Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

Он предложил студентам представить каплю воды и совершить путешествие по шкале размеров: увеличить каплю до двенадцати метров в сечении, потом до двадцати четырех километров, а потом еще в двести пятьдесят раз, пока на горизонте не забрезжат движущиеся молекулы, каждая из которых состоит из двух атомов водорода, похожих на пухлые ручки, торчащие из большого «туловища» — атома кислорода. Фейнман охарактеризовал противоборствующие силы, удерживающие и отталкивающие молекулы. Представил жар в виде движущихся атомов; рассказал о давлении, расширении, превращении в пар. Описал лед и его молекулы — твердую кристаллическую решетку; поверхность воды, поглощающую кислород и азот и выделяющую пар. Вслед за этим тут же возникли вопросы о равновесии и дисбалансе. Вместо того чтобы говорить об Аристотеле и Галилее, объяснять устройство рычага и физику метаемого тела, он создал осязаемую картину мира, в котором все субстанции состоят из атомов, рассказал, как возникают эти субстанции и почему они ведут себя так, а не иначе. Растворение и осадки, огонь и запах — Фейнман шагал по кафедре, показывая атомную гипотезу не как конечный пункт, редуктивный тупик, а как начало пути, ведущего к более сложным материям.

— Если вода — а она вся состоит из этих маленьких капель, все километры воды на Земле — может образовывать волны и пениться, шуметь и течь по асфальту, описывая странную траекторию; если все это, все потоки воды состоят из атомов, представляете, сколько всего еще возможно? И возможно ли, что этот «объект», который ходит сейчас перед вами и о чем-то рассказывает, тоже представляет собой нагромождение атомов, только организованных более сложным образом? Говоря о себе как о скоплении атомов, мы, конечно же имеем в виду не беспорядочную кучу, а определенное сочетание частиц, имеющее уникальный рисунок, который не повторяется от одного человека к другому, хотя этот другой, вероятно, обладает теми же способностями, как и тот, кого вы видите в зеркале.

Фейнман вдруг обнаружил, что загружен работой; он не работал так много со времен Манхэттенского проекта. Его занимало не только преподавание. Он понял, что хочет структурировать огромный объем физических знаний, и структурировать его по-новому, перевернув с ног на голову, пока не найдет взаимосвязи — «хвосты», которые раньше никто не увязывал между собой. Он даже попытался нарисовать карту, представляя свои исследования в виде диаграммы, и назвал ее «Путеводитель по непонятному».

Команда профессоров и аспирантов из Калтеха с грехом пополам старалась за ним угнаться: неделями они сочиняли задачи и собирали дополнительные материалы, и его «Путеводитель» постепенно обретал очертания. После лекций они встречались за обедом и пытались собрать воедино то, что Фейнман извлекал из одного-единственного листка с загадочными набросками. Он говорил о физике языком простого мечтателя и уделял основное внимание идеям, а не методологии, однако мысль его развивалась столь стремительно, что коллегам-физикам было сложно поспевать за ее ходом.

Любой базовый курс включал историю предмета, и курс Фейнмана не был исключением. Но вместо того чтобы углубляться в повествование о шумерах и древних греках, Фейнман посвятил вторую лекцию «физике до 1920 года». На эту тему у него ушло меньше получаса, после чего он перешел к краткому обзору квантовой физики, ядер и странных частиц по Гелл-Манну и Нисидзиме. Многие студенты пришли в Калтех именно за этим. Но Фейнман не хотел, чтобы у них создалось впечатление, будто именно здесь, на уровне микроскопических частиц, кроются фундаментальные законы и глубочайшие нераскрытые тайны.

Перейдя искусственную границу между научными дисциплинами, он заговорил о другой проблеме — и это было «не обнаружение новых элементарных частиц, а кое-что, оставшееся нерешенным с давних пор». Речь шла об анализе турбулентных жидкостей. В наблюдениях за эволюцией звезды наступает момент, когда можно определить начало конвекции; после этого поведение звезды становится непредсказуемым. Мы также не можем анализировать погоду. Нам неизвестна закономерность процессов, происходящих внутри Земли. Никто не может объяснить этот хаос с точки зрения первых принципов атомных сил или законов течения жидкости. Течение обычной жидкости разобрано в учебнике, сказал он первокурсникам. Но мы до сих пор не знаем, как описать поток воды, текущей по трубе. Вот главная проблема, которую еще предстоит решить.