Закончить рассказ о Рентгене нам хотелось бы словами одно­го из создателей советской физики А. Ф. Иоффе, хорошо знавше­го великого экспериментатора: «Рентген был большой и цельный человек в науке и жизни. Вся его личность, его деятельность и научная методология принадлежат прошлому. Но только на фун­даменте, созданном физиками XIX в. и, в частности. Рентгеном, могла появиться современная физика».

"*" Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследо­ваниям. Их изучение привело к новым открытиям, одним из ко­торых явилось открытие радиоактивности.

Альберт Энштейн

Предшественники А. Эйнштейна немало сделали для появления теории относительности. Однако, разви­вая электродинамику и стремясь объяснить опыты, они опира­лись на концепцию эфира. Подойдя к принципу относительности, они не смогли поставить вопрос о постоянстве и особенно о пре­дельном значении скорости света. Это и было сделано А. Эйнш­тейном (1879—1955). Основополагающая работа Эйнштейна по теории относительности называлась «К электродинамике движу­щихся сред». Она поступила в редакцию журнала «Анналы фи­зики» 30 июня 1905 г. Работа состояла из двух частей. В первой из них были изложены основы новой теории пространства и времени, во второй — применение этой теории к электродинамике движущихся сред. В основу сво­ей теории Эйнштейн кладет два постулата:

1. Принцип относительнос­ти — в любых инерциальны.х системах все физические про­цессы — механические, опти­ческие, электрические и дру­гие — протекают одинаково.

2. Принцип постоянства ско­рости света — скорость света в вакууме не зависит от движе­ния источника и приемника, она одинакова во всех направ­лениях, во всех инерциальных системах и равна 3-108 м/с.

Исходя из этих постулатов, Эйнштейн получил формулы преобразования координат и

времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Он назвал их, как и Пуанкаре, преобразованиями Ло­ренца. Как известно, преобразования Галилея для случая равно­мерного движения вдоль оси ох подвижной системы относительно неподвижной имели такой вид:

х'=х—vt; (y'=y; z'=z; t¢=t. Преобразования же Лоренца выглядят так:

x – vt t – xv/c2 v

x¢ =----------- ; y´= y; z´= z ; t´= --------------, где β = ----

√ 1 – β2 √ 1 – β2 c

Но если у Лоренца эти преобразования скорее были математи­ческим приемом, то у Эйнштейна они означали замену классиче­ских представлений о пространстве и времени новыми представ­лениями. Из этих преобразований можно получить длину тела в разных системах отсчета. Оказалось, что она будет различной. Эйнштейн не удивляется этому. Для него размер тела является величиной не абсолютной (одинаковой во всех системах отсче­та), а относительной — зависящей от системы отсчета. Так же обстоит дело и со временем. Если до Эйнштейна считали, что время везде и всегда течет одинаково (t'=t), то в теории отно­сительности время между двумя одними и теми же событиями будет различным в разных системах отсчета. Так в теории отно­сительности пространство и время потеряли свой абсолютный характер.

Из второго постулата Эйнштейна следовало, что скорость света в вакууме является предельной величиной. А раз так, то преобразование Галилея для скоростей u==v+v', по которому могла получиться скорость, большая скорости света, тоже долж­но быть заменено новым. В теории относительности формула сложения скоростей выглядит так:

v+v'

u = ------------

1+ vv'/c2

В том же 1905 г. вслед за первой статьей была опубликована небольшая заметка Эйнштейна, где автор находит связь между массой и энергией. «Масса тела есть мера содержащейся в нем энергии», — заключает Эйнштейн. Так появилось в науке знаме­нитое соотношение Е=тс2.

В 1907 г. выходит новая работа А. Эйнштейна «О принципе относительности и его следствиях». В ней автор вновь говорит о связи массы и энергии и для проверки этого соотношения обра­щается к радиоактивным процессам. Подсчеты показали, что для проверки формулы на известных в то время радиоактивных пре­вращениях нужно знать атомные массы элементов с точностью до пятого знака. Эйнштейн писал: «Это, конечно, недостижимо. Однако не исключено, что будут открыты радиоактивные про­цессы, в которых в энергию радиоактивных излучений превра­щается большая часть массы исходного атома, чем в случае радия». Мы знаем, что предсказание великого ученого сбылось и его знаменитая формула получила подтверждение в ядерных реакциях.

Очень интересна последняя часть работы, где ставится во­прос о распространении принципа относительности на системы, движущиеся с ускорением. Именно здесь впервые появился принцип эквивалентности, согласно которому инертная масса те­ла равна его гравитационной массе или, что то же самое, силы гравитации физически эквивалентны силам инерции. На основе этого принципа Эйнштейн исследует влияние гравитации на ход часов и распространение света. Он делает вывод, что любой фи­зический процесс протекает тем быстрее, чем больше гравита­ционный потенциал в области, где разыгрывается этот процесс, и что световые лучи искривляются в гравитационном поле. Итак, в 1907 г. Эйнштейн закладывает первые основы общей теории от­носительности (ОТО), над разработкой которой он неустанно ра­ботал 10 лет. Теория же, созданная им в 1905 г., в которой прин­цип относительности был сформулирован только для ннедциальных систем, получила название специальной (частной) теории относительности (СТО).

Период с 1905 по 1907 г. был для Эйнштейна исключительно плодотворным. Кроме теории относительности, он создает в этот период теорию броуновского движения, разрабатывает кванто­вую теорию света и на основе ее объясняет явление фотоэффекта, создает квантовую теорию теплоемкости. Любой из этих работ было бы достаточно, чтобы обессмертить имя автора, создавшего в 1916 г. еще одну из основополагающих теорий физики XX в.— общую теорию относительности.

Каков же жизненный и творческий путь этого выдающегося ученого и замечательного человека?

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 г. в небольшом не­мецком городке Ульме. Отец его, Герман Эйнштейн, окончил в свое время Штутгартскую гимназию, показав при этом хорошие математические способности. Но трудное материальное положе­ние семьи не позволило ему поступить в университет. Он очень любил природу и сумел всей семье привить эту любовь. Мать Альберта прекрасно играла на пианино и пела. Музыка и немец­кая классическая литература были постоянными спутниками жизни семьи Эйнштейнов. Альберт рос тихим, молчаливым ре­бенком, редко резвился с детьми. Среди товарищей он приобрел репутацию самого справедливого. Уже в детские годы он делал все основательно. В шесть лет Альберта стали обучать игре на скрипке. Однако довольно долго это занятие было почти безре­зультатным. В течение семи лет он, как говорят, добросовестно тянул скучную лямку. Но взявшись за сонаты Моцарта и ощу­тив их гармонию и эмоциональность, он с громадным упорством принялся оттачивать технику игры. Наконец Моцарт зазвучал в его исполнении, и музыка стала для него наслаждением.