За что эйнштейн получил нобелевскую. Как эйнштейн получил нобелевскую премию
Вот уже 105 лет каждый год осенью весь научный мир с нетерпением ждет новостей из Королевской академии наук в Стокгольме. Именно там принимаются решения о присуждении Нобелевских премий. Знак признания заслуг ученого перед человечеством, высшая оценка достижений в области физики, химии, биологии и медицины...
Защищенные сложной системой отбора кандидатов, выборы проходят в обстановке строгой секретности и материалы по ним становятся доступны историкам лишь через 50 лет после принятия решений. Отбор кандидатов начинается с первоначального списка, составляемого на основе номинаций, которые могли подавать, главным образом, члены Королевской академии наук Швеции, члены Нобелевских комитетов, бывшие Нобелевские лауреаты, профессора университетов Швеции и других скандинавских стран и некоторые другие лица по выбору академии. Позже к ним добавились и другие категории номинаторов, но в начале XX века дела обстояли несколько проще. Из этого списка выбирают более короткий (в наши дни даже этот более короткий список может насчитывать сотни кандидатов), после чего бумаги каждого из кандидатов отсылают внешним экспертам. Наконец, все отзывы экспертов снова поступают в соответствующие Нобелевские комитеты, которые и должны принять окончательное решение.
85 лет назад, в 1921 г. ни у кого не было сомнений в том, кто именно должен получить Нобелевскую премию по физике. Премия 1920 г. ко всеобщему удивлению уже ушла к одному малоизвестному швейцарскому физику. Имя Альберта Эйнштейна снова было у всех на устах. Да и сам Эйнштейн был практически уверен в том, что его ждет успех. Еще в 1919 г., оформляя развод со своей первой женой, Милевой Марич, он передавал ей все права на премию, которую он «в конце-концов» должен получить. Однако Академия не дрогнула. Ноябрь 1921 г. прошел в тягостном молчании. Нобелевская премия 1921 г. по физике не была присуждена никому.
Удивительный год
Для того, чтобы понять, что так удивило мировую общественность в ноябре 1920 и 1921 гг., нам надо погрузиться еще на 15 лет в прошлое.
В 1905 г. 26-летний клерк патентного бюро Альберт Эйнштейн (1879-1955) опубликовал несколько статей, которые совершили настоящий переворот в физике. Позже этот год получил название annus mirabilis - удивительный год. Влияние эйнштейновских статей 1905 г. на развитие науки в XX веке было столь значительно, что, в ознаменование столетия этого события, 2005 г. был объявлен «Всемирным годом физики».
В этих работах Эйнштейн объяснил вещи, многие из которых, хотя бы на уровне названий, известны сейчас каждому образованному человеку.
В статье «Об одной эвристической точке зрения касательно порождения и превращения света» Эйнштейн объяснил явление фотоэлектрического эффекта: вырывание электронов из металлов под действием облучения. Объяснение было связано с предположением о том, что свет состоит из отдельных частиц, так называемых квантов (это понятие было предложено пятью годами раньше Максом Планком), энергия которых связана с частотой электромагнитного излучения. Чем выше частота, тем больше энергии несут в себе частицы. Электроны, поглощая кванты, могут приобретать столь высокую энергию, что вырываются за пределы поверхности кристаллической решетки. Позже этот эффект нашел себе обширное поле для практического применения в фотоэлементах. Имя частицам света нашлось лишь несколько лет спустя. Сегодня они известны нам под названием фотонов.
В статье «О следующем из молекулярно-кинетической теории теплоты движении частиц, взвешенных в покоящихся жидкостях» он дал объяснение феномену Броуновского движения. Открытое ботаником Робертом Броуном (1773–1858) в 1827 г. «приплясывание» мелких частиц, взвешенных в жидкостях, долгое время рассматривалось как любопытный курьез, и для него даже было разработано математическое описание, но именно Эйнштейн превратил его в доказательство атомного строения вещества. Важно помнить, что в 1905 г. мир очевидностей был другим. Нам, учившимся по учебникам физики конца XX - начала XXI века, эти сомнения могу показаться забавными, но многие физики и химики сто лет назад еще не верили в реальность атомов, считая их не более, чем удобной абстракцией, придуманной для объяснения некоторых экспериментальных феноменов.
Наконец, в вышедшей в июне 1905 г. статье «К электродинамике движущихся тел» были изложены основы специальной теории относительности. В ней описывались проблемы наблюдателя, движущегося с большими скоростями относительно наблюдаемых им объектов, которое, в связи с постоянством предельной скорости света, вызывало неизбежные проблемы с оценкой одновременности событий, линейных размеров и массы тел, заставляя вводить в измерения так называемые релятивистские поправки.
Физики довольно быстро распознали значение этих работ, и в Нобелевский комитет потек тонкий ручеек номинаций. Этот ручеек стал еще шире, когда к 1915 г. Эйнштейну удалось разработать общую теорию относительности, включившую в себя и новое истолкование гравитации.
Нобелевский комитет оказался в неудобной ситуации. Несмотря на явную значимость достижений, Эйнштейн во многом отличался от представления об идеальном кандидате. Он был теоретиком, а не экспериментатором. Непосредственная польза от его «изобретений» при всем величии замысла была крайне сомнительной. Наконец, Эйнштейн меньше всего соответствовал образу кабинетного ученого, оторванного от всего земного, по крупицам собирающего эмпирические зерна абсолютной истины. Его активная пацифистская позиция в годы первой мировой войны, когда самые светлые умы были помутнены националистическим и милитаристским дурманом (германские профессора, например, считали войну исполнением культуртрегерской миссии германского народа), открытые симпатии к левым, отказ от Германского гражданства, наконец, не в последнюю очередь, еврейские корни... Все это вызывало настороженность и неприятие в германоязычном научном сообществе, на окраине которого находилась маленькая Швеция.
