Я все пытался придумать, как бы заставить бактериофаги мутировать чаще, а сами мутации обнаруживать быстрее, однако прежде чем я до чего-либо додумался, лето закончилось, а продолжать и дальше заниматься этой проблемой мне не хотелось.
Впрочем, приближалось время моего годового творческого отпуска, и я решил провести его в той же биологической лаборатории, но занимаясь другой проблемой. Некоторое время я проработал с Матто Мезельсоном, потом с симпатичным малым из Англии, его звали Дж. Д. Смит. Проблема касалась рибосом, клеточной "машины", которая обеспечивает синтез белка из того, что мы теперь называем информационной РНК. Используя радиоактивные вещества, мы показали, что РНК может покидать рибосомы, а может и возвращаться в них.
Я провел очень кропотливую работу, промеряя и стараясь контролировать сразу все, и тем не менее у меня ушло месяцев восемь, прежде чем я понял, что существует один провальный этап, справиться с которым я не в состоянии. В те дни, готовя бактерии, из которых извлекались рибосомы, нам приходилось размалывать смешанный с глиноземом рабочий материал в ступке. Все остальные процессы были химическими, их удавалось контролировать, а вот движения пестика в ступке точно воспроизводить каждый раз было невозможно. В итоге ничего из моего эксперимента не вышло.
Стоит, наверное, рассказать и о том, как мы с Хильдегардой Лэмформ пытались выяснить, способен ли горох работать с теми же рибосомами, с какими работают бактерии. Вопрос стоял так: могут ли рибосомы бактерий создавать белки человеческого или каких-то других организмов. Хильдегарда разработала методику извлечения рибосом из гороха и внедрения в них информационных РНК - что позволяло им синтезировать тот белок, какой они вырабатывают в горошинах. Очень важно было понять, будут ли рибосомы, взятые из бактерий, получив "гороховую" информационную РНК, производить тот же белок, что и в горохе, или тот, который бактерии производили раньше. Наш эксперимент мог дать результаты очень серьезные, даже фундаментальные.
Хильдегарда сказала: "Мне нужны рибосомы бактерий, и много".
Мы с Мезельсоном извлекли для другого нашего эксперимента множество рибосом из кишечной палочки. И я сказал ей: "Черт, да берите, сколько хотите. У меня их в лабораторном холодильнике хоть пруд пруди".
Будь я хорошим биологом, мы с ней могли совершить фантастическое, наиважнейшее открытие. Да только хорошим биологом я не был. Идея была отличная, эксперимент ставился точно и правильно, оборудование у нас было что надо, - но я все испортил. Рибосомы мои оказались попросту грязными, - а это самая грубая ошибка, какую можно совершить в эксперименте подобного рода. Они провалялись у меня в холодильнике около месяца и успели смешаться с живыми организмами иного рода. Если бы я подготовил их должным образом, серьезно и тщательно, держа все под контролем, и передал бы ей, и наш эксперимент сработал бы, мы смогли бы первыми продемонстрировать единообразие жизни: доказать, что рибосомы, механизм синтеза белков, работают одинаково в любом организме. Мы с Хильдегард находились в правильном месте, делали правильное дело, однако я повел себя, как любитель - глупый и неряшливый.
Знаете, что это мне напоминает? Мужа мадам Бовари из романа Флобера, тупоумного сельского врача, додумавшегося до метода лечения искривленной стопы и в итоге искалечившего человека. Вот и я походил на этого бестолкового хирурга.
Статью о бактериофагах я так и не написал - Эдгар все просил и просил меня написать ее, но я не собрался с силами. Обычная история с человеком, работающим не в своей области: он не воспринимает ее всерьез.
