Текст книги "Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана"

На его глазах физика распадалась на отдельные области знаний. Тем, кто изучал природу элементарных частиц, выделялась большая доля финансирования, и в то же время именно их деятельность вызывала основную часть жарких общественных дебатов. Они утверждали, что именно физика элементарных частиц стала самой фундаментальной наукой, вытеснив с пьедестала даже физику твердого тела (которую Гелл-Манн вообще называл убогой). Фейнман не признавал ни раздутых определений Теорий Великого объединения[24]24
  Теории Великого объединения – в физике элементарных частиц группа теоретических моделей, описывающих единым образом сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Предполагается, что при чрезвычайно высоких энергиях (выше 1014 ГэВ) эти взаимодействия объединяются.


[Закрыть], ни пренебрежительного отношения к другим наукам.

Никогда не ставя какой-то из навыков выше или ниже остальных, Фейнман научился играть на ударных, делать массаж, рассказывать истории, клеить девушек в барах, считая, что всем этим можно овладеть, если знаешь правила. С легкой подачи своего куратора по Лос-Аламосу Ханса Бете, удивившегося, что Ричард не может извлекать корень из чисел в районе 50, он освоил некоторые хитрости умения считать в уме, хотя давно уже овладел более сложным искусством брать в уме производные и интегралы. Он научился пристраивать гальванизированные металлические палочки к пластиковым предметам – как кнопки радио. Он контролировал время в уме и заставлял муравьев двигаться в нужном направлении. Он без труда мог сыграть на наполненных бокалах и играл весь вечер на приеме в честь несравненного Нильса Бора. Даже всецело поглощенный решением научных задач и конструированием атомной бомбы, он не упускал возможности научиться «обходить» механизм старого автомата по продаже лимонада, подбирал отмычки к замкам и даже вскрывал сейфы. Он умом понимал, как сделать это. Коллеги ошибочно полагали, что Фейнман кончиками пальцев способен уловить волны от падающего стакана. И небезосновательно, ведь день за днем они наблюдали, как Ричард крутится вокруг офисного сейфа.

Размышляя о том, как использовать атомную энергию в ракетах, Фейнман разработал реактивный двигатель ядерного реактора, не настолько совершенный, чтобы использовать его на практике, но достаточно убедительный, чтобы заинтересовать правительство и патентное бюро и тут же быть похороненным под грифом секретности. С не меньшим усердием, много позже, когда обзавелся семьей, домом и садом, он тренировал собаку выполнять нелогичные команды. Например, приносить носок, лежавший рядом, но идти к нему не кратчайшим путем, а через сад, переднюю дверь и назад. (Он проводил тренировку поэтапно, пока для собаки не становилось очевидным, что ей не надо двигаться напрямик.) Он учился искать людей так, как это делали охотничьи псы, улавливая следы тепла и запахов. Научился имитировать иностранные языки, издавая странные звуки губами и языком. (Друзья потом спрашивали, почему же он в таком случае не попытался смягчить свой грубый нью-йоркский выговор.) Фейнман создавал островки практических знаний в областях, расположенных в океанах своего невежества. Не умея рисовать, он научился чертить идеальные окружности на доске. Ничего не понимая в музыке, он поспорил со своей девушкой, что научится играть «Полет шмеля», но в этот единственный раз проиграл спор. Намного позже Ричард все-таки научился рисовать, когда стало модным изображать обнаженное женское тело. Как он сам говорил, это увлечение помогло ему обрести гораздо более интересный навык – умение уговорить девушку раздеться. Но за всю свою жизнь он так и не научился отличать лево и право, пока мама не показала ему родинку на его левой руке, и даже уже став взрослым, он всегда сверялся с этим ориентиром. Он научился держать публику во время исполнения своих далеко не джазовых и не этнических импровизаций на ударных. Он мог выдать двумя руками не обычный размер три вторых или четыре третьих, каким были обучены классические музыканты, но невообразимую, впечатляющую полиритмию в семь шестых или тринадцать двенадцатых. Он научился писать по-китайски. Причем исключительно для того, чтобы насолить своей сестре, и поэтому знания его ограничивались фразой «Старший брат тоже может говорить». В эру, когда ускорители частиц высоких энергий стали играть такую важную роль в теоретической физике, он научился читать самые современные «иероглифы» – напоминающие кружева фотоизображения вспышек, возникающих при столкновении частиц в камерах Вильсона и пузырьковых камерах. Он не только «видел» новые частицы, но и отслеживал неуловимые траектории (треки) на грани систематической погрешности эксперимента. Он отшивал поклонников, преследующих его в надежде получить автограф, мастерски отказывался от приглашений прочитать лекции, скрывался от коллег, обращавшихся к нему с административными запросами. Он умел избавиться от всего лишнего и сосредоточиться на главной задаче. Он победил страх старения, который гложет всех ученых, и научился жить с раковой опухолью.

