Альберт Эйнштейн Европадагы тынчтык жана теориялык физика үчүн кантип күрөшкөн

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 04:03

Илим саясат менен кандайча тыгыз айкалышкандыгы женунде.

20-кылымдын эң башында физикада эбегейсиз зор ачылыштар жасалган, алардын бир тобу жалпы салыштырмалуулук теориясынын жаратуучусу Альберт Эйнштейнге таандык болгон.

Окумуштуулар Ааламга таптакыр жаңы көз караштын босогосунда турушкан, бул алардан интеллектуалдык кайраттуулукту, теорияга сүңгүүгө даярдыгын жана татаал математикалык аппарат менен иштөө көндүмдөрүн талап кылган. Чакырыкты баары эле кабыл алган эмес, кээде болуп тургандай, илимий талаш-тартыштар биринчи дүйнөлүк согуштан, андан кийин Гитлердин Германияда бийликке келишинен улам келип чыккан саясий карама-каршылыктарга үстөмдүк кылган. Эйнштейн ошондой эле айланасында найза сынган негизги фигура болгон.

Эйнштейн баарына каршы

Биринчи дүйнөлүк согуштун башталышы ага катышкан мамлекеттердин калкынын, анын ичинде окумуштуулардын патриоттук көтөрүлүшү менен коштолду.

1914-жылы Германияда Макс Планк, Фриц Хабер жана Вильгельм Рентген баш болгон 93 илим жана маданият ишмери мамлекетти жана ал жүргүзүп жаткан согушту толук колдой тургандыктарын билдирген манифестти жарыялашты: «Биз, немис илиминин жана искусствосунун өкүлдөрү, буга чейин нааразылык билдиребиз. буткул маданият дуйнесун биздин душмандарыбыз Германиянын адилеттуу ишин ага тацууланган жашоо учун оор куреште булгаууга аракеттенип жаткан жалган жалааларга жана жалааларга каршы. Немецтик милитаризм болбосо, немец маданияты езунун башталышында эле эчак эле жок кылынмак. Немецтик милитаризм - немец маданиятынын туундусу жана ал дуйненун башка эч бир елкесу сыяктуу эле кылымдар бою жырткычтык рейддерге дуушар болгон елкеде жаралган».

Ошого карабастан, мындай ойлорго катуу каршы чыккан немис окумуштуусу болгон. Альберт Эйнштейн 1915-жылы “Европалыктарга” деген жооп манифестин жарыялаган: “Мурда эч качан согуш маданияттардын өз ара аракеттенүүсүн мынчалык бузган эмес. Билимдүү жана ак ниеттүү европалыктардын милдети, Европаны багындырууга жол бербөө». Бирок бул кайрылууга Эйнштейндин өзүнөн башка үч гана адам кол койгон.

Эйнштейн Германияда төрөлгөн болсо да, жакында эле немис окумуштуусу болуп калды. Ал Швейцарияда мектепти жана университетти бүтүргөн, андан кийин дээрлик он жыл бою Европанын ар кайсы университеттери аны жумушка алуудан баш тартышкан. Бул бир жагынан Эйнштейндин анын талапкерлигин кароо өтүнүчүнө кандай мамиле кылганына байланыштуу болгон.

Ошентип, металлдардын электрондук теориясынын жаратуучусу Пол Друдга жазган катында ал алгач анын теориясында камтылган эки катаны белгилеп, андан кийин гана жумушка алууну суранган.

Натыйжада, Эйнштейн Берндеги Швейцариянын патенттик кеңсесине жумушка орношууга аргасыз болуп, 1909-жылдын аягында гана Цюрих университетинде кызматка ээ болгон. Ал эми 1913-жылы Макс Планк өзү химия боюнча келечектеги Нобель сыйлыгынын лауреаты Вальтер Нернст менен жеке өзү Цюрихке Эйнштейнди Германиянын жарандыгын кабыл алып, Берлинге көчүп, Пруссиянын Илимдер академиясынын мүчөсү жана институттун директору болууга көндүрүү үчүн келген. физика боюнча.

