Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

Фейнман начал задумываться о механике мира атомов по нескольким причинам. Хотя он никому об этом не рассказывал, его мысли занимал второй закон термодинамики и связь между энтропией и информацией; на атомном уровне он достиг порога, после чего вновь взялся за расчеты и мысленные эксперименты. С новыми открытиями в генетике возникли те же проблемы. Он говорил о ДНК (пятьдесят атомов на единицу информации) и способности живых организмов выстраивать крошечные механизмы, предназначенные не только для хранения информации, но и для манипуляций и производства. Он рассуждал о компьютерах: когда-нибудь они станут в миллионы раз мощнее и не только смогут быстрее считать, но обнаружат другие, качественно новые свойства — например, возможность анализировать и делать выводы. «Все законы физики указывают на то, что элементы компьютера могут стать существенно меньше, чем сейчас». Он упомянул о проблемах смазки и о сфере, где начнут главенствовать квантово-механические законы. Высказал мысль об изобретении в скором времени аппаратов, которые будут изготавливать машины и устройства меньшего размера, а те, в свою очередь, еще более микроскопические. «И не нужно будет тратиться на материалы. Допустим, я захочу построить миллиард крошечных фабрик, похожих друг на друга; они будут работать одновременно, просверливая отверстия, штампуя детали и так далее». В заключение своей речи он учредил два приза по тысяче долларов каждый: один обещал вручить тому, кто изготовит уменьшенную в двадцать пять тысяч раз книгу, которую можно будет прочесть с помощью микроскопа; второй — изобретателю рабочего электромотора размером с куб, каждая из граней которого будет не более 0,03 см.

Лекцию Фейнмана опубликовали в журнале Калтеха «Инженерия и наука» и впоследствии перепечатали во многих других изданиях. (Ежемесячник «Популярная наука» опубликовал ее под заголовком «Как построить автомобиль меньше точки».) А двадцать лет спустя для сферы, которую Фейнман тогда пытался лишь вообразить, появилось название — нанотехнологии. Нанотехнологи — ученые, которых кто-то считал гениями, а кто-то безумцами — изготавливали крошечные силиконовые шестеренки с аккуратными зубчиками и гордо демонстрировали их под микроскопом; они мечтали о времени, когда по артериям будут перемещаться микроскопические самовоспроизводящиеся роботы-«врачи». Фейнмана они считали своим духовным отцом, хотя он так никогда и не вернулся к этой теме. С точки зрения грубой механики мельчайшие механизмы, появление которых пророчили нанотехнологи, казались фантастическими объектами из далекого будущего — такого же далекого, каким воспринималось их время из 1959 года. В соответствии с механическими законами физики трение, вязкость и электрические силы при уменьшении масштабов давали сбой, будучи не в состоянии действовать столь безукоризненно, как предсказывал Фейнман в лекции о «миллиарде крошечных фабрик». Колесики, шестеренки и рычаги попросту склеивались. Правда, другие микроскопические устройства действительно появились: их использовали для хранения и обработки информации, причем эффективность этих машин превзошла все его прогнозы. Но это были электронные машины, а не механические; они использовали законы квантовой механики, а не противостояли им.

Приз за микроскопическую книгу Фейнман выплатил лишь в 1985 году: аспирант из Стэнфорда Томас Ньюман потратил целый месяц и уменьшил-таки первую страницу «Повести о двух городах», разместив ее на силиконовой основе и применив технику, почти в точности описанную Фейнманом в 1960-е. А вот крошечный моторчик не заставил себя ждать так долго. Фейнман недооценил уровень развития технологий: местный инженер Уильям Маклеллан прочел статью в журнале «Инженерия и наука» в феврале, а в июне, так и не услышав новостей о подобном изобретении, решил сконструировать мотор сам. У него ушло на это два месяца; он работал в свободное время, используя резец часовщика и пресс для микродрели. Обычный пинцет не годился — вместо него Маклеллан взял заостренную зубочистку. С помощью этих инструментов он просверливал невидимые отверстия и оборачивал мотор медной проволокой толщиной 0,001 см. Вскоре моторчик мощностью одна миллионная лошадиной силы был готов.

В ноябре Маклеллан пришел к Фейнману, когда тот работал в одиночестве в лаборатории Калтеха, и принес большой деревянный ящик. Он заметил, что на лице ученого промелькнуло разочарование: слишком много к нему приходило идиотов с моторчиками от игрушечных автомобилей, помещавшихся на ладони. Но оказалось, что в ящике у Маклеллана микроскоп.

— Ого, — ахнул Фейнман. Он так и не учредил официальную премию, поэтому выписал Маклеллану чек от своего имени.

Все его знания