У чому помилявся найвідоміший вчений світу: 147 років тому народився Альберт Айнштайн

Його ідеї не просто змінили фізику – вони перевернули наше розуміння часу, простору, гравітації та самої природи реальності. Айнштайн досі залишається найвідомішим ученим світу навіть через понад 70 років після своєї смерті. Попри свою геніальність, він, як і всі люди, також помилявся. Більше про нього розповість Еспресо.

Дитинство і шлях до науки

молодий Альберт, фото: Вікіпедія

Альберт Айнштайн народився 14 березня 1879 року в Ульмі (Королівство Вюртемберг, Німеччина) у заможній, але не надто релігійній єврейській родині. Батько займався електротехнікою, а мати грала на фортепіано. Сім'я незабаром переїхала до Мюнхена.

У дитинстві Айнштайн здавався повільним: говорити почав пізно, не любив шкільну муштру. Але вже в 5 років його вразив компас – невидимий магнітний вплив став першим "чудом", яке запалило інтерес до невидимих сил природи. У 12 років він самостійно опанував евклідову геометрію, назвавши книжку "священною".

Наприкінці XIX століття класична фізика Ньютона панувала беззаперечно вже понад 200 років. Електромагнетизм Максвелла щойно сформулювали, але ніхто не розумів, як примирити його з механікою? Саме в цьому розриві й народився інтерес Айнштайна до фізики – він хотів зрозуміти, чому закони природи мають бути однаковими для всіх спостерігачів.

У 1895 році, у 16 років, він покинув німецьку гімназію, переїхав до Італії, а потім до Швейцарії. У 1900 році закінчив Цюрихський політехнікум, але не отримав викладацької посади. З 1902 року працював експертом у патентному бюро в Берні – робота була спокійною і залишала багато часу для роздумів.

1905 рік – "рік чудес"

фото: Вікіпедія

У 1905 році, коли Альберт Айнштайн було лише 26 років, він опублікував чотири наукові статті, які буквально перевернули фізику. Цей рік навіть називають його "роком чудес".

У цих роботах він пояснив явище фотоефекту і показав, що світло поводиться не лише як хвиля, а й як потік частинок – фотонів. Також він описав броунівський рух – хаотичний рух дрібних частинок у рідині, що стало важливим доказом реального існування атомів.

Того ж року Айнштайн сформулював свою Спеціальну теорію відносності — теорію, яка змінила уявлення про простір і час. А ще він записав одну з найвідоміших формул в історії науки про еквівалентність ма́си та енергії, яка показує, що маса може перетворюватися на енергію. Саме цю ідею стисло виражає знамените рівняння E = mc².

Ці роботи випередили свій час на десятиліття. Світ ще не був готовий до ідеї, що час може сповільнюватися, довжини скорочуватися, а маса перетворюватися на енергію. Тому багато вчених не зрозуміли і відкинули суперечні твердження Айнштайна. 

У 1915 році він завершив загальну теорію відносності. Саме тоді він радикально перебудував наше розуміння гравітації, що це не якась невидима сила, а викривлення простору-часу масивними тілами. Але фізика потребує не лише гарних теорій, але й практичних експериментів для підведення. 

Вже незабаром, під час сонячного затемнення 1919 року дійсно сталося так, як і передбачив Айнштайн – згинання світла біля Сонця. Саме тоді він буквально став всесвітньо знаменитим за одну ніч, бо багато вчених спостерігали за Сонцем, щоб перевірити твердження фізика. Тому не дивно, що вже у 1922 році 43-річний Айнштайн отримав почесну Нобелівську премію з фізики. Але не за теорію відносності, а за заслуги перед теоретичною фізикою, зокрема за відкриття закону фотоефекту. Також цікаво, що через наукову поїздку Ейнштейн так і не був присутній на церемонії нагородження особисто.

Чому ідеї Айнштайна випередили час і зробили його найвідомішим ученим

Айнлтан із Чапліном, у 20-х і 30-х роках вчений був справжньою зіркою, фото: Вікіпедія

На початку ХХ століття більшість фізиків вважали, що фундаментальні закони природи вже відкриті. Класична фізика Ньютона здавалася завершеною системою. Але саме Айнштайн поставив під сумнів ці уявлення. Бо його роботи показали, що час може сповільнюватися, маса і енергія пов’язані між собою, а гравітація – це не сила в традиційному розумінні.

Ці ідеї здавалися настільки незвичними, що багато сучасників спершу ставилися до них із недовірою. Проте поступово експерименти підтвердили його передбачення.

До середини ХХ століття ім’я Альберта Айнштайна вже стало універсальним символом наукового генія. Його портрети з’являлися на обкладинках журналів і в газетах, він виступав перед політиками, науковцями та широкою публікою, а його образ – з характерною шевелюрою та задумливим поглядом – перетворився на культурну ікону науки, мабуть, найвідомішого фізика в історії.

У США в 1940-х – на початку 1950-х років йому певний час міг скласти конкуренцію за популярністю Дж. Роберт Оппенгеймер – науковий керівник Манхеттенського проєкту, якого після 1945 року часто називали "батьком атомної бомби". Оппенгеймер став медійною зіркою після успішного випробування в Аламогордо та бомбардувань Хіросіми й Нагасакі, тоді як Айнштайн сприймався радше як теоретик- "відлюдник" із Принстона.

Та саме Айнштайн став каталізатором американської ядерної програми, хоча й не брав у ній безпосередньої участі. У серпні 1939 року він підписав знаменитий лист до президента Франкліна Д. Рузвельта (відомий як лист Ейнштейна–Сіларда). Текст фактично склав угорський фізик Лео Сілард разом із колегами (Теллер, Вігнер), а Айнштайн надав йому свою вагу та авторитет. Лист попереджав, що недавні відкриття в ядерній фізиці (поділ урану) роблять реальним створення надпотужної бомби, і що нацистська Німеччина (з якої він як єврей змушений був емігрувати), яка вже контролювала значні запаси урану, може випередили інших.