Эйнштейн патент кеңсесиндеги ишин илимий көз караштан алганда таң калыштуу жемиштүү деп тапты. «Кимдир бирөө өтүп кетсе, мен жазууларымды тартпага салып, патент менен алектенип жаткандай түр көрсөтчүмүн», - деп эскерет ал. 1905-жыл илимдин тарыхына annus mirabilis, "кереметтердин жылы" деген ат менен кирди.

Бул жылы Annalen der Physik журналы Эйнштейндин төрт макаласын басып чыгарды, аларда ал Броун кыймылын теориялык жактан сүрөттөп, Планктын жарык кванттары, фотоэффект же металлдан качкан электрондордун эффекти жөнүндөгү идеясын колдонуу менен түшүндүрө алган. ал жарык менен нурланат (Дж. Ж. Томсон электронду ушундай экспериментте ачкан) жана атайын салыштырмалуулук теориясын түзүүгө чечүүчү салым кошот.

Таң калыштуу кокустук: салыштырмалуулук теориясы кванттар теориясы менен дээрлик бир убакта пайда болуп, физиканын негиздерин күтүүсүз жана кайра кайтарылгыс түрдө өзгөрттү.

19-кылымда жарыктын толкун табияты бекем орноп, илимпоздорду бул толкундар тараган заттын кантип тизилгени кызыктырган.

Эфирди (бул заттын аталышы) азырынча эч ким түздөн-түз байкай электигине карабастан, анын бар экенине жана бүт ааламды сиңирип жатканына шектенүү пайда болгон жок: толкун кандайдыр бир ийкемдүү чөйрөдө таралышы керек экени айкын болгон. сууга ыргытылган таштын тегерекчелерине окшоштуруп: таш кулаган жеринде суунун бети термелип баштайт, ал серпилгич болгондуктан, термелүүлөр кошуна чекиттерге, алардан кошуна чекиттерге ж.б.у.с. боюнча. Атомдор жана электрондор табылгандан кийин, бар болгон приборлор менен көрүүгө мүмкүн болбогон физикалык нерселердин бар болушу да эч кимди таң калтырган жок.

Классикалык физика жооп таба албаган жөнөкөй суроолордун бири бул: эфирди анын ичинде кыймылдаган денелер алып кетеби? 19-кылымдын аягында кээ бир эксперименттер эфирди кыймылдуу денелер толугу менен алып кеткендигин, ал эми башкалары, ал эми жарым-жартылай гана алып кеткендигин ынанымдуу көрсөттү.

Суудагы чөйрөлөр ийкемдүү чөйрөдөгү толкундун бир мисалы болуп саналат. Эгерде кыймылдуу дене эфирди алып жүрбөсө, анда жарыктын денеге салыштырмалуу ылдамдыгы жарыктын эфирге салыштырмалуу ылдамдыгы менен дененин өзүнүн ылдамдыгынын суммасы болот. Эгерде ал эфирди толугу менен тартып алса (илешкектүү суюктукта кыймылдагандай), анда жарыктын денеге карата ылдамдыгы эфирге салыштырмалуу жарыктын ылдамдыгына барабар болот жана эч кандай түрдө эфирдин ылдамдыгына көз каранды болбойт. дененин өзү.

Француз физиги Луи Физо 1851-жылы эфирди жарым-жартылай суу агымы алып кетээрин көрсөткөн. 1880-1887-жылдардагы бир катар эксперименттерде америкалыктар Альберт Мишельсон жана Эдвард Морли бир жагынан Физонун корутундусун жогорку тактык менен тастыкташса, экинчи жагынан Жер Күндү айланып, толугу менен өзүнө тартып турганын аныкташкан. аны менен эфир, б.а. Жердеги жарыктын ылдамдыгы анын кандай кыймылдаганына көз каранды эмес.

Жердин эфирге карата кыймылын аныктоо үчүн Мишельсон менен Морли атайын инструментти, интерферометрди (төмөнкү диаграмманы караңыз) курушту. Булактан келген жарык жарым тунук пластинкага түшүп, ал жерден жарым-жартылай күзгүгө 1 чагылып, жарым-жартылай күзгүгө 2 өтөт (күзгүлөр пластинкадан бирдей аралыкта жайгашкан). Күзгүдөн чагылган нурлар кайрадан жарым тунук пластинкага түшүп, андан чогуу интерференция түзүүчү детекторго келет.

