Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизньИстория

Студент Эйнштейн

Кандидат физико-математических наук, доктор естествознания (Германия) Евгений Беркович

Альберт Эйнштейн в период учёбы в Политехникуме. Цюрих, 1898 год. ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv / Fotograf: Unbekannt / Portr_03142 / PD

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным, как у большинства его коллег-современников. Обычно молодой человек, стремящийся стать учёным, оканчивал не просто школу, а гимназию, после чего получал право учиться в университете. По окончании университета нужно было подготовить и защитить докторскую диссертацию (физики и математики становились докторами философских наук). С этого момента начиналась карьера научного работника или преподавателя. Кто собирался стать профессором, должен был защитить вторую докторскую диссертацию и после успешного испытания в качестве лектора получить звание приват-доцента и право читать лекции студентам. А дальше появлялась возможность подняться на должность экстраординарного профессора и, наконец, как вершина научной карьеры, быть избранным полным, или ординарным профессором, став одновременно высокопоставленным государственным служащим. У Эйнштейна с самого начала всё пошло не так. Мюнхенскую гимназию он не окончил, не выдержав царившей в ней атмосферы казармы и отсутствия свободы. Пятнадцатилетний юноша, распрощавшись с Германией, в 1894 году уехал к родителям в Милан и через год решил стать инженером, чтобы помогать отцу. Так как дорога в университет для него была закрыта, оставался технический вуз, и лучшим считался цюрихский Политехнический институт, который в просторечии называли Политехникумом, или даже просто Поли.

Дом на улице Унионштрассе 4 в Цюрихе и памятная доска на этом доме. Фото из книги: Dudo Erny. Einstein in Schweiz. — Zürich: BoD, 2020. Публикуется с любезного разрешения автора.
Надпись гласит: «Здесь в 1896—1900 годах жил великий физик и сторонник мира Альберт Эйнштейн (1879— 1955), с 1901 года — гражданин Цюриха». Фото из книги: Dudo Erny. Einstein in Schweiz. — Zürich: BoD, 2020. Публикуется с любезного разрешения автора.

Поступление

Федеральный политехнический институт в Цюрихе был создан в 1855 году. Это было единственное высшее учебное заведение Швейцарии, которое подчинялось не какому-то кантону, а напрямую федеральному правительству в Берне. Поначалу хотели создать федеральный университет, но кантональные власти побоялись, что это уменьшит значимость местных университетов, и воспротивились инициативе. Компромиссом оказалось создание федерального института для подготовки инженеров и преподавателей гимназий. И хотя Политехникум, в отличие от университетов, не имел права присваивать докторские степени1, состав его преподавательских кадров был на уровне лучших университетов Европы.

Первый раз Эйнштейн попытался поступить в Политехникум в 1895 году. Тогда это была явная авантюра: бывшему ученику мюнхенской гимназии, так и не закончившему гимназический курс, исполнилось в тот год шестнадцать, а в Политехникум принимали с восемнадцати. Эйнштейн знал правила. Летом 1895 года он писал своему дяде Цезарю Коху: «Как ты уже знаешь, я буду поступать в Цюрихе в Политехникум. С этим связаны определённые трудности, так как я должен был бы быть на два года старше»2.

Друг семьи Эйнштейнов Густав Майер, проживавший в Цюрихе, обратился с письмом к ректору Политехникума профессору Альбину Герцогу, в котором расхваливал способности юноши к математике и физике. Герцог ответил Майеру письмом, которое сохранилось в архиве библиотеки Политехникума3. В нём Герцог сообщает, что не считает правильным даже «вундеркиндов» освобождать от необходимости сдавать все школьные экзамены перед поступлением в институт, однако в виде исключения разрешил всё же шестнадцатилетнему Эйнштейну проверить себя на вступительных экзаменах в Политехникум.

Вступительные экзамены продолжались несколько дней. Проверялись знания по арифметике, алгебре, геометрии, физике, химии, черчению, иностранному языку, истории, литературе и естествознанию. Показав прекрасные знания по физике и математике, Эйнштейн откровенно провалился на экзаменах по ботанике, зоологии и французскому языку4.

