Feynman's Rainbow: A Search for Beauty in Physics and in Life

Пару дней спустя я припозднился явиться к себе в кабинет. Перед этим Константин рассказал мне, что Марри много лет не общался со своей дочерью – она вступила в организацию, позднее превратившуюся в Марксистско-ленинскую партию США, и была большой поклонницей Албании. Судя по всему, хоть Марри и глумился над Рейганом, называя его Рей-ганом[Ray-gun – лучевая пушка (англ., букв.), созвучно фамилии Reagan.], Лиса перешла черту, распевая кричалки типа «Долой Роналда Рейгана, главаря капиталистической реакции!».
         Я сидел за столом и размышлял о парадоксальной параллели между политическими увлечениями Лисы и подпольной поддержкой, которую Марри оказывал подрывной теории Шварца. Политические взгляды Лисы в своем роде лежали не сильно дальше от основного русла, чем струнная теория или, допустим, более ранние дробно заряженные кварки, открытые/придуманные Марри.
         Унаследовала ли дочь от отца его способность ради теории пренебрегать вроде бы очевидными данными: отсутствием в нашем мире необходимых для струнной теории дополнительных измерений или определенных удобств в Албании – еды, одежды, жилья? Общий ли у них гений (или общее проклятье) – видеть более глубокую истину сквозь фасад бытия?

Теория, которой был одержим Шварц, называлась струнной. Струны в этой теории с обычными, которые на музыкальные инструменты натягивают, мало чем связаны. Струны физикам первым предложил японец Ёитиро Намбу и американец Леонард Сасскинд в 1970 году. Суть состояла вот в чем: точечная частица может на самом деле быть крохотной колеблющейся струной. В чем смысл этой странной идеи? Поначалу казалось, что ее применение разрешит старую проблему экспериментаторов, открывавших все новые и новые частицы. Даже число кварков, при помощи которых Марри мог объяснить существование большого количества частиц гораздо меньшим их числом, за годы со времени их предположения пришлось серьезно увеличить. Поэтому-то изначальное обаяние струнной теории тесно связано с мыслью, в рождении которой в 1950-х поучаствовал Марри, еще даже до своих кварков: все эти частицы могут быть просто разновидностями одной и той же.
         Струнная теория предполагает единый принцип, объединяющий в себе все силы, и одна основополагающая частица – струна. Ее свойства зависят от ее состояния колебаний – так же, как мода колебаний определяет звук скрипичной струны, но в этом случае колебательные состояния проявляются как разные частицы, а не звуки. Эта единая сущность – струна, – таким образом, отвечает за разнообразие частиц в природе и за силы, на которые они реагируют.

Физики называют теорию, объясняющую все силы природы разом, единой теорией поля. Оно стоит того – на минутку задуматься, что это означает. Чтобы теория стала объединенной, ей необходимо выйти за пределы характеристик отдельных сил и описать взаимодействия сил между собой, как удалось Максвеллу в отношении электрических и магнитных сил и их взаимного порождения.
         Большинство физиков, ищущих единую теорию поля, требуют еще большего: они желают показать, как все силы природы рождаются из одной фундментальнейшей, хотят найти основополагающий принцип. И хотя экспериментальных подтверждений существования такой силы в природе (или ее отсутствия) маловато, они все равно стремятся к этой теории – из эстетических соображений или из веры, что ко всем природным законам должен существовать один ключ. Подобная единая теория стала бы окончательной победой физики в греческом стиле. Эйнштейн посвятил поиску такой теории большую часть жизни – годы после теории относительности, – постепенно отходя от основного русла физики, сосредоточенной в основном на более практических вопросах.
         Помимо математической красоты и потенциального открытия новых физических явлений, объединенная теория поля к тому же обещает ответы на фундаментальные вопросы о том, почему мы вообще существуем. Именно равновесие всех четырех сил природы, их относительная мощь и различные свойства позволяют Вселенной быть такой, какой мы ее знаем. К примеру, представьте, что сила тяготения была бы не столь хилой по сравнению с сильными взаимодействиями. Тогда звезды сжимались бы и дальше, а их ядерное топливо выгорало бы гораздо быстрее, тем самым предотвращая эволюцию жизни. С другой стороны, если бы гравитация была много слабее, электромагнитное отталкивание не позволило бы звездам сконденсироваться. Если бы сильные взаимодействия не были настолько мощнее электромагнитных, большинство ядер распалось бы. А если бы количества электронов и протонов материи отличались от равновесного хотя бы на один процент, электромагнитная сила между вами и кем-нибудь в ярде от вас была бы мощнее земного тяготения. Силы природы не сопоставимы, но тонко сонастроены. Почему? Отдельные теории описывают индивидуальные силы, и лишь теория, охватывающая все взаимодействия, может ответить на этот основополагающий вопрос мироздания.

