Физика

Нобелевские лауреаты: Ричард Филлипс Фейнман

Меня зовут Дик

Aмериканский физик Ричард Филлипс Фейнман

Tamiko Thiel/OTRS/Wikimedia Commons/Indicator.Ru

О физике-медвежатнике, о причине гибели челнока «Челленджер», о знаменитых диаграммах, об афоризмах и о тарелочках — в новом выпуске рубрики «Как получить Нобелевку».

Писать о сегодняшнем герое рубрики очень сложно: он был (и остается) слишком известен. Не у каждого лауреата Нобелевской премии через 30 лет после смерти есть активный веб-сайт. И уж подавно далеко не о каждом есть подробнейшая статья на самом Луркморе! Друзьями и коллегами о Фейнмане сказано и рассказано очень много, как и им самим: книга воспоминаний, собранная Ральфом Лейтоном «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман» стала одной из самых известных биографических книг об ученых. О своей научной работе и о своей науке он сам оставил книги, которые и поныне остаются вершинами учебной и научно-популярной литературы. И тем не менее попробуем уместить этого выдающегося человека, его науку, которую он любил, и жизнь, которую он любил не меньше, в десяток тысяч знаков. Итак, встречайте, третий создатель квантовой электродинамики (в скобках отметим, что был и четвертый, Фримен Дайсон, единственный из отцов-основателей КЭД, который еще жив, и единственный, не получивший Нобелевскую премию).

Фриман Дайсон

Wikimedia Commons

Ричард Филиппс «Дик» Фейнман

Родился 11 мая 1918 года, Квинс, Нью-Йорк, США

Умер 15 февраля 1988 года, Лос-Анджелес, Калифорния, США

Нобелевская премия по физике 1965 года (совместно с Джулианом Швингером и Синъитирой Томонагой). Формулировка Нобелевского комитета: «За фундаментальные работы по квантовой электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц (for their fundamental work in quantum electrodynamics, with deep-ploughing consequences for the physics of elementary particles)».

Дик родился в пригороде Нью-Йорка в семье выходцев из Восточной Европы. Более того, формально его отец целых пять лет был подданным Российской Империи (если можно считать подданным маленького мальчика). Родители Мелвилла Артура Фейнмана, литовские евреи, переехали в США в 1895 году вместе с пятилетним сыном, родители его будущей жены, Люсилль Филипс, переехали в США еще до рождения дочери. Отец Дика был тем, кого сейчас называют «продажниками», а мать домохозяйкой. Забавно, что у отца и у матери Дик позаимствовал самое лучшее: отец решил, что сын (к слову, не говоривший до трех лет) может стать ученым — и всячески мягко, непрямо, подталкивал его к этому мнению, считая, что только у мужчин в США есть шанс что-то сделать в науке; а мать дала ему острейшее чувство юмора и язвительность, которые в сочетании с недюжинным умом, ярко проявившимся уже с самого начала подросткового возраста, превратились в гремучую смесь.

К слову сказать, сестра Ричарда, Джоан, родившаяся на девять лет позже, вдохновилась жизненной траекторией Сесилии Пейн-Гапошкиной, астронома Гарвардской обсерватории с 1923 года, и стала астрофизиком, прочитав учебник астрономии, который брат подарил ей на 14-летие, и наплевав на мнение мамы и бабушки о том, что женский мозг не пригоден к науке вообще.

Сейчас Джоан уже 92 года и она всемирно признана за свой вклад в понимание того, как устроен солнечный ветер, что такое полярное сияние и вообще магнитосфера Земли.

Джоан Фейнман

Wikimedia Commons

Уже в 13 лет Фейнман начал зарабатывать деньги — в условиях Великой Депрессии он, еще не очень разбираясь в физике и радиотехнике, взялся ремонтировать приемники — и чаще всего делал это в уме, обдумывая «симптомы» и придумывая лечение.

Эти мысленные «наглядные» эксперименты составляли суть мышления Фейнмана, и, как мы потом увидим, они привели его к Нобелевской премии.

Перед войной он успел окончить четыре курса Массачусетского технологического, собрался пойти добровольцем в армию, но ему предложили стать рядовым, в солдаты. Знавший себе цену Фейнман отказался и отправился в Лос-Аламос, работать над атомной бомбой, попутно вопреки воле родителей женился на своей возлюбленной Арлин Гринбаум, к тому времени уже смертельно больной туберкулезом. Потом, после ее смерти и после войны, его признают негодным к воинской службе психиатры — в том числе и на основании того, что он разговаривает с умершей женой.

Нельзя сказать, чтобы вклад Фейнмана в создание атомной бомбы был решающим. Точно решающим он был в создании системы безопасности — поскольку во время работы в Лос-Аламосе он наловчился вскрывать сейфы практически во всех кабинетах, и заставил некоторых военных серьезнее относиться к кодам на них и хотя бы сменить заводские настройки.

