Брайан Кокс - Почему Е=mc²? И почему это должно нас волновать
В конце книги о теориях относительности Эйнштейна появляется соблазн внести свою лепту в формирование культа этой великой личности, который, к сожалению, сложился в последнее время. Однако это не входит в наши намерения. На самом деле такой культ сдерживает будущее развитие, поскольку создает впечатление, что наука – это прерогатива выдающихся людей, обладающих уникальной способностью понимать суть происходящего, недоступную остальным. Нет ничего более далекого от истины. Теория относительности не была результатом работы одного человека, хотя под влиянием книг, посвященных этой теме, порой может сложиться именно такое мнение. Вне всяких сомнений, Эйнштейн был одним из величайших представителей науки, но, как мы подчеркивали на протяжении всего повествования, он пришел к кардинальному пересмотру концепций пространства и времени под влиянием результатов, полученных благодаря любознательности и мастерству многих других ученых. Эйнштейн не был особенным человеком, а его интеллект не был сверхъестественным. Он был великим ученым, который сделал то, что делают все ученые: серьезно воспринял простые вещи и сделал из этого логические выводы. Гениальность Эйнштейна заключалась в том, что он серьезно отнесся к постоянству скорости света, которая вытекала из уравнений Максвелла, а также к принципу эквивалентности, открытому Галилеем.
Мы искренне надеемся, что написали книгу, которая поможет далеким от науки людям понять теории Эйнштейна. Она доступна для неспециалистов, поскольку на самом деле не настолько сложна. При наличии подходящей отправной точки путь к более глубокому пониманию устройства Вселенной можно преодолеть, совершая небольшие осторожные шаги. Наука по своей сути – скромное занятие, и эта скромность лежит в основе ее успеха. Теории Эйнштейна пользуются уважением, так как они правильны ровно настолько, насколько мы можем об этом судить, но все же это не Священное Писание. Откровенно говоря, они будут сохранять актуальность до тех пор, пока не появится нечто более совершенное. Великих представителей науки глубоко уважают не как пророков, а как кропотливых тружеников, которые вносят значимый вклад в наше понимание мироустройства. Безусловно, имена некоторых из них известны миллионам людей, но нет ни одного ученого, репутация которого могла бы защитить его теорию от жесткой критики эксперимента. Вселенная не считается с репутацией. Галилей, Ньютон, Фарадей, Максвелл, Эйнштейн, Дирак, Фейнман, Глэшоу, Салам, Вайнберг… Все они великие ученые, хотя первые четверо были правы только отчасти, а остальных эта же судьба вполне может ожидать в XXI столетии.
С учетом вышесказанного мы абсолютно уверены, что специальную и общую теории относительности Эйнштейна всегда будут помнить как два величайших достижения человеческого интеллекта, причем не в последнюю очередь потому, что эти теории демонстрируют силу воображения. На основании вдохновляющего сочетания чистой мысли и небольшого количества экспериментальных данных человек смог изменить представления об устройстве Вселенной. Физика Эйнштейна, которая доставляет огромное эстетическое и философское удовольствие и в то же время приносит огромную пользу, позволяет извлечь важный урок, истинную значимость которого редко ценят по достоинству. Наукой движет пытливый ум, наделенный даром мечтать, в сочетании с техническими возможностями и дисциплиной мышления. Если бы общество времен Эйнштейна пришло к выводу, что ему необходим новый источник энергии для удовлетворения нужд граждан, то невозможно даже представить, что некий просвещенный политик для решения этой проблемы направил бы общественные фонды на изучение природы пространства и времени. Но, как мы увидели, именно этот путь привел к открытию уравнения E = mc² и обеспечил возможность высвободить энергию атомного ядра. На основании простейших идей (что скорость пучка света – это одинаковая абсолютно для всех величина) был открыт настоящий клад. «На основании простейших идей…» Если бы нужно было написать эпитафию величайшим научным достижениям, она начиналась бы именно с этих слов. Пытливый ум получает удовольствие от наблюдения и анализа мельчайших, на первый взгляд незначительных деталей окружающего мира, что не раз приводило к самым удивительным открытиям. Чудеса окружают нас со всех сторон, и, если мы готовы их увидеть и осознать, перед нами откроются безграничные возможности. Пока во Вселенной есть люди, движимые естественным стремлением понять окружающий мир, Альберта Эйнштейна будут помнить, воспринимая его как источник вдохновения и пример для подражания.
