Мы обожаем гениев. Альберт Эйнштейн? Его имя стало синонимом самого этого слова. Теория относительности, фотоэлектрический эффект, гравитационные волны — он переписал правила пространства, времени и гравитации.
Но вот в чем дело. Гении тоже подвержены ошибкам, как и все остальные. На самом деле, иногда их самые крупные промахи так же известны, как и их триумфы.
«Он определенно ошибался в куче вещей», — говорит Николас Юнес, теоретик из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейн. И он вовсе не пытается очернить наследие Эйнштейна. Просто история склонна запоминать хиты и игнорировать фальшивые ноты. Мы помним то, что потрясло мир. А то, в чем мы ошибались? Чаще всего это забывается. Или тихо исправляется в сносках физических журналов.
Математика, которая «сломалась»
Возьмем гравитационные волны. В 1917 году Эйнштейн интуитивно понял их суть. Ускорение материи создает рябь в пространстве-времени. Концептуально это было довольно просто. Но когда он попытался доказать это математически вместе с Натаном Розеном, все пошло не по плану.
И это провалилось. Полностью.
Уравнения не просто давали неточности — они «взрывались». Везде возникали сингулярности. «Они расходятся, — поясняет Юнес. — Они не могут описывать реальность». Поэтому Эйнштейн поступил так, как поступил бы любой здравомыслящий физик: он изменил свое мнение. Гравитационные волны, по его мнению, не могли существовать.
Он опубликовал этот вывод в журнале Physical Review.
Журнал отправил статью на рецензию анонимному эксперту. Рецензент обнаружил ошибку. Огромную. Эйнштейн боролся не с физической невозможностью явления, а с артефактом системы координат. Вспомните Северный полюс. Линии долготы сходятся там в одной точке. Существует ли сингулярность в вашей гостиной? Нет. Вам просто нужна другая карта.
Узнав, что его статью критикуют, Эйнштейн впал в ярость. Он полностью снял рукопись с публикации и отправил ее в другой журнал.
Тем временем анонимный рецензент (как выяснилось позже, это был Герман Вейль, но это не главное) подружился с ассистентом Эйнштейна и мягко объяснил суть ошибки. Эйнштейн в конце концов понял, в чем дело. Статья была перепубликована. Те же самые волны, но другая математика. На этот раз вывод изменился на противоположный. Волны были реальны.
Отрицание черных дыр
Он совершил одну и ту же ошибку дважды. Это было бы стыдно даже для легенды.
Эйнштейн посмотрел на математические модели черных дыр и увидел те же «невозможные бесконечности». Те же результаты. Такого объекта не существует. Он оставался неубедимым, пока все остальные начинали подозревать, что искривление пространства-времени действительно может навсегда захватывать свет.
Джон Нортона, профессор философии из Питтсбургского университета, отметил, что Эйнштейн оставался непоколебимо скептичным. Он верил, что сингулярность на горизонте событий — это реальная физика, а не просто неудачный выбор координат.
Было ли это упрямством? Частично. Но также и философией.
Нортон предполагает, что причина была глубже. Эйнштейн верил, что физика и математика должны «танцевать» в определенном ритме. Когда другие доказывали, что эти бесконечности — всего лишь артефакты его предпочтительной системы координат, он не поверил.
«Он оставался неубедимым», — написал Нортон.
Возможно, эта идея казалась неверной на интуитивном уровне. Или, может быть, изменение карты казалось изменением самой реальности. В любом случае, он игнорировал копившиеся доказательства.
Квантовая «жуткость»
А теперь о главном. Квантовая механика.
Эйнштейн ненавидел ее. Не результаты, которые были надежны и экспериментально подтверждены. А самую ее природу. В частности, запутанность.
Две частицы, связанные на расстоянии. Измеряешь одну, и другая мгновенно принимает определенное состояние. Быстрее света. Эйнштейн назвал это «жутким действием на расстоянии». В письме Максу Борну в 1947 году он написал, что не может верить в теорию, которая опирается на «призраков». Он хотел локальной реальности. Причинность здесь влияет на следствие здесь. Никаких прыжков по всей вселенной.
Он считал квантовую механику неполной. Лишь временной заменой более глубокой истины. Истины, которая вернет порядок.
Он ошибался и здесь.
В 1964 году — почти через десятилетие после смерти Эйнштейна — Джон Белл доказал это математически. Запутанность реальна. «Жуткость» — это не сбой в системе. Это ее особенность.
«Она по-прежнему несовместима с общей теорией относительности».
Сегодня, как отмечает Юнес, наши телефоны и ноутбуки работают благодаря квантовой механике. Так что этот вопрос закрыт. Классическая теория гравитации Эйнштейна остается блестящей, но она не укладывается в квантовый мир.
Где это оставляет нас? Возьмем, к примеру, черную дыру. Ее центр достаточно мал для проявления квантовых эффектов, но при этом массивен для релятивистской гравитации. Обе теории сталкиваются там с сингулярностями. Ни одна не может объяснить, что происходит.
Возможно, общую теорию относительности нужно доработать. Возможно, квантовую механику нужно расширить для таких экстремальных масштабов. Кто знает.
Радость ошибки
Вот неожиданный поворот. Ни одна из этих ошибок не помешала ему изменить все.
Общая теория относительности выросла из предположений, которые Эйнштейн позже отказался от них. Он базировал ее на расширении принципа относительности на ускоренные системы. На принципе Маха. Оказалось? Ни то, ни другое не идеально вписывается в итоговую теорию. Но результат стоит на месте. Путь был запутанным, но конечной точкой стала новая физика.
Эйнштейн знал, что его репутация безупречна. Он даже смеялся над этим. Однажды, работая с Леопольдом Инфельдом, тот отметил важность точности деталей из-за громкого имени на обложке. Эйнштейн просто рассмеялся.
«Под моим именем есть ошибочные статьи», — сказал он.
Дельное замечание. Наука — это не про то, чтобы быть всегда правым. Это про то, чтобы исправлять тех, кто ошибался вчера. Включая его самого. Включая нас.
В чем он ошибется завтра? Скорее всего, в том, что мы еще не обнаружили.
