Физики считали, что именно сильные взаимодействия удерживают кварки Марри вместе, и поэтому их никогда не видели по отдельности. Но с таким объяснением была одна неувязка: согласно экспериментальным наблюдениям, если частицы вроде протонов вляпывать друг в дружку, они ведут себя так, будто частицы внутри них – те самые, которые Фейнман называл партонами, а все остальные считали кварками, – могут свободно болтаться. Какая же тут свобода, если они накрепко друг с другом связаны? Поскольку рассчитать следствия квантовой хромодинамики – теории сильных взаимодействий – штука весьма непростая, ответ на сей вопрос совсем не был очевиден. Молодой профессор из одного со мной коридора проделал революционную работу по этой теме. Ответ, как выяснилось, таков: согласно квантовой хромодинамике, сильные взаимодействия, в отличие от других фундаментальных сил, увеличиваются с расстоянием. Если растащить два кварка на дюйм (что невозможно), между ними возникнет невообразимо сильное притяжение, а вот внутри протона два кварка почти не влияют друг на друга и ведут себя так, будто свободны.
Чтобы избежать эффектов сильного взаимодействия, надо не убегать, а придвигаться поближе. Для физики это было новостью, но такое поведение оказалось во многом похоже на человеческие взаимодействия, какие я испытал на себе в Калтехе. Свободен, вроде бы могу делать, что хочу. И я, покуда вел себя, как серьезный ученый, проводящий важное исследование, чувствовал себя свободным. Но вот говорить свободно какие-нибудь глупости я не мог. Я чувствовал, что волен ошибаться. Но при этом ощущал, что не волен быть чем угодно, кроме одержимого исследованием – и притом не каким попало.
В культуре физики, с которой я вырос, существовала иерархия респектабельности. Мой кабинет был на этаже, где обитали теоретики элементарных частиц – те, кто, подобно Фейнману и Марри, работали над теорией фундаментальных сил и частиц в природе. Они склонны смотреть на других – биологов, химиков и большинство остальных физиков, прикладников, а не первооткрывателей – свысока. С их точки зрения, даже физика твердого тела, приведшая к открытиям вроде транзистора и тем самым к современной цифровой эпохе, – менее достойное призвание. Марри называл ее "физикой тупого тела".
Я представлял себе этот культурный пейзаж по мотивам классической обложки "New Yorker" Сола Стайнберга – взгляд с Манхэттена на запад. На переднем плане, в центре мира, различные аспекты теории элементарных частиц – это у нас здания Манхэттена. В этой сфере работали Фейнман, Марри и большинство насельников нашего этажа. Округа – примерно Нью-Джерси – это математика и прочие области теоретической физики. На широких дальних просторах – провинциальные равнины экспериментальной физики. И наконец, у дальнего берега, – мелкие постройки прикладной физики, естественных наук и других профессий, едва ли достойных упоминания. Оставаясь вблизи центра мира, я был волен в своих движениях. Но чем дальше мое исследование уходило от этого центра, тем мощнее я ощущал бы силу, тянувшую меня назад.
Фейнман всегда подчеркнуто игнорировал эту силу. Ему было интересно все – и в физике, и в других науках, и во многих иных творческих отраслях. Он даже под общество не подстраивался. Ожидалось, что он будет держать профессорскую марку, а он ходил работать над своей физикой в стрип-клуб. Ожидалось, что в стрип-клубе он будет напиваться или, может, куролесить со стриптизершами. Но он не употреблял алкоголь и оставался верен жене. Я в те времена своей способности так же игнорировать силу чужих ожиданий еще не осознавал.
Тогда мне еще не хватало интуиции применять анализ сильных взаимодействий к себе самому, но мысль этого молодого профессора мне понравилась. А еще я понял, что, раз его, как и меня, постиг ранний успех и ему удалось сделать следующий шаг – получить постоянную должность профессора в Калтехе, – значит, он будет мне перспективным наставником.
Я пришел к нему. Его кабинет украшали несколько домашних растений и плакат с Хантингтон-Гарденз – знаменитым ботаническим садом, разбитым неподалеку. Цветы в горшках в кабинете физика я видел всего во второй раз. Первый – кабинет физика-математика, моего давнего знакомого, но он не в счет, потому что у него все растения вымерли от недостатка воды.
Молодой профессор оказался дородным округлым малым. Выглядел жизнерадостно. Поболтав о том о сем, я спросил, над чем он работает, и при этом старался сохранять всю возможную невозмутимость. Большинство исследователей рады посотрудничать, но отчаявшийся коллега никому не нужен. Моя невозмутимость, похоже, оказалась чрезмерной: он глянул на меня странно.