От автора
Мы благодарны нашим менеджерам и агентам Сьюзан, Диане и Джорджу, а также редакторам Бену и Циске. Мы также выражаем особую признательность своим коллегам: Ричарду Бэтти, Фреду Лебингеру, Робину Маршаллу, Саймону Марцани, Иэну Морисону и Гэвину Смиту. Мы искренне признательны Наоми Бейкер, особенно за комментарии к первым главам, а также Джиа Милинович за уместные вопросы.
Сноски
1
Частица, или бозон, Хиггса – тип субатомной частицы, придающей силу. Бозон Хиггса был постулирован в 1964 году английским профессором Питером Хиггсом, который предположил, что существование бозона объяснит, почему материя имеет массу, а не летает по Вселенной как, например, фотоны света. Открытие бозона Хиггса признано научным прорывом 2012 года; за теоретическое обоснование его существования 8 октября 2013 года Питер Хиггс и бельгийский физик Франсуа Энглер получили Нобелевскую премию в области физики. Прим. ред.
2
Имеется в виду Базз Олдрин (Buzz Aldrin), пилот лунного модуля «Аполлон-11». Прим. перев.
3
Бертран Артур Уильям Рассел (Bertrand Arthur William Russell, 1872–1970) – британский философ, общественный деятель и математик. Лауреат Нобелевской премии по литературе 1950 года. Прим. ред.
4
Ричард Филлипс Фейнман (Файнман) (Richard Phillips Feynman, 1918–1988) – выдающийся американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (1965, совместно с С. Томонагой и Дж. Швингером). Прим. ред.
5
Аббревиатура от фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Европейский совет по ядерным исследованиям). Также иногда переводится как Европейский Центр ядерных исследований. В русском языке обычно используется аббревиатура ЦЕРН. Прим. ред.
6
Альберт Абрахам Майкельсон (Albert Abraham Michelson, 1852–1931) – американский физик, известен изобретением названного его именем интерферометра Майкельсона и прецизионными измерениями скорости света. В 1907 году стал лауреатом Нобелевской премии по физике. Прим. ред.
7
Эдвард Уильямс Морли (Edward Williams Morley, 1838–1923) – американский физик и химик. Наибольшую известность получили его работы в области интерферометрии, выполненные совместно с Альбертом Майкельсоном. Прим. ред.
8
Кроме Майкельсона и Морли, эфир пытались обнаружить многие ученые, но все результаты были одинаковыми – нулевыми. Прим. авт.
9
Изамбард Кингдом Брюнель (Isambard Kingdom Brunel, 1806–1859) – британский инженер, одна из крупных фигур в истории промышленной революции, оставил по себе славу одного из первых инженеров XIX века. Построил 25 железных дорог в Англии, Ирландии, Италии, Индии. Проектировал и руководил постройкой восьми пирсов и сухих доков, пяти висячих мостов, 125 железнодорожных мостов, трех крупных пароходов. В 1855 году опубликовал проект строительства Панамского канала. Прим. ред.
10
Мост у города Бристоль, Великобритания, одна из главных достопримечательностей города и страны, был сооружен в 1836–1864 годах. Первый самостоятельный проект Брюнеля. Прим. ред.
11
Издана на русском языке: Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. М.: Наука, 1989.
12
Главный труд Эвклида, написанный около 300 года до н. э. и посвященный систематическому построению геометрии. Прим. ред.
13
Одна наносекунда составляет одну тысячную микросекунды, или 0,000000001 секунды. Прим. авт.
14
Закрытый ящик нужен просто для того, чтобы мы не могли взглянуть в окно поезда и выяснить, движемся ли мы. Понятно, что это не имеет никакого значения – взгляд в окно может сказать нам о движении относительно земли, не более того.
