Выдающийся американский физик (Окончание) - Статьи об истории

Рассказывают, что…

Алсо, отец Ричарда, был не менее интересной личностью. Он говорил сыну: «Ты знаешь, какая разница между человеком в форме и человеком без формы? Никакой!» (он знал, о чём говорил, ибо по жизни занимался тем, что шил разные униформы на заказ). Даже выросши и ставши учёным с мировым именем, Фейнман не переставал удивляться, как его необразованный отец ухитрялся понимать устройство мира лучше многих профессоров.
Являясь одним самых выдающихся физиков в мире, Фейнман не очень жаловал математику. Свои исследования он основывал не на горах бумаг, исписанных сложными формулами, а на довольно простых образах и аналогиях, понятных лично ему. Вот его собственный рассказ: «… я был в Инженерном институте на вступительном экзамене. Экзамен был устный, и мне разрешили послушать. Один абитуриент был просто великолепен. Он отлично отвечал на все вопросы. Его спросили, что такое диамагнетизм. Он ответил совершенно правильно. Потом его спросили: «Что происходит с лучом света, когда он проходит под определенным углом через слой материала определенной толщины и с определенным показателем преломления?» — Он выходит, сместившись параллельно самому себе, сэр. — А на сколько он сместится? — Я не знаю, сэр, но я могу посчитать.

Он посчитал. Все было прекрасно. Но у меня к этому времени уже были подозрения. После экзамена я подошел к блестящему молодому человеку и объяснил, что я из Соединенных Штатов и хочу задать несколько вопросов, которые никак не повлияют на результат экзамена. Для начала я спросил, может ли он привести какой-нибудь пример диамагнетика. — Нет. Тогда я сказал: «Представьте себе, что эта книга стеклянная, и я смотрю сквозь нее на что-нибудь на столе. Что случится с изображением, если наклонить стекло?» — Изображение повернется, сэр, на угол, в 2 раза превышающий угол наклона. — А вы не путаете с зеркалом? — Нет, сэр. Он только что сказал на экзамене, что луч света сместится параллельно самому себе, и, следовательно, изображение сдвинется в сторону, но не будет поворачиваться ни на какой угол. Он даже вычислил, насколько изображение сдвинется, но он не понимал, что кусок стекла — это и есть материал с показателем преломления и что его вычисления имели самое непосредственное отношение к моему вопросу.

Поднаторев в микробиологии, Фейнман присоединился к эксперименту, суть которого состояла в выяснении того, могут ли рибосомы одного организма при скармливании им соответствующего генетического кода вырабатывать белки, характерные для другого организма. В середине ХХ века генетика только начала делать качественный рывок вперёд, и это открытие стало бы фундаментальным, подтверждающим однородность живых организмов. Но всё запорол сам Фейнман, который не проследил за исходным материалом (рибосомами), продержав их в холодильнике дольше положенного. Эксперимент был загублен, а Фейнман лишился шанса быть занесённым в учебники не только физики, но и биологии.

После МТИ (Массачусетский технологический институт), чтобы зарабатывать себе на жизнь, Фейнман нанялся работать в компанию «Метапласт», которая заявляла, что они способны покрыть любую поверхность слоем металла. Контора была крохотная и размещалась в квартире друга, а мозговым центром был Фейнман в одно лицо. Конечно, поступать так, как все остальные нормальные компании, он не захотел и тут же ввёл несколько нововведений, позволив компании получить ощутимое конкурентное преимущество.

Как-то раз, разговорившись с коллегой-учёным Фредериком де Хоффманом из Лос-Аламоса, который занимался тем же в другой более крупной компании, Фейнман узнал от него о некоторых трудностях в завоевании рынка. «Трудностями» оказалась компания Фейнмана. Фейнман с невинным видом спросил у Хоффмана, сколько химиков, по его мнению, могло работать в «Метапласте». Тот ответил, что по его прикидкам у «Метапласта» по меньшей мере 50 сотрудников, работающих в оборудованных по первому классу стерильных лабораториях. Фейнман поразил Хоффмана, сказав ему правду.

