Читать книгу - "История лазера - Марио Бертолотти"

Когда Гитлер пришел к власти в 1933 г., Эйнштейн путешествовал в США. Он решил не возвращаться в Германию. После короткой остановки в Бельгии, в течение которой он аннулировал свое членство в Прусской Академии и в Баварской академии наук в знак протеста против пассивной позиции этих академий в ситуации, когда в Германии подавляются академические свободы и многие ученые и интеллектуалы лишились своих мест по идеологическим причинам. Эйнштейн получил место в новом Институте прогрессивных исследований в Принстоне (США).

Этот институт возник благодаря значительному пожертвованию от Луи Бамберга и его сестры Каролины Бамберг Фулд. Сначала они просили выдающегося американского эксперта по университетам Абрахама Флекснера (1866—1959), организовать медицинский институт. Но он отговорил их, предложив идею организовать институт нового типа, где преподавание, экзамены и присуждение степеней было бы не формальной обязанностью, но где выдающиеся умы, могли бы посвящать себя чистой науке в мирной и свободной атмосфере, с хорошей оплатой и заботой.

Институт открылся 20 мая 1930 г., хотя официальная церемония открытия прошла тремя годами позже. Вместе с Эйнштейном там были еще три профессора: Джеймс Александер (1888—1971), математик в области топологии, Джо фон Нейман (1903—1957), гений в области теоретической и экспериментальной физики, который построил в Принстоне первый компьютер, и Освальд Веблер (1880—1960), специалист в области топологии и дифференциальной геометрии.

Назначение Эйнштейна последовало после ряда встреч с Флекснером. Зимой он был в Калифорнии, где искал кандидатов на академические должности нового института. Ему посоветовали встретиться с Эйнштейном, который в это время посещал Калифорнийский технологический институт. Эйнштейну сразу же понравилась идея. Ситуация в Германии быстро менялась к худшему. С 1920 г. анти-эйнштейновская ассоциация, группа ученых из так называемых германских натурфилософов, предлагала деньги каждому, кто выступал против физиков евреев, особенно против теории относительности.

Поэтому оба встретились сначала в Оксфорде, в течение второго семестра 1932 г., затем вблизи Берлина, где у Эйнштейна был маленький летний дом (его можно посетить и сегодня). В конце концов, 4 июня 1932 г. Эйнштейн принял приглашения быть первым членом академического штата института.

Во время встречи с Флексером Эйнштейн попросил годовое жалование в три тысячи долларов. «Смогу ли я жить на меньшее?» — спросил он. Соглашение, подписанное в октябре 1932 г., определяло ему содержание в пятнадцать тысяч долларов.

Потом встала проблема помощника. Эйнштейн хотел, чтобы им был В. Майер (1887—1948), австрийский математик, с которым он написал ряд работ. Эйнштейн хотел, чтобы он был назначен профессором. Флексер полагал, что Майер не отвечает нужным требованиям, но Эйнштейн был неумолим. Итак, 17 октября 1933 г. Альберт, его жена Эльза, их секретарь Элен Дюкас (1896—1982) и Вальтер Майер высадились в Нью-Йорке на пути в Принстон.

Здесь он продолжал свои исследования, в основном концентрируясь над созданием того, что он назвал «единая теория» поля, которая, как он надеялся, смогла бы дать глубокое объяснение и гравитации и электромагнетизма, и описать дискретные частицы как стабильные области высокой концентрации полей.

Эйнштейн не преуспел в этих попытках. Кроме этих исследований он иногда снова обращался к теории гравитации 1915 г. и обогатил ее новыми результатами. В 1932 г. он сотрудничал с голландским астрономом В. де Ситтером (1972—1934), занимаясь построением модели расширяющейся Вселенной, которая все еще является возможным кандидатом представления крупномасштабной структуры материального мира.