После смерти Фейнмана некоторые его коллеги попытались написать эпитафии. Швингер, с которым некогда они соперничали, выбрал такие слова: «Честнейший человек, обладатель величайшей интуиции нашего времени. Ярчайший пример того, что происходит, когда осмеливаешься не плясать под чужую дудку». Наука, созданная при помощи Фейнмана, совершенно уникальна. Она стала величайшим из его достижений, хотя порой и заставляла физиков следовать по сужающейся дорожке темного тоннеля. После своей смерти Фейнман оставил и еще кое-что. Пожалуй, величайшее его наследие – урок о том, каково знать наверняка хотя бы что-то в наш век самых смутных сомнений.

Фар-Рокуэй

* * *

Когда-то сборка и пайка радиоприемников представляла собой своеобразный творческий процесс. Теперь этого нет. Искусство ушло из радиолюбительства. Дети забыли, какую радость им доставляла возможность пробраться в кабинет родителей и разорить стоящие там радиоприемники. Теперь же беспорядочно расположенные внутри них лампы, переключатели и другие механизмы заменили компактные электронные блоки. Там, где когда-то можно было познавать мир, дергая спаянные провода и глазея на оранжевый румянец электронных ламп, стоят невыразительные готовые спрессованные микросхемы. Кремниевый транзистор, микроскопический и причудливый, вытеснил постоянно выходящие из строя хрупкие лампы. Так мир потерял протоптанную дорожку в науку.

В 1920-е годы, еще до появления твердотельной электроники, можно было, посмотрев на радиосхему, представить, как через ее элементы побежит поток электронов. Сходство электричества с жидкостью, протекающей по трубам, усиливалось за счет того, что в радиоприемниках использовались электронные лампы и клапаны, направляющие потоки электричества в нужном направлении. Один щелчок переключателя – и раздавалось не похожее ни на что шипение, иногда громкое, иногда едва слышимое. Позже кто-то сказал, что есть два вида физиков: одни в детстве увлекались химическими опытами, других же интересовали радиоприемники. У химии, несомненно, есть свое обаяние, но такой мальчик, как Ричард Фейнман, очарованный диаграммами и графиками, видел в радиосхемах нечто совершенно особенное. Едва научившись читать язык проводов, резисторов, детекторных кристаллов и конденсаторов, он понял, что каждая деталь выполняет свою функцию. Он собрал приемник, подключил к нему огромные наушники, купленные на барахолке, и слушал, забравшись под одеяло, пока не засыпал. Иногда родители подходили к спящему мальчику на цыпочках и снимали с него наушники. Если атмосферные условия позволяли, радиоприемник мог ловить сигналы, идущие издалека – из Скенектади, расположенного на севере Нью-Йорка, или даже из Техаса – со станции Уэйко. Приемник реагировал на прикосновения. Чтобы переключить канал, Ричард перемещал контакт через проволочную катушку. Все-таки радио отличалось от часовых механизмов со всеми их колесиками и шестеренками. Оно уже немного выходило за пределы механического мира. И таинство его было невидимым. Кварцевые кристаллы улавливали волны электромагнитного излучения, несущиеся в эфире.