Нет, кое-что я написал, в несколько вольном стиле. И послал мое сочинение Эдгару - читая его, он очень смеялся. Оно не отвечало стилю, в котором сочиняются статьи по биологии - сначала описание методики, потом все прочее. Я отвел слишком много места объяснениям того, что биологи знали и без меня. Эдгар все мной написанное сократил, но то, что у него получилось уже и сам я не понял. Не думаю, что этот опус был где-либо напечатан. Сам я его, точно, никуда не посылал.
Уотсон считал, что работа, проделанная мной с бактериофагами, не лишена интереса, и пригласил меня в Гарвард. Я прочитал в биологическом отделении доклад о двойных мутациях, происходящих в тесной близости одна от другой. Рассказал о моем предположении насчет того, что одна мутация преобразует белок, изменяя, скажем, рН аминокислоты, а другая производит противоположное изменение другой аминокислоты того же белка, частично уравновешивая первую мутацию, - не полностью, но в мере, достаточной, чтобы бактериофаг смог снова работать, как прежде. Я думал, что происходят два изменения одного и того же белка, химически компенсирующие друг друга.
Впоследствии выяснилось, что все обстоит иначе. Несколько лет спустя, исследователи, которым удалось основательно увеличить скорости и мутаций, и их детектирования, установили, что первая мутация полностью изменяет всю ДНК. Весь ее "код" менялся и "считывание" его оказывалось уже невозможным. При второй мутации код либо восстанавливался, либо воссоздавался. После чего его можно было считывать снова. Чем ближе, по месту, происходила вторая мутация, тем в меньшей степени она изменяла код и тем в большей мере бактериофаг восстанавливал утраченные им способности. В итоге было показано, что каждая аминокислота содержит три "шифровки".
В ту мою гарвардскую неделю Уотсон предложил мне поставить один эксперимент, и мы потратили на него несколько дней. Довести его до конца нам так и не удалось, однако я получил от одного из лучших в этой сфере научной деятельности людей некоторые представления о том, как делаются подобные вещи.
И все же, для меня это было событием: я провел семинар в биологическом отделении Гарварда! Мне всегда было интересно влезть в какую-то область и посмотреть, насколько я смогу в нее углубиться.
Занимаясь биологией, я приобрел большой опыт - научился правильно выговаривать кучу слов, понял, чего не следует включать в статью или в доклад для семинара, выяснил, в чем может состоять слабина эксперимента. И все же я любил физику, и хотел возвратиться к ней.
Великие умы
В принстонской аспирантуре я работал под руководством Джона Уилера. Он поставил передо мной задачу, но она оказалась слишком трудной, и никаких результатов я не получил. Поэтому я обратился к идее, которая возникла у меня раньше, еще в МТИ. Состояла эта идея в том, что электроны не способны воздействовать сами на себя - только на другие электроны.
Проблема заключалась в следующем: если разгонять электрон, он будет излучать энергию и, следовательно, терять ее. Это означает, что на него должна действовать сила. Причем для заряженной частицы она должна быть одной, а для не заряженной - другой. (Если в обоих случаях сила действует она и та же, то заряженная частица будет терять энергию, а не заряженная - не будет. Но это означало бы наличие двух решений одной задачи, чего быть никак не может.)
Согласно стандартной теории, эта сила возникает потому, что электрон действует сам на себя (она называется силой радиационного трения), а по моей идее электрон мог воздействовать лишь на другие электроны. И теперь я понял, что с этим связана некоторая проблема. (В МТИ, когда у меня возникла эта идея, я никакой проблемы не заметил - только в Принстоне.)
Я решил так: допустим, я задаю разгоняю какой-то электрон. Он воздействует на соседний электрон, разгоняя его, а ответное воздействие этого соседнего на первый и порождает силу реакции излучения. Я проделал кое-какие расчеты и показал их Уилеру.
И он тут же сказал:
- Нет, это не верно, поскольку воздействие меняется обратно пропорционально квадрату расстояния между электронами, а эта сила от такого рода параметров зависеть не должна. К тому же, она у вас окажется еще и обратно пропорциональной массе другого электрона и прямо пропорциональной его заряду.
