Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана — страница 111 из 132

В год смерти Фейнмана двое физиков-экспериментаторов опубликовали статью, которая начиналась с прямолинейного заявления: «Пятьдесят лет исследований в области физики частиц привели к формированию изящной и точной теории взаимодействия частиц на субъядерном уровне». Специалисты из других областей физики не были настроены столь оптимистично. Изящная и точная? Но тогда почему так много величин — массу и прочие специфические численные параметры частиц — приходилось «подсаживать» в теорию? Если б она была изящной, эти величины из нее выводились бы. Почему в ней так много перекрывающихся полей? Симметрий, как будто специально нарушенных для того, чтобы сошлись данные? Возможно, квантовые числа — цвет, очарование и тому подобное — и были изящными упрощениями. А может, они выполняли роль резинки, которой наскоро обмотали грозящую развалиться конструкцию? Если теоретикам удалось объяснить конфайнмент кварков, оправдав тем самым существование частицы, не наблюдающейся в свободном состоянии, значит, можно объяснить все что угодно. Не притянута ли за уши эта теория, или, как провокационно выразился один критик, не является ли она «искусственной интеллектуальной структурой, скорее совокупностью уловок и приемов, удачно подходящих случаю… чем логично сформулированным осмыслением опыта?» Хотя отдельные элементы иногда проверялись в ходе экспериментов, теорию в целом уже никто не мог опровергнуть, как никто не брался оспаривать ее основополагающую риторику. Действительно, разве еще оставались явления, которые нельзя было бы объяснить, введя новые нарушения симметрии, квантовое число или пару лишних пространственных измерений? Отдел запчастей современной физики был так хорошо укомплектован хитроумными приспособлениями, что для любых данных, поступающих из ускорителей частиц, при желании можно было слепить рабочий механизм.

Это была жестокая критика, но поступила она не от Фейнмана. Когда-то Фейнман сам говорил о том, что хочет найти фундаментальный закон природы. Теперь все изменилось.

«Меня спрашивают: “Вы ищете основополагающие законы физики?” Нет, не ищу… Если окажется, что закон, объясняющий всё, действительно существует, я был бы рад его найти. Но если природа подобна луковице с миллионом слоев… значит, так и должно быть».

Он считал, что заслуги его коллег в «унификации» преувеличены, а разрозненные теории были слеплены ими кое-как. Когда Хокинг заявил, что «мы, возможно, близки к завершению поисков основополагающих законов природы», многие специалисты в области физики частиц с ним согласились. Но только не Фейнман.

«Я всю жизнь от кого-нибудь слышу, — признался он, — что ответ буквально за углом. И раз за разом эти оптимисты терпят поражение. Эддингтон, считавший, что с теорией электронов и квантовой механикой все станет намного проще… Эйнштейн — он думал, что вывел единую теорию, но ничего не знал о ядре и, естественно, не мог даже догадываться о дальнейшем развитии событий… Всем им казалось, что они близки к ответу, но я-то знаю, что это не так…»

«Существует ли в природе одна-единственная фундаментальная, унифицированная, простая и прекрасная теория? Вопрос остается открытым, а я не хочу гадать».

В 1980-е годы на звание единой теории претендовала теория струн, которая имела мощное математическое обоснование. В ее основе лежало понятие структур, напоминающих струны и существующих в нескольких измерениях. Лишние измерения сворачивались, и возникало нарушение симметрии, получившее название «компактификация». Важнейшим и основополагающим принципом этой теории стал фейнмановский метод суммирования по траекториям; амплитуда вероятностей высчитывается путем сложения всех возможных квантовых событий, которые рассматриваются как топологические поверхности. Фейнман держался в стороне от этих исследований, иногда замечая, что, вероятно, он слишком стар, чтобы оценить «модные веяния». Теорию струн было невозможно проверить экспериментально. А Фейнману казалось, что теоретики не очень-то и рвутся проводить эксперименты, ведь тогда их идеи могут признать ошибочными. Он не спешил записаться в число сторонников «теории всего» — она его смущала — и снова занял позицию наблюдателя, повторяя, что склонен решать проблемы по мере их поступления.

Когда историк, изучающий физику частиц, задал Фейнману вопрос о «единой теории», тот заколебался. Они беседовали, сидя в фейнмановском кабинете в Калтехе.

— Ваша карьера как раз охватывает период создания стандартной модели, — сказал историк.

— Стандартной модели? — неуверенно повторил Фейнман.

— SU(1) × SU(2) × U(1). От перенормировки и квантовой электродинамики до настоящего времени.

— Стандартная модель, стандартная модель… — проговорил Фейнман. — Имеется в виду модель, в которой у нас есть электродинамика, слабое взаимодействие и сильное взаимодействие? Пожалуй, да.

— Серьезное достижение — свести их воедино.

— Но это не единая теория.

— Однако они связаны и являются элементами единой теории? — спросил историк.

— Нет.

Тут у его собеседника, похоже, возникли проблемы с формулировкой вопроса:

— А как же тогда называется вот это: SU(3) × SU(2) × U(1)?

