Великите европейци - Алберт Айнщайн, първа част

Представете си, че имаме тяло с маса 1 килограм и искаме да узнаем каква е неговата енергия. За целта килограм трябва да се умножи по…..ами към 90 милиарда. Резултатът е, че неговата енергия съответства на 21 500 тона тротилов еквивалент. Или на 2 650 000 000 литра бензин, на 25 милиарда киловат часа електроенергия или на 21.5 трилиона килокалории. „Ако говорите с красиво момиче, вечността ще ви се стори като секунда. Ако седнете върху нагорещена печка, секунда ще ви се стори вечност”. Така сам Айнщайн описва едно от своите най-значими открития – относителността. 

За неговите съвременници тази идея е изключително трудна. Всички, включително големите физици, са закърмени с теорията на Нютон, според която времето и пространството са абсолютни, Вселената не се променя, а гравитацията е невидима сила, с която по-големите обекти привличат по-малките - дори на огромни разстояния и с безкрайна скорост. Е, и до днес мнозина още мислят така, не са разбрали, че със Специалната и Общата теория на относителността, Айнщайн отмени Нютон. И че гравитацията вече не е сила, а изкривяване на пространството. Представете си батут за скачане, в който пускате топка за боулинг, тя застава в средата и с тежестта си изкривява батута. После пускате топка за тенис и тя се върти по изкривеното пространство, постепенно окръжностите ѝ намаляват и накрая малката топка спира, като се залепя до голямата. Примерът е само за онагледяване – а иначе нещата са доста по-сложни. 

По време на лекция питат Айнщайн как се правят големи открития, а той: „Ако всички образовани хора знаят, че нещо е невъзможно и се появи невежа, който не го знае – е точно той прави откритието”.  С него разликата е само, че не е невежа. Иначе през 1905 всички са сигурни, че светлината се състои от осцилиращи електромагнитни вълни, но Айнщайн казва, че тя може да действа, сякаш се състои от дискретни частици енергия. Той ги нарича „кванти” или „фотони” - и идеята решава много от проблемите, с които физиците се блъскат. Да речем - как светлината успява да избие електрони от металите. Тази квантова теория за светлината на Айнщайн, редом с теорията за газовете на Макс Планк и тази на Нилс Бор за материята изобщо, поставя основата, върху която се развива най-великата и шокираща научна теория на 20 век – квантовата механика. Но това не е всичко, а само една от четирите знаменити статии, които през 1905 Айнщайн публикува. Първото чудо е през март, второто – през май. Айнщайн обяснява мистерията на „брауновото движение” и всъщност доказва, че атомите наистина съществуват – все още спорен въпрос тогава. А на следващия месец той пуска и статията си върху онова, което наричаме „Специална теория на относителността”.

Какъв е проблемът, свързан със „Специалната теория на относителността” и какво е решението, което се предлага. Най-общо казано, отдавна се знае, че предметите се държат по един и същи начин, независимо дали са на кораб в бурно море, или на кораб в спокойно пристанище. Това се нарича Принцип на относителността. Според електромагнитната теория на Максуел обаче, подкрепена и от Лоренц, светлината не трябва да се подчинява на този принцип. Но – ядец, всички проведени експерименти, колкото и хитроумни да са, завършват категорично – скоростта на светлината не варира. 

Като поглежда назад, към прастарата тема за отношенията между времето и пространството и я разглежда по нов начин, Айнщайн доказва, че Принципът на относителността е съвместим и с теорията за електромагнетизма. Специалната теория добавя един неочакван за всички обрат. За разлика от мартенския си текст, където Айнщайн твърди, че светлината е частица, тук той се хвърля наистина в най-дълбоката вода не само на физиката, но и на философията, като аргументира двойственото състояние на светлината. Да, според него тя е и вълна, и частица. Едновременно. „Господин Айнщайн - пита го веднъж някакъв журналист – имате ли тефтер, в който записвате великите идеи?” „Млади човече – отговаря геният – великите идеи идват толкова рядко в главата на човек, че изобщо не е трудно да ги запомниш”. 

От този вид е идеята за двойствената природа на светлината. И не само Айнщайн я запомня, запомнят я всички. Разбира се, не минава без оспорване отначало, но дори бърз поглед върху последствията показва, че през 20 век тази идея тласка далеч напред цялото човешко развитие, включително изкуствата, не само науките. Тя се превръща в острието, с което човечеството започва бързо да пробожда плътните завеси от вселенски тайни, които ни обграждат отвред и да прониква в тъмата отвъд. Но и това не му стига на Айнщайн през годината на чудесата. 

През септември той публикува разширен и допълнен вариант на Специалната теория на относителността, в който лансира и знаменитата формула за енергията, дето е равна на масата на дадено тяло, умножена по квадрата на скоростта на светлината. Толкова е просто. И толкова е истинско. И толкова е красиво. Това вече не е част от острието на науката, това е прекрасното сияние, което излъчва въпросното острие, щом се докосне до загадките на реалността. 

В първия момент сякаш и самият Айнщайн е стъписан. Той знае, че е прав, но изпитва ако не човешки колебания, поне леки божествени съмнения и пише на приятел: „Принципът на относителност във връзка с уравненията на Максуел изисква масата да е пряка мярка за енергията, съдържаща се в телата. Светлината пренася маса…..Тази мисъл е забавна и заразна, но не мога да знам дали в този момент добрият Господ не се смее и не ме води по градинската пътека”. Думи, които на български бихме превели – не знам дали Господ не ме пуска по пързалката. 

Така или иначе обаче, съмненията скоро отпадат напълно, а геният Айнщайн се оказва единственият човек на света, успял да изравни рекорда на гения Нютон – за една година да измисли, докаже и лансира четири фундаментални за развитието на науката идеи.