И в то же время никакого эфира не было. Субстанция, в которой могли бы распространяться эти волны, не существовала. Если бы даже ученые захотели представить радиоволны, распространяющиеся с идеальной периодичностью, как круги на поверхности воды, им пришлось бы признать, что эти волны распространяются в среде, которой в природе нет. Во всяком случае, так считали в эпоху создания теории относительности: Эйнштейн показал, что, если бы эфир существовал, он должен был бы оставаться неподвижным относительно любых наблюдателей, даже двигающихся в разных направлениях. Это невозможно. «Казалось, что эфир скрывался в стране призраков в последней попытке ускользнуть от пытливых поисков физиков», – писал математик Герман Вейль в 1918 году, в том году, когда родился Ричард Фейнман. Но тогда в какой среде распространялись радиоволны, преодолевая расстояние от антенны, расположенной в центре Нью-Йорка, до второго этажа небольшого деревянного каркасного дома Фейнманов на окраине?

В любом случае радиоволны лишь один из множества видов колебаний, разрывающих каждый клочок пространства. И хаотично взаимодействующие световые волны, по природе своей идентичные радиоволнам, но имеющие во много раз меньшие длины волн, и инфракрасные волны, воспринимаемые кожей как ощущение тепла; и зловещие рентгеновские волны; и высокочастотные гамма-лучи с длинами волн меньше размера атома, – все это разные ипостаси одного явления – электромагнитного излучения. И если и до изобретения источников электромагнитного излучения пространство сравнивалось с «электромагнитным Вавилоном», то радиопередатчики, созданные человеком, заполонили его еще больше. Обрывки голосов, случайные щелчки, свисты, странные шумы и звуки, вызванные прохождением радиоволн, проносились друг за другом в пространстве. И все эти волны существовали не в эфире, а в более абстрактной среде, понять природу которой физикам никак не удавалось. Они даже представить не могли, что это такое. Все, что у них было, – название. Электромагнитное поле, или просто поле.

Поле представлялось непрерывной поверхностью или объемом, проходя через который менялась какая-то физическая величина. Поле не вещество, но в то же время оно совершало колебания, вибрировало. Физики обнаружили, что колебания иногда проявляли себя как частицы, но это только еще больше все усложнило. Ведь если бы они были частицами, то должны были бы проявлять волновые свойства. Только в этом случае мальчишки вроде Фейнмана смогли бы настроить свои приемники на определенную длину волны (частоту), каждая из которых приносила «Тень», «Дядю Дона»[25]25
  Детские радиопередачи 1930–40-х годов ХХ века. Прим. перев.


[Закрыть] или рекламу газировки. Научные обоснования были смутными, лишь узкий круг ученых, большинство из которых говорило по-немецки, имел некоторое представление о радиоволнах[26]26
  Экспериментально электромагнитные волны открыл немецкий ученый Генрих Герц. Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Однако для любителей, которые читали в газетах про Эйнштейна и размышляли над простотой устройства радиоприемников, суть этой магии была очевидна.

Многие будущие физики в юности увлекались радио и собирали радиоприемники. И неудивительно, что в то время когда о профессии физика мало кто знал, многие из них мечтали стать инженерами-электриками с хорошими зарплатами. Ритти – так друзья звали Ричарда – был мальчишкой целеустремленным. Он выискивал по окрестностям ламповые приемники и старые аккумуляторные батареи, собирал трансформаторы, переключатели и катушки зажигания. Например, катушка, снятая со старого автомобиля «Форд», могла ярко искриться, прожигая коричневые дырки в газете. Однажды Ритти нашел выброшенный реостат и пропустил через него 110 вольт. Реостат сгорел, а плохо пахнущие дымящиеся остатки Ричард выставил за окно своей спальни, расположенной на втором этаже, так что пепел кружил в воздухе и ложился на газон на заднем дворе. Он всегда так поступал в экстренных случаях. Если едкий запах просачивался в гостиную, где его мама играла в бридж, то это означало, что Ричард вытряхнул содержимое своей мусорной корзины в окно, ожидая, например, когда перестанет вспыхивать то, что осталось от гуталина после его очередного эксперимента. В этот раз он хотел растопить гуталин, чтобы получившейся черной краской покрасить свою «лабораторию» – деревянный ящик размером примерно с холодильник, стоявший в его комнате. К ящику были прикручены разные переключатели и лампочки, которые Ритти соединял последовательно и параллельно. Его сестра, которая была на девять лет младше, с удовольствием подрабатывала ассистентом в его лаборатории за четыре цента в неделю. В ее обязанности входило просовывать палец между электродами и терпеть легкий удар током. Это невероятно забавляло друзей Ритти.

