Эйнштейн (Жизнь, Смерть, Бессмертие)

В своем дальнейшем развитии физика столкнулась с затруднениями: определенное положение частицы не всегда может получить такой простой физический смысл. То же относится к моменту времени, когда происходят события в жизни частицы. Создание единой теории, которая исходила бы из постулатов относительности и из указанной неопределенности координат и времени "событий", стало начиная с тридцатых годов одной из основных задач теоретической физики.

138

Чтобы подойти впоследствии к этой проблеме, нам нужно сейчас коснуться тех изменений, которые претерпели в работах Эйнштейна понятия массы и энергии.

Когда при скорости, приближающейся к скорости света, дополнительные импульсы дают все меньшее ускорение, дело происходит так, как будто масса тела растет по мере увеличения скорости и стремится к бесконечности, когда скорость тела стремится к скорости света. Именно таково соотношение между массой и скоростью. Отсюда Эйнштейн вывел соотношение между эпергией движущегося тела и его зависящей от скорости массой. Чтобы получить массу, зависящую от скорости, массу движения тела (этого понятия не было в классической физике), нужно разделить энергию движения на квадрат скорости света, т.е. на громадное число, которое получится, если скорость света, выраженную в сантиметрах в секунду, т.е. 30 000 000 000 (3x10 в 10 степени), возвести в квадрат. На это число (900 000 000 000 000 000 000, т.е. 9x10 в20 степени) нужно разделить энергию (выраженную в эргах), чтобы получить массу (в граммах) и соответственно на это число нужно умножить массу, чтобы получить энергию. Но тела обладают массой и тогда, когда они неподвижны. Эта масса называется массой покоя.

Не все тела обладают массой покоя; частицы электромагнитного излучения - кванты света, т.е. фотоны, - не обладают такой массой и никогда ни в одной системе отсчета не остаются неподвижными, ведь свет распространяется с одной и той же скоростью 300 000 километров в секунду во всех системах отсчета. Но другие частицы обладают массой покоя. Эйнштейн предположил, что масса покоя тела пропорциональна внутренней энергии подобно тому, как масса движения (дополнительная масса, обязанная движению тела) пропорциональна энергии движения тела. Внутренняя энергия тела равна массе покоя, умноженной на квадрат скорости света (на число 9x10 в 20 степени). Написанное только что число с двадцатью нулями указывало на ничтожный прирост массы при обычных скоростях. Этот прирост равен приросту энергии движения тела, деленному на колоссальное число. Теперь число

139

9x10 в 20 сепени в первую очередь указывает на огромную величину энергии, соответствующую единице массы. Число, которое было мерой отдаленности теории относительности от практически применяемых процессов, стало мерой ее мощного воздействия на эти процессы. Мы уже вступили в эпоху практического использования энергий, сопоставимых со всей, внутренней энергией частиц. В атомных реакторах освобождается энергия порядка тысячных долей этой полной внутренней энергии частиц, равной массе покоя, умноженной на квадрат скорости света. Раньше техника оперировала энергиями тел порядка миллионных долей их полной внутренней энергии. Впереди - быть может, использование энергии одного порядка со всей внутренней энергией тел. Такое использование основано на процессах перехода всей внутренней энергии тел (и, соответственно, массы покоя) в энергию движения (и, соответственно, в массу движения). Подобный переход означал бы, что частица с массой покоя превращается в частицу, лишенную массы покоя. Как мы увидим, такие переходы были предсказаны при объединении теории относительности с квантовой механикой и потом экспериментально обнаружены. Мы увидим также, что указанные переходы, т.е. превращения частиц одного типа в частицы другого типа, выходят за рамки не только ньютоновой картины мира, но и "классического идеала", т.е. картины движения тождественных себе тел. Такова общая судьба идей Эйнштейна. Выдвинутые с тем, чтобы упорядочить классическое представление о мире, они привели к более радикальным результатам.

Прага и Цюрих

Научный подвиг Кеплера стал возможным, когда мыслитель освободился в высокой степени от унаследованных интеллектуальных традиций. Речь идет не только о традициях, освященных авторитетом церкви, но и о всем, что ограничивает значение мысли и опыта в познании мира и в жизни людей.

Эйнштейн