Алберт Айнщайн не се разбирал с деца, Шрьодингер и Хайзенберг

През годините Айнщайн е бил един от най-търсените хора в американските пощи. Много деца са го използвали като Google за най-различни въпроси, а запазените архиви са толкова цветни, че едно е сигурно – Айнщайн никога не е скучал:

„Аз съм малко момиче на 6 години. Видях вашата снимка във вестника. Мисля, че ако се подстрижете, можете да изглеждате по-добре.

Ваша Ан.“

„Имам проблем, който искам да решите, чудя се как цветовете в перата на птиците се оформят?“

Такива писма са изпращани със стотици и във времето Айнщайн е питан за възрастта на земята, дали животът може да продължи и без слънцето – Айнщайн отговаря, че реално не може – и дори има едно дете, което се интересува дали рано или късно всички гении полудяват.

Малкият Франк е преследвал майка си в Бристол, Пенсилвания и е търсил отговор на този въпрос, докато тя не се е предала и не е позволила да напише писмо до Айнщайн, за да потърси отговора. Кенет от Северна Каролина иска да знае дали ако едно дърво падне и няма кой да го чуе, това означавали, че има звук, докато Питър от Масачузетс иска да разбере какво точно е време, какво е душа и какво точно представлява рая.

Някои други деца са доста по-смели в своите изказвания, Джон информира Айнщайн, че с баща му смятат да построят ракета и да летят до Марс и Венера. Момчето се надява, че Айнщайн ще е свободен, защото ще им трябва учен и някой, който да може да управлява ракетата. 12-годишната Джун не иска да търси някакви научни доказателства, а директно се съмнява в съществуването на Айнщайн, тя е чула от своите съученици, че ученият е бил просто герой от комикси, а не истински учен. Друго забавно и любопитно писмо, е изпратено директно от Мифанви от Южна Африка:

„Най-вероятно трябваше да ви пиша много по-рано, но не бях сигурен дали сте жив. Не се интересувам от история и смятах, че сте живели някъде през XVIII век или някъде в този период. Най-вероятно съм ви объркал със сър Исак Нютон или някой друг. Както и да е, открих по време на час по математика, че сте реален, докато госпожата не говореше за вас и колко брилянтен учен сте Тя спомена, че се намирате в Америка, а аз я попитах дали сте погребан в Америка или в Англия. Учителката ми каза, че не сте мъртъв и аз толкова много се развълнувах, че накрая ме наказаха с още часове по математика след училище!“

Мифанви разказва как често се промъквали в училище посред нощ, за да наблюдават звездите. Момичето се чуди как космосът е безкраен и как може да стане американски гражданин. Освен най-различни въпроси, Айнщайн често получава и подаръци от деца. Училище в Илинойс изпращат две папионки и вратовръзка. Ученият благодари, но заявява, че точно тези артикули остават далечен спомен за него. Само 3 седмици след неговия 66 рожден ден, Айнщайн ще умре в леглото си.

През декември 1925 г. младият австрийски физик Ервин Шрьодингер се намира в Швейцария с една от своите любовници. Там преминава медицински прегледи, тъй като лекарите имат съмнения относно лек случай на туберколоза. Лекарите му нареждат да замине на по-високо и да прекара известно време там. Сред спокойните планини и дълбокия сняг, Шрьодингер започва да мисли за механиката на вълните.

Идеята е била вдъховена от Луи дьо Бройл, физик с докторска степен само от една година. Неговият труд също е достатъчно полезен за света на науката, Луи е успял да открие дължината на вълната, опитвайки се да улови частиците в определен моментум. През 1905 г. Айнщайн ще демонстрира нещо подобно, как вълните могат да имат поведението на частици. Бройл не е съгласен с идеята, че частиците могат да играят ролята на вълни.

Механиките на вълната предоставят цял набор от въпроси, посочващи ясно как частиците могат да имат поведението на вълна. Айнщайн се занимава с тази теория и като много други физици е възхитен от факта, че същата служи много добре, но Шрьодингер има проблеми с теорията и я намира за проблематична. От една страна се допуска, че в един момент ще се разпространи в много голяма зона, както една вълна по повърхността на езеро ще се доближава и отдалечава, опитвайки се да достигне брега. Вълните на Шрьодингер също са били частици – те са електрони и други събатомни обекти. За Айнщайн не е било от такова значение, че един електрон ще се разпространи на толкова дълга дистанция. И точно това не отговаря на реалността.

Вернер Хайзинберг

Шрьодингер прави математическо описание на вълните и повдига точно този въпрос. Ако теорията не представлява реалните вълни в реалния свят, тогава какво точно представлява? Макс Борн от университета в Гьотинген посочва, че теорията представя вероятността на локацията на частиците. С други думи, всяка една частица може да има и „функция на вълна“ и с помощта на теорията може да се предскаже или открие определена частица в определено място.

