Цюрихский Политехникум

Университет Цюриха был основан в 1813 г. согласно желанию жителей города получать высшее образование не покидая его пределов. До этого времени единственным университетом в Швейцарии был университет в Базеле. В 1855 г. был основан Федеральный институт технологии и политехники, который должен был удовлетворить нужду в техническом образовании, и Рудольф Клаузиус (1822-1888) был назначен туда профессором физики (1857). Клаузиус был одним из великих физиков 19 столетия. Он сформулировал второе начало термодинамики и определил концепцию энтропии; также он внес существенный вклад в кинетическую теорию газов.

В 1878 г. Альфред Кляйнер (1849-1916) был назначен профессором экспериментальной физики. Его главным достижением, как он часто признавался, было принятие в 1905 г. диссертации Альберта Эйнштейна, и лоббирование дать ему в 1909 г. кафедру теоретической физики, впервые учреждаемой в университете.

В октябре 1895 г. Эйнштейну было отказано в приеме в Политехникум. Поскольку он не имел стандартного школьного аттестата, ему отказали даже в праве сдать вступительные экзамены, несмотря на его превосходные результаты по математике и физике. Чтобы получить нужный аттестат, он поступил в школу немецко-говорящего кантона. Там он чувствовал себя более счастливым, чем в немецкой гимназии. На следующий год он смог поступить на физико-математический факультет Политехникума. В 1901 г. он принял швейцарское гражданство.

В течение года, который он провел в школе, озадачился проблемой: если некто движется за световой волной со скоростью, равной скорости света, то он будет сталкиваться с полем в волне, не зависящим от времени. Однако, это невозможно! Это был первый мысленный эксперимент, который он рассмотрел, и этот парадокс, вставший перед ним, после десятилетий размышлений привел его к специальной теории относительности.

Короткие записи, сделанные им во время обучения в школе, дают нам некоторое представление относительно его планов:

«Мои планы на будущее

Счастлив человек, который живет настоящим, чтобы много думать о своем будущем. Но, с другой стороны, молодые люди любят строить смелые планы. Более того, естественно для серьезного молодого человека добиваться по возможности желаемых целей.

Если мне повезет с моими экзаменами, и я смогу поступить в Политехникум. Я провел бы там четыре года, изучая математику и физику. Я мечтаю стать преподавателем в этих областях естественных наук, выбрав теоретическую часть.

Вот причины, ведущие меня к этому плану. Прежде всего, это моя склонность к абстрактному и математическому мышлению и отсутствие изобретательности и практических способностей. Мои желания живут во мне в согласии с этим. Это вполне естественно; каждый предпочитает делать то, к чему у него имеются склонности. Кроме того, в профессии ученого есть определенная независимость, которую я так люблю».

Среди студентов в Политехникуме он встретил Милеву Марич (1875— 1948), темноволосую сербку, которая была на четыре года старше его и которая в 1903 г. стала его женой и, позднее, матерью его трех детей. Также он познакомился со своим однокашником, швейцарцем Марселем Гроссманном (1878—1936), который, 18 лет спустя, стал его математическим сотрудником в написании общей теории относительности. Среди его учителей был знаменитый математик Герман Минковский (1864—1909), который в 1907 г. ввел концепцию пространства-времени, внеся, тем самым, существенный вклад в развитие теории относительности.

В Политехникуме, он стал другом М.А. Бессо (1873—1955), молодого инженера из Триеста, который с 1904 г. был его коллегой по Патентному бюро и оставался его близким другом и корреспондентом всю жизнь. Эйнштейн много времени проводил за работой в физической лаборатории, увлекаясь непосредственным участием в экспериментах. Однако его учитель профессор Г. Ф. Вебер (1843—1912), лекции которого не нравились Эйнштейну, не был в восторге и однажды сказал ему: «Вы симпатичный юноша, Эйнштейн, очень симпатичный. Но у вас есть большой недостаток: вам не нравится, чтобы вам говорили что-нибудь».

В течение последнего семестра, в результате лекций Германа Минковского по капиллярности, Эйнштейн включился в работу по этой проблеме. Капиллярность является специальной формой энергии, связанной с формой и положением поверхности жидкости. Например, она может определять уровень жидкости в тонкой трубке (капилляре). В XIX в. многие ученые, среди которых были Томас Юнг, П.С. Лаплас (1749-1827), К.Ф. Гаусс (1777-1855), Дж. К. Максвелл, Д.Д. ван дер Ваальс (1837-1923) (нобелевский лауреат по физике 1910 г. «за свою работу по уравнению состояния газов и жидкостей») и А. Пуанкаре, занимались этой проблемой. Лаплас считал, что причина капиллярности в существовании сил сцепления молекул жидкости. Как следствие, можно получить из экспериментального изучения капиллярности жидкости информацию об этих внутримолекулярных сил. Эта возможность интересовала Эйнштейна в его первом исследовании в 1901 г. и, как мы увидим, продолжала интересовать его и позднее.