Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана - Джеймс Глик

«…Я часто вспоминаю ее. Признаюсь, у меня есть книги Дика и другие вещи. У меня есть все его лекции и работы. И его фотографии. Статьи из Science о расследовании катастрофы “Челленджера”. Даже последние его книги. У меня сердце сжимается каждый раз, когда я смотрю на них. Как может такой человек, как Дик Фейнман, умереть! Такой великий и замечательный ум.

У него было невероятное восприятие всего и способность видеть во всем только суть и ничего более. Это тяжелая утрата, но от нее никуда не деться. Многие, кого я знал, умерли. Мои родители и мой младший брат… Но такое чувство я испытываю только по отношению к двум людям: своей жене и Дику.

Полагаю, хотя это и не было похоже на детство, мы ведь были студентами, но я чувствовал к нему нечто большее… Не знаю, было это чувство романтичным или что-то в этом роде. И мне невероятно тяжело осознавать, что его больше нет. Он был удивительным, самым необыкновенным человеком во всей Вселенной».

Отсутствовал в принстонской группе только Джон Уилер. Он уже отбыл в Чикаго, где в металлургической лаборатории (той загадочной металлургической лаборатории, в которой не работал ни один металлург) Энрико Ферми со своей командой приступили к созданию первого ядерного реактора. Они собирались использовать уран более низкого качества, чем требовалось для бомбы, чтобы реакция расщепления была медленной. Весной 1942 года в Чикаго легче всего было получить представление о том, что принесет будущее. Уилер знал, насколько глубоко его бывший студент погрузился в проблему разделения изотопов. В марте он отправил Фейнману сообщение. Пришло время заканчивать работу над диссертацией, сколько бы вопросов в ней ни оставалось открытыми. Вигнер, который также все больше и больше включался в работу чикагской команды, согласился, что Фейнман уже достоин того, чтобы получить степень.

Фейнман понял предупреждение. Он взял отпуск, прервав ненадолго работу над проектом по созданию изотрона. Но все равно не мог нормально писать, особенно находясь под таким давлением. Позже он будет вспоминать, как провел первый день отпуска, когда, лежа на траве и чувствуя себя виноватым, глядел на небо. Наконец, исписав авторучкой своим небрежным почерком целую кипу бумаги — а бумага тогда была дорогой, — Ричард начал писать на бланках Lawrencian — газеты средней школы Лоуренса (главный редактор Арлин Гринбаум), бланках заказов фирмы G. B. Raymond & Company, фирмы с Лонг-Айленда, занимающейся канализационными трубами, дымоходами и прочим, а также бланках фирмы Glendalec. Теперь он полностью усвоил революционную позицию Уилера, позицию, которая объявила разрыв с прошлым. Когда квантовую механику Макса Планка применили к решению проблемы света и электромагнитных полей, то, как написал Ричард, «возникали серьезные трудности, которые не удалось успешно преодолеть». И в случаях применения ее к другим видам взаимодействия с недавно открытыми частицами, как отмечал Ричард, приходилось сталкиваться с аналогичными нестыковками. «Теория мезонного поля построена по аналогии с теорией электромагнитного поля. Но все аналогии, к сожалению, слишком идеальны, а бесконечные ответы слишком расплывчаты и сбивают с толку». Поэтому Фейнман отказался от поля, по крайней мере, от устаревшей идеи поля как свободной среды, в которой распространяются волны. Поле — «производное понятие, — писал он. — Поле полностью определяется частицами». Поле — это исключительно “математическая конструкция”». Так же радикально высказывался он и о волновой функции Шрёдингера, как об устаревшем способе описания полного состояния квантово-механической системы в определенный момент времени. В конце концов, она бесполезна, если при взаимодействии частиц имело место отставание во времени. «Мы можем предположить в таком случае, что волновая функция — просто математическая конструкция, полезная лишь при определенных условиях, нет, определенных конкретных условиях… но в целом она неприменима».

Фейнман приложил все усилия, чтобы результаты, полученные в сотрудничестве с Уилером, остались в стороне. Он хотел, чтобы в диссертации были только его собственные мысли. Возможно, к тому времени он уже понимал, что сама по себе теория поглощения тупиковая. Он полностью сосредоточился на концепции принципа наименьшего действия. Соавторство Уилер — Фейнман было лишь отправной точкой, писал Ричард. Оказалось так, что основной объем диссертации занимали «иллюстративные примеры». Но Фейнман заявил, что его метод наименьшего действия «существует независимо от их общей теории и вполне самодостаточен».

Первая часть диссертации выглядела обманчиво традиционно. В ней рассматривались некоторые классические уравнения, используемые для описания механических систем, таких как пружины, соединенные сторонним осциллятором. Затем этот промежуточный осциллятор исчезал. Решающий довод математической находчивости позволял исключить его. Далее шли краткие расчеты, очень похожие на те, что использовались в методе Лагранжа. Вскоре еще одно обоснование, и предмет исследований переходил в область квантовой механики. Классическая механическая структура, представленная в первой части, преобразовывалась в нечто довольно современное. На месте двух механических систем, соединенных осциллятором, оказались две частицы, взаимодействие между которыми осуществлялось через промежуточное осциллирующее поле. Поле тоже устранили. Новая квантовая электродинамика рождалась с чистого листа.

Фейнман прямо говорил о недоработках своей теории, приведенной в диссертации. Это была теория, ничем экспериментально не подтвержденная. (Он надеялся найти ей применение в будущем при проведении лабораторных исследований.) Квантовая механика оставалась нерелятивистской: в рабочей версии следовало учитывать искажения ньютоновской физики, возникающее на околосветовых скоростях. Прежде всего Ричарда не устраивал физический смысл его уравнений. Он чувствовал, что им не хватает четкости. Несмотря на то что некоторые научные концепции казались более пугающими и трудными для понимания, чем волновая функция Шрёдингера, физики стали визуализировать волновую функцию хотя бы в виде некоего всплеска вероятности на грани сознания. Фейнман обнаружил, что в его схеме отбрасывается даже этот фрагмент ментальной картины. Измерения создавали проблемы: «В математике мы должны дать описание системы для любого значения времени, но, если в результате измерения мы получим значение какого-либо параметра в интересующем нас временном интервале, этот результат надо каким-то образом учесть в исходных уравнениях». Время было проблемой: этот подход требовал, как сказал Ричард, «рассмотрения состояний системы в моменты времени, далекие от настоящего». Впоследствии это окажется преимуществом, тогда же, как казалось, превращало весь метод в сплошной формализм с неочевидным физическим объяснением. Для Фейнмана не поддающийся наглядному представлению формализм был недопустим. Научных руководителей, Уилера и Вигнера, в содержании его диссертации ничего не беспокоило. В июне Принстон присвоил ему докторскую степень. На церемонию Фейнман надел профессорскую мантию, которая три года назад казалась такой неудобной. Он гордился тем, что родители присутствовали на церемонии. Но в какой-то момент его стал раздражать тот факт, что ему пришлось делить сцену с теми, кого награждали почетными званиями. Всегда прагматичному Фейнману это показалось похожим на вручение «почетной лицензии на работу электриком» тем, кто не справился с работой. Если бы ему вручали подобную премию, он бы отказался.