Чудовищные мозги

Еще будучи студентом-старшекурсником в Принстоне, я уже прово-дил научные исследования под руководством Джона Уилера. Он дал мне задачу, над которой я должен был работать, но она оказалась очень трудной, и я не продвинулся ни на шаг. Тогда я вернулся к идее, кото-рая пришла мне в голову раньше, еще в МТИ. Идея состояла в том, что электроны не действуют на себя, они действуют только на другие элек-троны.

Проблема была вот в чем. Когда вы толкаете электрон, он излучает энергию, так что налицо потеря энергии. Значит, на электрон должна действовать сила. И сила должна быть разной, когда электрон заряжен и когда он не заряжен. (Если бы сила была совершенно одинаковая, то в одном случае электрон терял бы энергию, а в другом нет. Но в одной и той же задаче не может быть двух разных ответов).

Классическая теория утверждала, что эта сила происходит от дейст-вия электрона на самого себя (так называемая сила реакции излучения), а у меня были только электроны, действующие на другие электроны. К тому времени я уже понял, что здесь возникают некоторые трудности. (Когда я учился в МТИ, я не заметил этой проблемы, но к моменту моего приезда в Принстон я уже знал о ней.)

Я рассуждал вот как. Я толкну один электрон. Он толкнет несколько соседних электронов, и обратное воздействие этих электронов будет источником силы реакции излучения. Я проделал кое-какие вычисле-ния и принес их Уилеру.

Уилер сразу же сказал: "Ну, это неверно, потому что то-то обратно пропорционально квадрату расстояния до других электронов, тогда как оно вообще не должно зависеть от этих переменных. Оно также обрат-но пропорционально массе другого электрона; оно пропорционально заряду другого электрона".

Я был озадачен: я не мог понять, когда он успел проделать вычис-ления. Только позже я понял, что такие люди, как Уилер, могут немед-ленно увидеть все эти вещи, когда вы даете им проблему. Я должен был считать, а они могли видеть.

"И взаимодействие будет запаздывать, - волна возвращается поздно, - так что все, что вы описали - это отраженный свет".

"Да, конечно", - говорю я.

"Но погодите-ка", - продолжает он. "Предположим, что взаимодей-ствие возвращается с опережающей волной - реакции назад во време-ни, - так что оно приходит обратно в нужный момент. Мы с вами виде-ли, что воздействие обратно пропорционально квадрату расстояния, но пусть у нас имеется много электронов, пусть они заполняют все про-странство: их количество пропорционально квадрату расстояния. То-гда, может быть, нам удастся все уравновесить.

Мы обнаружили, что это и в самом деле можно сделать. Все вышло очень изящно и давало точные результаты. Это была строгая теория, которая могла быть верной, хотя и отличалась от классических теорий Максвелла и Лоренца. В ней не возникало никаких проблем с беско-нечностью самодействия, она была сложна и красива. Там были дейст-вия и запаздывания, вперед и назад во времени, - мы назвали ее "тео-рия полуопережающих и полузапаздывающих потенциалов".

Мы с Уилером думали, что следующим шагом должно быть обра-щение к квантовой электродинамике, которая (как я думал) имела трудности с самодействием электрона. Мы считали, что если нам уда-стся избавиться от этих трудностей в классической теории, а потом по-строить на ее основе квантовую, то и там все будет в порядке.

Теперь, когда мы разобрались с классическим случаем, Уилер ска-зал мне: "Фейнман, вы молоды, вам следует провести на эту тему се-минар. Вам нужно учиться делать доклады. А я пока разработаю кван-товую часть и доложу ее на семинаре позже".

Это был мой первый научный доклад; Уилер договорился с Юджи-ном Вигнером, чтобы он был включен в расписание семинара.

За день или за два до доклада я встречаю Вигнера в коридоре. "Фейнман", - говорит он. "Я нахожу вашу с Уилером работу очень ин-тересной, так что я пригласил Рассела на этот семинар". Генри Норрис Рассел, знаменитый, выдающийся астроном современности, придет на мою лекцию!

Но Вигнер еще не кончил: "Я думаю, профессору фон Нейману это также будет интересно". Джонни фон Нейман был величайшим мате-матиком из всех, о которых я слышал. "И так случилось, что профессор Паули как раз приехал из Швейцарии, так что я пригласил прийти и его", - Паули был очень известным физиком, и к этому моменту мое лицо стало желтым. Наконец, Вигнер говорит: "Профессор Эйнштейн только изредка посещает наши еженедельные семинары, но ваша рабо-та так интересна, что я специально пригласил его, так что он тоже при-дет".