Полное затмение
1919 г. стал переломным. 29 мая 1919 г. английский астроном Артур Эддингтон (1882-1944) сумел организовать решающие наблюдения, подтвердившие важные положения общей теории относительности. Он предположил, что, если теории Эйнштейна верны, и тела большой массы действительно способны искривлять пространство, то это искривление можно будет обнаружить, наблюдая за прохождением света от точечных источников вблизи тел большой массы. Беда была только в одном. На Земле не было ни нужных расстояний, ни тел достаточной массы, которые породили бы заметное искривление пространства. На счастье, поблизости от Земли имелась природная экспериментальная установка. Роль точечных источников света могли сыграть звезды, роль массивного тела - Солнце. Оставалась одна проблема. Солнечные лучи рассеиваются в атмосфере Земли, и наблюдение звезд, находящихся вблизи солнечного диска, невозможно. Для того, чтобы пронаблюдать их, необходимо всего-навсего «погасить» Солнце. Каждый астроном знает, как это сделать. Достаточно дождаться солнечного затмения. Луна способна полностью загородить солнечный диск и предоставить уникальные возможности для наблюдения. Полное солнечное затмение удается наблюдать не везде, поэтому ради его наблюдения были направлены экспедиции в Бразилию и на Принсипи, остров близ западного берега Африки. Во время полного солнечного затмения, длившегося всего шесть минут, сотрудники экспедиций Эддингтона успели замерить координаты звезд, находившихся вблизи Солнца.
6 ноября 1919 г. после долгих расчетов и проверок Эддингтон обнародовал результаты наблюдений. Координаты звезд, замеренные им, отличались от обычных на величину, предсказанную согласно общей теории относительности. Эйнштейн буквально проснулся знаменитым. Уже 7 ноября Лондонская «Таймс» вышла с огромными заголовками «Революция в науке - Новая теория вселенной - Ньютоновские идеи повержены». «Нью-Йорк Таймс» откликалась 10 ноября: «Свет весь скривился в небесах! Ученые мужи пребывают в волнении по поводу результатов наблюдения за затмением. Теория Эйнштейна торжествует. Звезды не там, где кажутся и не там, где они должны быть по расчетам, но никому нет нужды волноваться. Книга для двенадцати мудрецов: не более - столько людей во всем мире могли бы понять ее, сказал Эйнштейн, передавая ее своим отважным издателям».
Эйнштейн был нарасхват. Его приглашали с лекциями в университеты всего образованного мира, от США до Японии.
Все это не тронуло Нобелевский комитет. Несмотря на то, что Эйнштейна снова номинировали, премия 1920 г. была присуждена швейцарскому физику Шарлю Эдуару Гийому (1861-1938), который создал высокоинертные никелевые сплавы с аномально низким коэффициентом температурного расширения. Инвар и элинвар, созданные им, оказались необычайно ценны для изготовления прецизионных некорродирующих измерительных инструментов и хронометров, защищенных от намагничивания. Научное сообщество осталось в глубоком недоумении.
Фотоэлектрический эффект
Напряжение росло. Наступил 1921 г. Эйнштейна снова номинировали и снова в связи с теорией относительности. Других достойных кандидатов не было. На пути к Нобелевской премии, как и раньше, встал один из влиятельных членов Нобелевского комитета, офтальмолог Альвар Гульстранд.
Альвар Гульстранд (1862-1930) был не просто экстравагантным консервативным специалистом по глазным болезням. Ему принадлежала Нобелевская премия 1911 г. по физиологии и медицине. В 1894 г., после обучения в Упсале и Вене и практики в Стокгольме, он занял первую в Швеции кафедру глазных болезней в Упсальском университете. С 1914 г. он перешел на созданную специально для него кафедру Физической и физиологической оптики, которую занимал до выхода в отставку с получением звания заслуженного профессора в 1927 г. Альвар Гульстранд был талантливым физиком-самоучкой, основные интересы которого лежали в области преломления света в сложных оптических системах. Результатом его физических штудий стала теория преломления света в человеческом глазу и формирования изображения на сетчатке, охватывавшая как нормальное строение глаза, так и патологические изменения, включая астигматизм. На основании этой теории он усовершенствовал диагностическое оборудование и коррекционные линзы, способные компенсировать повреждение хрусталика в результате удаления катаракты. Многие из его работ по оптике глаза были отмечены национальными премиями. С 1911 по 1929 г. он был членом Нобелевского комитета по физике (с 1922 - его председателем).
Гульстранд, знаток классической геометрической оптики, имел собственное мнение по поводу как специальной, так и общей теории относительности. Он изо всех сил сопротивлялся присуждению Нобелевской премии Эйнштейну. Историк Роберт Фридман приводит слова Гульстранда, записанные в дневнике одного шведского математика: «Эйнштейн не должен получить Нобелевскую премию, даже если этого требует весь мир!» В результате его энергичного протеста, премия 1921 г. осталась в премиальном фонде.
Она вообще, возможно, так и не была бы присуждена Эйнштейну, если бы не другой шведский физик, профессор Упсальского университета, Карл Вильгельм Озеен (1879-1944). Его собственный вклад в науку был ограничен довольно специфической областью. Хотя его «Теория жидких кристаллов», опубликованная в 1933 г. в трудах Фарадеевского общества, до сих пор цитируется в специальной литературе, он мало известен за пределами узкого круга специалистов. Однако как профессор одного из университетов Швеции он мог принять участие в процессе номинирования кандидатов.
