Эйнштейн во времени и пространстве. Жизнь в 99 частицах

7

На протяжении всей своей научной карьеры Эйнштейн часто использовал мысленные эксперименты как инструмент для решения задач и объяснения своих идей. Рукописи Эйнштейна полны рисунков, иллюстрирующих ход его рассуждений: поезда, дамбы и молнии, плавающий контейнер без окон, ползающие по веткам слепые жуки и сверхчувствительное устройство, способное испускать один электрон.

Во время обучения и работы Эйнштейн всегда опирался на зрительные образы. Анализируя свой мыслительный процесс, он говорил: “Похоже, слова, написанные или проговоренные, а также язык никакой роли для меня не играют”[54]. Формированию такого способа мыслить он во многом был обязан кантональной школе в Аарау, и именно там, когда Эйнштейну было шестнадцать, ему пришла в голову мысль, в равной степени воодушевившая и взволновавшая его.

Он представил себе луч света, одиноко несущийся сквозь тьму пространства, и человека, который ровно с той же скоростью бежит рядом с лучом. Эйнштейн понял, что, с точки зрения этого бегуна, свет будет “застывшим”, а горбы и впадины световой волны – неподвижны.

Однако Эйнштейн понимал, что это какая-та странная картина. Во-первых, нарушается один из установленных еще в XVII веке основополагающих научных принципов, согласно которому законы физики остаются неизменными вне зависимости от того, движется объект быстро, медленно или покоится. В соответствии с этим принципом свет не должен распространяться при одной скорости наблюдателя и “застывать”, когда скорость наблюдателя меняется.

Второе осложнение заключалось в том, что нераспространяющийся свет – это не зависящая от времени световая волна. Как отличить один момент времени от другого, если все неподвижно? “Мы приходим к не зависящему от времени волновому полю, – написал Эйнштейн позднее одному из друзей. – Но представляется, что ничего подобного существовать не может!”[55] Он интуитивно чувствовал: здесь что‐то не так.

В течение многих лет эта проблема продолжала занимать Эйнштейна, и именно она послужила отправной точкой для одного из его величайших открытий. Впоследствии он скажет: “Это был первый детский мысленный эксперимент на пути к специальной теории относительности”[56].