Психологи уже поняли, что дети по сути своей – ученые, которые постоянно пробуют, ошибаются, экспериментируют, исследуют свою маленькую вселенную всеми мыслимыми и немыслимыми способами. У детей и ученых схожие взгляды на жизнь. Что произойдет, если я это сделаю? – девиз детских игр и ученых-физиков. Каждый ребенок – наблюдатель и аналитик. Каждый жаждет описать вещи и явления, выстраивает свои познания в цепочки интеллектуальных открытий, придумывает теории и отбрасывает их, когда они не работают. Непонятное, странное – вот что притягивает детей и ученых. И никто из них не может рассчитывать в полной мере на то, что ему предоставят лабораторию, реостаты или дадут ассистента. Ричард Фейнман был неутомим в желании заполнить свою спальню всеми атрибутами и устройствами, необходимыми для научных экспериментов.

Ни город, ни деревня

Прекрасная жизнь была у детей в Фар-Рокуэй, деревушке с пляжем, расположившейся на юге Лонг-Айленда, где на площади порядка одного квадратного километра выстроились каркасные коттеджи и кирпичные многоквартирные дома. В 1898 году Фар-Рокуэй вместе с более чем шестьюдесятью другими такими же поселениями вошла в состав Куинса – района Нью-Йорка. Город щедро вкладывался в эти маленькие районы, тратил десятки миллионов долларов на подведение воды и канализации, строительство дорог и общественных зданий. Однако в первой половине XX века, до того как линии подземки добрались до заброшенного берега залива Джамейка, Нью-Йорк, казалось, находился далеко-далеко. В центр добирались по железной дороге Лонг-Айленда. К востоку от Фар-Рокуэй находился городок Нассо. На северо-запад через необжитые маленькие заливы Мотс Бейзин и Хэссок простиралась территория, на которой позже будет расположен аэропорт Айдлуайлд, а еще позже – международный аэропорт имени Джона Кеннеди. Пешком или на велосипедах дети из Фар-Рокуэй постоянно курсировали между увитыми плющом домами, по полям и свободным просторным участкам земли. В то время никто специально не старался соблюдать условия, при которых ребенок вырастает здоровым и независимым, но они присутствовали.

Город рос, вереницы домов и оград складывались в непрерывную цепь. Передвигаться по городу все чаще приходилось вдоль улиц. Девчонки и мальчишки Фар-Рокуэй просачивались между домами, прокладывая собственные маршруты через задние дворы и пустоши. Дети были свободны, а в играх, скрытых от взгляда родителей, очень изобретательны. Они гоняли на велосипедах где только душе угодно, колесили по полям, приезжали к берегу, брали напрокат лодки и плавали вдоль заливов. По дороге в библиотеку Ричард любил сидеть на каменных ступеньках и наблюдать за проходящими мимо людьми. И хотя казалось, что Нью-Йорк далеко, Ритти всегда чувствовал, что он связан с ним, а на соседей, что жили в Сидархерсте, на Лонг-Айленде, посматривал свысока. Но он также чувствовал, что и его родной городок обособлен.