— Это три теории, — ответил Фейнман. — Сильное взаимодействие, слабое взаимодействие и электромагнетизм… Они кажутся связанными, потому что на первый взгляд обладают похожими характеристиками. Но что в них общего? Точка соприкосновения появится, только если добавить какой-нибудь неизвестный элемент. На данный момент не существует теории, которая содержала бы в себе SU(3) × SU(2) × U(1) — что бы ни значили эти буквы — и имела бы экспериментальное подтверждение… Да, эти ребята пытаются свести всё воедино. Ключевое слово — пытаются. Но никому еще это не удалось. Понимаете?

Специалисты по физике частиц были его коллегами, его сообществом. Элитой, которая поклонялась ему и которой он был обязан своим престижем. Публично он редко не соглашался с их убеждениями. В последние двадцать лет Фейнман работал над теми же проблемами, что и они; и как ни пытался он обособиться и всех игнорировать, ему пришлось идти в русле общих исследований.

— Значит, мы не ближе к созданию единой теории, чем во времена Эйнштейна? — спросил историк.

Фейнман рассердился:

— Какой дурацкий вопрос! Конечно, ближе. Мы больше знаем. Существует предел познания, и на пути к нему мы, естественно, продвинулись гораздо дальше, понимаете? Не знаю, как разумно ответить на такой глупый вопрос. От этих чертовых интервью никакой пользы.

Он встал из-за стола и вышел в коридор, барабаня костяшками по стене. И пока он не скрылся из поля зрения, гость слышал его выкрики: «Бесполезно говорить о таких вещах, черт вас дери! Это пустая трата времени! И изучать историю этой науки — бред! Вы пытаетесь представить сложным и запутанным нечто очень простое и прекрасное».

Из кабинета напротив выглянул Мюррей Гелл-Манн. «Я смотрю, вы познакомились с Диком», — сказал он.

Фейнман всегда устанавливал высокие стандарты фундаментальных исследований, хотя под словом «фундаментальный» он имел в виду нечто гораздо более обширное, чем большинство ученых, работающих в сфере физики частиц. Жидкий гелий и задачи из области физики твердых тел казались ему не менее основополагающими, чем взаимодействие мельчайших частиц. Он верил, что фундаментальность, как и красота интеллекта, — понятие многомерное. На протяжении всей своей карьеры он переживал болезненные периоды простоя, когда не мог найти себе подходящее занятие. Пытался понять турбулентность и квантовую гравитацию. В последние годы он и его коллеги стали замечать, что их некогда многочисленное сообщество стало редеть: талантливые молодые студенты предпочитали искать ответы на фундаментальные вопросы в других областях и часто обращались к биологии, компьютерным наукам или новой теории хаоса и теории сложности вычислений. Вот и сын Фейнмана Карл, когда прошло его мимолетное увлечение философией, занялся компьютерными исследованиями. Когда-то Фейнман способствовал зарождению этой отрасли в Лос-Аламосе; теперь он снова обратил на нее внимание. Вместе с двумя авторитетными специалистами по компьютерным наукам из Калтеха Джоном Хопфилдом и Карвером Мидом он создал курс, охватывающий самые разнообразные проблемы, — от искусственного интеллекта и распознавания образов до исправления ошибок и неисчисляемости. Несколько лет подряд в летние месяцы он сотрудничал с основателями компании Thinking Machines Corporation, располагавшейся недалеко от МТИ, и участвовал в создании радикального подхода к параллельному выполнению процессов; он был высококлассным техническим экспертом, применяющим дифференциальные уравнения к принципиальным электросхемам, и мудрым советником для юных предпринимателей («Забудьте про “локальные минимумы” и прочую такую ерунду — просто представьте, что в кристалл попал пузырек воздуха и вам нужно его вытряхнуть»). А еще он взялся за самостоятельные изыскания на стыке компьютерной науки и физики: изучал, насколько маленькими могут быть компьютеры, исследовал принцип энтропии и неопределенности, симуляцию квантовой физики и вероятностного (стохастического) поведения, возможность создания квантово-механического компьютера с пучками спиновых волн, которые проходят сквозь логические ворота и обратно, отскакивая, словно пуля.

Его коллегам по физике частиц так и не удалось ответить на фундаментальные вопросы, которые когда-то привели его в науку. Между субатомной вселенной и сферой обычных явлений — повседневной магией, которая понятна даже детям, — разверзлась интеллектуальная пропасть. В «Фейнмановских лекциях по физике» он приводил аллегорию с радугой. Представьте мир слепых ученых: они могут обнаружить существование радуги, но сумеют ли почувствовать ее красоту? Суть вещей не всегда заключена в микроскопических деталях. Слепые ученые заметили бы, что в определенных погодных условиях интенсивность излучения как функция длины волны начинает вести себя иначе: у нее появляется пик, который перемещается с одной длины волны на другую по мере того, как меняется угол наклона прибора. «А потом однажды, — писал он, — в физич