Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

Визуальное представление концепций, как тому и учил Песталоцци и его последователи из Арау, стало важной особенностью мышления Эйнштейна. “Обучение визуальному видению – существенный и единственно правильный метод обучения тому, как правильно понимать вещи, – писал Песталоцци, – а обучение языкам и арифметике, несомненно, должно быть вторично”[74 - Miller 2001, 47; Maja Einstein, xxii; Seelig 1956b, 9; F?lsing, 38; Holton, On Trying to Understand Scientific Genius, в Holton 1973, 371.].

Неудивительно, что именно в этой школе Эйнштейн приохотился к мысленным экспериментам, которые помогут ему в дальнейшем стать величайшим научным гением своего времени: он попытался вообразить себе, на что может быть похож полет рядом со световым лучом. “В Арау я провел свой первый, довольно детский мысленный эксперимент, имеющий непосредственное отношение к специальной теории относительности, – рассказывал он позднее другу. – Если человек мог бы лететь за световой волной с той же самой скоростью, что и свет, волновая картина совершенно не зависела бы от времени. Конечно, такое невозможно”[75 - Bucky, 26; F?lsing, 46. Более полное описание представил сам Эйнштейн в своих Autobiographical Notes, в Schilpp, 53.].

Этот тип мысленного эксперимента – Gedankenexperiment – стал фирменным знаком и творческим методом Эйнштейна. В разное время он будет рисовать в своем воображении и удары молнии, и ускоряющиеся лифты, и падающих художников, и двухмерных жуков, ползущих по кривым веткам, а также различные хитроумные устройства, сконструированные для того, чтобы хотя бы в теории точно определить местоположение и скорость движущихся электронов.

Когда Эйнштейн учился в школе в Арау, он столовался в пансионе, который содержало замечательное семейство Винтелеров, и его жизнь надолго переплелась с жизнью членов этой семьи. Это были глава семьи Йост Винтелер, который преподавал в школе историю и древнегреческий язык, его жена Роза, которую Эйнштейн вскоре стал звать Мамерл, то есть мамочка, и их семеро детей. Дочь Мари стала первой любовью Эйнштейна, другая дочь, Анна, стала женой ближайшего друга Эйнштейна – Мишеля Бессо. А их брат Пауль женился на любимой сестре Эйнштейна Майе.

“Папа” – Йост Винтелер – был либералом, в основном разделявшим отвращение Эйнштейна к милитаризму и национализму. Его максимальная честность и политический идеализм помогли сформироваться социальной философии Эйнштейна. Как и его учитель, Эйнштейн станет сторонником федерализма, интернационализма, пацифизма и демократического социализма с акцентом на индивидуальной свободе и свободе выражения.

Что еще более важно, в теплой атмосфере семьи Винтелеров Эйнштейн почувствовал себя более привлекательным и уверенным в себе. Хотя он все еще считал себя одиночкой, Винтелеры помогли ему эмоционально расцвести и раскрыться для близких отношений. Дочь Йоста Анна вспоминала: “У него было замечательное чувство юмора, иногда он смеялся от всей души”. По вечерам он иногда занимался, но “чаще сидел с семьей за столом”[76 - Письмо Густава Мейера Йосту Винтелеру, 26 октября, 1895, CPAE 1: 9; F?lsing, 39; Highfield and Carter, 22–24.].

Эйнштейн превратился в привлекательного юношу, который, по словам знавшей его дамы, “выглядел мужественно и имел тот тип внешности, которая на рубеже веков сводила женщин с ума”. У него были темные волнистые волосы, выразительные глаза, высокий лоб и живые манеры. “Нижняя половина его лица могла принадлежать сластолюбцу, у которого есть множество причин любить жизнь”.

Один из его однокашников, Ганс Биланд, позже ярко описал внешность этого “наглого шваба”, производившего неизгладимое впечатление: “Уверенный в себе, в серой фетровой шляпе, сдвинутой назад на его пышной черной шевелюре, он энергично вышагивал туда и обратно, очень быстро, я бы даже сказал – в сумасшедшем темпе, который навязывал его беспокойный дух, вмещающий в себя целый мир. Ничто не ускользало от быстрого взгляда его больших, ярких карих глаз. Все, кто приближался к нему, были очарованы масштабом его личности. Насмешливо изогнутый рот с выступающей полной нижней губой не позволял обывателям относиться к нему панибратски”.

