ЭЙНШТЕЙН

ЭЙНШТЕЙН (Einstein) Альберт
(14.3. 1879, Ульм, Германия,-18.4.1955, Принстон, США), физик, создатель
относительности
теории и один из создателей квантовой теории и статистич. физики. С
14 лет вместе с семьёй жил в Швейцарии. По окончании Цюрихского политехникума
(1900) работал учителем сначала в Винтертуре, затем в Шафхаузене. В 1902
получил место эксперта в федеральном патентном бюро в Берне, где работал
до 1909. В эти годы Э. были созданы специальная теория относительности,
выполнены исследования по статистической физике, броуновскому движению,
теории излучения и др. Работы Э. получили известность, и в 1909 он был
избран проф. Цюрихского ун-та, затем Нем. ун-та в Праге (1911-12). В 1912
возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Цюрихском политехникуме. В 1913
был избран чл. Прусской и Баварской АН и в 1914 переехал в Берлин, где
был директором физ. ин-та и проф. Берлинского ун-та. В берлинский период
Э. завершил создание общей теории относительности, развил далее квантовую
теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретич.
физики Э. была присуждена Нобелевская пр. (1921). В 1933 он был вынужден
покинуть Германию, впоследствии в знак протеста против фашизма отказался
от германского подданства, вышел из состава академии и переехал в Принстон
(США), где стал чл. Ин-та высших исследований. В этот период Э. пытался
разработать единую теорию поля и занимался вопросами космологии.

Работы по теории относительности. Гл.
науч. достижение Э.- теория относительности, к-рая по существу является
общей теорией пространства, времени и тяготения. Господствовавшие до Э.
представления о пространстве и времени были сформулированы И. Ньютоном
в
кон. 17 в. и не вступали в явное противоречие с фактами, пока развитие
физики не привело к появлению электродинамики и вообще к изучению движений
со скоростями, близкими к скорости света. Уравнения электродинамики (Максвелла
уравнения) оказались несовместимыми с уравнениями классич. механики
Ньютона. Противоречия особенно обострились после осуществления Майкельсона
опыта, результаты к-рого не могли быть объяснены в рамках классич.
физики.

Специальная, или частная, теория относительности,
предметом к-рой является описание физ. явлений (и в т. ч. распространения
света) в инерциальных системах отсчёта, была опубликована Э. в 1905 в почти
завершённом виде. Одно из её осн. положений - полная равноправность всех
инерциальных систем отсчёта - делает бессодержательными понятия абс. пространства
и абс. времени ньютоновской физики. Физ. смысл сохраняют лишь те выводы,
к-рые не зависят от скорости движения инерциальной системы отсчёта. На
основе этих представлений Э. вывел новые законы движения, сводящиеся в
случае малых скоростей к законам Ньютона, а также дал теорию оптич. явлений
в движущихся телах. Обращаясь к гипотезе эфира, он приходит к выводу, что
описание электромагнитного поля не требует вообще к.-л. среды и что теория
оказывается непротиворечивой, если помимо принципа относительности ввести
и постулат о независимости скорости света от системы отсчёта. Глубокий
анализ понятия одновременности и процессов измерения интервалов времени
и длины (частично проведённый также А. Пуанкаре) показал физ. необходимость
сформулированного постулата. В том же (1905) году Э. опубликовал статью,
где показал, что масса тела т пропорциональна его энергии Я, и в
след, году вывел знаменитое соотношение E - тс² (с - скорость
света в вакууме). Большое значение для завершения построения спец. теории
относительности имела работа Г. Минковского о четырёхмерном пространстве-времени.
Спец. теория относительности стала необходимым орудием физ. исследований
(напр., в ядерной физике и физике элементарных частиц), её выводы получили
полное экспериментальное подтверждение.

Спец. теория относительности оставляла
в стороне явление тяготения. Вопрос о природе гравитации, а также об уравнениях
гравитац. поля и законах его распространения не был в ней даже поставлен.
Э. обратил внимание на фундаментальное значение пропорциональности гравитац.
и инертной масс (принцип эквивалентности). Пытаясь согласовать этот принцип
с инвариантностью четырёхмерного интервала, Э. пришёл к идее зависимости
геометрии пространства - времени от материи и после долгих поисков вывел
в 1915-16 уравнение гравитац. поля (уравнение Эйнштейна, см. Тяготение).
Эта
работа заложила основы общей теории относительности.

Э. сделал попытку применить своё уравнение
к изучению глобальных свойств Вселенной. В работе 1917 он показал, что
из принципа её однородности можно получить связь между плотностью материи
и радиусом кривизны пространства- времени. Ограничиваясь, однако, статич.
моделью Вселенной, он был вынужден ввести в уравнение отрицат. давление
(космологич. постоянную), чтобы уравновесить силы притяжения. Верный подход
к проблеме был найден А. А. Фридманом, к-рый пришёл к идее расширяющейся
Вселенной. Эти работы положили начало релятивистской космологии.

