Вступление[ред.]
Настоящая книга представляет из себя воспоминания автора о Нобелевском лауреате по физике, одном из участников проекта создания атомной бомбы Ричарде Фейнмане. Замысел книги родился в коридорах одного из лучших исследовательских заведений в мире — Калифорнийского технологического университета. Там молодой физик Леонард Млодинов, будущий писатель и популяризатор науки, познакомился с Ричардом Фейнманом.
По Фейнману, и физика, и сама жизнь управляются интуицией и вдохновением — и презрением к правилам и обычаям. Погрузитесь в документальный рассказ Леонарда Млодинова о гении науки и провокаторе, Ричарде Фейнмане, его амбициях и фальстартах, верности своей подлинной страсти, мыслях о творчестве и любви.
Радуга Феймана[ред.]
У обезьянки Нуэвы было два навыка. Один — гонять предметы палкой. Второй — тянуться за предметами через прутья клетки. Открытие заключалось в том, что ей удалось соединить два отдельных навыка в один, и это превратило её старое орудие — палку — в совершенно новое. В точности так же Галилей поступил с телескопом, задуманным как игрушка, — он стал смотреть в него на небо.
Так устроены многие открытия: это новые способы смотреть на старые предметы или понятия. Но сырой материал для открытий всегда под рукой, а потому открытия кажутся поразительными для своего времени, зато простыми и очевидными для следующих поколений.
Учёный анализирует изучаемый предмет так, как это делает сыщик, который пытается разобраться, что случилось, пока его тут не было, по уликам. Мы пытаемся выяснить, как устроена природа, по уликам из эксперимента. У нас есть улики, и мы пытаемся разобраться.
Работа учёного — обычная человеческая деятельность, доведённая до предела, до чрезмерности. Обычные люди не занимаются этим так часто — или не думают об одном и том же ежедневно. То ли дело идиоты типа Дарвина, или ещё кого, кто раздумывает над одним и тем же вопросом: «Откуда взялись животные?» или «Как связаны между собой биологические виды?».
Учёный работает над предметом исследования — думает над ним — годами! Он занят тем же, чем частенько обычные люди, но настолько больше, что со стороны выглядит, будто он чокнутый! Нащупывать предел возможностей человека — дело изнурительное.
За годы работы в физике Фейнман решил несколько труднейших задач послевоенной эпохи. В промежутках между ними случались протяжённые периоды бездействия. И, конечно же, он всегда возвращался в форму. Фейнман внёс важный вклад во многие области знания — физику низких температур, оптику, электродинамику. У него словно был дар отыскивать правильные задачи — и вовремя.
В природе известны четыре взаимодействия — электромагнитное, гравитационное, сильное и субъядерное, или слабое. У физиков есть теории, описывающие эти взаимодействия. Верование, что все природные явления могут быть объяснены фундаментальными физическими законами, называется редукционизмом.
Вера в редукционизм популярна в физике. Джон Шварц работал над единой теорией, которая, окажись она верной, включит в себя (и видоизменит) все эти теории. Его новая теория одним махом перепишет их все, заменит на одну всеобъемлющую.
Учитывая, насколько разные эти четыре взаимодействия, единая теория, описывающая их все, может показаться большой натяжкой. К примеру, электромагнитная сила может притягивать или отталкивать, а гравитационная — только притягивать. Сильное взаимодействие на малых расстояниях ослабевает, тогда как гравитационное и электромагнитное усиливаются. А ещё у этих взаимодействий невообразимая разница в величинах: сильное в сотни раз мощнее электромагнитного, в тысячи — слабого, в миллиарды миллиардов — гравитационного.
У истории есть на эту тему урок: в некотором смысле, сил — пять, но мы говорим о четырёх, потому что первое объединение сил случилось очень давно. Речь о теориях электричества и магнетизма.
В 1865 году шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл пришёл к чудодейственному набору уравнений. Всего несколько строк — и мир узрел, как из электрических разрядов и токов рождаются электрические и магнитные силы и, главное, как эти силы порождают друг друга. Максвелл, таким образом, вывел объединённую теорию двух из трёх древних сил — электричества и магнетизма, или, как мы теперь это называем, электромагнетизма.
Физики называют теорию, объясняющую все силы природы разом, единой теорией поля. Эйнштейн посвятил поиску такой теории большую часть жизни — годы после теории относительности.
