Альберт Эйнштейн приехал в Цюрих в октябре 1896 года из Аарау, где он одним из лучших окончил кантональную школу, получив право поступления без вступительных экзаменов в Федеральный политехнический институт, который в просторечии называли Политехникумом или даже просто Поли. В тот год Политехникуму исполнился 41 год. Это было единственное высшее учебное заведение Швейцарии, которое подчинялось не какому-то кантону, а напрямую федеральному правительству в Берне. Поначалу хотели создать федеральный университет, но кантональные власти побоялись, что это уменьшит значимость местных университетов и воспротивились инициативе. Компромиссом оказалось создание федерального института для подготовки инженеров и преподавателей гимназий. И хотя Политехникум, в отличие от университетов, не имел права присваивать докторские степени1, состав его преподавательских кадров был на уровне лучших университетов Европы.
Первый раз Эйнштейн попытался поступить в Политехникум годом ранее. Тогда это была явная авантюра: бывшему ученику мюнхенской гимназии, так и не закончившему гимназический курс, исполнилось в тот год шестнадцать, а в Политехникум принимали с восемнадцати. Эйнштейн знал правила. Летом 1895 года он писал своему дяде Цезарю Коху: «Как ты уже знаешь, я буду поступать в Цюрихе в Политехникум. С этим связаны определенные трудности, так как я должен был бы быть на два года старше».
Друг семьи Эйнштейнов Густав Майер, проживавший в Цюрихе, обратился с письмом к ректору Политехникума профессору Альбину Герцогу, в котором расхваливал способности юноши к математике и физике. Герцог ответил Майеру письмом, которое сохранилось в архиве библиотеки Политехникума2. В нем Герцог сообщает, что не считает правильным даже «вундеркиндов» освобождать от необходимости сдавать все школьные экзамены перед поступлением в институт, однако в виде исключения разрешил всё же шестнадцатилетнему Эйнштейну проверить себя на вступительных экзаменах в Политехникум.
Вступительные экзамены продолжались несколько дней. Проверялись знания по арифметике, алгебре, геометрии, физике, химии, черчению, иностранному языку, истории, литературе и естествознанию. Показав прекрасные знания по физике и математике, Эйнштейн откровенно провалился на экзаменах по ботанике, зоологии и французскому языку .
Эйнштейн тогда записался на инженерное отделение Политехникума (термин «факультет» был в Цюрихе не в ходу). В «Автобиографических набросках» он вспоминал: «Экзамен показал мне прискорбную недостаточность моей подготовки несмотря на то, что экзаменаторы были снисходительны и полны сочувствия. Я понимал, что мой провал был вполне оправдан. Отрадно было лишь то, что физик Г. Ф. Вебер сказал мне, что я могу слушать его коллег, если останусь в Цюрихе. Но ректор, профессор Альбин Герцог, рекомендовал меня в кантональную школу в Аарау, где после годичного обучения я сдал экзамен на аттестат зрелости» [4, c. 350].
После школы в Аарау Эйнштейн выбрал для себя не инженерное, а физико-математическое отделение. В осенний семестр 1896 года вместе с Эйнштейном на отделение VI, готовящее преподавателей математики и естествознания для гимназий, в его математическую секцию A поступили еще девять юношей и одна девушка. Девушку сейчас все хорошо знают — это была Милева Марич, ставшая впоследствии женой Альберта. Из юношей до промежуточного преддипломного испытания, проводимого в третий год обучения, дошли пятеро: кроме Альберта Эйнштейна Якоб Эрат, Марсель Гроссман, Луи Коллрос и Луи-Густав дю Паскье. Альберт был самым молодым из этой пятерки: в год поступления в Политехникум ему исполнилось семнадцать лет. Гроссман и Коллрос были старше почти на год, дю Паскье — на два с половиной, Эрат и Милева — на три с небольшим года.
Из преподавателей Эйнштейна обычно выделяют троих: двух выдающихся математиков, профессоров Германа Минковского и Адольфа Гурвица, которые могли бы составить славу любому первоклассному университету, и физика Генриха Фридриха Вебера, отношения с которым у Эйнштейна вначале были прекрасными, а потом испортились. Своих преподавателей математики будущий создатель теории относительности в молодости явно недооценивал. В «Автобиографических заметках» он признается: «Там у меня были прекрасные преподаватели (например, Гурвиц, Минковский), так что, собственно говоря, я мог бы получить солидное математическое образование. Я же большую часть времени работал в физической лаборатории, увлеченный непосредственным соприкосновением с опытом. Остальное время я использовал главным образом для того, чтобы дома изучать труды Кирхгофа, Гельмгольца, Герца и т. п.» [5, c. 264].