Эйнштейн тогда записался на инженерное отделение Политехникума (термин «факультет» был в Цюрихе не в ходу). В «Автобиографических набросках» он вспоминал: «Экзамен показал мне прискорбную недостаточность моей подготовки несмотря на то, что экзаменаторы были снисходительны и полны сочувствия. Я понимал, что мой провал был вполне оправдан. Отрадно было лишь то, что физик Г. Ф. Вебер сказал мне, что я могу слушать его коллег, если останусь в Цюрихе. Но ректор, профессор Альбин Герцог, рекомендовал меня в кантональную школу в Аарау, где после годичного обучения я сдал экзамен на аттестат зрелости»5.

Совет профессора Герцога оказался очень полезным для неопытного юноши. Школа в Аарау помогла ему укрепить веру в себя, поверить в силу принципов демократии и свободы. Вот как он вспоминал свои школьные годы в Швейцарии: «Эта школа оставила во мне неизгладимый след благодаря своему либеральному духу и скромной серьёзности учителей, которые не опирались на какие-либо показные авторитеты; сравнение с шестилетним обучением в авторитарно управляемой немецкой гимназии убедительно показало мне, насколько воспитание в духе свободы и чувства личной ответственности выше воспитания, которое основано на муштре, внешнем авторитете и честолюбии. Настоящая демократия не является пустой иллюзией»6.

После школы в Аарау Эйнштейн выбрал для себя не инженерное, а физико-математическое отделение. Именно тогда у юноши появилось желание заниматься наукой. Сохранилось сочинение, написанное по-французски с большим количеством орфографических ошибок, но суть его нового взгляда на будущее оно отражало верно: «Если мне повезёт и я сдам экзамены, то я поступлю в Политехникум в Цюрихе. Там я четыре года буду изучать математику и физику. Я представляю себя преподавателем этих дисциплин, предпочтительно теоретиком. Вот причины, которые привели меня к таким планам. Прежде всего, это моя склонность к абстрактному математическому мышлению, отсутствие воображения и практической смётки. Мои желания совпадают со склонностями. Это вполне естественно, ведь всякому приятно заниматься тем, к чему у него больше склонностей. Кроме того, занятия наукой дают определённую независимость, которая меня очень привлекает»7.

В осенний семестр 1896 года вместе с Эйнштейном на отделение VI, готовившее преподавателей математики и естествознания для гимназий, в его математическую секцию «A» поступили ещё девять юношей и одна девушка. Девушку сейчас все хорошо знают — это была Милева Марич, ставшая впоследствии женой Альберта. Из юношей до промежуточного преддипломного испытания, проводимого в третий год обучения, дошли пятеро: кроме Альберта Эйнштейна, Якоб Эрат, Марсель Гроссман, Луи Коллрос и Луи-Густав дю Паскье. Альберт был самым молодым из этой пятёрки: в год поступления в Политехникум ему исполнилось семнадцать лет. Гроссман и Коллрос были старше почти на год, дю Паскье — на два с половиной, Эрат и Милева — на три с небольшим года.

1. Это право Политехникум получил в 1908 году, а первые собственные доктора появились в 1909-м. Об этом см. ниже.

2. Alexis Schwarzenbach. Das verschmähte Genie. Albert Einstein und die Schweiz. — München: Deutsche Verlags-Anstalt, 2005. S. 12.

3. Экзаменационные ведомости, письма ректора и матрикулы студентов Политехникума хранятся в архиве библиотеки института, их копии выложены в интернет [ETH-Bibliothek, 2021].

4. Louis Kollros. Erinnerungen eines Kommilitonen. В книге: Carl Seelig (Hrsg.). Helle Zeit — dunkle Zeit, S. 17–31. — Zürich: Europa Verlag, 1956. S. 17.

5. Альберт Эйнштейн. Автобиографические наброски. Собрание научных трудов в четырёх томах. Том IV, с. 350—356. — М.: Наука, 1967. С. 350.

