Радость познания - Ричард Фейнман

После войны Фейнман работал в Корнелле. Там, как он рассказывал в своих интервью, катализатором его идей по разрешению проблемы бесконечностей был Бете. Точные уровни энергии атома водорода и силы между электронами (движущимися так быстро, что должны приниматься во внимание релятивистские изменения) — это передний край науки уже в течение трех десятилетий. Теория утверждает, что каждый электрон окружен отдельными короткоживущими виртуальными частицами, которые черпают свою массу и энергию из вакуума; эти частицы, в свою очередь, порождают другие — и в результате образуется математический «каскад», который предсказывает бесконечный заряд электрона. Томонага предложил путь решения проблемы в 1943 году, и его идеи стали известны, когда Фейнман в Корнелле и Швингер в Гарварде сделали такой же решающий шаг. Все трое разделили Нобелевскую премию по физике 1965 года. К тому времени фейнмановские математические средства, «интегралы Фейнмана» и диаграммы, которые он разработал, чтобы описывать взаимодействие между частицами, стали частью «боевого оснащения» каждого физика-теоретика. Математик Станислав Улам, еще один ветеран Лос-Аламоса, упоминает фейнмановские диаграммы как «обозначения, подталкивающие мысль в тех направлениях, которые могут оказаться полезными или даже новыми и решающими». Например, идея, что частица путешествует назад по времени, естественным образом следует из этих обозначений.

В 1950 году Фейнман переезжает в Калтех, в Пасадену. Его акцент еще безошибочно выдает в нем жителя Нью-Йорка, но Южная Калифорния оказывается для него самой подходящей средой обитания: среди «фейнмановских историй» его коллеги рассказывают о его любви к Лас-Вегасу и ночной жизни, где ему хотелось выглядеть значительной персоной. «Моя жена не могла поверить, что я действительно принимал приглашения на мероприятия, где требовался смокинг; правда, пару раз я отказался». В предисловии к «Фейнмановским лекциям по физике» его коллеги, которые составили и опубликовали текст в 1963 году, упоминают, как он появлялся с саркастической ухмылкой, отбивая дробь на конголезском барабане. (Одни говорят, что на бонго он отбивал за раз десять барабанных ударов одной рукой, другие — что одиннадцать, но двумя. Попробуйте сами — и квантовая электродинамика покажется вам намного проще.)

Среди других достижений Фейнмана — его вклад в понимание фазовых изменений суперхолодного гелия и его работа с коллегой по Калтеху М. Гелл-Манном[27] по теории бета-распада атомных ядер. Он указал, что обе задачи все еще далеки до завершения. Ведь он без колебаний назвал саму квантовую электродинамику «надувательством», там оставались без ответа важные логические вопросы. Что за человек может решить задачу такого масштаба и продолжать терзаться сомнениями? Читайте интервью и, возможно, поймете.

Журналист: Для тех, кто смотрит на физику высоких энергий со стороны, ее целью представляется поиск окончательных составляющих материи. Казалось бы, в своих поисках мы возвращаемся к следу атомов, открытых греками, к бесконечно малым неделимым частицам. С помощью больших ускорителей вы получаете фрагменты, которые более массивны, чем первоначальные частицы, может быть, это кварки, которых никогда нельзя выделить. Что дает такой поиск?

Фейнман: Я не думаю, что это был всего лишь поиск. Физики пытаются выяснить, как ведет себя Природа; они легкомысленно говорят о некоторых «первичных элементарных» частицах, поскольку это способ взглянуть на Природу в данный момент, но… Представьте, что люди исследуют новый континент. Они видят воду, бегущую по земле, они видели такое и раньше и назвали «рекой». Они говорят, что исследуют истоки, поднимаются по реке и уверены, что поднялись достаточно высоко и сейчас все увидят. Подумать только! Как только они продвинулись достаточно далеко, то поняли, что вся система другая: существуют большое озеро или пруды, или река делает круг. Вы могли бы сказать: «Ага! Они потерпели неудачу!» Но вовсе нет. Они исследовали другую реальную цель — исследовали землю. Если выяснилось, что нет верхних вод, истоков, они будут слегка озадачены своей опрометчивостью, но не более того. Это похоже на то, как вы рассматриваете систему встраиваемых друг в друга колесиков и ищете самое маленькое внутри — но его могло там и не быть, и тогда вы ищете черт знает что!