Меня это озадачило, я решил, что он, должно быть, уже и сам провел расчеты. Я только потом понял, что когда ты даешь такому человеку, как Уилер, задачу, он сразу видит ее целиком. Это мне пришлось проводить расчеты, а Уилер просто все увидел.
А еще Уилер сказал:
- И потом тут ведь возникнет задержка - ответная волна вернется чуть позже, - так что речь у вас идет просто об отраженном свете.
- О! Ну конечно, - ответил я.
- Хотя, постойте-ка, - сказал он. - Предположим, что ответная реакция создается опережающей волной, идущей обратно во времени, так что она поспевает как раз, в нужный момент. У нас воздействие изменялось обратно пропорционально квадрату расстояния, но допустим, что электронов существует великое множество, что они заполняют все пространство и что число их как раз квадрату расстояния и пропорционально. В таком случае, все может компенсироваться.
В итоге мы выяснили, что дело это вполне возможное. Результаты у нас вышли хорошие, все в них сходилось одно к одному. Получилась вполне правдоподобная классическая теория, пусть и не похожая на стандартную максвелловскую или стандартную теорию Лоренца. Хорошая изобретательная теория, в которой не было никаких осложнений с бесконечностью самодействия. Она описывала воздействия и задержки обратных воздействий, распространяющиеся вперед и назад во времени - мы назвали это "полуопрежающими и полузапаздывающими потенциалами".
Следом мы с Уилером надумали обратиться к квантовой электродинамике, в которой также имелись (как я полагал) трудности с самодействием электрона. Нам представлялось, что если мы смогли избавиться от этих трудностей в классической теории, то сумеем справиться и с квантовой, сделав ее менее противоречивой.
После того, как мы разобрались с классической теорией, Уилер сказал мне:
- Фейнман, вы человек молодой, проведите-ка на эту тему семинар. Вам необходим опыт публичных выступлений. А я пока займусь квантовой теорией и после тоже проведу семинар.
Выступить с докладом мне предстояло впервые, и Уилер договорился с Юджином Вигнером о том, чтобы мое выступление включили в график семинаров.
За день или два до выступления я столкнулся в вестибюле с Вигнером.
- Фейнман, - сказал он, - по-моему, вы сделали с Уилером очень интересную работу, так что я пригласил на семинар Расселла.
Генри Норрис Расселл - знаменитый, величайший астроном того времени собирался посетить мой доклад!
А Вигнер продолжал:
- Думаю и профессору фон Нейману тоже будет интересно.
Джонни фон Нейман был величайшим из тогдашних математиков.
- А тут еще профессор Паули из Швейцарии приехал - ну, я и его пригласил.
Паули был физиком наиизвестнейшим, так что к этому времени я уже пожелтел от страха.
И наконец, Вигнер сказал:
- Профессор Эйнштейн на наших еженедельных семинарах появляется редко, однако ваша работа так интересна, что я направил ему особое приглашение - придет и он.
Наверное, к этому времени я был уже не желтым, а зеленым, потому что Вигнер прибавил:
- Нет-нет! Вы не волнуйтесь! Только должен вас предупредить: если профессор Рассел заснет, а заснет он непременно, это вовсе не будет означать, что семинар плох, - он на всех семинарах засыпает. И еще, если профессор Паули будет все время кивать, словно соглашаясь с каждым вашим словом, не обращайте на это внимания. У профессора Паули параличное дрожание.
Я пошел к Уилеру, перечислил всех знаменитостей, перед которыми он заставил меня выступить с докладом, и сказал, что мне как-то не по себе.
- Да все нормально, - ответил он. - Не волнуйтесь. На вопросы буду отвечать я.