Биланд добавил, что наиболее примечательно в молодом Эйнштейне было его дерзкое, временами отпугивающее остроумие.

“Он относился к настроениям в обществе с позиции усмехающегося философа, а его острый сарказм безжалостно бичевал всю их суетность и искусственность”[77 - Vallentin, 12; Hans Byland, Neue B?ndner Zeitung, Feb. 7, 1928, процитировано в Seelig 1956a, 14; F?lsing, 39.].

Эйнштейн влюбился в Мари Винтелер в конце 1895 года, всего лишь через несколько месяцев после того, как поселился в доме ее родителей. Она только что окончила колледж, выпускающий учителей, и жила дома, ожидая освобождения места в ближайшей деревушке. Ей недавно исполнилось восемнадцать, ему было только шестнадцать. Роман взволновал обе семьи. Альберт и Мари послали общее поздравление с Новым годом его матери, и она тепло ответила: “Ваше письмо, дорогая мисс Мари, доставило мне неизмеримую радость”[78 - Письмо Эйнштейна семье Винтелеров, 30 декабря 1895 г., CPAE 1: 15.].

А в следующем апреле, когда он приехал домой в Павию на весенние каникулы, Эйнштейн написал Мари первое из известных нам любовное письмо:

“Дорогая моя и любимая! Большое, громадное спасибо за твое очаровательное письмо, оно меня бесконечно обрадовало. Какое блаженство прижать к сердцу листок бумаги, на который с нежностью смотрели эти дорогие мне глаза, по которому грациозно скользили твои прелестные ручки. Мой маленький ангел, сейчас впервые в жизни я в полной мере почувствовал, что значит тосковать по дому и томиться в одиночестве. Но радость любви сильнее, чем тоска от разлуки…

Моя мать тоже прижимает тебя к сердцу, хотя и не знакома с тобой; я лишь дал ей прочитать пару твоих очаровательных писем. И она все время подсмеивается надо мной, поскольку меня больше не интересуют [другие девушки], которые, кажется, так увлекали меня раньше. Ты значишь для моей души больше, чем раньше целый мир”.

Его мать сделала приписку к письму: “Не прочитав письмо, шлю вам свои сердечные пожелания!”[79 - Письмо Эйнштейна Мари Винтелер, 21 апреля 1896 г.]

Хотя Эйнштейну и очень нравилась школа в Арау, учился там он неровно. В рапорте о приеме было отмечено, что ему нужно более глубоко изучить химию, а также что у него “большие пробелы” во французском языке. К концу полугодия ему все еще требовалось “продолжить брать частные уроки по химии и французскому языку”, и отмечалось, что “проблемы с французским остаются”. Когда отец Эйнштейна получил от Йоста Винтелера отчет за полугодие, он был вполне оптимистичен. “Не все оценки отвечают моим желаниям и ожиданиям, – писал он, – но я привык, что Альберт наряду со средними оценками получает очень хорошие, и поэтому я не расстраиваюсь по этому поводу”[80 - Entrance report, Aarau school, CPAE 1: 8; Aarau school record, CPAE 1: 10; письмо Германа Эйнштейна Йосту Винтелеру, 29 октября 1995 г., CPAE 1: 11, и 30 декабря 1895, CPAE 1: 14.].

Музыка оставалась страстью Альберта. В классе было девять скрипачей, и их учитель заметил, что им иногда не хватало “легкости во владении смычком”. Но Эйнштейна он выделил и похвалил: “Один студент по фамилии Эйнштейн блеснул, исполнив адажио из сонаты Бетховена с большим чувством”. На концерте в местной церкви Эйнштейна выбрали в качестве первой скрипки при исполнении произведения Баха. Его “чарующий звук и несравненное чувство ритма” привели в восторг второго скрипача, и он спросил Эйнштейна: “Вы что, отсчитываете такт?” На что тот ответил:

“Боже, конечно, нет, это у меня в крови”.

Однокашник Эйнштейна Биланд вспоминал, как тот со страстью играл сонату Моцарта: “Сколько огня было в этом исполнении!” Казалось, что слышишь сочинение этого композитора в первый раз. Слушая Эйнштейна впервые, Биланд понял, что внешнее впечатление о нем как о человеке, склонном к сарказму, и острослове ошибочно, напротив, душа его ранима. “Он был из тех личностей, которые знают, как с помощью показной колючести защитить хрупкий внутренний мир и свою интенсивную внутреннюю жизнь”[81 - Отчет о музыкальных экзаменах, 31 марта 1896 г., CPAE 1: 17; Seelig 1956a, 15; Overbye, 13.].

