Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана - Джеймс Глик

В Колумбийской подготовительной и грамматической школе Гелл-Манн учился бесплатно, на полной стипендии. Его отец был родом из Австрии, но безупречно владел английским и говорил без малейшего акцента. В начале 1920-х годов он основал школу английского языка для эмигрантов. Это предприятие, по мнению Мюррея, стало единственным успешным делом в жизни отца. Школа несколько раз переезжала — однажды поводом для этого, по воспоминаниям Мюррея, стали опасения матери, что его брат подхватит кашель от кого-то из учеников, — и через несколько лет разорилась. Чтению его научил брат, родительский любимчик, который был старше на девять лет; он же привил Мюррею интерес к языкам, науке и искусству. Бенедикт наблюдал за птицами и был исследователем живой природы задолго до того, как это стало областью научного интереса; он бросил колледж в разгар Великой депрессии, шокировав родителей. У младшего брата сложилось о нем противоречивое впечатление.

Мюррей проявлял способности ко многим предметам, поэтому в физику пришел не сразу. Подав заявление в университеты Лиги плюща, он был глубоко разочарован: в Йель его приняли только на математический факультет, в Гарвард — на платное отделение, а в Принстон он вообще не поступил. Поэтому скрепя сердце он послал письмо в МТИ и тут же получил ответ от самого Виктора Вайскопфа, о котором слышал впервые в жизни. Гелл-Манн решил принять предложение Вайскопфа, хотя и сделал это очень неохотно. Он считал МТИ заведением для пролетариев и впоследствии часто шутил, что выбрал меньшее из двух зол: пойти учиться в МТИ или покончить с собой. Сделать сначала второе, а потом первое не представлялось возможным. Он попал в МТИ в 1948 году, накануне своего девятнадцатилетия, и из своей комнаты, расположенной рядом с кабинетом Вайскопфа, наблюдал за стремительно растущей конкуренцией в квантовой электродинамике. Когда Вайскопф намекнул, что будущее за Фейнманом, Гелл-Манн изучил все доступные материалы. Фейнман произвел на него впечатление человека немного чокнутого и говорящего на языке, понятном лишь ему самому; однако не оставалось сомнений, что его идеи верны. Версия Швингера показалась Гелл-Манну помпезной и неубедительной; та же теория в изложении Дайсона — грубой и небрежной. Уже тогда Мюррей был склонен к тому, чтобы давать нелестные оценки своим знаменитым коллегам, хотя в юном возрасте еще держал их при себе.

Его собственные изыскания не совсем отвечали его же строгим требованиям, однако в конце концов о нем заговорили. Отработав год в Институте перспективных исследований, он присоединился к группе Ферми в Чикаго. И успел как раз вовремя, к началу активного поиска верных концепций, принципов систематизации и квантовых чисел, необходимых для осмысления новых частиц. В этой зарождающейся науке было много как непонятного, так и закономерного: эксперименты выявляли немало совпадений в массе и продолжительности жизни частиц. Существование одних мезонов не оставляло сомнений, наличие других лишь предполагалось, так как их никто не видел. Были и еще более загадочные элементы, обладающие чрезвычайно большой массой и получившие название V-частиц. Проблема заключалась в том, что, возникая в ускорителе в огромных количествах с относительной легкостью, распадались они медленно, в течение довольно длительного времени: они жили целую миллиардную долю секунды. Пайс с его концепцией ассоциативного рождения объяснил ряд закономерностей, которые прежде никто не мог понять. Эта теория содержала важнейшую идею о существовании скрытой симметрии. В то время она была на пике популярности: летом 1953 года Пайс произвел такой фурор на международной конференции в Японии, что ему в отель позвонили из Time. Трубку взял сосед по гостиничному номеру — им оказался Фейнман, приехавший на ту же конференцию, чтобы представить результаты своих исследований жидкого гелия. Поняв, что журналистам нужен не он, Фейнман ощутил укол зависти. А Гелл-Манн, в то время находившийся в Чикаго, завидовал Пайсу еще сильнее — ведь тот нашел убедительный ответ на вопрос, который интересовал его самого.

К тому времени физики с уверенностью рассуждали о четырех фундаментальных силах: гравитации; электромагнетизме, управляющем всеми химическими и электрическими процессами; сильном взаимодействии, связывающем атомное ядро; и слабом взаимодействии, отвечающем за медленные процессы радиоактивного распада. Быстрое появление и медленное исчезновение V-частиц наводило на мысли о том, что в их создании принимало участие сильное взаимодействие, а распадом управляло взаимодействие слабое. Гелл-Манн предложил новую фундаментальную величину, временно названную y, — нечто вроде разновидности заряда. Какими бы ни были квантовые события, на выходе заряд остается таким же, как и на входе. Гелл-Манн предположил, что величина y также остается неизменной, но не во всех случаях. Алгебраическая логика Гелл-Манна устанавливала, что при сильном и электромагнитном взаимодействиях y сохраняется, а при слабом — нет. Таким образом, при сильном взаимодействии возникает пара частиц с противоположными значениями y, например 1 и –1. Отдалившись от своего «близнеца», такая частица не распадется, так как больше не ощущает на себе воздействие противоположного заряда. Это объясняло «медленность» слабого взаимодействия.

Хотя величина y была искусственной, она не только описывала, но и объясняла все, что происходило при сильном и слабом взаимодействии. Создавая основу своей теории, Гелл-Манн сделал эту величину организующим элементом. Благодаря ей он увидел, что частицы объединяются в семейства, и, пользуясь этой убедительной логикой, предположил, что в семействах недостает членов. Он предсказал существование новых, еще не открытых частиц[151], и обнародовал свои предположения в публикациях, которые выходили в свет начиная с августа 1953 года. Он также утверждал, что есть частицы, обнаружить которые невозможно.

Гелл-Манн оказался в нужное время в нужном месте. Экспериментаторы доказали правильность его положительных прогнозов и не нашли опровержения отрицательным. Но это была лишь часть его триумфа. Увлеченный лингвист, он внес свой вклад в квантовую терминологию, в то время весьма запутанную. Он решил назвать свою величину y «странностью», а семейство V-частиц — «странными частицами». Японский физик Кадзухико Нисидзима, пришедший к аналогичным выводам независимо от Гелл-Манна всего на несколько месяцев позже, выбрал гораздо менее запоминающееся наименование — «η-заряд». Среди названий многочисленных — онов и частиц, обязанных своим появлением буквам древнегреческого алфавита, термин «странность» звучал необычно и неортодоксально. Однако редакторы Physical Review отвергли заголовок «Странные частицы», настояв, чтобы автор статьи поменял его на «Новые неустойчивые частицы». Пайсу такое название тоже не понравилось. На конференции в Рочестере он обратился к аудитории с призывом избегать терминов со смысловой нагрузкой, подобных «странным частицам». С какой стати непредвзято мыслящий физик-теоретик станет считать одну частицу «страннее» других? Неординарность этого определения подействовала отталкивающе: что, если новое понятие не так реально, как заряд? Но Гелл-Манна с его языковыми изысками было не остановить. И «странность» оказалась лишь началом.