Итак, я подготовился к докладу, а когда пришел назначенный день, совершил ошибку, в которую часто впадают не имеющие опыта выступлений молодые люди, - исписал всю доску уравнениями. Понимаете, молодой человек обычно не знает, что можно просто сказать: "Ну, вот это меняется обратно пропорционально тому, а это происходит вот так…" - потому что те, кто его слушает, все уже поняли и увидели. Он этого не знает, он полагается только на вычисления, ну и выписывает кучу уравнений.
Уравнения я выписывал на доску заблаговременно, и тут ко мне подошел Эйнштейн и сказал:
- Здравствуйте, я пришел на ваш семинар. Но сначала скажите, где тут можно чаю выпить?
Я все ему объяснил и вернулся к моим уравнениям.
И вот настало время выступления, вокруг сидели в ожидании великие умы! Мой первый научный доклад - да еще и в такой аудитории! Я думал, они от меня мокрое место оставят! Очень хорошо помню, как у меня тряслись руки, когда я доставал из конверта текст.
А после произошло чудо - по счастью, чудес в моей жизни случилось очень немало: как только я начал думать о физике, как только сосредоточился на том, что собираюсь объяснить, все прочие мысли из моей головы точно вымело - и нервничать я перестал совершенно. Приступив к докладу, я словно забыл, кто передо мной сидит. Я просто рассказывал о нашей идее - и все.
Однако к концу семинара мне начали задавать вопросы. Первым встает сидевший рядом с Эйнштейном Паули, и говорит:
- Я не думаю, что эта теория верна - по такой-то, такой-то и такой-то причинам, - и, повернувшись к Эйнштейну, он спрашивает: - Вы согласны со мной, профессор Эйнштейн?
Эйнштейн отвечает:
- Нееееееееет, - долгим таким, немецким "нет", очень вежливым. - Я считаю только, что было бы очень сложно разработать подобную же теорию для гравитационного взаимодействия.
Он подразумевал свое детище, общую теорию относительности. А затем Эйнштейн сказал:
- Поскольку к настоящему времени у нас отсутствует достаточное число экспериментальных подтверждений справедливости теории гравитации, я не питаю абсолютной уверенности в ней.
Эйнштейн понимал, что природа может и не отвечать положениям его теории, и проявлял чрезвычайную терпимость к чужим идеям.
Я жалею, что не запомнил возражений Паули, потому что несколько лет спустя, начав заниматься квантовой физикой, обнаружил, что теория наша неудовлетворительна. Возможно, великий физик сразу увидел проблему и разъяснил ее мне своими вопросами, но я испытывал такое облегчение от того, что на вопросы мне отвечать не придется, что толком к ним не прислушивался. Помню, я поднимался как-то с Паули по ступенькам Палмеровской библиотеки и он спросил:
- Что собирается рассказать Уилер о квантовой теории, когда придет время его семинара?
Я ответил:
- Не знаю. Он мне об этом не говорил. Он работает над ней самостоятельно.
- О? - отозвался Паули. - Работает над квантовой теорией и ничего своему ассистенту не рассказывает?
Тут он наклонился ко мне и сказал - негромко, словно сообщая секрет:
- Никакого семинара Уилера не будет.
И он оказался прав. Семинара Уилер так и не провел. Он думал, что квантовая часть теории окажется несложной, что все уже почти решено. Ан нет. Ко времени, на которое был назначен его семинар, он понял, что справиться с ней не может и сказать ему нечего.
Я, кстати, с ней тоже не справился - с квантовой теорией полуопережающих, полузапаздывающих потенциалов, - хоть и бился над ней многие годы.