К этому времени я уже, должно быть, стал зеленым, потому что Вигнер добавил: "Нет, нет! Не волнуйтесь! Хотя я должен вас преду-предить: если профессор Рассел заснет, - а он, без сомнения, заснет, - это не означает, что семинар плох; он засыпает на всех семинарах. С другой стороны, если профессор Паули все время кивает головой, и кажется, что он согласен со всем, что вы говорите, не обращайте вни-мания. У профессора Паули тик".

Я пошел к Уилеру и перечислил ему всех этих знаменитых, великих людей, которые придут на мой семинар, и сказал ему, что я чувствую себя очень скверно.

"Все в порядке", - говорит он. "Не беспокойтесь. Я сам отвечу на все вопросы".

Я подготовил доклад, и в назначенный день я пришел и стал делать то, что часто делают молодые, неопытные докладчики, - я стал писать на доске слишком много уравнений. Такой докладчик не может просто сказать: "Конечно, это обратно пропорционально тому, и то-то имеет такой-то вид", - ведь все, кто его слушают, уже знают это; они могут видеть это. Но он не знает этого. Он может только вывести это, проде-лав всю алгебру - отсюда эти нагромождения уравнений.

Пока я расписывал этими уравнениями всю доску, до начала семи-нара, входит Эйнштейн и дружелюбно так говорит: "Привет, я пришел на ваш семинар. Но прежде всего я хочу знать, где чай?"

Я сказал ему и продолжал писать уравнения.

Затем настало время делать доклад, и вот передо мной сидят все эти чудовищные мозги и ждут! Мой первый научный доклад - и такая ауди-тория! Ну, думаю, сейчас они пропустят меня через соковыжималку! Я отчетливо помню, как дрожали мои руки, когда я доставал свои записи из коричневого конверта.

Но потом произошло чудо, и оно с тех пор снова и снова происходит со мной, и это мое счастье: в ту самую секунду, когда я начинаю ду-мать о физике и должен сосредоточиться на том, что я объясняю, я за-бываю обо всем остальном, - я совершенно перестаю волноваться. Так что когда я начал доклад, я забыл, кто находится в комнате. Я просто объяснял идею, вот и все.

Но потом я кончил, и настало время вопросов. Первым был Паули, который сидел рядом с Эйнштейном. Он встал и сказал: "Я не тумаю, что эта теория ферна, потому что фот, фот и фот", и он поворачивается к Эйнштейну и спрашивает: "Вы согласны, профессор Эйнштейн?"

Эйнштейн говорит: "Не-е-е-е-е-е-е-е-е-е-е-е-ет", прелестное немецкое "нет" - очень вежливое. "Я только нахожу, что будет очень трудно построить соответствующую теорию для гравитационного взаимодей-ствия". Он имел в виду общую теорию относительности, это было его дитя. "Поскольку у нас нет сейчас достаточного количества экспери-ментальных данных, я не вполне уверен в правильности теории грави-тации". Эйнштейн учитывал, что реальность может отличаться от того, что утверждает его теория; он был очень терпим к другим идеям.

Я очень жалею, что не запомнил тогда, что сказал Паули, потому что годы спустя я обнаружил, что наш подход не годится для построе-ния квантовой теории. Возможно, этот великий человек сразу же заме-тил трудность и объяснил мне ее в своем вопросе, но я испытывал та-кое облегчение от того, что не должен отвечать на вопросы, что даже толком их не слушал. Я все же помню, как мы с Паули поднимались по ступеням Пальмеровской библиотеки, и он спросил меня: "Что собира-ется рассказывать Уилер о квантовой теории на своем семинаре?"

Я говорю: "Я не знаю. Он не сказал мне. Он сам работает над этим"

"В самом деле? Человек работает и не говорит своему ученику и коллеге, как у него дела с квантовой теорией?" Он придвинулся ко мне и произнес тихим, заговорщицким голосом: "Уилер никогда не прове-дет этот семинар".

И это правда. Уилер не провел этот семинар. Он думал, что будет легко разработать квантовую часть; он думал, что она почти у него в руках. Но он ошибался. И к тому времени, как нужно было делать док-лад, он понял, что не знает, как быть с квантовой теорией, и поэтому ему нечего было сказать.

Я тоже никогда не построил ее, - квантовую теорию полуопережающих, полузапаздывающих потенциалов, - а я работал над ней го-дами.