет. Сам Эйнштейн в шутку предлагал изменить подзаголовок на «общенедоступное изложение», хотя на самом деле книга была написана простым и ясным языком и не содержала сложных математических выкладок.

Одним из основных следствий общей теории относительности является заключение о том, что время и пространство есть не что иное, как «формы существования» движущейся материи и немыслимы без нее. Сам Эйнштейн в одном из интервью кратко сформулировал это следствие примерно так: раньше считали, что время и пространство останутся, даже если все вещи исчезнут из мира, теперь же мы знаем, что в этом случае больше не будет никакого пространства и времени.