В 1916 Э. предсказал существование
гравитац. волн, решив задачу о распространении гравитац. возмущения. Тем
самым было завершено построение основ общей теории относительности.

Общая теория относительности объяснила
(1915) аномальное поведение орбиты планеты Меркурий, к-рое оставалось непонятным
в рамках ньютоновской механики, предсказала отклонение луча света в поле
тяготения Солнца (обнаружено в 1919-22) и смещение спектральных линий атомов,
находящихся в поле тяготения (обнаружено в 1925). Экспериментальное подтверждение
существования этих явлений стало блестящим подтверждением общей теории
относительности.

Развитие общей теории относительности
в трудах Э. и его сотрудников связано с попыткой построения единой теории
поля, в к-рой электромагнитное поле должно быть органически соединено с
метрикой пространства - времени, как и поле тяготения. Эти попытки не привели
к успеху, однако интерес к указанной проблеме возрос в связи с построением
релятивистской квантовой теории поля.

А. Эйнштейн.

Работы по квантовой теории. Э. принадлежит
важная роль в разработке основ квантовой теории. Он ввёл представление
о дискретной структуре поля излучения и на этой основе вывел законы фотоэффекта,
а также объяснил люминесцентные и фотохим. закономерности. Идеи Э. о квантовой
структуре света (опубл. в 1905) находились в кажущемся противоречии с волновой
природой света, к-рое нашло разрешение только после создания квантовой
механики.

Успешно развивая квантовую теорию,
Э. в 1916 приходит к разделению процессов излучения на самопроизвольные
(спонтанные) и вынужденные (индуцированные) и вводит Эйнштейна коэффициенты
Л
и В, определяющие вероятности указанных процессов. Следствием рассуждений
Э. оказался статистич. вывод Планка закона излучения из условия
равновесия между излучателями и излучением. Эта работа Э. лежит в основе
совр. квантовой электроники.

Применив такое же статистич. рассмотрение
уже не к излучению света, а к колебаниям кристаллич. решётки, Э. создаёт
теорию теплоёмкости твёрдых тел (1907, 1911). В 1909 он выводит формулу
для флуктуации энергии в поле излучения. Эта работа явилась подтверждением
его квантовой теории излучения и сыграла важную роль в становлении теории
флуктуации.

Первая работа Э. в области статистической
физики появилась в 1902. В ней Э., не зная о трудах Дж. У. Гиббса, развивает
свой вариант статистич. физики, определяя вероятность состояния как среднее
по времени. Такой взгляд на исходные положения статистич. физики приводит
Э. к разработке теории броуновского движения (опубл. в 1905), к-рая
легла в основу теории флуктуации.

В 1924, познакомившись со статьёй Ш.
Базе
по
статистике световых квантов и оценив её значение, Э. опубликовал статью
Бозе со своими примечаниями, в к-рых указал на непосредств. обобщение теории
Бозе на идеальный газ. Вслед за этим появилась работа Э. по квантовой теории
идеального газа; так возникла Бозе - Эйнштейна статистика.

Разрабатывая теорию подвижности молекул
(1905) и исследуя реальность токов Ампера, порождающих магнитные моменты,
Э. пришёл к предсказанию и экспериментальному обнаружению совм. с нидерл.
физиком В. де Хаазом эффекта изменения механич. момента тела при его намагничивании
(Эйнштейна
-де Хааза эффект).

Науч. труды Э. сыграли большую роль
в развитии совр. физики. Спец. теория относительности и квантовая теория
излучения явились основой квантовой электродинамики, квантовой теории поля,
атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой электроники,
релятивистской космологии и др. разделов физики и астрофизики.

Идеи Э. имеют огромное методология,
значение. Они изменили господствовавшие в физике со времён Ньютона механистические
взгляды на пространство и время и привели к новой, материалистич. картине
мира, основанной на глубокой, органич. связи этих понятий с материей и
её движением, одним из проявлений этой связи оказалось тяготение. Идеи
Э. стали основной составной частью совр. теории динамической, непрерывно
расширяющейся Вселенной, позволяющей объяснить необычайно широкий круг
наблюдаемых явлений.

Открытия Э. были признаны учёными всего
мира и создали ему междунар. авторитет. Э. очень волновали обществ.-политич.
события 20-40-х гг., он решительно выступал против фашизма, войны, применения
ядерного оружия. Он принял участие в антивоен. борьбе в нач. 30-х гг. В
1940 Э. подписал письмо к президенту США, в к-ром указал на опасность появления
ядерного оружия в фашистской Германии, что стимулировало организацию ядерных
исследований в США.

Э. был чл. MH. науч. об-в и академий
мира, в т. ч. почётным чл. АН СССР (1926).

Соч.: Собр. научных трудов, т. 1-4,
M., 1965-67 (лит.).

Лит.: Эйнштейн и современная
физика. Сб. памяти А. Эйнштейна, M., 1956; Зелиг К., Альберт Эйнштейн,
пер. с нем., M., 1964; Кузнецов Б. Г., Эйнштейн, 3 изд., M., 1967. Я.
А. Смородинский.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я