Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

Фейнман и Гелл-Манн летели в Брюссель на конференцию, посвященную «нынешнему положению дел в квантовой электродинамике». Конференция пробудила ностальгию по былым временам. Приехал Дирак, и Фейнман снова получил возможность выступать вместе со своим давним героем. Впрочем, Дирак так до конца и не примирился с перенормировкой, позволившей избавиться от бесконечностей, которые были главной проблемой его старой теории. Перенормировка казалась ему подлым, лишенным основания трюком, приемом, который не имел отношения к физике и при помощи которого можно было просто-напросто выбросить из уравнения «неудобные» величины. Большинству физиков позиция Дирака казалась старческим неприятием нового — в данном случае новых идей, которые имели успех, в то время как его собственная теория развалилась. Он напоминал им Эйнштейна с его знаменитым ворчливым нежеланием принять квантовую механику — и, как и Эйнштейна, Дирака трудно было списать со счетов. Честные физики, по крайней мере, понимали его сомнения, даже если приписывали их возрастному ухудшению интуиции. Возраст плохо влиял на ученые умы. Жизненный опыт и накопленная вместе с ним мудрость не представляли ценности для науки. Фейнман остро и болезненно осознавал, насколько правдив шутливый стишок, авторство которого приписывалось самому Дираку и который время от времени кто-нибудь вывешивал на дверь своего кабинета в Калтехе.

Преклонный возраст — главный враг,
Что страх внушает физикам.
Уж лучше помереть, чем стать
Тридцатилетним шизиком.

Фейнман понимал претензии Дирака к перенормировке — возможно, лучше, чем кто-либо из его коллег, создателей новых методов. Квантовая электродинамика стала невиданным триумфом теоретической физики. Для того чтобы выполнить вычисления в первом-втором приближении, Фейнман и Швингер тратили часы и недели работы. Теперь эти расчеты можно было повторить совсем с другой, куда более совершенной степенью точности при помощи компьютеров и сотен фейнмановских диаграмм. Некоторые физики-теоретики и их аспиранты посвящали вычислениям годы своей карьеры. Они складывали и вычитали множество элементов, все глубже погружаясь в бесконечную череду расчетов. Кому-то такая работа казалась крайне неблагодарной: элементы формулы, положительные или отрицательные, выглядели огромными, а в конце все сводилось к аккуратному итоговому числу. Математический статус этих расчетов оставался неясным. С точки зрения математики было непонятно, сойдутся результаты или нет. Но при практических вычислениях в квантовой электродинамике они всегда сходились: все более точные ответы совпадали с результатами экспериментов, проведенных на все более чувствительном оборудовании. Пытаясь передать степень соответствия теории эксперименту, Фейнман приводил такое сравнение: представьте, что мы измеряем расстояние от Нью-Йорка до Лос-Анджелеса с точностью до толщины человеческого волоса. Но в то же время его беспокоила нефизическая природа вычислительного процесса: бесконечные исправления вносились без какого-либо осмысления того, какая коррекция, большая или маленькая, потребуется в дальнейшем. «Мы вычисляем элементы формулы, как слепой ощупывает чужую комнату», — сказал он, выступая в Брюсселе.

Тем временем другие ученые начали использовать понятие перенормировки для того, чтобы выделить возможные теории поведения частиц, которые могут быть описаны законами квантовой электродинамики. Дайсон первым понял, что перенормировка может стать критерием оценки. С практической точки зрения при помощи теории, к которой применима перенормировка, можно было производить расчеты. «Обратите внимание, как хитро ученые обернули все в свою пользу, — заметил физик и историк Сильван Швебер. — Расхождения, которые прежде считались огромной помехой, теперь стали ценным преимуществом». Гелл-Манн и молодые физики-теоретики пользовались этой концепцией с большим успехом. «Нам необходим определяющий принцип — такой, как перенормировка, — чтобы отделить квантовую теорию поля, имеющую отношение к реальному миру, от бесконечного множества других квантовых теорий», — заявил Стивен Вайнберг годами позже, понимая, однако, что здесь напрашивается вопрос «почему». Почему он решил, что правильные теории можно будет просчитать? Почему природа должна облегчать жизнь физикам? Фейнман испытывал почти те же сомнения, что и Дирак, поэтому продолжал называть перенормировку «игрой в наперстки», «черт-те чем» и «надувательством».