Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана - Джеймс Глик

Сам того не осознавая, Фейнман подошел вплотную к одному из величайших открытий в современной генетике. Но преимущество все же осталось за специалистами: год спустя команда Фрэнка Крика из британского Кембриджа разгадала механизм прочтения генетического кода, и краеугольным камнем этого открытия стала внутригенная супрессия. Ученые выдвинули верное предположение: мутации действительно добавляли или аннулировали элемент цепочки ДНК, смещая ее вперед или назад. Первая мутация временно нарушает ход цепочки; вторая восстанавливает нормальную последовательность. В результате ученые вывели простейшую, хоть и странную, механическую модель расшифровки генетического кода: код следует читать линейно, одну основную пару за другой, от начала до конца. Вероятно, Крик изначально предполагал наличие такой модели. В 1966 году он заявил: «Загадка генетического кода, по сути, разгадана».

Так увлечение Фейнмана генетикой подошло к концу. Он мечтал вернуться к физике. И в свободное от измельчения микросом время стал все больше посвящать себя квантовой теории гравитации.

Изучение проблемы гравитации считалось занятием благородным, прямым продолжением величайших трудов Эйнштейна. Вместе с тем в начале 1960-х годов исследования гравитации находились на периферии теоретической физики высоких энергий, но никак не в центре. Близился полувековой юбилей общей теории относительности, а некоторые релятивисты и специалисты по математической физике по-прежнему бились над созданием квантовой теории гравитации, пытаясь квантовать гравитационное поле, как давно уже квантовали поля других сил. Это была трудная, запутанная работа. Квантовая теория поля для эйнштейновой гравитации означала, по словам Гелл-Манна, «квантово-механическое размытие понятий пространства и времени». Необходимость квантования гравитации не подтверждалась экспериментальными данными, но для физиков было просто невыносимо представлять мир, где одни поля подчинялись законам квантовой механики, а другие — нет.

С экспериментальной точки зрения сложность заключалась в том, что сила гравитации была очень слабой. Для возникновения ощутимого электромагнетизма достаточно всего нескольких электронов; для появления гравитации, отвечающей за падение листа с дерева, — величина, равная массе нашей планеты. Масштабы действия этих сил настолько различны, что при попытке их примирить теоретики сталкиваются с огромными математическими сложностями. Разница составляет 1042 — число, которому даже Фейнман не смог подобрать визуальный аналог. «Сила гравитации слаба, — заявил он на одной конференции, описывая свою работу по квантованию гравитационного поля. Черт-те что, а не сила!» В тот момент, видимо, под воздействием потустороннего вмешательства, с потолка рухнул оторвавшийся динамик и разбился об пол. «Она слаба — но ее нельзя игнорировать», — тут же нашелся Фейнман.

Он начал с теории Эйнштейна и принялся за расчеты, работая так же, как над квантовой электродинамикой; пытался рассмотреть задачу под разными углами, применяя необычные методы. В конце 1950-х годов специалисты по теории относительности все еще пребывали в растерянности по поводу природы гравитационного излучения. Они требовали от расчетов высокой математической точности, и это мешало им прийти к приближенному результату. Фейнман не сомневался в том, что гравитационные волны реальны. Вновь доверившись своей научной интуиции, он решительно двинулся вперед. Ему удалось найти, как казалось, убедительные ответы на вопросы, которые были предметом споров среди теоретиков. Обладают ли гравитационные волны энергией? (Да — и он это доказал.) Можно ли обнаружить гравитационные волны, произведя микроскопические замеры в масштабе их длины? (Нет, заявил он. «Четкое доказательство существования волн можно обнаружить лишь в масштабах, превосходящих их длину, — написал он Виктору Вайскопфу, узнав, что старый друг интересуется его исследованиями в области гравитации. — И я не знаю никого, кто планировал бы провести такой эксперимент, а если б знал, то решил, что этот человек ненормальный».) В рамках дискуссии Фейнман решил не отвергать полностью возможность квантования гравитации. «Может, в этом случае квантовая механика не работает из-за величины расстояний? До чего же интересно жить в наше время и ломать голову над разгадкой таких удивительных тайн!» Он записывал свои диаграммы и высчитывал интегралы, но ни на шаг не приблизился к верному результату. Множественные вероятности не складывались в одну. И все же, соединив интуицию и графики, он понял, что одна уловка поможет ему ликвидировать все изъяны разом. Нужно было лишь добавить в расчеты «призраков» — вымышленные частицы, которые кружили бы вокруг диаграмм и появлялись в нужный момент, формируя петли, а затем снова исчезали в математическое никуда. Несмотря на странность идеи, она сработала, о чем он и сообщил на конференции по гравитации, состоявшейся в июле 1962 года в Варшаве.

Сама проблема гравитации переживала второе рождение. Открытия астрофизиков и исследования, связанные с теорией относительности, породили целый сонм новых научных понятий: черные дыры, белые карлики, квазары и другие. Фейнман же продолжал работу над гравитационным полем еще долгие годы. В своих изысканиях он применял калибровочную теорию Янга — Миллса. Внес существенный вклад в изучение гравитационного поля. Однако ему так и не удалось создать полноценную теорию, которую можно было бы опубликовать.

Вскоре собрания экспертов по теории относительности перестали приносить ему всякую радость, как и конференции по физике высоких энергий, — он начал их избегать. Один из выступающих в Варшаве совершенно серьезно заявил: «С 1916 года технический прогресс в нашей сфере идет крайне медленно и мучительно… Но мне кажется, математической физике свойственно несмотря ни на что стремиться даже к минимальным достижениям, и это является ее характерной чертой. Если же в нашем поле зрения появится нечто действительно увлекательное, будет прекрасно…» На конференции американские физики смущенно пытались общаться с русскими. Перешучивались по поводу возможной установки микрофонов в гостиничных номерах. Фейнман разобрал телефон в варшавском «Гранд-отеле» и решительно не понял, зачем поляки накрутили в нем столько проводов, если там нет жучков. В перерыве он стал задирать одного русского ученого.

— И каковы ваши достижения в физике, Иваненко?

— Я написал книгу в соавторстве с Соколовым.

— А откуда я знаю, что это вы написали? Скажите, чему равен интеграл от e в степени минус x в квадрате от минус до плюс бесконечности? — Молчание. — А сколько будет один плюс один?

Исследования, представленные на конференции, разочаровали Фейнмана. Его собственная презентация прошла незамеченной, хотя впоследствии понятие частиц-«призраков» стало краеугольным камнем современной теории гравитационного поля: его взяли на вооружение и развили другие ученые. «Я не узнал ничего нового», — с досадой написал он Гвинет и отправил ей язвительную характеристику претенциозных научных трудов:

«Обязательные признаки научной работы: 1) совершенно непонятна, 2) отличается размытостью и неопределенностью, 3) содержит верные данные, которые и так известны, но сопровождаются длинным и сложным анализом, чтобы создавалось впечатление, будто ученый сделал важное открытие, 4) заключает в себе утверждение автора, основанное на его тупости, что некий очевидный и верный факт, который давно доказан и признан, на самом деле ошибочен (это хуже всего, потому что никакие аргументы не способны убедить идиота в обратном), 5) представляет собой попытку сделать нечто невозможное и определенно бесполезное, которая чуть позже будет признана неудачной или 6) ошибочной. И, естественно, “в нашей области ведутся активные исследования”, вся “активность” которых заключается в том, чтобы показать, к чему уже привела “активность” их предшественников (как правило, оказывается, что они заблуждались, не открыли ничего полезного либо сделали “перспективное” открытие)».