Шварц заявлял, что его теория может объединить все силы, даже гравитационную, в единую квантовую теорию. Теория, которой был одержим Шварц, называлась струнной. Струны в этой теории мало чем связаны с обычными, которые натягивают на музыкальные инструменты.
Первыми струны физикам предложили японец Ёитиро Намбу и американец Леонард Сасскинд в 1970 году. Суть состояла вот в чём: точечная частица может на самом деле быть крохотной колеблющейся струной. Струнная теория предполагает единый принцип, объединяющий в себе все силы, и одну основополагающую частицу — струну, свойства которой зависят от её колебаний.
Многие величайшие открытия в физике сделали молодые люди. В этом возрасте Ньютон разработал счисление, Эйнштейн — теорию относительности, а Фейнман — методику диаграмм. Много чего добились и физики постарше, но большинство революционных прорывов, похоже, совершили юные.
Аспиранты и недавно защитившиеся понимали, что для математической и теоретической физики их мозги — на пике возможностей. Но Фейнман, судя по всему, смотрел на это иначе: мы катимся под горку не из-за умственного увядания, а из-за некой промывки мозгов. Может, поэтому он избегал узнавать новое из книг или статей — он славился настойчивым стремлением выводить новые результаты собственноручно и понимать их именно таким способом. Для него сохранять молодость означало применять подход новичка.
Цель науки, может, и описывать реальность, но покуда науку делают люди, на описание влияют человеческие свойства. Фейнманы будут привержены данным, Марри будут следовать своим философиям, своей потребности классифицировать природу — чисто и аккуратно. В конце концов, оба могут добиться успеха — и, если добьются оба, примиритель покажет, как их теории подходят друг другу: это же Фримен Дайсон сделал с диаграммами Фейнмана, так же и в квантовой механике энергию можно рассматривать и как частицу, и как волну. Разные видения могут оказаться верными одновременно, они суть не что иное, как разные взгляды на одно и то же многогранное чудо — природу.
Фейнман был ошеломительно честен с людьми, включая себя самого, и его было не заставить делать то, чего он сам не хотел — во всяком случае, без ворчания. И вот он, контраст: автор был всё ещё волен выбирать себе путь, но уже шёл на компромиссы, не успев взяться за дело. Чем стоило заниматься? Что придаст жизни смысл? Струнная теория? Теория решёток? Или просто «устроиться» в таком месте, как Калтех?
Что в жизни важно? Над этим вопросом нам всем следует задумываться. В школе ответа не дадут, и он не так прост, как кажется, поскольку поверхностный ответ неприемлем. До истины добираться придётся самому. И быть честным с собой. А для этого себя надо уважать и принимать. Для автора это трудные задачи.
Автор впопыхах преодолел колледж и высшую школу, рвался начать работу, доказать миру, что его жизнь имеет значение. Жизненный фокус автора был вне его, снаружи. Как у Марри. Добиваться и впечатлять. Быть важным человеком, вожаком. Классический путь. Традиционный. Вроде очевидная и достойная цель. Автор принял её не раздумывая. Но оказалось, что для него это — как бежать за радугой. Хуже того — как бежать за чужой радугой. Радугой, чью красоту он толком и не видел.
Благодаря Фейнману автор осознал другую возможность. И так же, как открытие квантовой теории заставило физиков пересмотреть все прочие теории, пример Фейнмана заставил автора пересмотреть свои цели.
Фейнман не рвался в лидеры, не тяготел к модным «единым» теориям. Открытие приносило ему удовлетворение, даже если он открывал нечто, уже известное другим. Удовлетворение возникало, даже если удавалось просто вывести самостоятельно чей-то чужой результат. Даже если это просто игра с ребёнком. Удовлетворение для себя. Фокус у Фейнмана был внутренний, и этот внутренний фокус даровал ему свободу.
Наша культура, по определению Фейнмана, — греческая. В нашей культуре люди, живущие как Фейнман, считаются чудаками, потому что Фейнман — вавилонянин.
Автор избрал путь Фейнмана. Многим не повезло так, как ему, и они не чувствуют страсти к какой-нибудь стороне жизни или же слишком заняты выживанием и небогаты выбором. Автор принял решение: пока возможно, расходовать конечное время жизни, преследуя цели, которые его трогают, независимо от того, считают ли их окружающие достойными или нет. Он решил никогда не упускать из виду красоту физики — и жизни, — какой бы эта красота ни виделась ему лично.