На самом деле все, что мы делаем, – будь здоров насколько больше нормального и обычного! Воображение у людей есть, они просто его толком не развивают. Все заняты творчеством, просто ученые – больше. Необычно как раз то, насколько плотно они им заняты: чтобы весь опыт многих лет скапливался в одном конечном предмете.

         Работа ученого – обычная человеческая деятельность, доведенная до предела, до чрезмерности. Обычные люди не занимаются этим так часто – или, как в моем случае, не думают об одном и том же ежедневно. То ли дело идиоты типа меня! Или Дарвина, или еще кого, кто раздумывает над одним и тем же вопросом: «Откуда взялись животные?» или «Как связаны между собой биологические виды?». Ученый работает над этим – думает над этим – годами! Я занят тем же, чем частенько обычные люди, но настолько больше, что со стороны выглядит, будто я чокнутый! Нащупывать предел возможностей человека – дело изнурительное.

         К примеру, ни у вас, ни у меня нет таких мышц, чтоб бугрились на руках, как у тех сказочных ребят. Куда нам, невозможно это. Ну вот они над этим работают, и работают, и работают. До каких размеров можно раскачать эти мышцы? Как сделать себе шикарную грудь? Они пытаются выяснить, как далеко в этом деле можно продвинуться. А это значит, они творят нечто с необычайной настойчивостью. Это не означает, что мы с вами никогда ничего тяжелого не поднимали. Они этим просто занимаются чаще. Но, как и мы, пытаются добраться до величайшего значения потенциала человека – в определенном направлении.

Не думайте, будто ученый – это что-то совсем иное. Средний человек не так уж далек от ученого. От художника, или поэта, или чего-то подобного – может быть, ноли в этом неуверен. Думаю, в обычном бытовом смысле в повседневности полно того самого мышления, какое применяют ученые. Любой человек, чтобы прийти к выводам об обыденном мире, сочетает между собой предметы обыденной жизни. Любой человек создает предметы, которых раньше не было, – рисунки, записи, научные теории. Есть ли между ними общее? Я не вижу никакой особой разницы с работой ученого.

Платон верил, что суть явлений материального мира – в вечных незыблемых закономерностях. Именно такие закономерности, в математических терминах, и ищут физики вроде Марри. Аристотель же считал, что Платон ставит телегу впереди лошади. С его точки зрения, идеальное (то есть абстрактное) описание природы – миф или, быть может, просто удобство, а на деле следует заниматься явлениями, воспринимаемыми органами чувств. Как и Фейнман, он боготворил природу как таковую, а не (возможные) сущностные абстракции.
         Фейнмановское различение этих подходов отражает, как мне кажется, и теория Сперри о двух полушариях мозга. Левое, ищущее порядка и организации, – Марри, грек, платоник, а правое, воспринимающее закономерности с упором на интуицию, – Фейнман, вавилонянин, аристотелевец. В свете физической укорененности этого различия в мозге неудивительно, что оно распространяется и за пределы физики – на то, как двое этих ученых жили. Это выбор образа жизни, перед которым, не осознавая этого, вскоре окажусь и я.