– Я просто осматриваюсь, – сказал я. – Разбираюсь, кто тут на этаже чем занят.
– Понятно, – он улыбнулся. Но не ответил.
– Так что же… Над чем работаете? – спросил я еще раз.
– Ой, вам не захочется с этим возиться.
– Кто же знает, – возразил я.
Он все еще улыбался, но молчал. Я уставился на него примерно так же, как водитель смотрит на светофор, ожидая зеленого. Но зеленый все не загорался.
Когда-то я читал одно исследование, в котором было сделано заключение, что черта, ближе всего связанная с успехом в аспирантуре, – упорство. Я чувствовал, что сами социологи частенько имели эту черту в избытке – они упорствовали в выводах вне статистической обоснованности. И все же, будучи парнем упорным, я часто утешал себя тем исследованием.
– Так над чем же вы работаете? – упорствовал я.
Он пожал плечами.
– Ой, последнее время… в основном, над садом. – Пока он отвечал, улыбка у него нисколько не усохла.
Уже в коридоре я подумал, что он отрабатывает свое содержание преподаванием, но уже смотрел на него сверху вниз. Преподавать науку не означает быть ученым, и по моим тогдашним меркам он был недостоин своей должности. С тех пор я про себя всегда именовал его профессором Садоводом.
Я наткнулся на своего приятеля Константина, защитившегося доктора из Афин. Отец у него был грек, а мать – итальянка, и, похоже, он унаследовал от нее безупречное чувство стиля и в одежде, и в отношении к физике.
– Ты разве не в курсе? – прошептал он. – Он же выгорел. Они ему дали постоянное профессорство сразу после аспирантуры, потому что все за него передрались. А оказалось, он однозарядный, – Константин хмыкнул.
Однозарядный. Я тоже хмыкнул в ответ, вынужденно, а сам при этом подумал: "Прямо как я". Если не считать того, что чудовищной ошибки дать мне постоянное профессорство никто не совершил. Через несколько лет я буду совершенно пропащий, думал я, и тогда придется заняться унылым делом, как мой сосед – оборонной промышленностью. Я, правда, не представлял, как буду разрабатывать ракеты: во всяком случае, не имея право решать, на кого их нацеливать.
Голова у меня по-прежнему болела, и я отправился к профессорской секретарше Хелен за добавкой аспирина. Ее кабинет, тоже по соседству, но с другого бока, размещался между кабинетами Марри и Фейнмана столько же лет, сколько здесь обитали титаны. Приближаясь к ее кабинету, я расслышал, как она говорит кому-то:
– Ну вы и устроили этому операционисту.
Голос Марри ответил:
– Ой, вы слышали, да?
Голос Хелен:
– Как тут не услышать.
Марри вышел из ее кабинета. Кивнул. Я кивнул. Зашел к Хелен.
– У вас голова болит? – уточнила она, когда я попросил об аспирине. – Неудивительно.
Я глянул на нее вопросительно: в каком смысле?
– Не обижайтесь, но вы последнее время выглядите не очень-то счастливым.
– О, я просто… мучаюсь, чем дальше заниматься.
– Ну, я в физике ничего не смыслю, но, по-моему, это у всех тут бывает. Во всяком случае, у тех, кто еще не сдался.
Я возразил:
– У Фейнмана, небось, не бывает.
– У профессора Фейнмана? Да ну что вы, он подолгу бывал на мели. Все это знают – здесь-то уж точно. Но он всегда возвращается в форму. Уверена, и вы тоже сможете.
Она выдала мне лекарство. И добавила:
– А если нет, найдете себе еще, чем заняться в жизни. Вы пока молоды.
VIII
За годы работы в физике Фейнман решил несколько труднейших задач послевоенной эпохи. В промежутках между ними, как я сам убедился, действительно случались протяженные периоды бездействия. И, конечно же, он всегда возвращался в форму. Но тогда как Марри занимался почти исключительно физикой элементарных частиц, Фейнман внес важный вклад во многие области знания – физику низких температур, оптику, электродинамику. У него словно был дар отыскивать правильные задачи – и вовремя. Я терялся в догадках: каков его подход? К чему нужно большее дарования: к выбору правильной задачи или к ее решению? А если выбрал задачу, что требуется для ее решения?
Когда вы явились ко мне впервые и предложили обсудить мой подход к задачам, я запаниковал. Потому что я на самом деле не знаю. Это как спрашивать сороконожки, с какой ноги она ходит. Пришлось задуматься, оглянуться на пройденное и перебрать кое-какие задачки.