Эгерде Жер эфирге салыштырмалуу, мисалы, күзгү 2 багытында кыймылдаса, анда горизонталдык жана вертикалдык багыттардагы жарыктын ылдамдыгы дал келбейт, бул ар түрдүү күзгүдөн чагылган толкундардын фазалык жылышына алып келиши керек. детектор (мисалы, диаграммада көрсөтүлгөндөй, ылдыйкы оң). Иш жүзүндө эч кандай жылышуу байкалган эмес (төмөнкү солду караңыз).

Эйнштейн Ньютонго каршы

Лоренц жана француз математиги Анри Пуанкаре эфирдин кыймылын жана андагы жарыктын таралышын түшүнүү аракетинде кыймылдуу телолордун өлчөмдөрү кыймылсыз денелердин өлчөмдөрүнө салыштырмалуу өзгөрөт деп болжолдоого аргасыз болушкан. кыймылдуу денелер жайыраак агышат. Элестетүү кыйын - жана Лоренц бул божомолдорду физикалык эффектке караганда математикалык трюк катары караган - бирок алар механиканын, жарыктын электромагниттик теориясынын жана эксперименталдык маалыматтардын элдештирүүсүнө мүмкүндүк берди.

Эйнштейн, 1905-жылы эки макаласында, бул интуитивдик ой жүгүртүүлөрдүн негизинде, бардык бул укмуштуудай эффекттер эки постулаттын натыйжасы болгон ырааттуу теорияны түзө алган:

• жарыктын ылдамдыгы туруктуу жана булак менен кабыл алгычтын кыймылына көз каранды эмес (жана секундасына болжол менен 300 000 километрге барабар);
• кандайдыр бир физикалык система үчүн, ал тездетүүсүз (кандай болбосун ылдамдыкта) кыймылдаганына же тынч абалда турганына карабастан, физикалык мыйзамдар бирдей таасир этет.

Жана ал эң белгилүү физикалык формуланы - E = mc чыгарган²! Кошумчалай кетсек, биринчи постулаттын айынан эфирдин кыймылы материяны токтотуп, Эйнштейн аны жөн эле таштап койгон – жарык боштукта тарай алат.

Айрыкча убакыттын кеңейүү эффектиси атактуу "эгиздердин парадоксуна" алып келет. Эгерде эки эгиздин бири Иван космос кемеси менен жылдыздарга барса, ал эми экинчиси Петр аны жерде күтө турган болсо, ал кайтып келгенден бери Иван Петрден азыраак карып калганы белгилүү болот. анын ылдам журуучу космос корабли Жердегиге Караганда жай аккан.

Бул эффект, ошондой эле салыштырмалуулук теориясы менен катардагы механиканын ортосундагы башка айырмачылыктар сыяктуу эле, жарыктын ылдамдыгына тете кыймылдын эбегейсиз ылдамдыгында гана көрүнөт, ошондуктан биз аны күнүмдүк турмушта эч качан кезиктирбейбиз. Жер бетинде кездешкен кадимки ылдамдыктар үчүн v/c фракциясы (эске сала кетсек, c = секундасына 300 000 километр) нөлдөн анча деле айырмаланбайт жана биз мектеп механикасынын тааныш жана жайлуу дүйнөсүнө кайтып келебиз.

Ошого карабастан, мисалы, GPS спутниктериндеги сааттарды жер үстүндөгү сааттар менен синхрондоштурууда позициялоо системасынын так иштеши үчүн салыштырмалуулук теориясынын эффекттерин эске алуу керек. Мындан тышкары, убакыттын кеңейүү эффектиси элементардык бөлүкчөлөрдү изилдөөдө көрүнөт. Алардын көбү туруксуз жана өтө кыска убакыттын ичинде башкаларга айланат. Бирок, алар, адатта, тез кыймылдашат жана ушундан улам, байкоочунун көз карашынан алардын трансформациясына чейинки убакыт созулуп, аларды каттоого жана изилдөөгө мүмкүндүк берет.