Отвращение Эйнштейна к авторитарным немецким школам в частности и милитаристской атмосфере вообще возбудило у него желание отказаться от немецкого гражданства. Это желание поддержал Йост Винтелер, который презирал все формы национализма и привил Эйнштейну веру в то, что люди должны себя ощущать гражданами мира. В результате он попросил отца помочь ему отказаться от немецкого гражданства. Разрешение пришло в январе 1896 года, и на время он оказался апатридом – человеком без гражданства[82 - Отказ от гражданства Вюртемберг, 28 января 1896 г., CPAE 1: 16.].

В этом же году он стал человеком без вероисповедания. Когда отец писал для Эйнштейна прошение об отказе от гражданства, то написал, возможно по настоянию Альберта, что у него “отсутствует вероисповедание”. Когда Эйнштейн через несколько лет попросит разрешение на регистрацию в Цюрихе, а также еще в нескольких ситуациях, возникших в последующие два десятилетия, он отрекомендует себя так же.

Его отказ от традиционного иудаизма, с которым у него в детстве был пылкий роман, вкупе с неприязнью к мюнхенским евреям оттолкнул его от наследия предков. “Религия отцов, с которой я познакомился в Мюнхене, получая религиозные наставления, и в синагоге, оттолкнула, а не привлекла меня, – объяснял он одному ученому, занимавшемуся изучением истории евреев. – Окружавшие меня в детстве евреи-буржуа с их богатством и разобщенностью не смогли предложить ничего ценного для меня”[83 - Письмо Эйнштейна Юлиусу Каценштейну, 27 декабря 1931 г., процитировано в F?lsing, 41.].

Позже, когда в 1920-х годах он столкнется с махровым антисемитизмом, он начнет восстанавливать свою еврейскую идентичность. “Во мне нет ничего, что можно было бы считать еврейской верой, – говорил он, – однако я счастлив, что принадлежу к еврейскому народу”. Однажды он изложил ту же мысль более красочно: “Еврей, отторгнувший свою веру, подобен улитке, покинувшей свою раковину. Но от этого она не перестает быть улиткой”[84 - Israelitisches Wochenblatt, 24 сентября 1920 г.; Einstein, Why Do They Hate the Jews? Collier’s, 26 ноября 1938 г.].

На его разрыв с иудаизмом в 1896 году, следовательно, нужно смотреть не как на окончательный разрыв, а как на один из этапов длившейся всю жизнь эволюции его поисков своей культурной идентичности. “В то время я даже не мог понять, что может значить отказ от иудаизма, – писал он другу за год до смерти. – Но я полностью осознавал свое еврейское происхождение, несмотря на то что всю значимость принадлежности к еврейству я понял гораздо позднее”[85 - Письмо Эйнштейна Гансу Мюхсаму, 30 апреля 1954 г., AEA 38–434; F?lsing 42.].

Эйнштейн закончил учебный год в школе Арау, получив второй результат в классе, с оценками, которые считались бы замечательными для всех, кроме него – одного из величайших в истории гениев. (Увы, имени мальчика, обошедшего Эйнштейна по баллам, история не сохранила). По шкале от 1 до 6 (6 – высший балл) он получил 5 или 6 по всем естественным наукам и математическим курсам, а также по итальянскому и истории. Самая низкая оценка – 3 – была по французскому языку.

Это дало ему право сдавать несколько экзаменов, письменных и устных, что позволило бы ему, если бы он их сдал, быть зачисленным в Цюрихский политехникум. На экзамене по немецкому он небрежно пересказал пьесу Гете и получил 5. На экзамене по математике он сделал незначительную ошибку, назвав число “мнимым”, имея в виду “иррациональное”, но тем не менее получил высшую оценку. На экзамен по физике он опоздал, а ушел досрочно, закончив двухчасовой тест за час и пятнадцать минут, и получил высший балл. Всего он получил в среднем 5,5 – лучшую оценку среди девяти сдававших экзамены абитуриентов.

Единственным заданием, которое он выполнил плохо, было сочинение по французскому языку. Но его очерк, состоящий из трех абзацев, для нас сегодняшних самая интересная часть экзаменов. Сочинение называлось Mes Projets d’avenir, то есть “Мои планы на будущее”. Хотя язык, которым были изложены эти планы, не блестящ, смысл их понять можно, и они таковы:

“Если мне повезет и я сдам экзамены, я поступлю в Цюрихский политехникум. Там я четыре года буду изучать математику и физику.