Как это часто бывает, Озеен искал решения для совсем другой «премиальной проблемы», но на этом пути ему посчастливилось найти нужную формулировку. Озеен собирался номинировать на премию Нильса Бора (1885-1962). Бор также был теоретиком и как физик-теоретик имел мало шансов в прагматически ориентированном Нобелевском комитете. Однако, связав вместе эйнштейновское объяснение фотоэффекта и боровскую модель атома водорода, Озеен создал замечательный тандем, противостоять которому было невозможно. Вместе они смотрелись как удачно дополняющие друг друга теории о строении вещества, прочно стоящие на солидном экспериментальном основании.
Судьба имеет странное, глубоко ироническое чувство юмора. Теория фотоэффекта представляет собой замечательную аллегорию на судьбу Нобелевской премии Эйнштейна. Как известно, нарастание интенсивности светового потока само по себе не может придать вылетающим электронам большую энергию. Для этого важна лишь частота излучения, поскольку именно с ней связана энергия квантов света - фотонов, поглощаемых электронами. Электрон может поглотить фотон подходящей энергии и перейти на более высокую орбиталь, а то и вообще покинуть атом, либо, если энергия фотона недостаточна, просто «не заметит» его. Вырваться в Нобелевские лауреаты Эйнштейну помог не рост числа номинаций, а то, что Озеен нашел верную формулировку, подобрал нужную частоту.
10 ноября 1922 г. было объявлено, что премия за 1921 г. присуждается Эйнштейну «за его заслуги в области теоретической физики, и в особенности, за объяснение фотоэлектрического эффекта». Одновременно с задержавшейся премией Эйнштейна, премия 1922 г. была присуждена Нильсу Бору «за его заслуги в исследовании строения атомов и излучения, испускаемого ими». Эйнштейн не приехал на церемонию вручения премии и традиционная застольная речь на банкете была зачитана от его имени представителем Германии, М. Надольны. Сам Эйнштейн в это время находился на пути в Японию, где ждали его лекций. О теории относительности. Не о фотоэлектрическом эффекте.
Короллярий
Вся эта давняя история, возможно, была бы не более, чем очередным занимательным историческим анекдотом, если бы не одно обстоятельство. В ней в очередной виден пример столкновения мнений международного научного сообщества и национальной академии.
Когда я писал эту заметку, то не думал о том, чтобы умалить заслуги Нобелевского комитета по созданию сложной системы оценки вклада ученых в развитие науки, или доказать, что члены Нобелевского комитета бывают необъективны и способны действовать по велению своих политических пристрастий или консервативных научных предубеждений. Однако мне кажется важным, что в этом, как и во многих других случаях, правда оказалась на стороне международного научного сообщества.
В постоянных дискуссиях о судьбах науки в современной России, нам, возможно, не мешало бы иногда не только оглядываться по сторонам, но и заглядывать в прошлое. Пусть скептики говорят, что его уроки никого ничему не учат. История учит тех, кто хочет у нее чему-то научиться. Мораль с историей Нобелевской премии Эйнштейна состоит в том, что в оценке вклада ученых в науку следовало бы опираться не на ведомственные, а на международные стандарты. Замкнутое национальное сообщество ученых, отгораживающееся от всего мира, умеет делать только одно - закосневать в своих заблуждениях. Случайный перевес консерваторов в академии может на долгие годы закрыть дорогу новым веяниям, если не ограничить ее произвол мощным противовесом. Весь вопрос в том, как услышать мнение сообщества, голос ученого народа, рассеянного по всему миру.
АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН - ЛАУРЕАТ НОБЕЛЕВСКОЙ ПРЕМИИ ПО ФИЗИКЕ
Нобелевская премия: Альберт Эйнштейн (1879-1955) был награжден Нобелевской
премией по физике в 1921 году - за вклад в развитие квантовой теории и «за открытие закона
фотоэлектрического эффекта». Эйнштейн - один из основателей современной физики, создатель
теории относительности. В декабре 2000 года средства массовой информации (по данным
агентства «Рейтер») назвали Эйнштейна «человеком второго тысячелетия».
Гражданство: Германия; позже был гражданином Швейцарии и США.
Образование: доктор философии (физика), Цюрихский университет, Швейцария, 1905 г.
Профессиональная деятельность: эксперт патентного бюро, Берн, 1902-1908 гг.;
профессор физики в университетах Цюриха, Праги, Берна и Принстона (Нью-Джерси).
Мнение Эйнштейна об Иисусе Христе было высказано в его интервью американскому
журналу «Сатердей ивнинг пост» (The Saturday Evening Post, 26 октября 1929 г.):
«- Какое влияние оказало на вас христианство?
- В детстве я изучал и Библию, и Талмуд. Я иудей, но меня завораживает яркая личность
Назарянина.
- Читали ли вы книгу об Иисусе, написанную Эмилем Людвигом?
- Портрет Иисуса, написанный Эмилем Людвигом, слишком поверхностен. Иисус
настолько масштабен, что не поддается перу фразеров, даже очень искусных. Христианство
нельзя отвергнуть лишь на основании красного словца.
- Верите ли вы в исторического Иисуса?
- Разумеется! Невозможно, читая Евангелие, не почувствовать реальное присутствие
Иисуса. Его личность дышит в каждом слове. Никакой миф не обладает столь мощной жизненной силой.
«Я хочу узнать, как Бог создал мир. Мне не интересны те или иные явления в спектре
того или иного элемента. Я хочу знать Его мысли, остальное - это детали». (цит. по: Ronald Clark,
Einstein: The Life and Times, London, Hodder and Stoughton Ltd., 1973, 33).
«Мы похожи на ребенка, попавшего в огромную библиотеку, в которой множество книг
на разных языках. Ребенок знает, что кто-то эти книги написал, но не знает, как они были
написаны. Он не понимает языков, на которых они написаны. Ребенок смутно подозревает, что в
расположении книг есть некий мистический порядок, но что это за порядок - он не знает.
