Леонард Млодинов - Радуга Фейнмана. Поиск красоты в физике и в жизни

• Название: Радуга Фейнмана. Поиск красоты в физике и в жизни
• Автор: Леонард Млодинов
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2015
• ISBN: 978-5-904584-91-7

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 выдающимся ученым и нобелевским лауреатом 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.

---

Леонард Млодинов Радуга Фейнмана. Поиск красоты в физике и в жизни

© Leonard Mlodinow, 2003

© Шаши Мартынова, перевод на русский язык, 2014

© Livebook Publishing Ltd, 2014

Все права защищены. Никакая часть электронной версии этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для частного и публичного использования без письменного разрешения владельца авторских прав.

Донне Скотт

Так говорил честный человек, выдающийся интуитивист нашего времени и лучший образчик того, что может ожидать любого, кто рискнет пойти на зов иных барабанов.

Джулиэн Швингер, Нобелевский лауреат, из некролога Фейнмана в «Physics Today», февраль 1989 года

Ричард Филлипс Фейнман (1918–1988)

Американский физик, один из создателей квантовой электродинамики Ричард Фейнман внес существенный вклад в квантовую механику и квантовую теорию поля, его имя носит метод диаграмм Фейнмана.

Фейнман – обладатель главной научной награды – Нобелевской премии по физике «за фундаментальные работы по квантовой электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц» (совместно с Дж. Швингером и С. Томонагой).

Ричард Фейнман также стал реформатором методов преподавания физики в вузе. В мире вот уже много лет и учащиеся, и преподаватели пользуются учебником, созданным на базе его курса лекций. Оригинальность мышления и веселый нрав ученого оказали огромное влияние на целое поколение студентов-физиков. Каждую свою лекцию Ричард Фейнман превращал в интеллектуальную игру.

Его разнообразные таланты отнюдь не ограничивались физикой. Фейнман был человеком разносторонним и пробовал абсолютно все, что казалось ему интересным, будь то написание картин или игра на барабанах, биология или изучение письменности Майя.

Достижения:

• Нобелевская премия, премия Альберта Эйнштейна Мемориального фонда Льюиса и Розы Страусс, премии по физике Эрнеста Орландо Лоуренса, международная золотая медаль Нильса Бора;

• Член Американского физического общества, Бразильской академии наук и Лондонского королевского общества, Национальной академии наук США;

• Персональная выставка картин.

Предисловие

Докторскую степень по физике ежегодно получают не более восьмисот американцев. По всему миру, может, несколько тысяч. Но даже такой скромной компании даются открытия и инновации, формирующие наши жизнь и мышление. Благодаря небольшой группе увлеченных личностей рентген, лазеры, радиоволны, транзисторы, атомная энергия (и ядерное оружие) стали нашей реальностью, равно как и представления о пространстве, времени и природе Вселенной. Быть физиком – значит иметь громадный потенциал к изменению мира, а также – приобщиться к славной истории и традициям.

Важнейший период жизни физика – аспирантура и первые годы после выпуска. Именно тогда физик обретает себя и закладывает фундамент карьеры. Эта книга – о моей жизни по окончании высшего образования в 1981 году, когда я оказался на факультете Калифорнийского технологического института, одного из лучших исследовательских заведений в мире.

Мой опыт в Калтехе – из не самых обычных. В институт я прибыл сплошь растерянность и комплексы. В свои способности я не верил, и мои представления о будущем оставались чрезвычайно размыты. Однако мне и повезло чрезвычайно: кабинет я получил по соседству с одним из величайших физиков столетия – с Ричардом Фейнманом. Именно Фейнман, участвуя в комиссии по крушению космического челнока, продемонстрировал в 1986 году решение загадки отказавшего уплотнительного кольца, макнув его в ледяную воду и постучав им по столу – оно стало хрупким. Таков был классический Фейнман: победа здравого смысла над компьютерными моделями, прозрения – над уравнениями. Годом ранее великолепные мемуары «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!» бомбой взорвались в списках бестселлеров. После смерти в 1988 году Фейнман в массовом сознании стал Эйнштейном современности. Однако еще в 1981 году Фейнмана за пределами круга физиков почти никто не знал, хотя внутри этого круга он уже несколько десятилетий слыл легендой.

Место научного сотрудника я получил потому, что неких именитых физиков заинтересовала моя докторская диссертация по квантовой теории бесконечномерных пространств. Уместен ли я был рядом с двумя Нобелевскими лауреатами и самыми блистательными выпускниками страны? Я неделями просиживал у себя в кабинете, размышляя о величайших нерешенных задачах физики. Меня не посетила ни одна яркая мысль. Я уверился, что мой предыдущий труд – чистое везение, и ничего стоящего я больше не открою. Я вдруг понял, почему в Калтехе самый высокий уровень самоубийств из всех учебных заведений страны.