6. Там же.

7. Пайс Абрахам. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна / Пер. с англ. В. И. и О. И. Мацарских. Под ред. акад. А. А. Логунова. — М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. С. 49.

Преподаватели

Из преподавателей Эйнштейна обычно выделяют троих: двух выдающихся математиков, профессоров Германа Минковского и Адольфа Гурвица, которые могли бы составить славу любому первоклассному университету, и физика Генриха Фридриха Вебера, отношения с которым у Эйнштейна вначале были прекрасными, а потом испортились. Своих преподавателей математики будущий создатель теории относительности в молодости явно недооценивал. В «Автобиографических заметках» он признаётся: «Там у меня были прекрасные преподаватели (например, Гурвиц, Минковский), так что, собственно говоря, я мог бы получить солидное математическое образование. Я же большую часть времени работал в физической лаборатории, увлечённый непосредственным соприкосновением с опытом. Остальное время я использовал главным образом для того, чтобы дома изучать труды Кирхгофа, Гельмгольца, Герца и т. д.»8.

Только спустя десятилетия Эйнштейн понял, что «доступ к более глубоким принципиальным проблемам в физике требует тончайших математических методов. Это стало мне выясняться лишь постепенно, после многих лет самостоятельной научной работы»9. В «Автобиографических набросках» он объясняет причины своего юношеского пренебрежения математикой: «Но высшая математика ещё мало интересовала меня в студенческие годы. Мне ошибочно казалось, что это настолько разветвлённая область, что можно легко растратить всю свою энергию в далёкой провинции. К тому же по своей наивности я считал, что для физики достаточно твёрдо усвоить элементарные математические понятия и иметь их готовыми для применения, а остальное состоит в бесполезных для физики тонкостях, — заблуждение, которое только позднее я с сожалением осознал. У меня, очевидно, не хватало математических способностей, чтобы отличить центральное и фундаментальное от периферийного и не принципиально важного»10. Надо отметить, что недостаточность своих математических знаний Эйнштейн ощущал и в процессе создания общей теории относительности, и в попытках разработать единую теорию поля. Ему постоянно требовались ассистенты для выполнения математических расчётов и исследования математических моделей. Даже согласие на переезд в Принстон и работу в Институте перспективных исследований он дал только после того, как ему обещали взять на работу и его ассистента Вальтера Майера, с которым он работал с 1929 года. Правда, их сотрудничество вскоре после прибытия в Америку распалось, и Эйнштейн вынужден был искать новых помощников, сильных в математике.

Для полноты картины назовём и других преподавателей Эйнштейна в Цюрихе. Профессор Вильгельм Фидлер читал курс по проективной и начертательной геометрии, профессор Карл Фридрих Гейзер — курс аналитической геометрии и теории инвариантов. Лекции Гейзера по дифференциальной геометрии произвели на Эйнштейна большое впечатление своей художественностью, о них он высказался в «Автобиографических набросках»: «Захватывали меня также лекции профессора Гейзера по дифференциальной геометрии, которые были настоящими шедеврами педагогического искусства и очень помогли мне позднее в борьбе, развернувшейся вокруг общей теории относительности»11.

Первые три семестра студенты физикоматематического отделения изучали математику, разделившись по языку: Эйнштейн, Гроссман, Эрат и Марич слушали лекции Гурвица и Фидлера на немецком, остальные посещали лекции Жерома Франеля и Мариуса Лакомба, которые читались на инженерном отделении по-французски. Франель и Гейзер сыграли важную роль в истории Политехникума. Заведующий кафедрой математики на французском языке Жером Франель был ректором Цюрихской высшей технической школы в 1905—1909 годах и много сделал для её перестройки и расширения прав до уровня прав университетов. В первый год его ректорства широко отмечалось пятидесятилетие со дня создания Политехникума. Не сразу, но Франелю удалось-таки добиться права присуждать докторские степени своим выпускникам (в 1908 году). Первые собственные доктора наук появились в Политехникуме в 1909 году.