Только спустя десятилетия Эйнштейн понял, что «доступ к более глубоким принципиальным проблемам в физике требует тончайших математических методов. Это стало мне выясняться лишь постепенно, после многих лет самостоятельной научной работы» [5, c. 264]. В «Автобиографических набросках» объясняет причины своего юношеского пренебрежения математикой: «Но высшая математика еще мало интересовала меня в студенческие годы. Мне ошибочно казалось, что это настолько разветвленная область, что можно легко растратить всю свою энергию в далекой провинции. К тому же по своей наивности я считал, что для физики достаточно твердо усвоить элементарные математические понятия и иметь их готовыми для применения, а остальное состоит в бесполезных для физики тонкостях, — заблуждение, которое только позднее я с сожалением осознал. У меня, очевидно, не хватало математических способностей, чтобы отличить центральное и фундаментальное от периферийного и не принципиально важного» [4, c. 351].
Надо отметить, что недостаточность своих математических знаний Эйнштейн ощущал и в процессе создания общей теории относительности, и в попытках разработать единую теорию поля. Ему постоянно требовались ассистенты для выполнения математических расчетов и исследования математических моделей. Даже согласие на переезд в Принстон и работу в Институте перспективных исследований он дал только после того, как ему обещали взять на работу и его ассистента Вальтера Майера, с которым он работал с 1929 года. Правда, их сотрудничество вскоре после прибытия в Америку распалось, и Эйнштейн вынужден был искать новых помощников, сильных в математике.
Для полноты картины назовем и других преподавателей Эйнштейна в Цюрихе. Профессор Вильгельм Фидлер читал курс по проективной и начертательной геометрии, профессор Карл Фридрих Гейзер — курс аналитической геометрии и теории инвариантов. Лекции Гейзера по дифференциальной геометрии произвели на Эйнштейна большое впечатление своей художественностью: «Захватывали меня также лекции профессора Гейзера по дифференциальной геометрии, которые были настоящими шедеврами педагогического искусства и очень помогли мне позднее в борьбе, развернувшейся вокруг общей теории относительности».
Первые три семестра студенты физико-математического отделения изучали математику, разделившись по языку: Эйнштейн, Гроссман, Эрат и Марич слушали лекции Гурвица и Фидлера на немецком, остальные посещали лекции Жерома Франеля и Мариуса Лакомба, которые читались на инженерном отделении по-французски. Франель и Гейзер сыграли важную роль в истории Политехникума. Заведующий кафедрой математики на французском языке Жером Франель был ректором Цюрихской высшей технической школы в 1905–1909 годах и много сделал для ее перестройки и расширения прав до уровня прав университетов. В первый год его ректорства широко отмечалось пятидесятилетие со дня создания Политехникума. Франель добился права присуждать докторские степени выпускникам Политехникума, правда, не сразу: первые собственные доктора наук появились там в 1909 году.
Из обязательных курсов, которые должен был посещать Эйнштейн, отметим еще «Введение в астрономию» Альфреда Вольфера и «Философию Канта» Августа Штадлера. Выбор необязательных учебных дисциплин был тоже довольно широк. Карл Фридрих Гейзер, помимо дифференциальной геометрии, которой так восхищался Эйнштейн, читал курс внешней баллистики, Эрнст Фидлер рассказывал о центральных проекциях. Были курсы, напрямую не связанные с математикой или физикой. Например, историк Вильгельм Эксли3 читал лекции о политике Швейцарии и истории ее культуры, Юлиус Платтер — о банковском и биржевом деле, Якоб Ребштейн — об основах статистики и страхования, Роберт Зайчик — о творчестве и мировоззрении Гёте [6, c. 23]. Самое сильное впечатление произвел на Эйнштейна курс геологии, который читал Альберт Хайм (Albert Heim, иногда пишут Альберт Гейм). Несмотря на то, что лекции Хайма начинались в семь часов утра, его аудитории были всегда переполнены. В письме сыну Альберта Хайма Арнольду, отправленном 14 июля 1952 года, более полувека спустя после обучения в Политехникуме, Эйнштейн с грустью вспоминал «меланхолическое волшебство» рано начинавшихся лекций его отца