Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

Лето кончилось, Ричард вернулся в Принстон. Ему осталось лишь написать докторскую. Он работал не торопясь, пытаясь применить свой подход использования принципа наименьшего действия при решении основных типичных проблем квантовой механики. Он рассмотрел случай взаимодействия двух частиц, или систем частиц А и В, взаимодействующих не напрямую, а через промежуточную колебательную систему — гармонический осциллятор О. А вызывает колебания О, который, в свою очередь, действует на В. Отставание во времени усложняет картину, потому что как только О приходит в движение, поведение В будет зависеть от поведения А в прошлом, и наоборот. Этот случай не что иное, как аккуратно упрощенный вариант обычной задачи, рассматривающей взаимодействие двух частиц с помощью поля. Фейнман спросил себя, при каких условиях уравнение движения можно вывести из принципа наименьшего действия, строго исходя из имеющихся данных о двух частицах А и В и не принимая во внимание то обстоятельство, что вместо поля будет О. Принцип наименьшего действия стал казаться чем-то большим, нежели просто удобным способом расчета. Ричард почувствовал, что все это имеет непосредственное отношение к вопросам, которыми обычно занимается физика, таким, как принцип сохранения энергии.

«Этот интерес к …» — написал он, но потом переформулировал мысль.

«Такое стремление к использованию принципа наименьшего действия не только приводит к упрощению выражений; помимо всего прочего, в тех случаях, когда движение может быть представлено таким образом, мы можем быть уверены в том, что законы сохранения энергии, импульса и т. д. работают».

Как-то утром Уилсон зашел в кабинет Фейнмана, присел. «Какие-то слухи ходят повсюду», — заметил он. Нельзя раскрывать секреты, но Ричард был ему нужен, а его невозможно заполучить, не выложив все карты на стол. К тому же никаких официальных требований о необходимости держать всё в тайне не поступало. Военные все еще не принимали физиков всерьез. Физики сами решили не обсуждать некоторые вопросы, но теперь Уилсон решил отступить от правил. Настало время раскрыть Фейнману некоторые секретные сведения.

Уилсон сказал, что существует вероятность создания ядерной бомбы. Британские физики за два года до этого, узнав от Бора и Уилера об уране-235, заново рассчитали критическую массу вещества, необходимого для реакции. Немецкий химик-эмигрант из британской команды Франц Симон[102] пересек Атлантику на гидросамолете, чтобы сообщить последние новости из Бирмингемской лаборатории. Возможно, достаточно будет примерно килограмма вещества. Британцы трудились не покладая рук над решением проблемы разделения изотопов урана, отделяя более легкий и редкий изотоп урана-235 от более распространенного урана-238. Химические свойства этих двух форм урана одинаковые: при химических реакциях они неразличимы, поскольку количество протонов в ядре совпадает. Но массы атомов разных изотопов различаются (так как количество нейтронов разное), и теоретически можно воспользоваться именно этим обстоятельством. Симон и сам работал над схемой медленной диффузии газов через металлическую фольгу с проделанными в ней точечными отверстиями. Молекулы урана-238, чуть более тяжелые, отставали от легких при прохождении газа через отверстия в фольге. Вокруг проблемы урана начали формироваться секретные комиссии и отделы.

Британцы придумали кодовое название tube alloy, которое позже сократили до tubealloy. Американцы строили ядерный реактор, и все больше профессоров из Принстона оказывались привлеченными к этим разработкам. Уилсон сообщил, что у него возникла собственная идея. Он изобрел устройство (пока оно существовало только в его голове), с помощью которого, как он надеялся, можно было решить проблему разделения гораздо быстрее. Пока Симон занимался отверстиями в металле, Уилсон, войдя как-то утром на кухню и увидев дуршлаг, подумал о возможности использования проволочной сетки и молотка: почему бы не совместить передовую электронику с технологией циклотрона?