8. Альберт Эйнштейн. Автобиографические заметки. Собрание научных трудов в четырёх томах. Том IV, с. 259—293. — М.: Наука, 1967. С. 264.

9. Там же.

10. Там же. С. 351.

11. Там же.

Математический конгресс

Важным событием не только в истории Политехникума, но и в истории мировой науки был первый Международный математический конгресс, проходивший в Цюрихе в конце первого студенческого года Эйнштейна — с 9 по 11 августа 1897 года. Все заседания Конгресса проходили в аудиториях Федеральной высшей технической школы. Президентом Конгресса был назначен профессор Карл Фридрих Гейзер. Он стал приват-доцентом в двадцать лет, профессором — в двадцать шесть, дважды избирался ректором: в 1881—1887 и в 1891—1895 годах.

Конгресс был задуман и прошёл с большим размахом. Приглашения на немецком и французском языках были разосланы двум тысячам математиков и физиков-теоретиков со всего мира, присутствовали на конгрессе 208 человек, из них двенадцать из России. В оргкомитет Конгресса входили Феликс Клейн, Андрей Андреевич Марков, Анри Пуанкаре, Герман Минковский. С докладами на Конгрессе выступали Георг Кантор, Жак Адамар, Адольф Гурвиц, другие выдающиеся математики. Из-за смерти матери, случившейся в июле 1897 года, Анри Пуанкаре не смог приехать в Цюрих, но его доклад «О взаимосвязи чистого анализа и математической физики» прочитал Жером Франель.

Удивительно, но, судя по имеющимся данным, Альберт Эйнштейн не посещал заседания Конгресса, не слушал доклад Пуанкаре, не читал его в сборнике «Bibliotheque de philosophie scientifique» («Библиотека научной философии»), где он был напечатан под заголовком «La valeur de la science» («Ценность науки»). Доклад представлял собой дальнейшее развитие книги «Наука и гипотеза», которую Эйнштейн изучал в Берне вместе с другими участниками академии «Олимпия». А мысли Пуанкаре, высказанные в этом докладе, были очень близки к тем, к которым Эйнштейн пришёл в 1905 году, когда завершил построение специальной теории относительности, и даже к тем, которые привели к построению в 1915 году общей теории относительности. В докладе 1897 года Пуанкаре утверждал, что «абсолютное пространство, абсолютное время, евклидова геометрия вовсе не являются необходимыми атрибутами механики; можно основные факты изложить так, что они будут относиться к неевклидовым пространствам»12. В том же докладе Пуанкаре говорил и об относительности понятия одновременности двух событий и о том, что от понятия абсолютный эфир можно отказаться. Всё это даёт основания считать французского математика одним из основных предшественников современной физики, почти вплотную подошедшего к созданию специальной теории относительности. Ему оставалось сделать один шаг, но он его не сделал. Этот шаг сделал Альберт Эйнштейн в 1905 году. Кто знает, как пошло бы развитие физики, не пропусти Эйнштейн доклад Пуанкаре на первом съезде математиков в Цюрихе?

12. Louis Kollros. Erinnerungen eines Kommilitonen. В книге: Carl Seelig (Hrsg.). Helle Zeit — dunkle Zeit, S. 17—31. — Zürich: Europa Verlag, 1956. S. 19.

Минковский и Вебер

Уже упомянутый профессор Альбин Герцог, бывший во времена учёбы Эйнштейна ректором Политехникума, вёл курс технической механики с упражнениями. В качестве продолжения и развития этого курса Герцог предложил профессору Минковскому прочитать курс аналитической механики. Герман Минковский всегда проявлял интерес к физике. Знаменитый Генрих Герц пригласил его профессором в Боннский университет, и Минковский говорил, что если бы не неожиданная смерть Герца в 1894 году, он, Минковский, вероятно, переквалифицировался бы в физика13. Курс Минковского в Политехникуме предполагался для студентов как инженерного отделения, так и физико-математического, но если последние слушали с интересом, то для будущих инженеров курс показался слишком сложным.