Мне кажется, что даже самый мудрый из людей выглядит именно так перед Богом. Мы
видим, что вселенная устроена удивительным образом и подчиняется определенным законам, но
эти законы мы едва понимаем. Наш ограниченный разум не способен постичь загадочную силу,
что движет созвездиями». (Цит. по: Denis Brian, Einstein: A Life, New York, John Wiley and Sons,
1996, 186).
«В конце концов, разве фанатики обеих религий не преувеличили различия между
иудаизмом и христианством? Все мы живем волей Божьей и развиваем практически идентичные
духовные способности. Иудей или язычник, раб или свободный - все мы принадлежим Богу».
(цит. по: H.G. Garbedian, Albert Einstein: Maker of Universes, New York, Funk and Wagnalls Co.,
1939, 267).
«Всякий, кто серьезно занимается наукой, приходит к осознанию того, что в законах
природы проявляется Дух, который намного выше человеческого, - Дух, пред лицом которого мы
с нашими ограниченными силами должны ощущать собственную немощь. В этом смысле
научные поиски приводят к религиозному чувству особого рода, которое действительно во
многом отличается от религиозности более наивной». (Высказывание, сделанное Эйнштейном в
1936 г. Цит. по: Dukas and Hoffmann, Albert Einstein: The Human Side, Princeton University Press,
1979, 33).
«Чем глубже человек проникает в тайны природы, тем сильнее он почитает Бога». (Цит.
по: Brian 1996, 119).
«Самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю человека, - это
ощущение тайны. Оно лежит в основе подлинной науки. Тот, кто не испытал этого чувства, кого
уже не охватывает благоговение - практически мертв. Эта глубокая эмоциональная уверенность в
существовании высшей разумной силы, открывающейся в непостижимости Вселенной, и есть моя
идея Бога». (Цит. по: Libby Anfinsen 1995).
«Моя религия состоит в чувстве скромного восхищения перед безграничной
разумностью, проявляющей себя в мельчайших деталях той картины мира, которую мы способны
лишь частично охватить и познать нашим умом». (Высказывание, сделанное Эйнштейном в 1936
г. Цит. по: Dukas and Hoffmann 1979, 66).
«Чем больше я изучаю мир, тем крепче моя вера в Бога». (Цит. по: Holt 1997).
Макс Яммер (почетный профессор физики, автор биографической книги «Эйнштейн и
религия» (Einstein and Religion, 2002), утверждает, что широко известное высказывание
Эйнштейна «Наука без религии хрома, религия без науки слепа» - квинтэссенция
религиозной философии великого ученого. (Jammer 2002; Einstein 1967, 30).
«В иудеохристианской религиозной традиции мы находим высочайшие принципы,
которыми должны руководствоваться во всех своих устремлениях и суждениях. Наших слабых
сил недостаточно, чтобы дотянуться до этой высшей цели, но она формирует надежное основание
всех наших устремлений и ценностных суждений». (Albert Einstein, Out of My Later Years, New
Jersey, Littlefield, Adams and Co., 1967, 27).
«Несмотря на всю гармонию космоса, которую я, с моим ограниченным разумом, всё
же способен воспринимать, находятся те, кто утверждают, что Бога нет. Но больше всего меня
раздражает, что в поддержку своих взглядов они цитируют меня». (Цит. по: Clark 1973, 400;
Jammer 2002, 97).
О фанатичных атеистах Эйнштейн писал:
«Есть и фанатичные атеисты, чья нетерпимость сродни нетерпимости религиозных
фанатиков, - и происходит она из того же источника. Они похожи на рабов, по-прежнему
чувствующих гнёт цепей, сброшенных после тяжелой борьбы. Они бунтуют против «опиума для
народа» - для них невыносима музыка сфер. Чудо природы не становится меньше оттого, что егоможно измерить человеческой моралью и человеческими целями». (Цит. по: Max Jammer, Einstein
and Religion: Physics and Theology, Princeton University Press, 2002, 97).
«Истинная религия - это подлинная жизнь, жизнь всей душой, со всей ее добротой и
праведностью». (Цит. по: Garbedian 1939, 267).
«За всеми величайшими достижениями науки стоит уверенность в логической
стройности и познаваемости мира - уверенность, которая сродни религиозному переживанию…
Эта глубокая эмоциональная уверенность в существовании высшей разумной силы,
открывающейся в непостижимости Вселенной, и есть моя идея Бога». (Einstein 1973, 255).
«Напряженная умственная деятельность и изучение Божьей Природы - вот те ангелы,
что проведут меня сквозь все невзгоды этой жизни, дадут утешение, силу и
бескомпромиссность». (Цит. по: Calaprice 2000, ch. 1).
Цитаты из книги:
«ОНИ ВЕРИЛИ В БОГА:
ПЯТЬДЕСЯТ НОБЕЛЕВСКИХ ЛАУРЕАТОВ
И ДРУГИЕ ВЕЛИКИЕ УЧЕНЫЕ»
В истории мировой науки трудно найти ученого такого же масштаба, как Альберт Эйнштейн. Однако его путь к славе и всеобщему признанию не был легким. Достаточно сказать, что Нобелевскую премию Альберт Эйнштейн получил лишь после того, как безуспешно номинировался на нее более 10 раз.
Краткая биографическая справка
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в немецком городе Ульме в еврейской семье среднего достатка. Его отец сначала занимался производством матрацев, а после переезда в Мюнхен открыл фирму, торговавшую электрооборудованием.