Хоть Фейнман и порицал изучение философии, трения между ним и Марри состояли в разнице философий. Фейнман говаривал, что физики бывают двух видов: вавилоняне и греки. Он ссылался на противостояние философий этих древних цивилизаций. Вавилоняне сделали первые великие шаги западной цивилизации к пониманию чисел, уравнений и геометрии. Но именно позднейшим грекам – особенно Фалесу, Пифагору и Евклиду – мы обязаны созданием математики. Вавилоняне пеклись исключительно о прикладной части своих расчетов, то есть об адекватности описания физического положения вещей, а не о том, насколько они точны или вписаны в более масштабную логическую систему. Фалес и его последователи-греки, с другой стороны, сформулировали представления о теореме и доказательстве – и потребовали, чтобы любое утверждение признавалось истинным только в случае точного соответствия логической системе подробно изложенных аксиом или допущений. Попросту говоря, вавилоняне сосредоточивались на явлениях, а греки – на внутреннем порядке, обусловливающем эти явления.
         Оба подхода могут быть вполне могучи. Греческий подход привносит силу логического аппарата математики. Физики этого сорта частенько следуют за математической красотой теоретических построений. Что привело ко многим красивым прикладным проявлениям математики – к классификации частиц Марри, в частности. Вавилонский подход оставляет некоторую свободу фантазии и дает возможность следовать за инстинктом или интуицией, за «нутряным чутьем» в отношении природы, не беспокоясь о точности и доказательстве. Такая эстетика тоже породила множество побед – побед интуиции и «физических рассуждений», то есть рассуждений, основанных ключевым образом на наблюдениях и интерпретациях физических процессов, а не на математике. По сути, физики, применяющие такой способ мышления, иногда нарушают формальные правила математики или даже выдумывают странные новые (и не доказанные) методы расчетов – на основании своего понимания экспериментальных данных. В некоторых случаях математикам приходилось идти замыкающими: либо оправдывать новоизобретенные физиками способы применения математических представлений, либо разбираться, почему такое «недозволенное» использование математики все равно дает на выходе довольно точные ответы.
         Фейнман считал себя вавилонянином. Он доверялся своему пониманию природы, чтобы оно вело его, куда захочет. Марри же скорее относился к греческому типу – он желал категоризировать природу и извлекать точный математический порядок из имеющихся данных.

Я считал, что работа – любая работа – в академической физике есть привилегия. Некоторые фыркали, что, дескать, ученым мало платят. Но я видал слишком много «взрослых», тративших слишком много времени на работе, которая им не нравилась, только ради того, чтобы понабрать вещей кажущейся необходимости, а потом, десятки лет спустя, жалевших о «выброшенных» годах. И видел, как вкалывает мой отец, чтобы только сводить концы с концами. Я же поклялся жить лучше. Самый ценный ресурс, какой я мог заработать, – способность тратить время на то, что мне нравится делать.

В среду, 3 февраля 1988 года Фейнман поступил в Медицинский центр Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он поначалу не знал, насколько все серьезно, но быстро понял. У него осталась одна почка – и она уже отказывала. Врачи предложили непрерывный диализ, но качества у жизни при этом не останется почти никакого. Он отказался. Принимал морфий для облегчения болей, а также кислород - и приготовился к последствиям. Сказал, что это будет его последнее открытие: каково это - умирать. Сообщил одному своему другу, как в семь лет понял, что это когда-нибудь произойдет, - и не понимал, как теперь можно жаловаться. Сказал, что опыт ему будет интер-ресен.

— Как вы думаете, какая отличительная черта радуги вдохновила Декарта на создание математического анализа? — спросил он.

• Ну, радуга – это на самом деле сечение конуса, видимое как дуга цветов спектра, когда капли воды подсвечены солнечным светом из-за спины наблюдателя.
• И?

• Вы упускаете ключевую особенность этого явления, - сказал он.
• Ладно, сдаюсь. Что его вдохновило, по-вашему?
• Я бы сказал, его вдохновила мысль, что радуга - это красиво.