В последний студенческий семестр Эйнштейна и его сокурсников Герман Минковский прочитал лекцию о применении аналитической механики к явлениям капиллярности. На эту тему он по заданию Феликса Клейна написал большую статью в «Математическую энциклопедию», лекция в Политехникуме была основана на этой недавно написанной статье. Эйнштейн был в восторге: «Это первая лекция по математической физике, которую я слушал в Поли», — признался он своему товарищу Луи Коллросу14. Здесь явно слышалось недовольство другими лекциями по физике в цюрихском Политехникуме, так как они были далеки от актуальных физических проблем того времени. Даже курс Фердинанда Рудио о применениях аналитической механики по сравнению с лекциями Минковского выглядел устаревшим. Следует отметить, что первая опубликованная научная работа Эйнштейна «Выводы из явления капиллярности»15, написанная в декабре 1900 года, явно связана с лекцией Минковского.

Введение в теоретическую физику читал студентам патриарх Политехникума профессор Генрих Фридрих Вебер, первые лекции которого состоялись за четыре года до рождения Эйнштейна.

Поначалу лекции Вебера приводили Эйнштейна в восторг. Во второй студенческий год он писал Милеве Марич: «Вебер с большим мастерством читает о теплоте (температура, количество теплоты, передача теплоты, динамическая теория газов). Я рад каждому его курсу лекций»16.

Однако со временем любознательного студента стало раздражать отсутствие в лекциях Вебера хоть какой-то информации о новейших открытиях в физике. Это же отмечал в своих воспоминаниях профессор Адольф Фиш: «Теоретическую физику читал преподаватель электротехники Генрих Вебер, читал великолепно. Но будучи типичным представителем классической физики, он просто игнорировал всё, что было сделано после Гельмгольца. Заканчивая курс, мы знали прошлое физики, но не её настоящее и будущее»17.

Пришлось Эйнштейну навёрстывать пробелы в образовании самостоятельной работой дома. Он признавался: «Некоторые лекции я слушал с большим интересом. Но обыкновенно я много ”прогуливал” и со священным рвением штудировал дома корифеев теоретической физики. Само по себе это было хорошо и служило также тому, что нечистая совесть так действенно успокоилась, что душевное равновесие не нарушалось сколько-нибудь заметно. Это широкое самостоятельное обучение было простым продолжением более ранней привычки; в нём принимала участие сербская студентка Милева Марич, которая позднее стала моей женой

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Краткая история телерекламы в СССР в забавных примерах Краткая история телерекламы в СССР в забавных примерах

Советские власти считали, что реклама — тлен

Maxim
«В погоне за светом и пространством…» «В погоне за светом и пространством…»

Как Константин Циолковский разработал план внеземной экспансии для человечества

Наука и жизнь
Новая «нормальность» российского свиноводства Новая «нормальность» российского свиноводства

Перспективы развития сектора российского свиноводства в 2022–2025 годах

Агроинвестор
Ядовитые реки, отравленные моря Ядовитые реки, отравленные моря

Катастрофы, угрожающие живым организмам, происходят довольно часто

Наука и жизнь
Как перекупщики обманывают водителей: что важно знать при ввозе машины Как перекупщики обманывают водителей: что важно знать при ввозе машины

Эксперты назвали риски при заказе автомобилей из-за границы у перекупщиков

РБК
Золотой век палеонтологии Золотой век палеонтологии

Динозавры выглядели совсем не так, как мы их себе представляли

Наука и жизнь
Как оживить орхидею за пять простых шагов Как оживить орхидею за пять простых шагов

Орхидеи в целом неприхотливы, однако они тоже могут заболеть

ТехИнсайдер
«Обалдение полное» «Обалдение полное»

Какими увидели красноармейцев русские эмигранты в Эстонии?