Эйнштейн, который своими гипотезами световых квантов и удельной теплоемкости внес определяющий вклад в разработку квантовой механики, никогда не принимал ее вероятностную интерпретацию природы. В конце 1927 г. на пятом Сольвеевском Конгрессе разразилась битва с Бором, Борном и Гейзенбергом. Они настаивали, что неопределенность является неизбежной, но Эйнштейн не желал принять это положение и представил серию примеров в поддержку своей точки зрения. Однако Бор и его единомышленники отвечали на все эти возражения. В 1930 г. на шестом Сольвеевском конгрессе, последнем, в котором Эйнштейн принимал участие, вспыхнула полемика и вслед за этим в 1935 г. Эйнштейн со своими двумя коллегами по Институту, Борисом Подольским (1896—1966) и Натаном Розеном (1909—1995) написал работу на четырех страницах, в которой провозглашалась ложность квантовой теории. Эти принципиальные аргументы, известные сегодня, как парадокс Эйнштейна—Подольского—Розена (ЭПР-парадокс), были маленькой бомбой. Бор, глубоко взволнованный, немедленно стал диктовать ответ. Он, однако, понимал, что дело не столь просто. Он начинал с логической линии, затем изменял свой подход и начинал снова. Он не мог точно определить, в чем же была проблема. «Вы понимаете, что мы хотим сказать?» — спрашивал он Леона Розенфельда (1904-1974), американского физика-теоретика, который в то время был его ассистентом. Ричард Фейнман (1918—1988), лауреат Нобелевской премии по физике 1965 г. вместе с Джулианом Швингером (1918—1994) за метод особых расчетов, известный, как диаграммы Фейнмана, сказал в 1982 г. по поводу ЭПР-парадокса: «Когда я не могу охарактеризовать истинную проблему, тогда я считаю, что никакой истинной проблемы не существует». В настоящее время обсуждения этого парадокса проливает свет на определенные особенности квантово-механической интерпретации природы, которые не были достаточно оценены в прошлом и которые были изучены благодаря использованию лазерного света, получив несомненные подтверждения результатов, следующих из квантовой механики.

В 1936 г. Эйнштейн вынужден был заменить своего любимца В. Майера. Оказалось, что он, как только прибыл в Институт, не постеснялся дистанцироваться от своего шефа. Их сотрудничество выражалось лишь в одной работе, опубликованной в 1934 г., после которой интересы Майера обратились к чистой математике. Таким образом, Эйнштейн в 1936—1937 гг. взял двух новых ассистентов: Петера Бергмана (1915-2002) и Леопольда Инфельда (1893-1968). Он хотел, чтобы они продолжали работать с ним и далее, но возникли административные трудности. В конце концов должность Бергмана была утверждена, а Инфельда — нет. Эйнштейн смирился с этим, а Инфельд в течение лета 1937 г писал книгу. Когда эта книга, «Эволюция физики», вышла в 1938 г., она принесла авторам больше чем те шестьсот долларов, которые Эйнштейн просил для Инфельда от Института.

Совместная работа с Натаном Розеном 1937 г. содержала решение его уравнений поля, которые описывали гравитационные волны. Знаменитая работа в соавторстве с Б. Хофманом (1906—1986) и Л. Инфельдом была посвящена выводу уравнения движения частиц из уравнений гравитационного поля. Даже после своей отставки в 1945 г. Эйнштейн продолжал работать вплоть до самой смерти. Он умер в возрасте 76 лет 18 апреля 1955 г.

Важной характеристикой отношения Эйнштейна к фундаментальным проблемам физики было то, что он задавался вопросами лишь в отношении обоснованности тех концепций и соотношений, которые рассматривались как истинные. В этом отношении он был философом. Согласно его воззрениям, концепции являются свободными изобретениями и аксиомами и фундаментальные законы теории предположительны. Их нельзя вывести индуктивно из эксперимента или наблюдений. С другой стороны, теория должна делать возможным выводы и предсказания, которые можно проверить экспериментом, и это определяет ее ценность. Итак, наука требует трех видов человеческой активности: человеческой изобретательности, логико-математической дедукции, а также наблюдений и эксперимента. Согласно Эйнштейну, процесс создания развивается не только опытом и предварительно существующими теориями, но также чувством структурной простоты и математической красоты.