Ричард Фейнман - Радость познания

• Название: Радость познания
• Автор: Ричард Фейнман
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-17-078430-1

Ричард Фейнман (1918–1988) — выдающийся американский физик, удостоенный Нобелевской премии по квантовой электродинамике, один из создателей атомной бомбы, автор знаменитого курса лекций, который стал настольной книгой для каждого, кто открывает для себя потрясающий мир физики.

Великолепная коллекция коротких работ гениального ученого, талантливого педагога, великолепного оратора и просто интересного человека Ричарда Фейнмана — блестящие, остроумные интервью и речи, лекции и статьи. Вошедшие в этот сборник работы не просто дают читателю представление об энциклопедическом интеллекте прославленного физика, но и равно позволяют заглянуть в его повседневную жизнь и внутренний мир.

Книга мнений и идей — о перспективах науки, об ответственности ученых за судьбы мира, о главных проблемах бытия — познавательно, остроумно и необыкновенно интересно.

---

Вопрос: Существуют ли какие-нибудь ограничения, связанные с принципом неопределенности? Есть ли фундаментальные ограничения на энергию и шкалу времени в вашей схеме обратимой машины?

Ответ: Моя точка зрения такова. Нет никаких других квантово-механических ограничений. Надо тщательно различать понятия необратимых потерь или расхода энергии, тепловой энергии, генерируемой при работе машины, и энергии движущихся частей, которые можно извлекать из машины. Существует соотношение между временем и энергией, которую можно извлекать. Но именно эта энергия не имеет значения и не важна для рассмотрения. Лучше задать вопрос, добавляем ли мы тс2, энергию покоя всех атомов, которые есть в устройстве? Я скажу только о потере энергии, умноженной на время — на эту величину нет ограничений. Однако верно и то, что если вам надо выполнить вычисления с некоторой экстремально высокой скоростью, то вы должны снабдить машину быстро движущимися частями, обладающими энергией, но эта энергия не связана с потерями на каждом этапе вычислений; она проходит через прибор благодаря инерции.

Ответ (обращаясь ко всем, а не только к автору вопроса): Коль скоро я затронул вопрос о бесполезности идей, мне хотелось бы кое-что добавить. Я ждал, спросите ли вы меня, но вы не задали этот вопрос. И все-таки я отвечу на него. Как построить машину с такими малыми размерами, чтобы нам пришлось разместить атомы на специальных местах? Сегодня у нас нет аппаратуры с движущимися деталями, размеры которых экстремально малы, в масштабах атомов или сотен атомов, но не существует никаких физических ограничений в каждом направлении. Когда мы укладываем кремний даже в сегодняшних условиях, нет причин, почему бы его маленькие кусочки нельзя было разложить в виде маленьких островков, так чтобы они были подвижными. Мы могли бы также разместить маленькие струйки так, чтобы можно было выдавливать различные химикалии в определенных местах. Мы можем сконструировать аппаратуру, которая исключительно мала, такую аппаратуру легко контролировать нашими компьютерными схемами. Разумеется, ради шутки и интеллектуального удовольствия вообразим машины в несколько микрон в поперечнике с колесиками и кабелями, соединенными внутри проводками, кремниевыми соединениями, так что все это вместе — очень большое устройство, движущееся не как неуклюжие тугоподвижные машины, а плавно, как лебединая шея. И вдобавок это устройство представляет целый набор маленьких машин, все клеточки которых взаимно соединены и все мягко контролируются. Почему бы нам самим не сделать этого?

3. Лос-Аламос — взгляд снизу

А теперь поговорим немного о другом — окунемся в россыпи воспоминаний шутника Фейнмана (даже не упоминая о взломе сейфов), о его приключениях и злоключениях в Лос-Аламосе: о получении отдельной комнаты с помощью нарушения непреложного правила: «никаких женщин на мужской половине общежития»; о его хитроумных проделках с местными цензорами; о его общении с великими учеными — Робертом Оппенгеймером, Нильсом Бором и Гансом Бете; и о необычайной популярности единственного человека, непосредственно наблюдавшего взрыв первой атомной бомбы без защитных очков; о приобретенном неоднозначном опыте, который навсегда изменил Фейнмана.

Лестное введение профессора Хирчфелдера совершенно не соответствует моему рассказу «Лос-Аламос — взгляд снизу». «Взгляд снизу» означает именно то, что означает — хотя в настоящее время я относительно известен, в те годы никто и не помышлял о моем существовании. Когда я начал работать над Манхэттенским проектом[9], я даже не закончил свою докторскую диссертацию. Многие из тех, кто рассказывает вам о Лос-Аламосе, были знакомы с кем-нибудь из высших эшелонов власти или знали что-то о людях, принимающих судьбоносные решения. Меня не волновали великие решения. Я всегда барахтался где-то внизу. Правда, я не был на абсолютном дне. Как оказалось, я даже отчасти продвинул несколько исследовательских этапов, но я не был большим человеком. Итак, я хочу рассказать вам о несколько иных обстоятельствах — не тех, о которых говорилось во введении; представьте себе юного аспиранта, который еще не получил степени и работает над диссертацией. Сначала я расскажу, как я попал в проект, а потом — что со мной происходило, — только то, что происходило со мной во время работы в проекте.

