Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана - Джеймс Глик

За прошедшие восемь лет ни Дирак, ни кто-либо другой не смогли развить применение лагранжиана в квантовой механике как способ проследить историю частицы с помощью вычисления действия. Теперь же идея Дирака позволила Фейнману найти выход из непростой ситуации. Сложные элементы квантовой механики вырвались на свободу, задача обрела принципиально новую формулировку. Если Дирак показал способ оценки поведения волновой функции в бесконечно малом промежутке времени, то Фейнману нужно было показать, что будет происходить с волновой функцией за определенный промежуток времени. Между бесконечно малой и конечной величинами лежала огромная пропасть. Чтобы воспользоваться бесконечно малыми промежутками времени Дирака, нужно объединить результаты, полученные на каждом из множества этапов вычислений. Бесконечного множества. На каждом этапе требовалось интегрировать и суммировать алгебраические величины. В воображении Фейнмана возникла последовательность умножений и сложных интегралов. Он рассчитывал координаты, определяющие положение частицы. Эти координаты определялись с помощью сложных интегралов. Получившееся число определяло действие. Фейнман понял, что для получения этого значения ему придется составить сложный интеграл, охватывающий каждую точку в системе координат, через которую может двигаться частица.

В результате он получил некую сумму вероятностей — точнее, не совсем вероятностей, потому что в квантовой механике требовалось оперировать более абстрактной величиной, называемой амплитудой вероятности[96]. Фейнман учел вклад всех возможных траекторий от начала движения до конца, хотя раньше в его воображении все эти координаты валялись в куче, напоминающей скорее стог сена, нежели набор конкретных путей[97]. Тем не менее он понял, что вернулся к первым принципам и открыл новую формулировку квантовой механики. Он не мог увидеть, куда это приведет. Но уже тогда его ощущение траекторий в пространстве-времени стало понятнее. Было что-то загадочное в определенных вынужденных колебаниях «постэфирного» поля, волнового наследника 1920-х.

Медицина XX века еще только закладывала научный фундамент, который физика начала выстраивать еще в XVII веке. Практикующие врачи пользовались властью, даруемой целителям на протяжении всей истории человечества. Они говорили на понятном только им языке и носили мантии медицинских школ и сообществ. Но их знания представляли собой не что иное, как смесь народных верований и псевдонаучных фактов. Лишь некоторые из тех, кто проводил исследования в области медицины, понимали основы метода контролируемого статистического эксперимента. Врачи спорили о возможности применения того или иного способа лечения почти так же, как теологи о своих гипотезах, приводя в качестве доводов личный опыт, умозрительные обоснования и эстетические аргументы. Специалисты-биологи не изучали математику. Человеческое тело по-прежнему оставалось загадкой, своего рода «черным ящиком», увидеть содержимое которого помогали лишь хирургический скальпель или туманные рентгеновские лучи. Ученые даже на самом элементарном уровне толком не разбирались в том, что такое диета. Модное слово витамин только входило в обиход. Некоторые витамины удалось синтезировать в лабораторных условиях, но отец Фейнмана Мелвилл, страдавший повышенным кровяным давлением, медленно отравлял свой организм диетой, обогащенной солью и включавшей яйца, молоко и сыр. Иммунология и генетика представляли собой бездонную пропасть невежества. Превалирующая теория сознания была не научной теорией, а скорее собранием высокопарных заявлений, смешанных с терапевтическими исповедями, дающими временное душевное успокоение. Причины рака, вирусных инфекций и болезней сердца и сосудов даже не попали еще в поле зрения медиков. На протяжении века эти недуги еще будут посмеиваться над всей медицинской наукой.

Тем не менее медицина стояла на пороге масштабного прорыва в лечении бактериальных эпидемий с помощью двойного оружия: вакцинации и антибиотиков. В год, когда Фейнман поступил в Принстон, Джонас Солк[98] получил докторскую степень по медицине, и всего несколько лет отделяли его от сокрушительного удара по полиомиелиту. Но все же всесторонние клинические исследования и статистический подход еще не проникли в медицину. Десятью годами ранее Александр Флеминг заметил антибактериальные свойства плесени Penicillium notatum, но не сумел предпринять шаги, которые позднее расценили бы как естественные. Он опубликовал работу под названием «Средство для выделения палочки Пфейфера» (A Medium for the Isolation of Pfeiffer’s Bacillus), в которой описал эксперименты по втиранию плесени в открытые раны нескольких пациентов, однако полученные им результаты были неочевидны. Ему даже в голову не приходило попытаться методично изучить свойства плесени. Лишь десять лет спустя биологи (в том числе и сам Флеминг), безрезультатно мечтавшие о волшебном антибактериальном средстве, которое спасло бы миллионы жизней, получили его. В 1940 году двое исследователей, опираясь на статью Флеминга, выделили пенициллин. Они ввели пенициллин четырем больным мышам, оставив другие четыре особи без лекарства. Медицина наконец-то встала на путь научных исследований. В свете событий 1930-х годов потерянные десять лет были не так заметны. Современники Флеминга не высмеяли его как растяпу. Напротив, провозгласили героем и вручили Нобелевскую премию.

Туберкулез, известный как истощение, чахотка, скрофула, болезнь легких, убил больше людей в расцвете сил по всему миру, чем любая другая болезнь. Однако писатели и поэты находили в нем нечто романтическое. Болезнь бледных эстетов. Болезнь упадничества, расточительство тела. Длительная вялотекущая лихорадка, как ошибочно считалось, обостряла восприятие жизни, повышала метаболизм и стимулировала процесс существования. Томас Манн, которого туберкулез вдохновил на написание самого знаменитого его романа, сравнивал последствия болезни и воспаления с грехом, падением, с созданием самой жизни из безжизненных молекул: «Патологически роскошная болезнь разрастается, возбуждаемая проникновением в организм чего-то неизвестного… интоксикация, усугубляющееся неизученное физическое состояние». Эти слова он писал в 1924 году, когда европейские санатории в горах стали уже динозаврами из прошлого. Американские власти считали туберкулез болезнью бедных.