И вот однажды я набрался смелости, постучался к Фейнману в кабинет – и с изумлением обнаружил, что меня там готовы принять. Он только что перенес вторую операцию в связи со своей раковой опухолью, которая в конце концов свела его в могилу. В следующие два года мы много общались, и у меня была возможность задавать ему вопросы: как увериться, что работа мне по силам? Как именно думают ученые? Какова природа творчества? Этот исследователь на закате своих дней дал мне ответы о природе науки и ученого. Но кроме этого я открыл новый подход к жизни.

Эта книга – история моего первого года в Калтехе, с зимы 1981-го. В этом смысле считайте ее рассказом о молодом ученом, пытавшемся найти свое место в мире, и о знаменитом, старом, умирающем физике, чья мудрость помогла юнцу. Но, кроме того, это повесть о последних годах Ричарда Фейнмана, его соперничестве с другим Нобелевским лауреатом, Марри Гелл-Мэнном, и о зарождении теории струн – ныне ведущей теории границ физики и космологии.

Эта книга излагает историю, но она – не вымысел. Наши разговоры с Фейнманом я записывал вручную и на магнитофон – настолько они меня потрясали. Абзацы, набранные курсивом, основаны на этих записях и расшифровках наших дискуссий. Все, о чем я пишу, происходило со мной в действительности. Однако чтобы как можно ярче представить этот опыт, я объединил и видоизменил некоторые события, а также имена поминаемых мною людей, за исключением тех, чьи работы цитировал, а именно – Фейнмана, Марри Гелл-Мэнна, Хелен Так, Джона Шварца, Марка Хиллери и Ника Папаниколау.

Я благодарен Калтеху за живое и вдохновенное пространство исследования, а также за веру в меня в те далекие годы. И, конечно, я особенно благодарен покойному Ричарду Фейнману – за многочисленные жизненные уроки.

I

Худощавый мужчина с отросшими волосами входит в свой скромный кабинет в сером бетонном здании среди олив Калтеховского академического городка на Калифорнийском бульваре в Пасадине. Кое-кто из студентов, пробывших на этой планете втрое меньше профессора, останавливается в коридоре и смотрит ему вслед. Никто и слова бы не сказал, не явись он сегодня на работу, однако ничто его не удержит – уж тем более не операция, последствиям которой он не позволит больше нарушать распорядок его дня.

Снаружи пальмы омыты ярким солнцем, но оно уже не иссушает, как летом. Высятся холмы, бурый на них уступает зеленому, растительность возрождается – грядет зима, куда более мягкое время года. Профессор, вероятно, раздумывает, сколько еще смен бурого на зеленый ему удастся повидать: он знает, что болезнь с ним разделается. Он любил жизнь, но верил в законы природы, а не в чудеса. Когда в 1978 году у него обнаружили редкую форму рака, он ознакомился с литературой по предмету. Пять лет жизни в менее чем 10 процентах случаев. Десять лет не прожил почти никто. У него шел четвертый год.

Лет сорок назад, когда ему было почти столько же, сколько местным студентам, он отправил несколько статей в престижный журнал «Physical Review». Статьи проиллюстрировал странными диаграммками, отражавшими новое восприятие квантовой механики – менее формальное, нежели стандартный математический язык физики. И пусть мало кто верил в этот его новый подход, он все равно думал: вот будет потеха, если в один прекрасный день весь этот журнал запестрит подобными диаграммами. Время показало, что метод тех диаграмм не только верен и полезен, но и революционен, и к тому самому дню в конце 1981 года от таких диаграмм в журнале «Physical Review» уже некуда было деться. Вершина популярности любой диаграммы. И вершина популярности ученого – в научном мире, во всяком случае.

Последние пару лет профессор трудился над некой новой задачей. Метод, разработанный им в студенческие годы, оказался крайне успешным применительно к теории под названием «квантовая электродинамика». Это теория электромагнитной силы, управляющей, среди прочего, поведением электронов, обращающихся вокруг ядра атома. Электроны сообщают атомам их химические и спектральные свойства (цвет излучаемого и поглощаемого света). И потому исследование этих электронов и их поведения называется атомной физикой. Но со времен студенчества профессора прошло много лет, и физики далеко продвинулись в новой области физического знания – ядерной физике. Она занимается не электронной структурой атома, а потенциально гораздо более яростными взаимодействиями между протонами и нейтронами внутри ядра. Хотя протоны подчиняются той же электромагнитной силе, что управляет поведением электронов в атоме, взаимодействия внутри ядра обусловлены новой силой, куда мощнее электромагнитной. Эти взаимодействия так и называются – «сильные».