Цей документ, доставлений Рузвельту через посередника в жовтні 1939 року, став поштовхом до створення спочатку Уранового комітету, а згодом – Манхеттенського проєкту (офіційно запущеного 1942 року). Під керівництвом Оппенгеймера проєкт завершився створенням атомної зброї та її бойовим застосуванням у серпні 1945 року проти Японії.

Пізніше Айнштайн називав свій підпис під листом "однією великою помилкою в житті". Він був переконаним пацифістом, не мав доступу до секретних робіт (йому відмовили в доступі через політичні погляди та пацифізм) і ніколи не брав участі в розробці бомби. Його роль обмежилася саме тим попередженням, але воно виявилося вирішальним для старту всієї програми.

Особисте життя вченого

Айнштайн з першою та другою офіційними дружинами, фото: Вікіпедія

Особисте життя Альберт Айнштайн було доволі складним і подекуди суперечливим. Він був двічі одружений: спочатку з фізикинею Мілева Марич, з якою познайомився під час навчання в Цюриху, а після розлучення – зі своєю кузиною Ельза Айнштайн.

Історики зазначають, що Айнштайн мав досить бурхливе особисте життя і підтримував близькі стосунки з кількома жінками навіть під час шлюбу. Про це стало відомо з його листування, оприлюдненого вже після смерті вченого. Адже під час поїздок із лекціями Айнштейн активно підтримував любовні зв'язки, і навколо нього завжди збиралися шанувальниці.

Тому деякі біографи описують його як людину, що не завжди дотримувалася традиційних уявлень про подружню вірність, хоча водночас він залишався надзвичайно зосередженим на науці. Одним словом, його також можна назвати ловеласом жіночих сердець.

Чи помилявся Айнштайн?

Відомі вчені-фізики Європи на конгресі, фото: Вікіпедія

Звичайно, адже Айнштайн був людиною, а не богом, тому нічого дивного, що деякі його думки виявилися неточними або неповними, хоча згодом часто і підтверджувалися, попри сумніви вченого. Найвідоміші його помилки:

Однією з найвідоміших "помилок" Альберт Айнштайн стала так звана Космологічна стала. У 1917 році, коли більшість учених вважали Всесвіт статичним і незмінним, Айнштайн додав до рівнянь теорії відносності спеціальну величину – космологічну сталу. Вона мала врівноважити гравітацію і не допустити, щоб Всесвіт почав стискатися або розширюватися.

Однак у 1929 році астроном Едвін Габбл відкрив, що Всесвіт насправді розширюється. Після цього Айнштайн відмовився від своєї ідеї і згодом назвав введення космологічної сталої "найбільшою помилкою свого життя".

Втім, іронія полягає в тому, що наприкінці ХХ століття ця ідея фактично повернулася. У 1998 році астрономи виявили, що розширення Всесвіту не просто триває, а ще й прискорюється. Це явище пов’язують із загадковою темною матерією, і в сучасних космологічних моделях космологічна стала знову використовується як можливе пояснення цього ефекту. Тож остаточної крапки в цій історії наука досі не поставила.

Водночас Альберт Айнштайн скептично ставився і до нової на той час квантової механіки. Йому не подобалося, що ця теорія описує світ мікрочастинок лише через ймовірності, а не через точні й передбачувані закони. Саме тому він і сказав свою знамениту фразу: "Бог не грає в кості", маючи на увазі, що природа не може бути випадковою.

У 1935 році разом з колегами він описав так званий EPR Paradox. Айнштайн намагався показати, що квантова механіка має внутрішні суперечності, адже з неї випливала дивна можливість миттєвого зв’язку між частинками на будь-якій відстані. Він іронічно назвав це "примарною дією на відстані".

І знову іронія полягає в тому, що пізніші експерименти підтвердили існування цього явища – сьогодні воно відоме як квантова сплутаність і є одним із ключових принципів сучасної квантової фізики.

Також Альберт Айнштайн довго скептично ставився до існування чорних дір. Хоча його Загальна теорія відносності математично дозволяла появу таких об’єктів, сам учений вважав, що в реальній природі подібний гравітаційний колапс навряд чи може статися. Проте подальші дослідження в астрофізиці показали протилежне: сьогодні існування чорних дір вважається доведеним і підтверджується численними спостереженнями.

Схожа історія сталася і з гравітаційними хвилями. Айнштайн передбачив їх ще у 1916 році, але пізніше й сам почав сумніватися, чи ці хвилі справді можуть існувати фізично. Лише через століття після цього їх вдалося безпосередньо зафіксувати детекторами обсерваторії LIGO.

Тож так, Айнштайн інколи помилявся або принаймні сумнівався у власних ідеях. Проте парадокс полягає в тому, що навіть його помилки часто рухали науку вперед – вони спонукали інших учених перевіряти, уточнювати й доводити те, що здавалося неможливим.

Альберт Айнштайн помер 18 квітня 1955 року в Принстон від розриву аневризми аорти. Після смерті його мозок став об’єктом наукових досліджень – вчені намагалися зрозуміти, чи існували особливості, які могли пояснити його виняткові здібності. Та головна спадщина Айнштайна – не в анатомічних деталях, а в його ідеях. Багато з них наука продовжує перевіряти й сьогодні. Тож він залишився в історії не просто видатним ученим, а символом того, як сміливе й нестандартне мислення здатне змінити наше уявлення про світ.

Читайте також: 212 років тому народився Кобзар: 10 цікавих фактів про Тараса Шевченка