В 7 лет Альберта отдали в католическую школу, а затем в гимназию, которая сегодня носит имя великого ученого. По воспоминаниям одноклассников и учителей, он не проявлял особого рвения к учебе и имел высокие оценки только по математике и латыни. В 1896 году Эйнштейн со второй попытки поступил в Цюрихский Политехникум на педагогический факультет, так как хотел впоследствии работать учителем физики. Там он посвящал много времени изучению электромагнитной теории Максвелла. Хотя не заметить выдающиеся способности Эйнштейна уже было невозможно, к моменту получения диплома ни один из преподавателей не захотел видеть его своим ассистентом. Впоследствии ученый отмечал, что в Цюрихском Политехникуме ему чинили препятствия и третировали за независимый характер.
Начало пути к мировой славе
После окончания вуза Альберт Эйнштейн долго не мог найти работу и даже голодал. Тем не менее, именно в этот период он написал и опубликовал свой первый труд.
В 1902 году будущий великий ученый стал работать в Бюро патентов. Спустя 3 года он опубликовал в ведущем немецком журнале «Анналы физики» 3 статьи, которые впоследствии были признаны предвестниками научной революции. В них он изложил основы теории относительности, фундаментальной квантовой теории, из которой в дальнейшем появилась теория фотоэффекта Эйнштейна, и свои идеи относительно статистического описания броуновского движения.
Революционность идей Эйнштейна
Все 3 статьи ученого, опубликованные в 1905 году в «Анналах физики», стали предметом горячего обсуждения коллег по цеху. Идеи, которые он представил научному сообществу, безусловно, заслуживали того, чтобы принести Альберту Эйнштейну Нобелевскую премию. Однако они не сразу были признаны в академических кругах. Если часть ученых безоговорочно поддержали коллегу, то нашлась довольно большая группа физиков, которые, будучи экспериментаторами, требовали представить результаты эмпирических исследований.
Нобелевская премия
Незадолго до смерти известный оружейный магнат написал завещание, согласно которому все его имущество передавалось специальному фонду. Эта организация должна была вести отбор кандидатов и ежегодно вручать крупные денежные премии тем, «кто принес наибольшую пользу человечеству», сделав значимое открытие в области физики, химии, а также физиологии или медицины. Кроме того, премии присуждались создателю самого выдающегося произведения в области литературы, а также за вклад в сплочение наций, снижение численности вооруженных сил и «содействие проведению мирных конгрессов».
В своем завещании Нобель отдельным пунктом потребовал, чтобы при выдвижении кандидатов не учитывали их национальность, так как не хотел, чтобы его премия была политизирована.
В первый раз Нобелевская церемония награждения состоялась в 1901 году. В течение следующего десятилетия ее лауреатами уже стали такие выдающиеся физики, как:
- Хендрик Лоренц;
- Питер Зееман;
- Антуан Беккерель;
- Мария Кюри;
- Джон Уильям Стретт;
- Филипп Ленард;
- Джозеф Джон Томсон;
- Альберт Абрахам Майкельсон;
- Габриэль Липпман;
- Гульельмо Маркони;
- Карл Браун.
Альберт Эйнштейн и Нобелевская премия: первое выдвижение
Впервые великий ученый был номинирован на эту награду в 1910 году. Его «крестным отцом» стал в области химии Вильгельм Оствальд. Интересно, что за 9 лет до этого события последний отказался взять Эйнштейна на работу. В своем представлении он подчеркивал, что теория относительности является глубоко научной и физической, а не просто философскими рассуждениями, как ее пытались представить недоброжелатели Эйнштейна. В последующие годы Оствальд неоднократно отстаивал эту точку зрения, повторно выдвигая его на протяжении нескольких лет.
Нобелевский комитет отклонил кандидатуру Эйнштейна, с той формулировкой, что теория относительности не соответствует точно ни одному из этих критериев. В частности, было отмечено, что следует дождаться более явного ее экспериментального подтверждения.
Как бы там ни было, в 1910 году премия была присуждена Яну Ван-дер-Ваальсу, за вывод уравнения состояния газов и жидкостей.
Выдвижения в последующие годы
В течение следующих 10 лет Альберта Эйнштейна на Нобелевскую премию номинировали практически ежегодно, за исключением 1911 и 1915 годов. При этом всегда в качестве работы, которая была достойна такой престижной награды, указывалась теория относительности. Именно это обстоятельство стало причиной того, что даже современники часто сомневались, сколько Нобелевских премий получил Эйнштейн.
К несчастью, 3 из 5 членов Нобелевского комитета были из шведского Уппсальского университета, известного своей мощной научной школой, представители которой достигли больших успехов в деле усовершенствования измерительных приборов и экспериментальной техники. Они крайне подозрительно относились к чистым теоретикам. Их «жертвой» стал не один только Эйнштейн. Нобелевская премия так и не была вручена выдающемуся ученому Анри Пуанкаре, а Макс Планк получил ее в 1919 году после долгих обсуждений.
Солнечное затмение
Как уже было сказано, большинство физиков требовали экспериментального подтверждения теории относительности. Однако на тот момент сделать это не представлялось возможным. Помогло Солнце. Дело в том, что для того, чтобы убедиться в правильности теории Эйнштейна требовалось, предсказать поведение объекта с огромной массой. Для этих целей как нельзя лучше подходило Солнце. Было принято решение выяснить положение звезд во время солнечного затмения, которое должно было произойти в ноябре 1919 года, и сравнить их с «обычными». Результаты должны были подтвердить или опровергнуть наличие пространственно-временного искажения, являющегося следствием теории относительности.
Были организованы экспедиции на остров Принцип и в тропики Бразилии. Замеры, произведенные в течение 6 минут, пока длилось затмение, были изучены Эддингтоном. В итоге ньютоновская классическая теория про инертное пространство потерпела поражение и уступила место эйнштейновской.
Признание
1919 год стал временем триумфа Эйнштейна. Даже Лоренц, который до этого относился к его идеям скептически, признал их ценность. Одновременно с Нильсом Бором и еще 6-ю другими учеными, имевшими право выдвигать коллег на Нобелевскую премию, он высказался в поддержку Альберта Эйнштейна.