Как-то раз работаю я в своей комнате[10], и вдруг ко мне вбегает Боб Уилсон[11]. Я работал как черт, но при этом был известный шутник — над чем вы смеетесь? — так вот, Боб Уилсон заглянул и сказал, что ему предложили участвовать в некоторой работе, которая, кстати, хорошо финансировалась, что это секрет, но он думает, что я никому не проговорюсь, а рассказывает мне об этом потому, что уверен, что как только я узнаю, чем он собирается заниматься, то непременно захочу к нему присоединиться. И он обрисовал мне задачу разделения различных изотопов урана. В конечном счете, как я понял, он должен был заниматься бомбой. Он собирался разработать процесс разделения изотопов урана. Правда, как оказалось в процессе дальнейшей работы, для разделения изотопов использовали другую методику. Все это он мне объяснил и сказал, что встреча состоится… Но я ответил, что не хочу этим заниматься. Он сказал, ладно, но встреча назначена на три часа, и там мы увидимся. Я тоже сказал, ладно, и он растолковал мне, почему я никому не должен проболтаться о секрете — но я и не собирался болтать. Итак, я вернулся к своей работе над диссертацией, высидел над ней примерно три минуты. И начал вышагивать из угла в угол и размышлять над этой задачей. У Германии был Гитлер и очевидная вероятность разработать атомную бомбу, разработать ее раньше нас — такая перспектива устрашала. Короче говоря, я решил сходить в три часа на встречу. А к четырем часам я уже обзавелся рабочим столом в кабинете и пытался вычислить, ограничен ли данный конкретный метод полным током, который можно получить в ионном пучке и прочими вещами. Не буду вдаваться в детали. У меня был рабочий стол, бумаги, я работал так энергично и быстро, как только мог. Справа от меня парни собирали аппаратуру, планируя соответствующие эксперименты. Все это напоминало кинофильм, в котором вы видите куски оборудования, изрыгающие бру-у-уп, бру-у-уп… Ежеминутно их чудо-установка становилась все больше и больше. Кончилось тем, что все ребята решили поработать на ней и приостановили свою исследовательскую работу. Во время войны вся наука остановилась, за исключением небольшой ее части в Лос-Аламосе. Там было тоже не так много науки, скорее много инженерии. Они беззастенчиво крали оборудование у ученых-исследователей, и все оборудование из различных исследовательских групп было свезено вместе для конструирования новой аппаратуры, необходимой для основного эксперимента — попытаться разделить изотопы урана. Я приостановил свою работу по той же причине. Через некоторое время мне пришлось взять шестимесячный отпуск и закончить диссертацию. Итак, я получил степень перед самым отъездом в Лос-Аламос и уже пребывал не на самой низкой ступени, как уверял вас до этого.

Здесь, работая в проекте еще в Принстоне, я получил свой первый опыт общения с великими учеными. Я никогда раньше не видел так много великих людей. Там существовал координационный совет, который был призван направлять нас, оказывать нам всяческое содействие и, разумеется, помочь нам найти способ разделения изотопов урана. В совет входили знаменитые ученые — Толмен и Смит, Юри, Раби и Оппенгеймер, и многие другие. Входил в совет, например, Комптон. Меня повергала в жуткий шок та неразбериха, которая царила на заседаниях совета. Я с удовольствием там присутствовал, поскольку понимал теорию процесса, который мы разрабатывали. Поэтому они задавали мне вопросы, и затем мы вместе все это обсуждали. Кто-нибудь высказывал свою точку зрения, и после этого, например, Комптон, высказывал другую точку зрения, казалось бы, он был совершенно прав, и идея выглядела разумно — в заключение он заявлял, что мы должны двигаться в таком-то направлении. Другой ученый непременно очень толково возражал, что, может быть, есть другая возможность, которую нам следует рассмотреть. Другая возможность, которую нужно рассмотреть, — я просто подскакиваю! Ему, Комптону, приходится отстаивать свою точку зрения заново! Итак, все противоречили друг другу, и вся картина за столом полностью повторялась! Наконец Толмен, который председательствует на этот раз, подводит итог: хорошо, мы слышали все аргументы, мне кажется, что аргументация Комптона наиболее убедительна, а теперь нам надо двигаться вперед. Я был совершенно потрясен — совет состоял из ученых, которые могли бы вместе высказать целый ворох блестящих идей, а вместо этого каждый по отдельности рассуждал о новоиспеченном аспекте задачи, вспоминал, что говорили другие, сосредотачивался на этом. И под конец совет принимал решение, чья идея лучше, суммировал ее со всеми остальными без должного троекратного обсуждения. Вы понимаете, что я хочу сказать? Для меня это казалось невероятным — ведь они были в самом деле великими людьми!