Салыштырмалуулуктун атайын теориясы жарыктын электромагниттик теориясын тез (жана туруктуу ылдамдыкта) кыймылдуу денелердин механикасы менен айкалыштыруу зарылчылыгынан келип чыккан. Германияга көчүп баргандан кийин Эйнштейн өзүнүн жалпы салыштырмалуулук теориясын (GTR) бүтүрүп, анда электромагниттик жана механикалык кубулуштарга тартылуу күчүн кошкон. Гравитациялык талааны мейкиндик менен убакыттын массалык денесинин деформациясы деп айтууга болот экен.

Жалпы салыштырмалуулуктун кесепеттеринин бири жарык чоң массанын жанынан өткөндө нурлардын траекториясынын ийри болушу. Жалпы салыштырмалуулук теориясын эксперименталдык текшерүүнүн биринчи аракети 1914-жылы жайында Крымда Күндүн тутулушун байкоодо болгон. Бирок согуштун башталышына байланыштуу немец астрономдорунун тобу интернацияланган. Бул кандайдыр бир мааниде жалпы салыштырмалуулуктун репутациясын сактап калды, анткени ал учурда теорияда каталар бар жана нурдун кыйшаюу бурчуна туура эмес божомол берген.

1919-жылы англиялык физиги Артур Эддингтон Африканын батыш жээгиндеги Принсип аралында күндүн тутулушун байкап жатып, жылдыздын жарыгын тастыктай алган (ал Күн тутулбагандыктан көрүнүп калган), Күндүн жанынан өтүп бара жатып, Эйнштейндин теңдемелери болжолдонгон бурчка туура келет.

Эддингтондун ачылышы Эйнштейнди супер жылдызга айлантты.

1919-жылдын 7-ноябрында Париж тынчтык конференциясынын ортосунда, биринчи дүйнөлүк согуштан кийин дүйнө кандай болоруна бүт көңүл бурулуп жатканда, Лондондун «Таймс» гезити баш макаласын жарыялады: «Илимдеги революция: А. Ааламдын жаңы теориясы, Ньютондун идеялары талкаланды."

Кабарчылар Эйнштейнди бардык жерде кубалап, салыштырмалуулук теориясын кыскача түшүндүрүп берүү өтүнүчү менен кыйнап жатышты жана ал ачык лекцияларды окуган залдар толуп кетти (ошол эле учурда анын замандаштарынын сын-пикирлерине караганда, Эйнштейн абдан жакшы лектор эмес болчу).; угуучулар лекциянын маңызын түшүнүшкөн жок, бирок атактуу адамды көрүүгө келишти).

1921-жылы Эйнштейн англиялык биохимиги жана Израилдин болочок президенти Хейм Вейцман менен бирге Палестинада жөөт конуштарын колдоо үчүн каражат чогултуу үчүн АКШга лекциялык турга барган. The New York Times гезитинин жазганына караганда, "Метрополитен Операдагы ар бир орун, оркестрдин чуңкурунан галереянын акыркы катарына чейин, жүздөгөн адамдар коридордо турушту". Гезиттин кабарчысы мындай деп баса белгилеген: «Эйнштейн немисче сүйлөп, бирок Аалам жөнүндөгү илимий концепцияны мейкиндиктин, убакыттын жана кыймылдын жаңы теориясы менен толуктаган адамды көрүүгө жана угууга дилгир болуп, залдагы бардык орундарды ээледи».

жалпы коомчулук менен ийгиликке карабастан, салыштырмалуулук теориясы илимий коомчулукта абдан кыйынчылык менен кабыл алынган.

1910-жылдан 1921-жылга чейин прогрессивдүү көз караштагы кесиптештер Эйнштейнди физика боюнча Нобель сыйлыгына он жолу көрсөтүшкөн, бирок эскичил Нобель комитети салыштырмалуулук теориясы али жетиштүү эксперименталдык ырастоо ала электигин шылтоолоп, ар бир жолу баш тарткан.

