К ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ ДВИЖУЩИХСЯ ТЕЛ

Эта работа содержала в зародыше всю специальную теорию относительности, или, как ее сейчас принято называть сокращенно, СТО. Эйнштейн начал статью с предположения, что во всех координатных системах, движущихся с постоянной скоростью друг относительно друга, справедливы одни и те же физические законы, и такое предположение он назвал принципом относительности. Он также ввел такой постулат: свет в пустоте всегда распространяется с постоянной скоростью С, не зависящей от скорости движения тела, и назвал его принципом постоянства скорости света. Эти две предпосылки, писал Эйнштейн в начале статьи, вполне достаточны для того, чтобы построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся сред, в которой будут излишними понятия эфира, абсолютного пространства и абсолютного времени.

Специальная теория относительности, являющаяся, безусловно, вершиной научной мысли, была подготовлена всем предыдущим ходом физических исследований (электродинамика Максвелла, преобразования Лоренца, опыт Майкельсона, работы Пуанкаре). Но требовалось совершенно свободное от предубеждений, совершенно независимое и, конечно, смелое, решительное мышление, чтобы

[smszamok]

взглянуть на всю проблему с новой точки зрения. Приняв принцип постоянства скорости света в пустом пространстве в качестве одного из основных законов природы, теория относительности кардинально изменила фундаментальные представления о природе пространства и времени.

Время и пространство, существовавшие до Эйнштейна в физике как независимые и самостоятельные, оказались связанными друг с другом скоростью света. С точки зрения эйнштейновской теории относительности во вселенной существует лишь собственное время различных движущихся тел, оно одинаково только для тех тел, которые находятся в покое друг относительно друга. Это и есть релятивистское представление о времени, представление о его относительности, которое ведет к фундаментальному заключению: для движущегося тела все процессы идут медленнее, само время течет медленнее и тем медленнее, чем ближе скорость движения к скорости света.

Этот вывод, конечно, был неприемлем для людей с консервативным мышлением, н поэтому вокруг теории относительности долгие годы бушевали споры. Их эхо дошло до наших дней в виде редких, но все еще проявляющихся научных публикаций, в которых оспариваются я смысл я существо теории относительности. Оспариваются безрезультатно. Ни одна физическая теория, писал выдающийся физик Макс Лауэ, не волновала и не возбуждала умы со времен античности так, как вторжение теории относительности в привычные представления о пространстве и времени.

Прошло много лет, теория относительности стала одним из оснований всей физической науки, от теории элементарных частиц до космологии, стала одним из оснований гигантского гармоничного здания современной теоретической физики. И уже сам Эйнштейн, вглядываясь в прошлое, писал: «Теория относительности является хорошим примером того, как развивается теория. Исходные гипотезы становятся все более абстрактными, далекими от жизненного опыта. Но зато мы приближаемся к благороднейшей научной цели: охватить путем логической дедукции максимальное количество фактов, исходя из минимального количества гипотез и аксиом… Надо разрешить теоретику фантазировать, ибо иной дороги к цели для него вообще нет. Разумеется, речь идет не о бесцельной игре фантазии, а о поисках самых простых и логичных возможностей и их следствий». И, вспоминая свой трудный путь к иетине, он пишет: «Только тот, кто сам это изведал, знает, что такое полные предчувствий, длящиеся годами поиски во мраке, волнение и страстное ожидание, переходы от уверенности к изнеможению и, наконец, рывок, приносящий ясность».

Экспериментально, в прямых опытах, замедление времени для движущихся тел было доказано гораздо позже, в 30-х годах, уже после полного триумфа СТО. Ускоренная до скорости, близкой к скорости света, элементарная частица (например, мезон) распадается гораздо медленнее, чем такая же частица с нерелятивистской скоростью. Это обусловлено именно замедлением времени для движущейся частицы.

Статья начинается так: «В этой работе будет показано, что, согласно молекулярно-кинетической теории теплоты, взвешенные в жидкости тела микроскопических размеров из-за молекулярного теплового движения должны совершать движения такой величины, что легко могут быть обнаружены под микроскопом. Возможно, что рассматриваемые движения тождественны с так называемым броуновским молекулярным движением; однако доступные мне данные относительно последнего настолько Не точны, что я не мог составить об этом определенного мнения». В этих строчках видны черты научного почерка молодого Эйнштейна: фундаментальность вывода, блестящая интуиция, связь теоретических представлений с экспериментальным фактом, абсолютная объективность.

Беспорядочное движение мельчайших Взвешенных частиц в жидкости, обнаружены

двух ядер дейтерия (Д + Д реакция) действительно возможно образование более тяжелых ядер: ядра 3Не (плюс свободный нейтрон) или еще более тяжелого изотопа водорода — трития (плюс свободный протон) . Обе эти ядерные реакции синтеза идут с выделением значительной энергии: 3,2 и 4,0 МэВ соответственно.

Правда, практически использовать энергию при таком методе синтеза невозможно—синтез нового ядра идет только при сильном сближении исходных ядер, а такому сближению препятствует электростатическое отталкивание. Поэтому ядра приходилось ускорять до высоких скоростей, и на это тратилось в конечном итоге больше энергии, чем получалось. Но есть, к счастью, другой путь — ядра могут сильно сближаться при высоких температурах (десятки и сотни миллионов градусов), когда скорость их хаотического движения очень велика. Поэтому реакция синтеза легких ядер была принята в качестве основного механизма выделения энергии в звездах. Американский физик Ганс Бете, разработавший теорию такого термоядерного горения в звездах, был впоследствии удостоен за эту работу Нобелевской премии. Как видите, принципиальная возможность получения термоядерной энергии в больших количествах была признана раньше, чем возможность использования энергии деления ядер. Отметим, что идея термоядерного происхождения энергии звезд за счет синтеза ядер гелия из ядер водорода была высказана английским астрофизиком А. Эддингтоном в 1920 году, задолго до экспериментального открытия реакции слияния ядер.

Прошло несколько лет после удачных экспериментов по синтезу гелия, и вот в 1939 году совершенно неожиданно немецкие физики О. Ган и Ф. Штрасеман открывают явление деления тяжелого ядра — ядра урана— при бомбардировке его нейтронами. Для ядра урана (Л = 238) энергия связи на нуклон равна 7,5 МэВ, когда же оно расщепляется на два примерно одинаковых осколка, то энергия связи у каждого из них примерно равна 8,4 МэВ. Следовательно, образующиеся два осколка в сумме легче исходного ядра,— у них энергия связи на 0,9 МэВ (на нуклон) больше, чем в исходном ядре урана. Если учесть, что ядро урана состоит из 238 нуклонов, то энергия, выделяющаяся при делении каждого такого ядра, достигает 214 МэВ. Обнаруженное деление ядер открывало второй путь высвобождения внутриядерной энергии, но получение нейтронов этих снарядов, необходимых для расщепления ядра урана, представлялось чрезвычайно сложным делом.

[/smszamok]

Трудно сказать, как решилась следует предсказанное Эйнштейном существование нового физического объекта — кванта, Планк никак не хотел признать то, что следовало из его собственных представлений — событие удивительное, но таких событий было не мало в истории естествознания.

Хочется отметить, что А. Эйнштейн был членом нашей Академии (избран в 1922 году), куда «го рекомендовали академики А. Ф. Иоффе, П. П. Лазарев и В. А. Стеклов, писавшие в своем представлении: «…поразительные успехи, которых добилась физика за последние пятнадцать лет, в значительной степени обязаны его идеям».