В некоторых случаях нахождение задачи для работы – результат очень хорошего творческого воображения. А решение может и близко этого навыка не потребовать. Но есть в математике и физике задачи, с которыми все наоборот. Они, эти задачи, будто очевидны, а вот решение – трудно. Трудно не заметить проблему, ко существующие техники и методики, а также объем известной информации – немногочисленны. И вот тогда решение – в изобретательности.
Очень хороший пример – теория относительности и тяготения Эйнштейна, общая теория относительности. С теорией относительности было ясно: требуется как-то объединить специальную теорию относительности, постоянную скорость света – c – явлением тяготения. Потому что так не пойдет – чтоб существовала и Ньютонова гравитация с бесконечными скоростями, и теория относительности, ограничивающая скорость. Вот и придется, значит, как-то видоизменить теорию тяготения.
Чтобы впихнуть гравитацию в теорию относительности, ее нужно было так или иначе приспособить – чтобы свет двигался с определенной скоростью. Не разгуляешься с такими вводными, в общем. Но как же этого добиться? Вот в чем штука!
Необходимость этого действия была Эйнштейну очевидна. Всем остальным – нет, потому что и специальная теория относительности пока не казалась очевидной. Но Эйнштейн уже пошел дальше. Он увидел эту следующую задачу. Она-то была очевидна – в отличие от ее решения, и оно потребовало предельного воображения. Ему предстояло выработать принципы! Он применил факт отсутствия веса у падающих предметов. И вот на это потребовалось все мыслимое воображение.
Ну или возьмем задачу, над которой я сейчас работаю. Для всех она совершенно очевидна. Вот есть у нас математическая теория под названием "квантовая хромодинамика", от которой ждут объяснения свойств протонов, нейтронов и всего остального.
В прошлом, чтобы проверить правильность теории, нужно было просто взять ее, глянуть, что получается в теории, и сверить с экспериментом. Тут все эксперименты уже проделаны. Нам известна прорва всяких свойств протонов. Ну нас есть теория. Трудность же заключается в том, что теория – новая, и мы не знаем, как вычислять ее следствия, потому что нам не хватает математических мощностей.
Надо изобрести способ. И как же это сделать? Придется создать или придумать его. Я не знаю, как. Вот пример очевидной задачи и трудного решения.
Чтобы найти эту теорию, понадобилось сложить много кусочков воображения: люди примечали закономерности и постепенно открывали разное, вплоть до кварков, а потом попытались нащупать простейшую теорию. У этой конкретной задачи долгая история, словом. Мы долго к ней шли, а теперь нас ткнули в нее носом.
Ткнули носом. Интересное он выбрал выражение Фейнман признал, что и он, бывает, отчаивается и меня это утешило.
Вот работаю я над этой очень трудной задачей уже несколько лет. Первым делом я попробовал найти какой-нибудь математический способ решения – уравнениями какими-нибудь. Как я это сделал? Как начал понимать? Наверное, это определяется трудностью поставленной задачи. В данном случае я просто все перепробовал. На это ушло два года, я возился с такими методами и с сякими. Может, это я и делаю – применяю все, что могу, не получается, и я тогда двигаюсь дальше, пробую иначе. Но тут я понял, когда все попробовал, что не выйдет. Никакие мои уловки не срабатывали.
И тогда я подумал: ну, вот если пойму, как эта штука себя ведет, хоть примерно, мне это подскажет более-менее, какие математические приемы применить. И потратил много времени, думая, как оно работает, хоть примерно.
Тут еще и кое-какие психологические штуки есть. Перво-наперво в ранние годы я брался только за труднейшие задачи. Мне нравятся самые трудные задачи. Которые никто не решил, а значит, шансы на решение у меня не слишком велики. Но теперь-то я чувствую, что добился положения, постоянной ставки и могу, не беспокоясь, тратить время на долгие проекты. Уже нет необходимости напоминать себе, что через год мне защищаться. Я, может, физически так долго не протяну, правда, но это меня не тревожит.
Его болезнь всегда была с нами, в одном кабинете – ангел смерти терпеливо ждал, когда истечет время Фейнмана.
Другой психологический аспект: мне нужна уверенность, что я могу срезать путь к этой задаче. То есть у меня есть некий талант, который другие ребята не применяют, или особый взгляд на предмет, а они по глупости своей не знают, какой он чудесный. Мне нужно думать, что у меня почему-то возможностей чуть больше, чем у других. В глубине души я знаю, что, скорее всего, причина эта ложная и, вероятно, этот конкретный подход уже был продуман другими. Наплевать. Я себя заморочиваю, что у меня больше шансов. Что мне есть что добавить. А иначе проще тогда ждать, пока кто-нибудь еще это сделает, кто угодно.
