Ричард Фейнман - «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»

• Название: «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»
• Автор: Ричард Фейнман
• Жанр: Физика
• Год: 2001
• ISBN: 5-93972-087-0

Книга рассказывает о жизни и приключениях знаменитого ученого-физика, одного из создателей атомной бомбы, лауреата Нобелевской премии, Ричарда Филлипса Фейнмана. Эта книга полностью изменит ваш взгляд на ученых; она рассказывает не об ученом, который большинству людей представляется сухим и скучным, а о человеке: обаятельном, артистичном, дерзком и далеко не таком одностороннем, каковым он смел себя считать. Прекрасное чувство юмора и легкий разговорный стиль автора сделает чтение книги не только познавательным, но и увлекательным занятием.

Для широкого круга читателей.

---

Я очень тщательно выполнял работу, измеряя и стараясь все проконтролировать, но мне понадобилось восемь месяцев, чтобы осознать, что один из шагов был небрежным. В те дни для получения рибосом из бактерий их растирали с окисью алюминия в ступке. Все остальное было химическим и все под контролем, однако как толочь пестиком при растирании бактерии? Повторить эту процедуру было невозможно. Поэтому из эксперимента ничего и не вышло.

Теперь, я полагаю, нужно рассказать о времени, которое я провел с Хильдегардой Ламфром, стараясь выяснить, могут ли в горошинах использоваться те же рибосомы, что и в бактериях. Вопрос состоял в том, могут ли рибосомы бактерий вырабатывать белки людей или других организмов. Она (Хильдегарда) разработала схему для получения рибосом из горошин и передачи им РНК-посланника так, чтобы они производили белки гороха. Мы поняли, что весьма драматический и важный вопрос заключается в следующем: будут ли рибосомы от бактерий после получения РНК-посланника, взятого из горошин, производить белки гороха или бактерий? Это должен был быть очень значительный, фундаментальный эксперимент.

Хильдегарда сказала: «Мне понадобится много рибосом из бактерий».

Мезельсон и я еще раньше извлекли огромное количество рибосом из E-coli для другого опыта. Я сказал: «Черт возьми, я просто отдам тебе те рибосомы, что у нас уже есть. У нас большой запас в моем холодильнике в лаборатории».

Мы могли бы сделать фантастическое, жизненно важное открытие, если бы я был хорошим биологом. Но я не был хорошим биологом. У нас была хорошая идея, хороший эксперимент, подходящее оборудование, но я запорол все дело – я дал ей инфицированные рибосомы, грубейшая возможная ошибка в экспериментах подобного рода. Мои рибосомы пролежали в холодильнике почти месяц и загрязнились другими живыми созданиями. Если бы я приготовил эти рибосомы быстро и тщательно снова и дал бы их Хильдегарде, держа все под контролем, эксперимент обязательно удался бы, и мы были бы первыми людьми, продемонстрировавшими однородность жизни – машинерия продуцирования белков, рибосомы, одни и те же в каждом живом существе. Мы были в правильном месте, делали правильные вещи, но я делал их как любитель – тупо, небрежно.

Знаете, кого мне это напомнило? Мужа мадам Бовари из книги Флобера, скучного сельского доктора, который имел некоторые представления о том, как исправлять косолапость, но все, что он делал, – портил людей. Я был похож на этого неопытного хирурга.

Другую работу о фагах я так никогда и не написал. Эдгар все время просил меня ее написать, но я так и не собрался. Работа не в своей области не воспринимается серьезно, вот в чем неприятность.

Я написал кое-что неофициально по этому поводу и послал Эдгару, который здорово посмеялся, читая материал. Он не был изложен в стандартной форме, используемой биологами – сначала процедура и т.д. Прорва времени была потрачена на объяснение вещей, которые знали все биологи. Эдгар сделал сокращенный вариант, но я не смог его понять. Я не думаю, что они его опубликовали. Сам я этого не делал.

Уотсон подумал, что все мои упражнения с фагами имеют определенный интерес, поэтому он пригласил меня приехать в Гарвард. Я сделал доклад в биологическом отделе о двойных мутациях, происходящих почти вместе, и рассказал о своей догадке, сводившейся к следующему. Одна мутация производила изменение в белке, такое как изменение pH аминокислоты, в то время как другая мутация производила другое изменение в другой аминокислоте в том же белке, так что первая мутация частично компенсировалась. Компенсация не была абсолютной, но достаточной для того, чтобы фаг «ожил». Я думал, что эти два изменения происходили в одном и том же белке и химически компенсировали друг друга.