По логиката на тази идея, ако се постави един електрон в кутия, той има редица потенциални локации в самата кутия, но тъй като не се знае къде точно е, тогава се приема средна стойност на всички възможни локации. Благодарение на разнообразието в математиката и факта, че един електрон може да представлява функция на вълна, което пък дава и различни вероятности да се открие електрона на различни локации, трябва да отговори и на идеята на Шрьодингер за котката в кутията.

Айнщайн не е чак толкова очарован от квантовата механика и никога не е обичал да използва вероятности. Той самият не може да приеме идеята, че огромен дял от вселената продължава да оперира изцяло върху идеята за шанс, а по-скоро има доста разнообразно и достатъчно добре подредено пространство от субатоми.

Ето защо и един от най-честите отговори по тази тема е:

„Господ не си играе на зарчета!“

В такива моменти ще открием, че Нилс Бохр често ще отговаря на Айнщайн да спре да казва на Бог какво да прави.

През лятото на 1925 г. 23-годишният Вернер Хайзенберг ще пътува до малък остров в Северно море, където се надява, че плажовете ще облекчат треската му. Никой не е категоричен, но легендата разказва, че ученият имал нужда от една вечер, за да завърши цялата си интерпретация на квантовата реалност.

Хайзбенрг изхожда от една малко по-различна идея – той игнорира абсолютно всичко, което не може да се наблюдава, измерва и доказва като истина. Твърдението сигурно изглежда логично, но среща много проблеми в света на науката. Неговата теория изисква отхвърляне на поведението на електроните, за които дори не прави опит да ги опише, или дори да мисли за движенията на орбитите на електроните, след като те самите не могат да бъдат наблюдавани.

Вместо това, той започва да разглежда светлината, която се емитира от самите електрони, в най-различни варианти. Отдавна е известно, че ако един електрон се освети или разстрои, той също започва да емитира светлина.

Хайзенберг следи колко светлина подава и колко светлина се връща, като не се интересува какво точно се случва по време на самата процедура. Резултатът е толкова сложна математика, че дори той не може да разбере какво е открил. Представя своето описание на Макс Борн и след това отива на почивка, надявайки се, че Борн ще може да му даде отговор. И преди да се усети, преподавателят прави нещо повече, той публикува материала.

За да е още по-интересна драмата в научното общество, Айнщайн ще изрази своето негативно мнение и няма да приеме това твърдение, както прави и малко по-рано със самия Шрьодингер. Нарича всичко това „голямо квантово яйце“ Алберт бил недоволен от факта, че младият му колега е пропуснал изцяло възможността да разбере какво се случва.

Математиката не изисква човек да знае каквото и да било за електроните, особено пък при подаване и връщане на светлина, тоест там може да се случва абсолютно всичко, което да дава отговор на теорията на Хайзенберг. За Айнщайн е много трудно да приеме тази теория като форма на реалност или като описание.

През следващата година Хайзенберг чете лекция в Берлин, а Айнщайн, който вече е комуникирал с обещаващия млад учен, го кани на гости у дома си. Приятната и спокойна вечеря скоро се превръща в скандал и размяна на остри приказки. Погледнато от интелекта и на двамата, подозираме, че нивото на разговор никога не е паднало до евтини кръчмарски свади, напротив, най-вероятно е било доста интересна игра на думи и факти.

Хайзенберг се надявал, че ще успее да накара своя домакин да се съгласи с него, особено след като някога това е била теорията на Айнщан и подхода към повечето научни въпроси. На финалът се оказва, че и двамата сякаш искат да заявят едно и също, но просто не могат да намерят правилните думи:

„Не можем да наблюдаваме електронни орбити в атома. Следователно една добра теория трябва да се ориентира изцяло върху идеята с наблюдаването на магнитудите. Но не можеш да вярваш, че само наблюдаващите магнитуди могат да влязат в една теория на физиката. Все пак не трябва да направяме, че точно това си направил в своята теория на относителността? Аз направих същото, но сега точно този вид спорове не водят до нищо полезно за науката.“

Оказва се, че Айнщайн наистина е победен в своя собствен спор, макар и никога да не е очаквал, че науката ще се обърне срещу него и ще го преследва толкова дълго време. На финалът ще приеме поражението, но въпреки това ще напомни на свой стар приятел:

„Едно ново движение се ражда във физиката, то заявява определени неща, които не могат да бъдат наблюдавани и затова не могат да бъдат включени в реалността.“

Франк се опитал да съчувства и в последствие върнал много добър отговор:

„Това движение започна още през 1905 г. и е родено отново от теб. Хубаво е да пускаме добри шеги, но не е редно да ги повтаряме толкова често.“