Я думаю, что стану учителем и буду преподавать эти дисциплины, предпочитая теоретические разделы.

К этому плану меня привели определенные обстоятельства и, самое главное, мой личный талант в абстрактном и математическом мышлении… К этому решению меня привели и мои желания. Это вполне естественно: все хотят делать то, к чему у них есть талант.

Кроме того, меня привлекает независимость, которую дают занятия наукой”[86 - Результаты экзаменов, 18–21 сентября 1896 г., CPAE 1: 20–27.].

Летом 1896 года электрический бизнес братьев Эйнштейнов опять пришел к краху, на этот раз из-за того, что они неправильно оформили права на воду, которые необходимо было получить при строительстве гидроэлектростанции в Павии. Партнеры расстались по-дружески, и Якоб пошел работать инженером в большую фирму. Но Герман, чей оптимизм и самолюбие взяли верх над благоразумием, настаивал на открытии еще одной фирмы, связанной с конструированием динамо-машин, на этот раз в Милане. Альберт настолько не был уверен в успехе прожектов отца, что пошел к родственникам и попросил не финансировать эту новую затею.

Но они все-таки вложили деньги[87 - Overbye, 15; Maja Einstein, xvii.].

Герман надеялся, что Альберт когда-нибудь войдет в его бизнес, но того инженерное дело привлекало мало. “Сначала я собирался стать инженером, – писал он позднее другу, – но мысль о том, что моя творческая энергия будет направлена на то, чтобы сделать повседневную жизнь еще более комфортной, и что моей главной целью будет увеличение капитала, была для меня непереносима. Только мышление ради самого мышления, как музыка!”[88 - Письмо Эйнштейна Генриху Цангеру, 11 августа 1918 г.] И с этими мыслями он отправился в Цюрихский политехникум.

Глава третья

Цюрихский политехникум

1896–1900

Наглый ученик

В октябре 1896 года семнадцатилетний Эйнштейн поступил в Цюрихский политехникум, который в ту пору был скорее педагогическим и техническим колледжем. Он был менее престижен, чем соседний Университет Цюриха и университеты Базеля и Женевы, каждый из которых имел право присуждать докторские степени (статус, который Политехникум, официально называвшийся Федеральной политехнической школой, получит в 1911 году и тогда станет называться Федеральной технической высшей школой – Eidgen?ssische Technische Hochschule, или ETH). Тем не менее у Политехникума была солидная репутация хорошего учебного заведения в области точных наук и инженерии. Декан физического факультета Генрих Вебер недавно приобрел большое новое здание, деньги на которое дал электрический магнат (и конкурент братьев Эйнштейнов) Вернер фон Сименс. В нем помещались демонстрационные лаборатории, славившиеся точностью проводимых там измерений.

Эйнштейн был в числе одиннадцати принятых студентов на факультет, который выпускал “учителей, специализирующихся в области математики и физики”. Он жил в студенческом общежитии на месячную стипендию в 100 швейцарских франков, посылаемых его родственниками Кохами. Ежемесячно он откладывал 20 франков, которые должны были пойти на оплату швейцарского гражданства[89 - Cahan, 42; “От редактора” в CPAE 1 (German), 44.].

В 1890 годах теоретическая физика только-только начала становиться отдельной академической дисциплиной, и профессорские места по этой специальности стали организовываться во многих европейских университетах. Среди первых профессоров – физиков-теоретиков были Макс Планк в Берлине, Хендрик Лоренц в Голландии и Людвиг Больцман в Вене, и они сочетали физику с математикой, чтобы найти направления, по которым еще предстоит пройти экспериментаторам. По этой причине предполагалось, что математика будет для Эйнштейна главной обязательной дисциплиной в Политехникуме.

Однако интуиция гораздо больше помогала Эйнштейну при решении физических проблем, чем математических, и он еще не знал, как тесно эти две науки переплетутся, когда он будет работать над своими новыми теориями. В течение всех четырех лет обучения в Политехникуме он получал по всем курсам теоретической физики только оценки 5 или 6 (по шестибалльной шкале), а по большинству математических курсов, особенно связанных с геометрией, – только 4. Позже он признавался: “Когда я был студентом, я еще не понимал, что глубоко понять основные физические принципы возможно, лишь увязав их с наиболее сложными математическими методами”[90 - Einstein 1949b, 15.].