«В детстве мне казалось, что мы живем на краю света», – вспоминал другой уроженец Нью-Йорка, литературный критик Альфред Казин. Он вырос в Браунсвилле, в Бруклине, более бедном и таком же удаленном еврейском квартале, где дети иммигрантов осваивали и заполняли это своеобразное промежуточное пространство между городом и сельской местностью. «Тогда там была сплошная незастроенная пустошь с гранитными мастерскими, где изготавливали надгробные плиты. На нашей улице располагалась ферма, к которой вела старая, мощенная булыжником дорога, – писал он, – по большей части это была заброшенная местность, ни город, ни деревня… Через нее пролегала дорога, по которой вечерами мы пробирались к океану по тихим улочкам меж старых заброшенных домов, чьи закопченные викторианские фасады давно заросли травой и выглядели, словно на них запеклась кровь, смешанная с сажей».

Пляж был любимым местом Ритти Фейнмана. Длинная коса с широкими тротуарами, отелями, летними домиками и тысячами кабинок для переодевания простиралась почти непрерывно до самого востока Лонг-Айленда. Фар-Рокуэй считался летним курортом со множеством клубов, таких как Arnold, Ostend Baths или Roche’s[27]27
  Слово, сходное по звучанию с английским roach – таракан. Прим. перев.


[Закрыть], который, как долгое время думал Ричард, назвали в честь насекомого. Это было место выставочных павильонов и сезонного жилья со сверкающими замочками и ключами. Местные дети играли на пляже круглый год. Они плескались в слабом прибое, который приходил к берегу уже смягченный волнорезом. В разгар сезона розовые и зеленые точки фигур в купальниках облепляли пляж, словно остатки жевательной резинки. Ричард любил бывать здесь. Он проезжал на своем велосипеде от дома чуть больше километра (расстояние, которое в более поздних воспоминаниях увеличилось до трех километров). Он ездил один или с друзьями. Небо там казалось больше, чем в любом другом месте в городе. Океан будоражил детское воображение. Все эти волны, простор, лодки, тянущиеся призрачными лентами до горизонта в сторону бухты Нью-Йорка. Где-то там, далеко за ними, далеко за линией, отделяющей небо от воды, лежали Европа и Африка. Иногда казалось, что все хорошее сосредоточено здесь, рядом с водой.

Купол неба простирался ввысь. Впереди были километры, залитые солнцем или лунным светом. Ричард плескался в прибое и в разлетающихся брызгах улавливал границу между землей, морем и воздухом. По вечерам он брал свой фонарик. На пляже мальчишки и девчонки могли общаться друг с другом. Ритти старался изо всех сил соответствовать, но все равно часто чувствовал себя неловко. Он много плавал. Когда Фейнману было сорок три и он уже изложил почти все, что знал о физике, в своем историческом двухгодичном курсе, позже получившем название Фейнмановские лекции по физике, стоя перед первокурсниками, он попросил студентов представить себя на пляже. «Если мы стоим на берегу и смотрим в море, – говорил он, – мы видим воду, видим, как волны разбиваются в пену, слышим плеск воды, чувствуем ветер, наблюдаем за облаками, солнцем и небом. Свет. Песок. Камни различной твердости и прочности. Цвет. Поверхности. Животные и водоросли. Голод, болезни. И просто наблюдатель на пляже. В этом и счастье, и раздумья». Природа там была простой, можно даже было бы употребить слово «элементарной». Но именно элементарность никогда не означала для Фейнмана простоту и незначительность. Вопросы, которые он поднимал в области физики, были фундаментальными. И многие из них возникли именно на пляже. Песок отличается от камней? А может, песок – это не что иное, как бесчисленное множество мельчайших камней? Что собой представляет Луна? Может, Луна – огромный камень? Если мы поймем, что такое камень, поймем ли мы одновременно и что такое песок, и Луна? Можно ли считать, что ветер – это скольжение воздуха, аналогичное скользящему перемещению воды в море?