В Массачусетском технологическом институте, как и во всех университетах подобного уровня, были студенты, проводившие всё своё свободное время за учебниками. Кто бы и когда бы ни заходил к таким студентам в комнату, он неизменно слышал: «Закрой дверь, мы тут занимаемся!». Как-то раз кто-то из студентов решил подшутить над ребятами, украв у них ночью дверь.На следующее утро мимо комнаты злополучной комнаты проходил Фейнман и сразу понял, в чём дело. Во многих общежитиях того времени двери в комнаты были двойными, поэтому даже после кражи одна из дверей осталась на месте. Будущий учёный решил не упускать случая и унёс вторую дверь, спрятал её в подвале и отправился досыпать.

Проснувшись через некоторое время, он вновь прошёл мимо той самой комнаты, где уже собралась половина общежития. Увидев Фейнмана, кто-то сразу же спросил: «Фейнман! Это ты двери унёс?». Фейнман абсолютно честно ответил: «О да! Моя работа. Видите царапины у меня на костяшках? Это я их о стену ободрал, когда волок дверь в подвал». Но Ричарду никто не поверил, посчитав, что он снова шутит.

В итоге Ричард оставил записку, где указал местонахождение двери. Впрочем, ему опять никто не поверил. Как вспоминает об этом сам учёный: «Во мне часто видят обманщика, а ведь обычно я честен. На свой манер, разумеется, — так что, как правило, никто мне не верит!»

В деле Ричарда напротив графы «психиатр» было следующее заключение: «Думает, что люди всё время глядят на него. Гипнагогические слуховые галлюцинации. Разговаривает сам с собой. Разговаривает с покойной женой. Тетя со стороны матери в психиатрической лечебнице. Очень странный взгляд». Даже офицер, который принимал решение о степени годности призывника, увидев «Д»(дефектный) напротив графы «Психиатр», сразу поставил штамп «Не годен» и попрощался с Фейнманом. На этом и закончилась история службы Ричарда Фейнмана в армии США.
Ричард Фейнман, обычно достигал успеха в тех задачах, за которые брался — к примеру, в создании квантовой электродинамики. Тем не менее, одну из поставленных им задач он так и не решил. По свидетельству очевидцев, целый вечер доктор Фейнман задумчиво вынимал из пачки спагетти по одной макаронине, брал её за два конца и гнул, пока та не сломается.

Макаронина ломалась на три части, на четыре, на пять или больше. Но ни разу она не сломалась на два куска. В 2005 году успех улыбнулся французским учёным: они предложили теоретическое объяснение эффекта. Дело в том, что если сгибать сухую макаронину, — или любой другой жесткий стержень, — он в конце концов сломается где-то вблизи середины, то есть там, где изгиб максимален. Однако в момент разлома по стержню распространяется волна деформаций, которые приводят к дополнительным разломам в других местах, в зависимости от рисунка распространения прямой и отраженной волн. Работа французских исследователей в 2006 году удостоилась Шнобелевской премии. Однако половина задачи осталась нерешенной: что нужно сделать, чтобы все-таки сломать спагетти на две части? Этим и занялись учёные из Массачусетского института технологий. Было доказано: чтобы сломать спагетти на две части, требуется не только гнуть их, но одновременно скручивать, причём довольно сильно. Стандартную 25-сантиметровую макаронину придется скрутить минимум на 270 градусов: тогда в большинстве случаев на ней образуется всего один разлом.

Друзья и коллеги за невероятный круг интересов в науке и за её пределами нередко называли Фейнмана "человеком эпохи Возрождения".

Британский научный журнал Physics World в 1999 году по результатам опроса учёных составил список величайших физиков всех времен, в котором Фейнман оказался единственным американцем в первой десятке, рядом с Альбертом Эйнштейном, Исааком Ньютоном, Галилео Галилеем и другими своими коллегами.

Как остроумно замечают некоторые, называть Фейнмана физиком — это примерно как называть микроскоп молотком. Починка радио, португальский язык, взлом сейфов, барабаны, язык майя, живопись, биология, публичные выступления — кажется, если есть на свете какое-нибудь интересное занятие, то Ричард Фейнман им занимался.