Фейнман времен Лос-Аламоса

Wikimedia Commons

Но конечно же, мы помним, что главный вклад в науку он сделал после войны — в создание квантовой электродинамики как части квантовой теории поля. И подход Фейнмана принципиально отличался от перенормировок Швингера и Томонаги. Все до сих пор помнят и используют знаменитые диаграммы Фейнмана, которые просто и наглядно объясняют взаимодействия между частицами: хотите, аннигиляцию, а хотите — бета-распад или короткую жизнь бозона Хиггса.

Фейнмановская диаграмма образования и четырехлептонного распада бозона Хиггса

Wikimedia Commons

Все-таки Фейнман был из тех гениев, что и живет, и делает науку играя. Его и не называл никто серьезно «Ричард» — всегда только «Дик». Вот как он описывает свой путь к прорыву в квантовой электродинамике, который привел к знаменитым фейнмановским диаграммам, наглядным изображениям взаимодействия частиц, и к Нобелевской премии. Все началось с того, что кто-то в университетском кафе жонглировал тарелками.

«… Пока она летела вверх, я увидел, что она покачивается, и заметил, что красная эмблема Корнелла на тарелке вращается. Мне было совершенно очевидно, что эмблема вращается быстрее, чем покачивается тарелка. Мне было нечего делать, и поэтому я начал обдумывать движение вращающейся тарелки. Я обнаружил, что, когда угол наклона очень маленький, скорость вращения эмблемы вдвое больше, чем скорость покачивания, — два к одному. Так получалось из некоторого сложного уравнения. Затем я подумал: «Нет ли какого-нибудь способа получить то же самое более фундаментальным способом, рассмотрев силы или динамику, почему два к одному?» Я не помню, как сделал это, но в конце концов я разработал описание движения массивных частиц и разобрался, как складываются ускорения, приводя к соотношению два к одному. Дело шло как по маслу, играть было легко. Это было вроде как откупорить бутылку. Одно вытекало из другого без всяких усилий. Я почти пытался этому сопротивляться! Никакой важности в том, что я делал, не было, но в конце концов получилось наоборот. Диаграммы и все остальное, за что я получил Нобелевскую премию, вышли из этой пустячной возни с покачивающейся тарелкой».
Ричард Фейнман

При этом теоретиком Фейнман всегда был «наглядным». До конца жизни размышление над физикой зримых образов помогало ему делать важные выводы. Нет нужды напоминать, что именно Фейнман, уже смертельно больной липосаркомой, в прямом эфире американского телевидения показал эксперимент, в котором при помощи уменьшенной модели космического челнока, пассатижей и стакана со льдом наглядно объяснил, почему погиб «Челленджер».

Катастрофа Челленджера

Wikimedia Commons

Помимо выдающегося таланта физика-теоретика, Фейнман был еще и дважды талантлив в качестве трансфера знаний от науки к людям. Он был велик и как преподаватель, и как популяризатор науки. Автор статьи прекрасно помнит, как в позднесоветское и раннее постсоветское время охотились в букинистических магазинах за знаменитым комплектом «ФЛФ» — «Фейнмановских лекций по физике». А знаете, как появилась знаменитая книжка «КЭД — странная теория света и вещества»? Жена его школьного друга Леонарда Мотнера, Эликс, занималась английской литературой, но все время интересовалась другими науками, в том числе физикой. И постоянно спрашивала друга мужа о том или об этом. И он пообещал подготовить цикл лекций «для гуманитариев» о том, за что получил Нобелевскую премию. И даже решил обкатать их в Новой Зеландии (ну, если будет провал — никто не заметит). Но Эликс умерла, цикл для Эликс превратился в цикл памяти Эликс, а затем вышла книжка, которая уже треть века не сходит с прилавков книжных магазинов. К слову, аббревиатура «QED» на обложке английского издания дает дополнительный блеск названию — ведь так обычно заканчивают доказательства, ведь quod erat demonstrandum означает «что и требовалось доказать».

Фейнман вообще был мастер игры слов и афоризмов. Как реальных, так и приписываемых ему. «Физика подобна сексу: иногда дает практические результаты, но занимаются ей не поэтому», — кто знает, говорил ли он это реально, но то, что это в его духе — точно. Вспомним эксперимент с тарелкой.

…Болезнь у Фейнмана диагностировали в 1978-м. Опухоль удалили, отказала одна почка. Через девять лет появилась еще одна опухоль, ее тоже удалили — и тоже отказала почка. Последняя. Хотели подключить искусственную почку — но… Что ж, вот вам еще один приписываемый Фейнману афоризм: «Я бы не хотел умереть дважды. Это так скучно!» А скучным он не был. Никогда.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.