Эддингтондун экспедициясынан кийин, бул уламдан-улам чуулгандуу сезилип, 1921-жылы дагы эле ынанбай, комитеттин мүчөлөрү Эйнштейнге салыштырмалуулук теориясын такыр айтпай эле, сыйлыгын ыйгаруу жөнүндө эң сонун чечим кабыл алышты, тактап айтканда: «Үчүн теориялык физикага кызмат кылган, өзгөчө фотоэффект мыйзамын ачкандыгы үчүн».

Арийлердин физикасы Эйнштейнге каршы

Эйнштейндин Батыштагы популярдуулугу 1914-жылдагы согушчандардын манифестинен жана Биринчи дүйнөлүк согушта жеңилгенден кийин иш жүзүндө обочолонуп калган Германиядагы кесиптештеринин катуу реакциясын жаратты. 1921-жылы Эйнштейн Брюсселдеги Дүйнөлүк Солвей физика конгрессине чакыруу алган жападан жалгыз немис окумуштуусу болгон (бирок ал Вейцман менен Америка Кошмо Штаттарына саякатка чыгууну четке каккан).

Ошол эле учурда, идеологиялык айырмачылыктарга карабастан, Эйнштейн көпчүлүк патриоттук кесиптештери менен достук мамиледе болууга жетишкен. Бирок колледж студенттеринин жана академиктердин ашынган оң канатынан Эйнштейн немис илимин адаштырган чыккынчы катары репутацияга ээ болду.

Бул канаттын өкүлдөрүнүн бири Филипп Леонард болгон. 1905-жылы Ленард фотоэффекттин натыйжасында пайда болгон электрондорду эксперименталдык изилдөө үчүн физика боюнча Нобель сыйлыгын алганына карабастан, анын илимге кошкон салымы жетишээрлик деңгээлде бааланбагандыктан ал ар дайым жапа чеккен.

Биринчиден, 1893-жылы ал Рентгенге өзү чыгарган разряддык түтүктү карызга берген жана 1895-жылы Рентген разряд түтүктөрү илимге али белгисиз болгон нурларды чыгарып жатканын аныктаган. Ленард бул ачылыш жок дегенде биргелешкен деп эсептелиши керек деп эсептеген, бирок ачылыштын бардык даңкы жана 1901-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгы Рентгенге гана тийген. Ленард ачууланып, ал нурлардын энеси экенин жарыялады, ал эми Рентген акушерка гана болгон. Ошол эле учурда, сыягы, Рентген чечүүчү эксперименттерде Ленард түтүгүн колдонгон эмес.

Ленард фотоэффектте электрондорду изилдеген разряддык түтүк, ал эми Рентген анын нурлануусун ачкан.

Ленард фотоэффектте электрондорду изилдеген разряддык түтүк, ал эми Рентген анын нурлануусун ачкан.

Экинчиден, Ленард британ физикасына катуу таарынган. Ал Томсондун электронду ачуусунун приоритеттүүлүгүн талашып, англиялык окумуштууну анын эмгегине туура эмес шилтеме кылган деп айыптаган. Ленард атомдун моделин түздү, аны Рутерфорддун моделинин представити деп эсептесе болот, бирок бул туура белгиленбеген. Ленард британиялыктарды жалданма жана алдамчы соодагерлердин өлкөсү, ал эми немецтерди, тескерисинче, баатырлардын эли деп атап, Биринчи дүйнөлүк согуш башталгандан кийин Улуу Британияга интеллектуалдык континенталдык блокаданы уюштурууну сунуш кылганы таң калыштуу эмес..

Үчүнчүдөн, Эйнштейн фотоэлектрдик эффектти теориялык жактан түшүндүрө алган жана Ленард 1913-жылы согушка байланыштуу пикир келишпестиктерге чейин эле аны профессорлукка сунуштаган. Бирок 1921-жылы фотоэффект мыйзамын ачкандыгы үчүн Нобель сыйлыгы жалгыз Эйнштейнге берилген.