Волна эмиграции из Европы в Америку заканчивалась. Воспоминания первого поколения евреев из России, Восточной Европы и Германии, а также ирландцев и итальянцев начинали меркнуть. Окраины Нью-Йорка, процветавшие до Второй мировой войны, постепенно приходили в упадок. В Фар-Рокуэй за шестьдесят девять лет жизни Фейнмана немногое изменилось. Когда он вернулся сюда уже со своими детьми, за несколько лет до смерти, все показалось ему каким-то усохшим и унылым. Уже не было тех просторов, что раньше. Но пляж остался прежним, с широким дощатым настилом. Та же школа, к которой он подсоединял провода, чтобы слушать радиопередачи. Дом теперь разделили, чтобы принять больше постояльцев, и он не казался таким огромным. Ричард так и не позвонил в дверь. Главная улица, Централ-авеню, выглядела обшарпанной и узкой. Населяли городок теперь преимущественно ортодоксальные евреи, и Фейнман был раздосадован таким большим количеством ермолок, встречавшихся повсюду. Он называл их «эти маленькие шапочки», что означало, что ему не было никакого дела до их истинного названия. И он преднамеренно не принимал культуру, которая пропитала воздух его детства так же, как дым города или соль океана.

Иудаизм в Фар-Рокуэй стал более либеральным. Настолько, что смог обратить в веру даже таких атеистов, как отец Ричарда – Мелвилл Фейнман. Это был в основном реформистский иудаизм, без абсолютизма и фундаментальных традиций. Многие строгости отвергли ради мирного, гуманистического будущего детей. Новая форма религии подходила для новоприбывших американцев, которые возлагали надежды на то, что их дети пробьют себе дорогу в Новый Мир. Встречались семьи, где не соблюдали священную субботу, или такие – Фейнманы относились к их числу, – где идиш воспринимался как иностранный язык. Фейнманы принадлежали к пастве местного храма. Ричард некоторое время посещал воскресную школу и был членом молодежной группы, которая собиралась после уроков. На основе религии частично сформировались и моральные принципы жителей городка. Из семей вроде той, что была у Фейнмана, проживавших в окрестностях Нью-Йорка в первой половине XX века, вышло много талантливых мужчин и женщин, добившихся успеха во многих областях, но особенно они отличились в науке. На этом участке планеты площадью всего в пару сотен квадратных километров выросло, по сравнению с остальным миром, непропорционально много нобелевских лауреатов. В семьях, в том числе еврейских, культивировали и поощряли образование и знания. Иммигранты работали и жили ради того, чтобы обеспечить лучшее будущее своим детям. Те, в свою очередь, отлично знали, что пришлось пережить их родителям. Здесь считали, что наука как профессия – дело достойное. По правде говоря, лучшие колледжи и университеты постоянно повышали вступительные требования к абитуриентам-евреям, ограничивая число принятых евреев, и на научных факультетах учились в основном протестанты. Так было до окончания Второй мировой. В науке действовали законы математики, а не скрытые правила личных предпочтений и классовости.

Центру Фар-Рокуэй позавидовал бы даже Сидархерст. Когда мать Ричарда Люсиль шла по Централ-авеню, разглядывая магазины Небенцаля и Старка, ей нравилось все, что ее окружало. Она лично знала учителей своих детей, помогала красить школьную столовую и вместе с соседями коллекционировала посуду, продаваемую в качестве рекламы местным кинотеатром. Городок изнутри был таким же славным, как и местечко[28]28
  Местечко – еврейское поселение.


[Закрыть], о котором еще помнили некоторые старожилы. Чувствовалось какое-то постоянство в поведении жителей и устоях. Быть честным, держаться своих принципов, учиться, откладывать деньги на черный день – эти правила не столько запоминали, сколько впитывали с молоком матери. Все здесь трудились. Не было и намека на бедность. Уж точно не в семье Фейнманов. Хотя позже Ричард понял, что они делили дом с другой семьей, потому что никто из них не мог себе позволить содержать собственный. Не замечали бедности и в семье близкого друга Леонарда Мотнера, даже после того, как скончался их отец и старшему брату, чтобы прокормить семью, пришлось ходить по домам и продавать масло и яйца. «Таков был мир, – говорил Фейнман позже. – Но теперь я понимаю, что каждый боролся изо всех сил. Всем было трудно, но люди не подавали виду». Дети в таких местах вырастают в уникальной атмосфере, сочетающей в себе свободу и строгие моральные принципы. Воспитанность была для Фейнмана естественной, словно ему предоставили право быть самим собой, то есть искренним и честным.