Евгений Беркович - Антиподы. Альберт Эйнштейн и другие люди в контексте физики и истории

Возможно, необычайная близость Вашего места проживания даст мне удовольствие Вас здесь увидеть» [Schönbeck, 2000 стр. 10].

В этом письме упоминаются «различные точки зрения на фотоэлектрические скорости». Имеется в виду различный подход к объяснению фотоэффекта. Эйнштейн в своей «квантовой гипотезе фотоэффекта» допускал, что каждый квант света «выбивает» из освещенного катода один электрон, которому передает свою энергию, пропорциональную частоте света. Это совершенно новое представление, невозможное в рамках классической физики. Ленард, напротив, был убежден, что все можно объяснить, оставаясь в этих рамках. Он считал, в частности, что внутри атома происходят какие-то сложные движения, и при освещении возникает явление резонанса, в результате чего атом испускает электроны. Объяснить явление так просто и лаконично, как сделал Эйнштейн, Ленард не мог, но не терял надежды, что в будущем это ему удастся.

Уже в этом первом заочном столкновении мнений двух выдающихся физиков определилось принципиальное различие их подходов к изучению новых явлений. В последующих дискуссиях о теории относительности оно проявится еще отчетливее. Это различие состоит в следующем. Если какое-то физическое явление не удается понять на основе классических представлений, то Эйнштейн был готов этими представлениями пожертвовать и дать простое объяснение в рамках новой теории. С этим Ленард смириться не мог и всегда искал пусть сложную, но принципиально классическую модель явления. Он был убежден, что на основе классических физических принципов можно объяснить все, что происходит в природе, и отказываться от них только потому, что мы еще не можем понять результаты того или иного эксперимента, неразумно. Ленард всю жизнь был предан классической физике, как прусский офицер верен данной кайзеру присяге.

Несмотря на эти принципиальные расхождения, отношения между Ленардом и Эйнштейном в эти годы были взаимно уважительны. Каждый отдавал должное профессиональным достижениям своего коллеги. Сказанное справедливо в отношении Ленарда вплоть до 1913 года. В этом году умер уже упоминавшийся экстраординарный профессор теоретической физики Гейдельбергского университета Фридрих Покельс. Ленард написал по этому случаю письмо главе мюнхенской школы физиков-теоретиков Арнольду Зоммерфельду, в котором предлагал создать в Гейдельберге должность ординарного профессора теоретической физики, «коль скоро в нашем распоряжении есть такая личность как Эйнштейн» [Schönbeck, 2000 стр. 11].

Однако с 1910 года между Эйнштейном и Ленардом стало нарастать напряжение, связанное с различными подходами к другому основополагающему понятию классической физики девятнадцатого века – мировому эфиру.

«Ленард в этих вещах сильно заблуждается»

Концепцию мирового эфира как некой всепроникающей среды, колебания которой проявляются в форме электромагнитных волн, в частности, света, выдвинул в семнадцатом веке Рене Декарт. В девятнадцатом веке эфир стал неотъемлемой частью волновой оптики и электромагнитной теории Максвелла. Эфир позволял дать простые, наглядные, «механические» объяснения сложным электродинамическим явлениям.

Однако к концу века в теории эфира появились серьезные противоречия, которые классическая физика разрешить не могла. Например, почему Земля движется в упругой среде эфира без потери скорости? Созданием специальной теории относительности в 1905 году Эйнштейн одним ударом разрешил все проблемы, связанные с мировым эфиром: он просто объявил его несуществующим. Для описания физических явлений в новой теории эфир оказался не нужным.

Для многих ученых, выросших на представлениях классической физики девятнадцатого века, прежде всего, для Ленарда, отказ от эфира был неприемлем. Филипп просто не мог себе представить электромагнитные волны, открытые его учителем Генрихом Герцем, распространяющиеся в пространстве без присутствия носителя – эфира. Наглядность объяснения, механическая интерпретация любого явления были для Ленарда непременным условием научного видения мира. Поэтому он не мог принять специальную теорию относительности, выбрасывающую понятие «эфир» из лексикона физики.

На открытое выступление против концепции Эйнштейна Ленард решился в 1910 году. Свое видение проблемы он изложил в докладе на заседании Гейдельбергской академии наук 4 июня. Доклад назывался «Об эфире и материи». Этот доклад был опубликован в трудах академии [Lenard, 1910], а затем в виде отдельной брошюры. В 1911 году вышло ее второе издание [Lenard, 1911].

По сути, это был призыв вернуться к представлениям ньютоновской механики и электродинамики девятнадцатого века и искать решение возникающих противоречий теории и эксперимента, не отказываясь от основных постулатов классической физики. Знакомство с принципом относительности Ленард не скрывает, хотя ни одной ссылки на работы Альберта Эйнштейна в его докладе не было. Автор доклада допускает, что теорию эфира необходимо существенно дополнить, может быть, ввести так называемый «метаэфир», но отказываться от самого понятия нельзя ни в коем случае.

Идея доказать экспериментально, что эфир существует, стала главной для гейдельбергского профессора. Он задумал серию опытов с сильными электрическими и магнитными полями, в результате которых можно было бы измерить физические характеристики эфира. Эти опыты Ленард поручил провести своему ассистенту Якобу Лаубу.

Это было нелегкое задание: ведь Лауб был твердым приверженцем теории Эйнштейна и считал, что эфира в природе нет. Но задание шефа – закон, и требуемые эксперименты были проведены. Результаты, естественно, оказались отрицательными – эфир так и не был обнаружен. Об этом Ленард сообщает в брошюре 1911 года и поясняет в примечании: «Возможно, все дело в том, что эти опыты проводил господин Я. Лауб, который придерживается особого мнения, о чем он собирается сам обстоятельно доложить» [Schönbeck, 2000 стр. 13].

Это примечание – не просто свидетельство разногласий между юным ассистентом и всемогущим директором Физического института. Это знак смены поколений в физике: старое поколение не принимает новые подходы, которые для молодого поколения – естественны и понятны. Другими словами это называется «смена парадигмы», которая и происходила в физике в начале двадцатого века.

Как только Эйнштейн узнал о докладе Ленарда, он написал Лаубу, что он обо всем этом думает. Еще недавно он называл профессора гением. Теперь в письме от 27 августа 1910 года оценка совсем другая:

«Ленард в этих вещах сильно заблуждается. Его последний доклад об этом бессмысленном эфире кажется мне почти инфантильным. Далее, исследования, которые он Вам поручил (Зоммерфельд и Покельс мне об этом рассказали), просто смехотворны. Весьма сожалею, что Вы должны тратить свое время на подобные глупости» [Schönbeck, 2000 стр. 14].