Однако в дело вмешалась политика. Хотя всем было ясно, то самая заслуженная кандидатура — Эйнштейн, Нобелевская премия по физике за 1920 год была вручена Шарлю Эдуарду Гийому за исследование аномалий в сплавах никеля и стали.
Тем не менее, споры продолжались, и было очевидно, что мировая общественность не поймет, если ученый останется без заслуженной награды.
Нобелевская премия и Эйнштейн
В 1921 году число ученых, предложивших кандидатуру создателя теории относительности, достигло апогея. За Эйнштейна высказалось 14 человек, которые официально имели право выдвигать претендентов. Один из самых авторитетных членов Королевского общества Швеции Эддингтон в своем письме даже сравнил его с Ньютоном и указал, что он превосходит всех своих современников.
Тем не менее, Нобелевский комитет поручил выступить с докладом о ценности теории относительности лауреату в области медицины за 1911 год Альвару Гульстранду. Этот ученый, будучи профессором офтальмологии университета Уппсалы, резко и безграмотно раскритиковал Эйнштейна. В частности, он утверждал, что изгибание светового луча нельзя считать истинной проверкой теории Альберта Эйнштейна. Он также призвал не считать доказательством наблюдения, сделанные относительно орбит Меркурия. Кроме того, его особенно возмутил факт, что длина измерительной линейки может меняться в зависимости от того, движется или нет наблюдатель, и с какой скоростью он это делает.
В результате Нобелевская премия Эйнштейну в 1921-м году не была присуждена, и было решено никого не награждать.
1922 год
Сохранить лицо Нобелевскому комитету помог физик-теоретик Карл Вильгельм Озеен из университета в Уппсале. Он исходил из того, что совсем неважно, за что Эйнштейн получит Нобелевскую премию. В связи с этим он предложил присудить ее «за открытие закона фотоэлектрического эффекта».
Озеен также посоветовал членам комитета, чтобы в ходе 22-й церемонии был награжден не только Эйнштейн. Нобелевская премия в год, предшествовавший 1921-му не вручалась, поэ тому стало возможно отметить заслуги сразу двух ученых. Вторым лауреатом стал Нильс Бор.
Эйнштейн пропустил официальную церемонию вручения Нобелевской премии. Свою речь он произнес позже, и она была посвящена теории относительности.
Теперь вы знаете, за что Эйнштейн получил Нобелевскую премию. Время показало значимость открытий этого ученого для мировой науки. Даже если бы Нобелевская премия Эйнштейну не была вручена, он все равно вошел бы в анналы мировой истории, как человек, изменивший представления человечества о пространстве и времени.
Как на самом деле учился великий физик, почему он отказался работать в Петербургской Академии наук , почему Эйнштейну не хотели давать Нобелевскую премию и как он послужил науке после смерти, Indicator.Ru рассказывает в рубрике «Как получить Нобелевку».
Альберт Эйнштейн
Умер: 18 апреля 1955 года, Принстон, Нью-Джерси, США Нобелевская премия по физике 1921 года. Формулировка Нобелевского комитета : «За заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта».
За время работы над рубрикой «Как получить Нобелевку» автор уже сталкивался с героем, о котором сколько ни напиши, все будет мало: даже в отведенные на статью 10-15 тысяч знаков никак не удастся вместить даже просто краткое изложение того, что этот человек сделал в физике. Но если так можно сказать о Максе Планке, то тогда что говорить о сегодняшнем нашем герое? Только полный перечень его работ займет указанный объем текста и ничего не скажет о нем как о человеке и об ученом. Но мы все же попробуем кое-что рассказать, найти не самые известные факты и развеять кое-какие мифы.
Будущий «физический революционер» родился на юге Германии. Его отец, Герман Эйнштейн, владел предприятием, которое изготавливало перины и матрацы, а точнее - перьевую и пуховую набивку для них. Мама, Паулина Эйнштейн, урожденная Кох, тоже была из небедной семьи - ее отец, дедушка Эйнштейна Юлиус Дерцбахер, был известным торговцем кукурузой.
Начинал учиться Эйнштейн в Ульмской католической школе и, как рассказывал потом, до 12 лет был глубоко набожным ребенком. Правда, это не мешало ему увлекаться «Критикой чистого разума» и играть на скрипке как порядочному еврейскому мальчику.
Потом семья переехала в Мюнхен, затем - в Павию, и затем, наконец, в 1895 году - в Швейцарию. Здесь случился казус: Эйнштейн собирался сдать вступительные экзамены в Цюрихский политехникум, а затем, выучившись, преподавать физику. Скромная спокойная карьера… Но экзамены он не сдал. Впрочем, директор Политехникума посоветовал Эйнштейну просто годик поучиться в местной школе, получить аттестат «установленного образца», и потом уже с легким сердцем идти в его образовательное учреждение. Так Эйнштейн и поступил. После чего - поступил.
Кстати, раз уж зашла речь об учебе и аттестате будущего гения, нужно сразу же развеять один расхожий миф. Из года в год, из десятилетия в десятилетие повторяется одна и та же история: Эйнштейн учился в школе очень плохо, был тупицей, получал одни двойки и тройки. Особенно популярен этот миф у продавцов программ «как сделать из вашего ребенка гения за две недели».
Тем не менее, говорить о неуспеваемости Эйнштейна глупо, хотя и понятно, откуда растут ноги у этого мифа. Взгляните на аттестат, который Альберт получил, выпустившись из школы в швейцарском Арау. Корни путаницы именно в нем.
