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 незаряженной – другой. (Если в обоих случаях сила действует одна и та же, то заряженная частица будет терять энергию, а незаряженная – 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 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 неверно, 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 добавил:

– 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 один 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 «полуопережающими и полузапаздывающими потенциалами».

Далее 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 Ресселла.

Генри Норрис Ресселл – 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 известнейшим физиком, так что я уже успел пожелтеть 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 Ресселл 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, которую часто допускают 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 слушают, все уже поняли и увидели. Он этого не знает, он полагается только на вычисления, вот и выписывает кучу уравнений.

Уравнения я выписывал на доску заблаговременно, и тут ко мне подошел Эйнштейн:

– 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 случалось 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 у нас пока не так уж много 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 оттого, что на вопросы мне отвечать не придется, что толком к ним не прислушивался. Помню только, как поднимался 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 много лет.