Журналист: Но ведь вы должны иметь некоторые догадки о том, что вы ищете; это должен быть горный хребет или долина, или что-то еще?

Фейнман: Да-а! Но что, если то, что вы получите, — сплошная химера? Вы ожидаете некоторых явлений, вы вывели теоремы о топологии водоразделов, а обнаружили густой туман, может быть, и повсюду сгустился туман, и нет возможности рассмотреть землю с воздуха? Идея, с которой вы стартовали, запущена! Тот, кто говорит, что собирается найти первичную элементарную частицу или законы единой теории поля, или еще что-нибудь совершенно определенное, излишне самонадеян. Конечно, если он откроет нечто неожиданное, он будет доволен, доволен еще больше. Вы думаете, он скажет: «Это не то, чего я ожидал, это не первичная частица, да я и не хотел ее исследовать»? Нет, он скажет: «Что за черт! Что же я все-таки открыл?»

Журналист: Вы действительно думаете, такое может случиться?

Фейнман: Да какая разница — я получил то, что получил. Нельзя сказать, что эксперимент всегда преподносит сюрприз, например, несколько лет назад я был весьма скептически настроен по отношению к калибровочным теориям[28], частично потому, что полагал, что сильные ядерные взаимодействия будут значительно больше отличаться от электродинамики, чем это выглядит сегодня. Я ждал тумана, но сейчас это похоже на хребты и долины.

Журналист: Физические теории по-прежнему будут абстрактными и математическими? Смог бы сегодня работать такой теоретик начала девятнадцатого века, как Фарадей, не обладающий высокой математической подготовкой, но с мощной физической интуицией?

Фейнман: Я бы сказал, что его шансы невелики. Во-первых, вам необходима математика просто для понимания того, что на настоящий момент сделано. Сегодня поведение субъядерных систем выглядит настолько странно по сравнению с системами, с которыми имели дело прежде и анализ которых казался абстрактным: чтобы понять лед, надо понять вещи, очень не похожие на лед. Модели Фарадея были механическими — пружинки, провода и напряженные модули в пространстве, — его образы были взяты из стандартной геометрии. Думаю, этот подход себя не исчерпал; однако все, что мы обнаружили в этом веке, резко отличается от знакомой нам физики, все еще очень неопределенно — и дальнейший прогресс возможен только в тандеме с математикой.

Журналист: Ограничит ли это число людей, которые могут внести вклад в науку, или хотя бы понять, что было сделано?

Фейнман: Или кто-нибудь разработает способ подачи материала, чтобы его было проще усваивать. Может быть, эти вопросы будут изучаться в более раннем возрасте. Это неверно, что современную математику считают слишком серьезной, трудной для понимания. Возьмите, например, компьютерное программирование; тщательно разработанная для этой цели логика — это один из способов думать, а мамы и папы говорят детям, что она доступна только профессорам. Теперь это часть повседневной работы, это способ жить. У детей есть компьютер, и он им интересен, они делают на нем удивительные, сумасшедшие вещи!

Журналист: С помощью курсов программирования, которые сейчас на каждом шагу!

Фейнман: Я не верю в то, что только избранные способны понять математику. В конце концов, математику придумали люди. У меня как-то был учебник по дифференциальному и интегральному исчислению, в котором говорилось: «Что может сделать один дурак, то может сделать и любой другой человек». Все, что мы успели узнать о природе, может казаться абстрактным и недоступным для понимания тому, кто этого не изучал, однако нашлись дураки, которые это изучили — а в следующем поколении уже все дураки станут понимать эти вопросы.

Во всем этом угадывается тенденция к помпезности — представить все излишне глубоким и основательным. Мой сын выбрал курс философии, и вчера вечером мы смотрели работы Спинозы — там оказалось много незрелых доводов! Все эти атрибуты и субстанции, постоянная лишенная смысла «жвачка» — мы начали смеяться. Но почему? Это великий фламандский философ — а мы над ним смеемся. А все потому, что ему нет прощения! В тот же период жил Ньютон, Харви изучал кровеносную систему, были люди, обладающие методиками анализа, благодаря которым мы двигались вперед. Возьмите любое утверждение Спинозы и оглянитесь вокруг — вы не сможете сказать, что он был прав. Действительно, люди испытывали благоговейный трепет оттого, что он имел смелость задать эти великие вопросы, но хороша ли такая смелость, если вы ничего не получите в ответ на эти вопросы?