Оказалось, что это не так. Люди, которые несомненно развили более быструю технику для генерации и детектирования мутаций, несколько лет спустя выяснили, что на самом деле происходило следующее. В результате первой мутации недоставало целого основания ДНК. Теперь код был смещен и не мог более быть считан. Вторая мутация либо приводила к вставлению лишнего основания, либо исчезали еще два. Тогда код можно было прочесть опять. Чем ближе к первой мутации происходила вторая, тем меньше информации изменялось при двойной мутации, и тем полнее фаг восстанавливал свои потерянные возможности. Таким образом был продемонстрирован факт существования трех «букв» для кодирования каждой аминокислоты.

Пока я неделю был в Гарварде, Уотсон кое-что предложил, и в течение нескольких дней мы вместе поставили опыт. Это был незавершенный эксперимент, но я выучился новой технике от одного из лучших людей в этой области.

Это был мой величайший момент: я давал семинар по биологии в Гарварде! Я всегда так поступаю, влезаю во что-нибудь и смотрю, как далеко там можно продвинуться.

Я много чему выучился в биологии и получил большой опыт. Усовершенствовался в произношении слов, в обнаружении слабых мест экспериментальной техники, узнал, чего не надо включать в статью или семинар. Но моей любовью была физика, и я хотел вернуться к ней.

Чудовищные умы

Будучи выпускником в Принстоне, я работал ассистентом-исследователем под руководством Джона Уилера. Он давал мне задачи, я работал, становилось жарко, но дело не двигалось. Поэтому я вернулся к идее, которая у меня была раньше, в МТИ. Идея состояла в том, что электрон не действует сам на себя, а действует на другие электроны.

Проблема была в следующем: когда встряхиваешь электрон, он излучает энергию, т.е. теряет некоторую часть. Значит, на него должна действовать сила. И эта сила различна в двух случаях – когда он заряжен и когда не заряжен (если бы силы были одинаковы, в одном случае он бы терял энергию, а в другом – нет. Но ведь не может быть двух разных ответов в одной и той же задаче).

По стандартной теории сила создавалась электроном, действующим на самого себя (она называлась силой реакции излучения). У меня же электроны воздействовали только на другие электроны. К этому времени стало ясно, что имеются трудности. (В МТИ возникла лишь идея, а проблем я не заметил, но ко времени переезда в Принстон, я уже знал, в чем проблема.)

Я подумал: встряхну данный электрон; это заставит встряхнуться соседний электрон, а обратная реакция соседнего электрона на первый и будет той причиной, которая вызывает силу реакции излучения. Итак, я сделал некоторые вычисления и показал их Уилеру.

Уилер прямо сразу сказал: «Ну, это неправильно, потому что эффект изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния до другого электрона, а нужно, чтобы вообще не было зависимости ни от какой из этих переменных. Эффект также будет обратно пропорционален массе другого электрона и пропорционален его заряду».

Я заволновался и подумал, что он, должно быть, уже делал это вычисление. Лишь позднее я понял, что человек вроде Уилера немедленно видит все эти вещи, как только даешь ему задачу. Я должен был вычислять, а он мог видеть.

Затем он сказал: «Кроме того, будет задержка во времени – волна возвращается с опозданием – поэтому все, что Вы описали, – просто отраженный свет».

– О, конечно, – сказал я.

– Но подождите, – сказал он, – давайте предположим, что воздействие возвращается опережающей волной – действует вспять по времени – и поспевает как раз к нужному моменту. Мы видели, что эффект меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, но предположим, что есть много электронов, они во всем пространстве, их число пропорционально квадрату расстояния. Тогда, может быть, нам и удастся все скомпенсировать.

Выяснилось, что все это действительно можно сделать. Все вышло очень хорошо и очень хорошо сходилось. Эта была классическая теория, которая могла бы быть правильной, даже хотя она и отличалась от максвелловской или лоренцевской стандартной теории. В ней не было никаких проблем с бесконечным самодействием, и она была хитроумной. В ней были взаимодействия и задержки, опережения и запаздывания по времени – мы назвали это полуопережающими-полузапаздывающими потенциалами.

Уилер и я, мы подумали, что следующая задача – переход к квантовой теории, в которой были трудности (как я думал) с самодействием электрона. Мы рассчитывали, что избавившись от трудности сначала в классической физике и сделав затем из этого квантовую теорию, мы могли бы и ее привести в порядок.

Теперь, когда мы получили правильную классическую теорию, Уилер сказал: «Фейнман, ты – молодой парень, ты должен выступить на семинаре. Тебе нужен опыт в выступлении с докладами. Тем временем я разработаю квантовую часть и дам семинар на эту тему позже».

Итак, это должен был быть мой первый технический доклад, и Уилер договорился с Эугеном Вигнером, чтобы доклад вставили в план регулярных семинаров.