Дело в том, что начинал учиться Эйнштейн в Германии, а закончил - в Швейцарии. Но германские дети в то время оценивались по десятибалльной шкале, а швейцарские - по шестибалльной. Так что можно понять, что Эйнштейн был почти отличником, но если он получил бы такой аттестат в Германии, то его высшая оценка по физике и математике (6) превратилась бы в тройку в нашем понимании, а четверка по географии - в «банан». Не то, чего стоит ждать от школьника, который на самом деле все свободное время изучает электромагнитную теорию Максвелла.
Итак, в 1900 Политехникум окончен. Говорят, профессора не любили Эйнштейна за его независимость (собственно говоря, сам Эйнштейн это и говорил), и вплоть до 1902 года не мог найти вообще никакой работы, не то что научной. «Жил впроголодь» для будущего великого физика не было метафорой, а суровой правдой жизни, повредившей ему печень.
Тем не менее, на физику силы находятся. Уже в 1901 году Annalen der Physik публикует статью «Следствия теории капиллярности», первую статью Эйнштейна, в которой он рассчитывает силы притяжения между атомами жидкостей.
Отец не мог ему помочь с деньгами - его предприятие разорилось, новая затея с фирмой по торговле электрооборудованием не «взлетела», и в 1902 году Герман Эйнштейн умер. Альберт едва успел приехать проститься с отцом.
Зато помог однокурсник, Марсель Гроссман, который в том же 1902 году рекомендовал друга на должность эксперта III класса в швейцарское Федеральное бюро патентов. Зарплата небольшая, но жить можно, а работа - непыльная, оставляющая время для занятий наукой. В 1904 году Annalen der Physik предложил сотрудничество - для этого журнала Эйнштейн делал аннотации новых статей по термодинамике. Видимо, поэтому, когда случилось почти настоящее научное чудо, мир узнал о нем именно со страниц этого издания.
В 1905 году почти никому неизвестный физик публикует три статьи в Annalen der Physik. Zur Elektrodynamik bewegter Körper («К электродинамике движущихся тел), Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichts betreffenden heuristischen Gesichtspunkt (Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света) и Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen (О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты).
В первой начинается теория относительности (пока еще специальная), вторая закладывает фундамент квантовой теории (и потом Эйнштейн еще будет убеждать самого Макса Планка в реальности существования квантов), третья, в общем-то посвящена броуновскому движению, но параллельно еще и основательно перетряхивает все здание статистической физики.
Три мощных удара распахнули «с ноги» дверь в новую физику и, фактически, в новое сознание. Недаром 1905 год вошел в историю науки как Annus Mirabilis - «Год чудес». Только после этих работ Эйнштейн сумел получить докторскую степень по физике. Впрочем, аж до 1909 года он служил в Бюро патентов несмотря на то, что уже в 1906 году физики мира обращались к нему в письмах «герр профессор».
Всемирная слава постепенно накатывала на Эйнштейна, тем более, что постепенно приходили и экспериментальные подтверждения его теоретических изысканий. В 1914 году его даже пригласили работать в Петербург, в Академию наук, но после нашумевшего дела Бейлиса и еврейских погромов Эйнштейн отказался именно по идеологическим соображениям. Более того, физик - в отличие от многих наших предыдущих героев, активно выступил и против Первой мировой войны. Может, тому виной швейцарское гражданство, которое было у него с 1901 года, а может - просто характер был такой.
Однако именно в годы Первой мировой, а именно - в 1915 году, появилось еще одно «чудо» Эйнштейна - Общая теория относительности, окончательно связавшее природу пространства и времени и назначившее именно этому союзу роль материального носителя гравитации. Сейчас, сто лет спустя, без общей теории относительности никуда даже на практике: например, без поправок на эффекты ОТО не будут работать точно приборы GPS.
Первый раз Эйнштейна номинировали на «Нобеля» по физике еще в 1910 году, за специальную теорию относительности. И с каждым годом количество номинаций все росло и росло, пока не привело к закономерному финалу.
C Нобелевской премией тоже вышла интересная история. Нужно начать с того, что в 1911 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине после нескольких неудачных номинаций по физике получил шведский специалист по оптике Альвар Гульстранд. Он был действительно очень хорошим оптиком и специалистом по диоптрике глаза, и после премии стал очень почитаемым в Швеции ученым. И членом Нобелевского комитета.
Этот замечательный человек оказался очень упрямым, хотя и очень доброжелательным человеком «для своих». Но если кто был для Гульстранда «чужим»… Суровый шведский гений на дух не переносил и не признавал новую физику и, в особенности, Альберта Эйнштейна. «Благодаря» Гульстранду 1921-й стал годом, в который вообще не присудили премию по физике. Нет, не потому, что не нашли достойного кандидата, а потому, что очень много номинаций получил Альберт Эйнштейн. Гульстранд устроил истерику. Говорят, он даже вопил: «Эйнштейн никогда не должен получить Нобелевскую премию, даже если весь остальной мир потребует этого». И убедил-таки комитет не присуждать премию Эйнштейну. Ну а не Эйнштейну - так никому.
Если быть точным, в 1922 году назвали двух лауреатов, и за 1921 (все-таки Эйнштейну, хотя много номинаций великий физик получил уже в 1922), и за 1922 годы. И, заранее зная, что будет, многие физики уже начали бояться за свою репутацию. Спасла дело одна из номинаций Эйнштейна, от Карла Вильгельма Озеена. Озеен номинировал величайшего физика не за теорию относительности, как все остальные, а за открытие закона фотоэффекта. Все уцепились за эту «лазейку» и, добавив в вердикт фразу «за выдающиеся заслуги в теоретической физике» (читай «а еще он - молодец»), таки продавили упрямого шведа.