Но подход мой в том, что я никогда не есть в точности как кто-то еще. Всегда считаю, что существует дорога короче, всегда стараюсь найти другой путь. Думаю, именно потому, что пробую другой путь, все и получается. У них никаких шансов. Я это преувеличиваю. И потом на такое раздувание работаю. Все время считаю, что это как у африканцев, когда они идут на бой, колотят в барабаны и заводят себя. Разговариваю с собой и убеждаю себя, что задача моими методами решаема, а остальные ребята делают неправильно. Они своего не добились, потому что делают неправильно. А я пойду другим путем. Я себя уговариваю и раскачиваю в себе энтузиазм.
Штука вот в чем: если есть трудная задача, приходится работать над ней долго и упорно. Чтобы упорствовать, необходима убежденность, что оно того стоит, – много трудиться, ^то куда-то это тебя приведет. А для этого приходится себя морочить.
Вот с этой последней задачей я себя и впрямь надурил. Ничего не добился. Не мог сказать, что подход у меня хорош. Воображение подводит. Качественно я понял, как оно работает, но количественно не могу. Когда эта задача полностью решится, это все будет мое воображение. И всякий шум о величии способа решения. Но в самом деле все просто: сплошь воображение – и упорство.
Люди, никогда не работавшие в физике, обычно говорят о ней в эпитетах "сухая", "строгая" и "точная". Настоящая физика так же далека от этого, как прикладная юриспруденция от теоретических дебатов в юридической школе или медицинская практика от теории физиологии и заболеваний. Юриспруденция, может, и состоит из определенных правил, но ее применение подвержено толкованиям, знание здесь неполно, учитываются практические обстоятельства и психология тех, кто выносит решение. Медицина может описать в деталях симптомы болезни, но мало кто из пациентов приходит в кабинет врача с цитатами из учебника, описывающими их хворь. Физика – еще и искусство. Мало какие подлинные физические задачи можно считать, говоря строго, решенными. Для физика решение задачи включает в себя оценку, какие именно стороны того или иного явления составляют его суть, а на какие можно не обращать внимания, в какой части следует держаться математических расчетов, а в какой – видоизменять их. К примеру, атом водорода состоит из электрона, обращающегося вокруг протона. Это единственная разновидность атома – из сотни с лишним других, – чье квантовое уравнение можно решить строго. А стоит произвести простейшую манипуляцию – поместить атом водорода в магнитное поле, как уравнения, скорректированные с учетом магнитного поля, решить уже нельзя.
Возьмем задачу определения количества света, излучаемого атомом водорода в магнитном поле. Придется упрощать. Начать можно вот с чего: решить, что магнитное поле в этой постановке задачи – ключевой фактор, и отбросить всю математику, связанную с протоном; или же принять, что именно эффект, производимый протоном, – ключевой, и отбросить описания магнитного поля. Или – как поступил я в своей докторской диссертации – переписать уравнения так, будто в мире существует бесчисленное множество измерений. Решение исследовательской задачи физики требует одного допущения за другим, приближения за приближением – и громадных рывков воображения, которые именуются оригинальным мышлением. Оно требует способности двигаться вперед, следовать за интуицией и принимать в себе неполноту понимания того, что ты вообще делаешь. А главное, оно подразумевает веру в себя.
Подход Фейнмана к решению задачи квантовой хромодинамики сводился к написанию теории в упрощенном виде, чтобы глянуть, какие свойства теории – допущение. Работа Фейнмана над этой задачей похожа на один из его знаменитейших ранних трудов – теории жидкого гелия. Задача состояла в том, чтобы теоретически объяснить некоторые довольно причудливые свойства этой жидкости. К примеру, она не закипала, а если налить ее в мензурку, она перебиралась через край и утекала, пока мензурка не опорожнялась совсем. Наглядевшись, как физики намучились с прямым решением этой задачи, Фейнман в своем типично вавилонском стиле решил, что лучший подход – "махать руками, применять аналогии с системами попроще, рисовать картинки и выдвигать правдоподобные догадки". В этом – визитная карточка Фейнмана: не мощная математика, а мощное воображение в сочетании с физическим пониманием. Он решил задачу гелия в серии знаменитых статей в середине 1950-х. И, конечно, уповал на повторение успеха.
Фейнман не дожил до устранения затруднений квантовой хромодинамики. И через двадцать с лишним лет после нашего тогдашнего разговора они по-прежнему есть. Ныне единственные новые результаты, вычисленные из теории, произошли не от более глубокого понимания или математического решения теории, но благодаря постоянному применению все более мощных компьютеров.