1920-жылдардын башында Ленард үчүн оор мезгил болгон. Ал шыктанган солчул студенттер менен кагылышкан жана еврей тектүү либералдык саясатчы жана Германиянын тышкы иштер министри Вальтер Ратенау өлтүрүлгөндөн кийин, Гейдельбергдеги институтунун имаратындагы желекти түшүрүүдөн баш тартканда эл алдында кемсинткен.

Мамлекеттик карызга салынган аманаттарын инфляция күйгүзүп, 1922-жылы жалгыз уулу согуш маалында тамак-аштын жетишсиздигинен каза болгон. Ленард Германиянын көйгөйлөрү (анын ичинде немис илиминде) жүйүттөрдүн кутумунун натыйжасы деп ойлой баштады.

Бул убакта Ленарддын жакын шериги Иоганнес Старк, физика боюнча 1919-жылы Нобель сыйлыгынын лауреаты болгон. Согуштан кийин Старк либералдык физика коомуна каршы консервативдик «Университеттин окутуучуларынын немис профессионалдык коомун» уюштуруп, анын жардамы менен илимий-изилдөө иштерин каржылоону жана илимий-педагогикалык кызматтарга дайындоону көзөмөлдөөгө аракет кылган, бирок андан майнап чыккан эмес.. 1922-жылы аспирантын ийгиликсиз коргогондон кийин, Старк аны Эйнштейнге суктангандар курчап алганын жарыялап, университеттин профессору кызматынан кеткен.

1924-жылы, Пиво соккусунан алты ай өткөндөн кийин, Grossdeutsche Zeitung гезити Ленард менен Старктын «Гитлердин руху жана илими» деген макаласын жарыялаган. Авторлор Гитлерди Галилео, Кеплер, Ньютон жана Фарадей сыяктуу илимдин алптары менен салыштырышкан («Бул денедеги гений арабызда жашап жатканы кандай бата!»), ошондой эле арийлердин генийин мактап, бузуку иудаизмди айыпташкан.

Ленард менен Старктын пикири боюнча, илимде еврейлердин зыяндуу таасири теориялык физиканын жаңы багыттарында – кванттык механикада жана салыштырмалуулук теориясында көрүнүп, эски түшүнүктөрдү четке кагууну талап кылып, татаал жана бейтааныш математикалык аппаратты колдонгон.

Улгайган илимпоздор үчүн, атүгүл Ленард сыяктуу таланттуулар үчүн бул аз гана кыйынчылыкты кабыл ала алган.

Ленард «еврей», башкача айтканда, теориялык физиканы «арийлерге», башкача айтканда эксперименттикке карама-каршы коюп, немис илиминин акыркысына көңүл буруусун талап кылган. «Герман физикасы» окуу китебинин кириш сөзүндө: «Германиялык физика? – деп сурашат эл. Мен ошондой эле арийлердин физикасы же түндүк элдеринин физикасы, чындыкты издөөчүлөрдүн физикасы, илимий изилдөөлөрдү негиздегендердин физикасы деп айта алам».

Узак убакыт бою Ленард менен Старктын «арий физикасы» маргиналдык көрүнүш бойдон калып, Германияда эң жогорку деңгээлдеги теориялык жана эксперименталдык изилдөөлөр менен ар кандай тектүү физиктер алектенишкен.

Адольф Гитлер 1933-жылы Германиянын канцлери болгондон кийин баары өзгөрдү. Ошол учурда АКШда болгон Эйнштейн Германиянын жарандыгынан жана Илимдер академиясына мүчөлүктөн баш тарткан жана академиянын президенти Макс Планк бул чечимди кубаттады: «Саясий көз караштарыбызды бөлгөн терең туңгуюкка карабай, жеке достугубуз дайыма өзгөрүүсүз кала берет. », - деп ишендирди ал Эйнштейндин жеке каттары. Ошол эле учурда академиянын кээ бир мүчөлөрү Эйнштейнди андан демонстрациялык түрдө чыгарбаганына кыжырданышкан.

Иоганнес Старк көп өтпөй Физика жана технология институтунун жана Германиянын изилдөө коомунун президенти болуп калды. Кийинки жылдын ичинде Германиядан бардык физиктердин төрттөн бири жана теоретикалык физиктердин жарымы кетишти.