Как признается Фейнман в книге "Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!", с самого детства он испытывал "присущую (ему) потребность к разгадыванию головоломок". Причём "головоломками" могло быть что угодно, от школьных загадок и иероглифов майя до сейфов других участников Манхэттенского проекта в Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Сейфы Ричарда Фейнмана привлекли от невероятной скуки, поскольку в Лос-Аламосе "развлекать себя приходилось самому". Похожим образом физик связался и с майя: судя по книге, медовый месяц со второй женой, Мэри Лу, которая интересовалась искусством Мексики, был для Фейнмана очень утомительным — пока он не купил в гватемальском музее копию Дрезденского Кодекса, одной из четырёх рукописных книг майя, которые дожили до наших дней.

Из множества "головоломных" увлечений Фейнмана стоит, пожалуй, отметить и флексагоны — любопытнейшие бумажные головоломки в виде многоугольников, которые при перегибании как бы "показывают" свои скрытые стороны. Флексагон придумал британский студент Артур Стоун, которому в аспирантуре Принстона пришлось привыкать к новому формату бумаги Letter, которую используют в Штатах. Обрезая листы А4 до Letter, Стоун случайно сложил из оставшейся полоски фигуру, которая, как он быстро убедился, обладала любопытными свойствами. Британец и его друзья — Фейнман, Брайант Такерман и Джон Тьюки — образовали "Принстонский флексагонный комитет", который занимался теоретическими и практическими аспектами изготовления этих математических игрушек.

Фейнман, помимо прочего, был очень хорошим преподавателем, который ненавидел "зубрежку" и считал, что если какой-то вопрос невозможно понятно объяснить студенту первого курса, значит, этот вопрос недостаточно изучен. Знаменитые "фейнмановские" лекции по физике, написанные учёным за три года усиленной работы в начале 1960-х, до сих пор остаются популярными у студентов.

Настоящий учёный, Фейнман терпеть не мог всё "ненастоящее" в науке: в знаменитом выступлении перед выпускниками Калтеха в 1974 году он назвал подобные псевдоисследования, лишь имитирующие научный метод, "наукой самолетопоклонников" (cargo cult science). По мнению Фейнмана, главный принцип, которому должен следовать учёный, чтобы не оказаться похожим на островитянина, строящего ритуальную "взлетно-посадочную полосу" из дерева, — быть предельно честным в своих методах и "не дурачить самого себя".

Он настаивал, что физика для него как игра: если задача бросает вызов его интеллекту или подстегивает его любопытство, приходится за неё взяться.

От участия в конференциях Фейнман отказывался. На одном из таких мероприятий он развлекался, пытаясь найти смысл в том, что происходит, и начал переводить мудреные формулировки на понятный для всех язык. Однако ничего, кроме «клубов тумана», обнаружить не смог. Тогда физик взорвался раздражением: «Эта конференция просто роилась дураками — высокопарными дураками, которые скрывают свою глупость и пытаются показать всем, что они мудры. Обычный дурак — не жулик, в нём нет ничего страшного. Но высокопарный дурак ужасен! Именно это я и увидел на конференции — огромный букет высокопарных дураков, что меня очень расстроило. Больше я не хочу так расстраиваться.»

Также Фейнман избегал участия в различных комитетах, куда часто приглашают известных людей. Лишь однажды, в 1960-х, учёный в течение короткого времени входил в комиссию штата Калифорния, которая занималась оценкой школьных учебников. Вот один из его комментариев (речь идёт об учебниках по арифметике для начальной школы): «Многое было надумано. Писались они однозначно поспешно… Во всём присутствовала определённая двусмысленность. Авторам не хватило ума, чтобы понять, что такое чёткое определение. Они пытались учить тому, чего сами толком не понимали, и для ребёнка было абсолютно бессмысленным… Лично я не способен понять — как можно учить детей по книгам, написанным людьми, которые не понимают, о чём говорят.»

Как-то один университет, который прилагал немалые усилия, чтобы переманить Фейнмана, предложил ему зарплату в три или четыре раза выше той, что он тогда имел. Учёный ответил категорическим отказом, объяснив это так: «Получая такие деньги, я смогу сделать то, о чём всегда мечтал: завести замечательную любовницу, поселить её в хорошей квартире, покупать ей всякие приятные вещи… Но я знаю, что произойдет потом. Начну дёргаться, постоянно думать, что она делает, когда меня нет, ругаться с ней, возвращаясь домой, и так далее. Эти дрязги избавят меня от покоя и счастья. И заниматься физикой я больше не смогу, потому что в голове всё смешается!»

