Берн, Швейцария, 1905 год. В здании Федерального патентного бюро на третьем этаже сидит молодой служащий. Ему 26 лет, он проверяет заявки на патенты: механические устройства, электромагнитные приборы, всякую техническую рутину. Но в свободные минуты, а их у него довольно много, он думает о свете, времени, пространстве. Зовут его Альберт Эйнштейн. И за этот год он напишет четыре статьи, которые перевернут науку. Учёные назовут 1905-й его annus mirabilis — «годом чудес».
Выпускник без работы и без перспектив
Эйнштейн окончил Цюрихский политехнический институт, но профессора его не любили — слишком независимый, спорит с авторитетами, прогуливает лекции. Рекомендательных писем не дали, на академическую должность не взяли. Он скитался, давал частные уроки, жил впроголодь.
Спас его друг Марсель Гроссман, отец которого помог устроить Эйнштейна в патентное бюро. Работа была скучной, но стабильной. И, что важно, не слишком напряжённой. Эйнштейн справлялся за несколько часов, а остальное время думал о физике.
Четыре статьи, которые изменили мир
В 1905 году Эйнштейн публикует в журнале Annalen der Physik четыре работы:
- Март: о фотоэлектрическом эффекте — свет ведёт себя как поток частиц (фотонов). Эта работа принесёт ему Нобелевскую премию.
- Май: о броуновском движении — доказательство существования атомов через статистику.
- Июнь: специальная теория относительности — пространство и время не абсолютны, они зависят от скорости наблюдателя.
- Ноябрь: дополнение к теории относительности, где выводится формула E=mc² — энергия равна массе, умноженной на квадрат скорости света.
Всё это — за один год. Работая клерком, без лаборатории, без ассистентов, без научного статуса, только ручка, бумага и голова, полная революционных идей.
Как рождалась относительность
Говорят, что решающий момент пришёл в мае 1905 года, во время разговора с другом и коллегой по бюро Мишелем Бессо. Они обсуждали проблемы, которые мучили физиков: почему скорость света постоянна? Как согласовать механику Ньютона с электромагнетизмом Максвелла?
Эйнштейн внезапно понял: проблема в самом понятии «одновременности». Два события могут быть одновременными для одного наблюдателя и неодновременными для другого, движущегося относительно первого. Время не абсолютно!
Через шесть недель он написал статью «К электродинамике движущихся тел» — скромное название для текста, который разрушил представления о пространстве и времени, державшиеся со времён Ньютона. Сам Эйнштейн назвал эту работу «очень революционной».
Патентное бюро как тихая гавань
Почему именно в патентном бюро родились эти идеи? Потому что там Эйнштейн был свободен. В университете его бы заставляли преподавать, участвовать в интригах, подстраиваться под мнение старших коллег. В бюро от него требовалось только исправно проверять заявки — всё остальное время принадлежало ему.
Работа с патентами развивала умение видеть суть за техническими деталями, отделять главное от второстепенного. Может это и было тренировкой мысли, которая пригодилась ему в физике?
Ньютон и Эйнштейн: два чуда в изоляции
Интересно, что единственный сопоставимый случай в истории науки — это Исаак Ньютон в 1665-1666 годах, когда тот, спасаясь от чумы, разработал основы математического анализа, теории гравитации и оптики в деревенской изоляции. Оба гения совершили прорывы не в центрах науки, а на периферии — там, где никто не мешал думать.
Эйнштейн позже скажет: «Я многим обязан Бессо» — единственный человек, которого он благодарит в статье о теории относительности. Не профессоров, не академиков, а друга-клерка, с которым можно было спорить по дороге домой.
От клерка до иконы
Через несколько лет Эйнштейн станет профессором, потом — мировой знаменитостью. Но его annus mirabilis случился именно тогда, когда он был «никем» — безвестным служащим третьего разряда. Доказательство того, что для революционной мысли не нужны регалии, лаборатории и гранты. Нужны только свободное время, смелость сомневаться в очевидном и лист бумаги.