Осознание этого факта придет к нему десятилетием позже, когда он будет сражаться с геометрической интерпретацией своей теории гравитации и ему придется обратиться за помощью к тому самому профессору математики, который однажды назвал его ленивым щенком. “Я проникся большим уважением к математике, – написал он коллеге в 1912 году, – хитроумные разделы которой я по простоте душевной до сих пор считал обычными безделушками”. В конце жизни он выразил сожаление по этому же поводу в разговоре с молодым другом. “В раннем возрасте я посчитал, что успешному физику необходимо знать лишь основы математики, – сказал он, – в более зрелом возрасте я с великим сожалением понял, что это мое умозаключение совершенно ошибочно”[91 - Реестр успеваемости, октябрь 1896 – август 1900 г., CPAE 1: 28; Bucky, 24; письмо Эйнштейна Арнольду Зоммерфельду, 29 октября 1912 г.; F?lsing, 50.].

Его первым преподавателем физики был профессор Генрих Вебер, который годом ранее был так впечатлен знаниями Эйнштейна, что, хотя тот и провалил экзамены в Политехникум, уговаривал его остаться в Цюрихе и прослушать курс его лекций. Их взаимная симпатия продлилась первые два года обучения Эйнштейна в Политехникуме. Лекции Вебера были в числе тех немногих курсов, которые вызывали у Эйнштейна восхищение. “Лекции Вебера по теплоте были прочитаны мастерски, – написал он на втором курсе, – каждая из них доставила мне удовольствие”. Он работал в лаборатории Вебера “со страстной увлеченностью”, проделал под его руководством пять лабораторных работ, прослушал десять семинарских курсов и получил хорошие оценки по всем[92 - Письмо Эйнштейна Милеве Марич, февраль 1898 г.; Cahan, 64.].

Постепенно, однако, Эйнштейн разочаровался в Вебере. Ему казалось, что профессор слишком много внимания уделяет истории физических открытий и слишком мало говорит о современных открытиях. “Все, что произошло [в физике] после Гельмгольца, просто не упоминалось, – жаловался современник Эйнштейна. – К концу занятий мы знали все о прошлом физики и ничего – о настоящем и будущем”.

Одним из крупных недостатков лекций Вебера было то, что в них он не разбирал революционные идеи Джеймса Клерка Максвелла, который уже в 1855 году начал работу над своей основополагающей теорией электромагнетизма и вывел изящные математические уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн, и в частности света. “Мы напрасно ожидали, что будет рассказ о теории Максвелла, – писал еще один студент – сокурсник Эйнштейна. – Больше всех был разочарован Эйнштейн”[93 - Louis Kollros, Albert Einstein en Suisse, Helvetica Physica, Supplement 4 (1956): 22, в AEA 5–123; Adolf Frisch, в Seelig 1956a, 29; Cahan, 67; Clark, 55.].

Естественно, принимая во внимание дерзкую натуру Эйнштейна, мы догадываемся, что он не стал прятать свое отношение к этому. И поскольку Веберу было присуще обостренное чувство собственного достоинства, понятно, что в ответ на плохо скрываемое презрение Эйнштейна он рассвирепел. К концу четвертого курса они стали врагами.

Неприязнь, которую вызывал Эйнштейн в Вебере, была еще одним примером того, насколько научная и личная жизнь Эйнштейна зависела от глубоко укоренившихся в его швабской натуре таких черт характера, как способность без стеснения задавать вопросы признанным авторитетам, готовность к дерзкому отпору при всяческих попытках его “построить”, критическое отношение к кажущимся непреложными истинам и правилам. Например, он часто обращался к Веберу в несколько неформальной манере – “герр Вебер” вместо “герр профессор”.

Когда наконец раздражение перевесило восхищение, профессор Вебер высказал ему примерно то же, что и разозленный учитель из мюнхенской гимназии за несколько лет до этого. “Вы умный юноша, Эйнштейн, – сказал ему Вебер, – очень умный. Но у вас есть большой недостаток: вы никогда не позволяете себе согласиться с чем-то, что говорят вам другие”.

В этом утверждении была доля правды. Но Эйнштейну суждено было продемонстрировать, что в период растерянности, царившей в физике на рубеже веков, эта способность легко отбрасывать устоявшиеся понятия – не самое плохое качество[94 - Seelig 1956a, 30; Overbye, 43; Miller 2001, 52; Charles Seife, The True and the Absurd в Brockman, 63.].