*Фейнман сформулировал алгоритм обучения, который помогает быстрее и глубже разобраться в любой теме.

Метод Фейнмана содержит всего три шага.

Шаг 1. Научите этому ребёнка.

Возьмите чистый лист бумаги и напишите, что вы хотите изучать. Запишите, что вы знаете об этом предмете, как если бы вы объясняли это ребёнку. Не вашему умному приятелю, а восьмилетке. Когда вы записываете идею простыми словами, которые может понять ребёнок, вы помогаете себе понять её суть на более глубоком уровне. Если вы приложите усилия, вы чётко поймёте, где у вас проблемы. Это указывает на возможность учиться.

Шаг 2. Повторите.

В первом шаге вы неизбежно столкнётесь с проблемами в ваших знаниях: где-то вы забыли что-то важное, не смогли объяснить или вам просто было сложно соединить понятия. Это важно – вы открыли край своих познаний. Отсюда начинается обучение. Теперь вы знаете, в чём загвоздка: вернитесь к исходному материалу и изучите его заново, пока вы не сможете объяснить его в простых терминах и без пробелов.

Шаг 3. Организуйте и упростите.

Теперь у вас есть ряд рукописных заметок. Пересмотрите их и убедитесь, что по ошибке не вписали туда какой - нибудь профессиональный термин из исходного материала. Теперь составьте из них простой рассказ. Прочитайте его вслух. Если объяснение не выглядит простым или звучит странно, это признак того, что ваши знания всё ещё нуждаются в доработке.

Шаг 4. (не обязательный). Поделитесь.

Если вы хотите быть уверенным в своём понимании, поделитесь своими знаниями с кем-нибудь (идеально, если этот кто-то очень плохо разбирается в предмете или если он – восьмилетний ребёнок). Лучший тест на знание предмета – способность передать его другому человеку.

Академическая карьера Фейнмана началась в Университете Корнелла в 1945 году: молодого профессора все время принимали за студента. Он вспоминал: «Спустя неделю после прибытия в Университет Корнелла я зашел в кафетерий. Там какой-то парень, дурачась, подбрасывал тарелку в воздух. Подымаясь в воздух, тарелка начинала колебаться. Я заметил, как красный медальон, - символ Корнелла, ходит в ней по кругу. Причем быстрее, чем тарелка колеблется. Делать мне было нечего, так что я начал прикидывать, как движется вращающаяся тарелка. Я обнаружил, что, когда угол наклона невелик, медальон оборачивается вдвое быстрее, чем происходит колебание - два к одному. Это вытекало из сложного уравнения! Затем я подумал: "Нет ли способа получить это более фундаментальным способом, исходя из сил или из динамики. Почему тут именно два к одному?"

Не помню, как я это проделал, но в конце концов я вывел уравнение движения массивной частицы и понял, как должны быть сбалансированы ускорения, чтобы выходило два к одному.

До сих пор помню, как пришел к Гансу Бете и сказал ему: "Эй, Ганс! Я тут заметил кое-что интересное. Вот так движется тарелка, и вот почему получается два к одному..." - и показал ему ускорения.

Он произнес: "Фейнман, довольно интересно, но какое это имеет значение? Почему ты этим занялся?"

"Ха, - сказал я. - Да никакого значения. Просто я так развлекался". Его реакция меня не огорчила: для себя я решил, что собираюсь получать от физики удовольствие и заниматься чем угодно, лишь бы это мне нравилось.

Я принялся выписывать уравнения колебаний. Затем задумался над тем, как - в рамках теории относительности - двигается электрон. Потом всплыло уравнение Дирака. Потом - квантовая электродинамика. И я осознал (а это случилось весьма скоро), что я "играю" - а по сути работаю - с той же старой задачкой, которая мне так нравилась и над которой я прекратил работать перед отъездом в Лос-Аламос (чтобы заняться атомной бомбой): это задачи вроде тех, которым посвящена моя диссертация; старые добрые чудесные штуки.

Тут не требовалось никаких усилий. С такими штуками легко играть. Ну как откупоривать бутылки: все вылетает без усилий. Я даже пытался этому сопротивляться! То, чем я был занят, не имело значения, но в конечном счёте значение все же нашлось. Диаграммы и всякие разные вещи, за которые я получил Нобелевскую премию, произошли из баловства с подрагивающей тарелкой.»