О смешивании красок
Причина, по которой я называю себя человеком "некультурным", "антиинтеллектуалом", восходит еще ко времени моей учебы в старших классах школы. Я вечно боялся показаться "неженкой" и потому особой деликатности в отношениях с людьми себе не позволял. Я считал тогда, что человек настоящий никакого внимания на поэзию и тому подобные штучки обращать не должен. Откуда она вообще берется, эта самая поэзия, меня нисколько не интересовало! Поэтому к людям, которые изучали французскую литературу или отдавали слишком много времени музыке либо поэзии - всем этим "изыскам", - я относился отрицательно. Мне больше нравились жестянщики, сварщики, работники механических мастерских. Я считал, что человек, работающий в механической мастерской, умеющий что-то делать своими руками, - вот он-то и есть настоящий человек. Такую я занимал позицию. Для меня практичность была добродетелью, а всякая там "культура" или "интеллектуальность" - ничуть. Первое-то, разумеется, верно, зато второе - глупость полная.
Примерно такую же позицию я, как вы еще увидите, занимал, и обучаясь в аспирантуре Принстона. Я часто заходил, чтобы поесть, в симпатичный ресторанчик под названием "Дом Папы". И однажды, когда я сидел там, с верхнего этажа спустился и уселся рядом со мной перепачканный краской маляр. Мы разговорились, и он стал рассказывать о том, как много должен знать человек, занимающийся его ремеслом.
- Вот например, - сказал он, - если бы вам поручили покрасить стены этого ресторана, какую бы краску вы выбрали?
Я ответил, что не знаю, а он сказал:
- Вот до такой-то и такой высоты лучше положить краску темную, потому что люди, которые сидят за столиками, трутся локтями о стены, и если положить хорошую белую краску, она быстро запачкается. А выше сгодится как раз белая, она создаст впечатление чистоты ресторана.
Похоже, дело свое он действительно знал, и я внимательно его слушал, но тут он вдруг сказал:
- А еще надо разбираться в цветах - знать как смешивать краски, чтобы получить тот или этот цвет. Вот, к примеру, какие краски вы смешали бы, чтобы получить желтый цвет?
Какие краски надо смешивать, чтобы получить желтый цвет я не знал. Если бы речь шла о свете, я смешал бы зеленый и красный, но он-то говорил о красках. И я ответил:
- Я не знаю, как получить желтый цвет, не используя желтой краски.
- Ну, - сказал он, - смешайте белую с красной и получите желтую.
- А разве не розовую?
- Нет, - заверил он меня, - именно желтую.
И я ему поверил, ведь он же был профессиональным маляром, а я перед такими людьми всегда преклонялся. Хотя мне все-таки оставалось не понятным, как это получается.
И тут мне пришла в голову мысль:
- Должно быть, в этом случае происходят какие-то химические изменения. Вы используете какие-нибудь особые пигменты, чтобы произвести химические изменения?
- Да нет, - сказал он, - пигменты сойдут любые. Сходите в магазинчик "пять и десять", купите обычную банку красной краски и такую же белой, я смешаю их и покажу вам, как получить желтую.
Тут я подумал: "С ума сойти. Я кое-что понимаю в красках и знаю, как получить желтую, но он, должно быть, умеет делать что-то такое, благодаря чему получается желтый цвет. Надо выяснить, что это!".
И я сказал:
- Ладно, краски я вам принесу.
Маляр снова поднялся наверх, чтобы заняться работой, а ко мне подошел владелец ресторана, сказавший:
- Чего вы с ним спорите? Он маляр и всю жизнь был маляром, он говорит, что знает, как получить желтый колер. Зачем же спорить-то?
Мне стало неловко. Я просто не знал, что ответить. И, наконец, сказал:
- Я тоже всю жизнь занимаюсь светом. И думаю, что из красного с белым получить желтый нельзя - только розовый.
Ну и пошел я в магазин, купил краски, принес их в ресторан. Маляр спустился сверху, к нам подошел и хозяин ресторана. Я поставил банки с красками на старый стул маляр начал их смешивать. То красной побольше добавит, то белой - все равно получается розовый цвет, - а он все смешивает и смешивает. Наконец, он пробормотал что-то вроде: "Я обычно тюбик с желтой краской использую, чтобы цвет был поярче, - немного бы добавить, вот и получится желтый".