Кстати, сам Эйнштейн воспользовался своим правом номинировать нобелевских лауреатов всего девять раз. Он предложил наградить премией Макса Планка (еще до того, как сам стал лауреатом), Джеймса Франка и Густава Герца, Артура Комптона, Вернера Гейзенберга и Артура Шредингера, Отто Штерна , Исидора Раби, Вольфганга Паули, Вальтера Бете и Карла Боша (последнего - по химии). Уникальная история: все номинанты Эйнштейна получили свои премии.
Оставшаяся треть века жизни Эйнштейна насыщенны как научной, так и общественной деятельностью до самой смерти. И постепенно разворачивающаяся травля в Германии, вынужденный переезд в США, работы над общей теорией поля, письмо Франклину Делано Рузвельту о том, что нужно активно создавать атомное оружие - и сразу же, после войны - активнейшее участие в основании Пагуошского движения ученых за мир, и даже отказ от поста президента Израиля. О каждом годе из этих 33 можно написать отдельную книгу.
В 1955 году старому физику стало намного хуже. Он отложил все дела, написал завещание и начал работу над воззванием, которое призывало все страны предотвратить ядерную войну. Друзьям Эйнштейн сказал: «Свою задачу на Земле я выполнил». Дописать воззвание он не успел. Падчерица Марго, которая посещала его в больнице незадолго перед смертью, вспоминала: «Он говорил с глубоким спокойствием, о врачах даже с легким юмором, и ждал своей кончины, как предстоящего „явления природы“. Насколько бесстрашным он был при жизни, настолько тихим и умиротворенным он встретил смерть. Без всякой сентиментальности и без сожалений он покинул этот мир».
На этой «любительской» фотографии мы можем видеть мозг великого ученого. Вскоре после смерти Альберта Эйнштейна его сфотографировал патологоанатом Томас Харви, который проводил вскрытие. Кадры были сделаны до того, как мозг был помещен в формалин, перед тем, как из него взяли 240 гистологических срезов.
Однако эти снимки, хранящиеся в Национальном музее медицины и здоровья (NMHM), до сравнительно недавнего времени не обращали на себя внимание ученых, как и сами препараты. Мозг Эйнштейна оставался без исследования: было только понятно, что в целом он оказался чуть меньше среднего мозга человека (но в пределах нормы). Однако в 1985 году первое исследование срезов уже показало, что во всех участках мозга, откуда были взяты пробы, содержится необычно большое количество глиальных клеток.
А в 2013 году вышла статья в журнале Brain, которая анализирует обнаруженные незадолго до того снимки. Главный ее вывод - это необычно сильно развитая префронтальная и теменная кора мозга великого ученого. Этим, вероятно и объясняются его потрясающие мыслительные способности, математический и пространственный аппарат его сознания. Так Альберт Эйнштейн помогает «двигать» науку и через шестьдесят лет после своей смерти.
Альберт Эйнштейн несколько раз номинировался на Нобелевскую премию по физике, однако члены Нобелевского комитета долгое время не решались присудить премию автору такой революционной теории, как теория относительности. В конце концов был найден дипломатичный выход: премия за 1921 год была присуждена Эйнштейну за теорию фотоэффекта, то есть за наиболее бесспорную и хорошо проверенную в эксперименте работу; впрочем, текст решения содержал нейтральное добавление: «и за другие работы в области теоретической физики» .
«Как я уже сообщил Вам телеграммой, Королевская академия наук на своём вчерашнем заседании приняла решение присудить Вам премию по физике за прошедший (1921) год, отмечая тем самым Ваши работы по теоретической физике, в частности открытие закона фотоэлектрического эффекта, не учитывая при этом Ваши работы по теории относительности и теории гравитации, которые будут оценены после их подтверждения в будущем.»
Естественно, традиционную Нобелевскую речь Эйнштейн посвятил теории относительности.
В сентябре 1905 г. Альберт Эйнштейн публикует знаменитую работу «К электродинамике движущихся сред», посвященные теории, описывающей движение, законы механики и пространственно-временные отношения при скоростях движения, близких к скорости света. В последствии эта теория была названа специальной теорией относительности.
Многие учёные сочли «новую физику» чересчур революционной. Она отменяла эфир, абсолютное пространство и абсолютное время, пересматривала механику Ньютона, которая 200 лет служила опорой физики. Время в теории относительности течёт по-разному в разных системах отсчёта, инерция и длина зависят от скорости, движение быстрее света невозможно - все эти необычные следствия были неприемлемы для консервативной части научного сообщества.
Сам Эйнштейн относился к недоверию коллег с юмором, известно его высказывание во Французском философском обществе в Сорбонне, 6 апреля 1922 г: «Если теория относительности подтвердится, то немцы скажут, что я немец, а французы - что я гражданин мира; но если мою теорию опровергнут, французы объявят меня немцем, а немцы - евреем.»
В 1915 г. Эйнштейн создал математическую модель Общей теории относительности, рассматривающую искривление пространства и времени.
Новая теория предсказала два ранее неизвестных физических эффекта, вполне подтверждённые наблюдениями, а также точно и полностью объяснила вековое смещение перигелия Меркурия, долгое время приводившее в недоумение астрономов. После этого теория относительности стала практически общепризнанным фундаментом современной физики. Кроме того общая теория относительности нашла практическое применение в системах глобального позиционирования GPS, где расчёты координат производятся с очень существенными релятивистскими поправками.
Тезис о дискретности электромагнитного излучения, выдвинутый Эйнштейном в 1905 году позволил ему объяснить две загадки фотоэффекта: почему фототок возникал не при всякой частоте света, а только начиная с определённого порога, а энергия и скорость вылетающих электронов зависели не от интенсивности света, а только от его частоты. Теория фотоэффекта Эйнштейна с высокой точностью соответствовала опытным данным, что позднее подтвердили эксперименты Милликена (1916). Именно за эти научные открытия Эйнштейн и получил Нобелевскую премию.