Дилетант
«Если бы Гарри не был принцем, она не дала бы ему и двух минут!»: Меган Маркл поразила британку «Если бы Гарри не был принцем, она не дала бы ему и двух минут!»: Меган Маркл поразила британку

Герцогиня Сассекская подверглась новым нападкам

VOICE
На границе двух миров На границе двух миров

Порой они кажутся стражами, охраняющими прибрежную полоску песка

Наука и жизнь
Вместо чая с печеньками. 5 вариантов правильных вечерних перекусов Вместо чая с печеньками. 5 вариантов правильных вечерних перекусов

Чтобы питание способствовало стройности, перекусывать можно и нужно

Лиза
Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
Кризис разного возраста: как выстоять и двигаться дальше Кризис разного возраста: как выстоять и двигаться дальше

Действенные способы, которые помогут не потерять веру в себя

Psychologies
Луна образовалась в результате столкновения Земли с неизвестной планетой: новые доказательства старой теории Луна образовалась в результате столкновения Земли с неизвестной планетой: новые доказательства старой теории

Следы газов в недрах лунной породы принадлежат только сформировавшейся Земле

ТехИнсайдер
Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов

Как быстро и эффективно восстановить психическое равновесие в конце дня

Psychologies
«Невидимый страж». Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз «Невидимый страж». Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз

Отрывок из книги «Невидимый страж» — о теории гуморального иммунитета

N+1
Как отрастить ресницы — советы экспертов и правила ухода Как отрастить ресницы — советы экспертов и правила ухода

Сделать ресницы длиннее помогут эти процедуры

РБК
Как покупать винил: для чайников и продвинутых Как покупать винил: для чайников и продвинутых

Где и как приобретать пластинки в России, как не купить ерунду?

Maxim
Убивший 100 женщин: история орского маньяка, который до сих пор на свободе Убивший 100 женщин: история орского маньяка, который до сих пор на свободе

Валерий Андреев — один из самых опасных убийц в России

VOICE
Успеть за 26 дней Успеть за 26 дней

7 интересных мест для путешествий по России

Лиза
Мини-биржа: как сервис выходцев из «Сбера» стал игроком №2 на рынке краудлендинга Мини-биржа: как сервис выходцев из «Сбера» стал игроком №2 на рынке краудлендинга

Cервис JetLend: как он увеличил свои показатели в три раза?

Forbes
Одержимость контролем и нарциссизм основательницы погубили один из самых многообещающих стартапов Азии — история Zilingo Одержимость контролем и нарциссизм основательницы погубили один из самых многообещающих стартапов Азии — история Zilingo

Как стартап-маркетплейс Zilingo взлетел и рухнул

VC.RU
Малазийские исследователи смоделировали внешность «пенангской женщины» Малазийские исследователи смоделировали внешность «пенангской женщины»

Как ученые восстанавливают лица древних людей?

N+1
От Насти Рыбки до Тинькова и Минфина США: девять судов Олега Дерипаски От Насти Рыбки до Тинькова и Минфина США: девять судов Олега Дерипаски

Дерипаска судится часто, с кем, почему и с каким результатом он это делает?

Forbes
Йога в самиздате, ритмическая гимнастика по ТВ и суперфуд в трехлитровой банке: каким был ЗОЖ в СССР Йога в самиздате, ритмическая гимнастика по ТВ и суперфуд в трехлитровой банке: каким был ЗОЖ в СССР

Думаете, повальное увлечение ЗОЖем — явление последних 10–15 лет? А вот и нет

Правила жизни
Считавшуюся вымершей магнолию с Гаити переоткрыли спустя 97 лет Считавшуюся вымершей магнолию с Гаити переоткрыли спустя 97 лет

Небольшая популяция магнолий пережила вырубку лесов в горном ущелье

N+1
«Мы вам перезвоним» «Мы вам перезвоним»

9 причин, почему тебя не берут на работу и что с этим делать

Лиза
8 самых опасных для жизни мест на Земле 8 самых опасных для жизни мест на Земле

Самые экстремальных места на планете, которые требуют стойкости для выживания

ТехИнсайдер
Материнская депрессия: как проходит групповая терапия для мам Материнская депрессия: как проходит групповая терапия для мам

Рассказываем об опыте потока психотерапевтической группы «Мама в порядке»

Psychologies
Открыть в приложении