После столь затянувшегося предисловия мы можем, наконец, обратиться к статье по электродинамике движущихся тел, написанной Эйнштейном в 1905 г. Она достойна самого глубокого внимания — и, конечно же, потребует его.
Под впечатлением от законов термодинамики, заведомо отвергающих возможность создания вечного двигателя, Эйнштейн занялся поисками другого, столь же сильного принципа. Однако ключ к теории относительности после многих лет неудач и разочарований был найден им неожиданно. В одно прекрасное утро все части калейдоскопа так легко и естественно сложились вдруг перед его мысленным взором в волшебную картинку, что он сразу же проникся уверенностью в своей правоте. Правда, Эйнштейн был столь же уверен и в другой, более гипотетической своей работе о квантах света, состоявшей, казалось, из самых неожиданных противоречивых элементов.
Эйнштейн, должно быть, сознавал, что творит на века. И тем не менее он, вероятно, записывал свои вычисления на разрозненных листках бумаги. Правда, прежде чем послать свои ныне широко известные статьи 1905 г. в «Annalen der Physik», Эйнштейн, скорее всего, достаточно аккуратно переписывал их. Однако после появления этих статей в печати рукописи исчезли — наверное, он незамедлительно использовал их обратную сторону для других черновых вычислений. Как бы то ни было, оригиналы его работ не сохранились. Таков уж был Эйнштейн.
А теперь обратимся к содержанию его статьи 1905 г. по проблеме, получившей вскоре название специальной теории относительности. Отметим прежде всего, что Эйнштейн не упоминает особо результат эксперимента Майкельсона — Морли. Создается впечатление, что для его рассуждений этот результат как будто бы ни к чему. Более того, он оставил без внимания выдвинутое им самим всего за несколько недель до этого предположение, что свет должен каким-то образом состоять из квантов.
Как и в предшествующей работе, Эйнштейн начинает с изложения конфликта, выявляющего суть проблемы: в теории Максвелла проводится необоснованное различие между состояниями покоя и движения. Эйнштейн приводит такой пример. Если магнит и виток провода движутся друг мимо друга, в проводе возникает электрический ток. Представим себе, что магнит движется, в то время как виток находится в состоянии покоя. Теория Максвелла прекрасно все это объясняет. А теперь сделаем наоборот — пусть виток провода движется, а магнит находится в состоянии покоя. И снова теория Максвелла дает прекрасное объяснение. Но с физической точки зрения оно уже совершенно иное, несмотря даже на то, что вычисленные токи одинаковы.
Итак, заставив читателя усомниться в правильности максвелловского понимания состояний покоя и движения, Эйнштейн подкрепляет эти сомнения, приводя в качестве доказательства «безуспешные попытки обнаружить какое-либо движение Земли относительно эфира». Таким образом, он формулирует сильный постулат: никакой эксперимент не может обнаружить абсолютный покой или равномерное движение, т. е. пятое следствие Ньютона выполняется для всех разделов физики. Подкрепленный фактами, этот постулат, названный Эйнштейном принципом относительности, безусловно, правдоподобен. Сразу же вслед за ним Эйнштейн формулирует второй принцип, который во всяком случае не менее правдоподобен. Этими двумя искусно нанесенными ударами Эйнштейн подготавливает почву для решительного переворота.
Его второй принцип гласит, что независимо от движения источника свет всегда движется через пустое пространство с одной и той же постоянной скоростью с. Такой постулат, возможно, покажется странным. Если, например, считать, что свет состоит из частиц, то естественным выглядит допущение о зависимости скорости этих частиц от движения источников света. Но с точки зрения волновой теории света второй принцип Эйнштейна приобретает оттенок совершеннейшей банальности. Ибо световая волна, каким бы ни было ее происхождение, возникнув, переносится эфиром с той стандартной скоростью, с которой в эфире распространяются волны. Если это столь очевидно, то почему Эйнштейн возводит это в принцип? Да потому, что в этой же статье он утверждает: «Введение „светоносного эфира“ окажется излишним». Формулируя свой второй принцип, Эйнштейн извлек из понятия эфира все, что действительно необходимо. Отдадим должное его смелости. Не успев выдвинуть квантовую гипотезу о том, что свет должен так или иначе состоять из частиц, он тут же принимает в качестве второго принципа своей теории относительности утверждение, не чуждое волновой теории света, несмотря даже на то, что идею эфира он объявляет «излишней». Здесь вновь поразительным образом проявляется вера Эйнштейна в свое интуитивное постижение сути физических процессов.