Еще будучи студентом-старшекурсником в Принстоне, я уже проводил научные исследования под руководством Джона Уилера. Он дал мне задачу, над которой я должен был работать, но она оказалась очень трудной, и я не продвинулся ни на шаг. Тогда я вернулся к идее, которая пришла мне в голову раньше, еще в МТИ. Идея состояла в том, что электроны не действуют на себя, они действуют только на другие электроны. Проблема была вот в чем. Когда вы толкаете электрон, он излучает энергию, так что налицо потеря энергии. Значит, на электрон должна действовать сила. И сила должна быть разной, когда электрон заряжен и когда он не заряжен. (Если бы сила была совершенно одинаковая, то в одном случае электрон терял бы энергию, а в другом нет. Но в одной и той же задаче не может быть двух разных ответов). Классическая теория утверждала, что эта сила происходит от действия электрона на самого себя (так называемая сила реакции излучения), а у меня были только электроны, действующие на другие электроны. К тому времени я уже понял, что здесь возникают некоторые трудности. (Когда я учился в МТИ, я не заметил этой проблемы, но к моменту моего приезда в Принстон я уже знал о ней.)
Я рассуждал вот как. Я толкну один электрон. Он толкнет несколько соседних электронов, и обратное воздействие этих электронов будет источником силы реакции излучения. Я проделал кое-какие вычисления и принес их Уилеру.
Уилер сразу же сказал: «Ну, это неверно, потому что то-то обратно пропорционально квадрату расстояния до других электронов, тогда как оно вообще не должно зависеть от этих переменных. Оно также обратно пропорционально массе другого электрона; оно пропорционально заряду другого электрона».
Я был озадачен: я не мог понять, когда он успел проделать вычисления. Только позже я понял, что такие люди, как Уилер, могут немедленно увидеть все эти вещи, когда вы даете им проблему. Я должен был считать, а они могли видеть.
«И взаимодействие будет запаздывать, — волна возвращается поздно, — так что все, что вы описали — это отраженный свет».
«Да, конечно», — говорю я.
«Но погодите-ка», — продолжает он. «Предположим, что взаимодействие возвращается с опережающей волной — реакции назад во времени, — так что оно приходит обратно в нужный момент. Мы с вами видели, что воздействие обратно пропорционально квадрату расстояния, но пусть у нас имеется много электронов, пусть они заполняют все пространство: их количество пропорционально квадрату расстояния. Тогда, может быть, нам удастся все уравновесить.
Мы обнаружили, что это и в самом деле можно сделать. Все вышло очень изящно и давало точные результаты. Это была строгая теория, которая могла быть верной, хотя и отличалась от классических теорий Максвелла и Лоренца. В ней не возникало никаких проблем с бесконечностью самодействия, она была сложна и красива. Там были действия и запаздывания, вперед и назад во времени, — мы назвали ее «теория полуопережающих и полузапаздывающих потенциалов».
Мы с Уилером думали, что следующим шагом должно быть обращение к квантовой электродинамике, которая (как я думал) имела трудности с самодействием электрона. Мы считали, что если нам удастся избавиться от этих трудностей в классической теории, а потом построить на ее основе квантовую, то и там все будет в порядке. Теперь, когда мы разобрались с классическим случаем, Уилер сказал мне: «Фейнман, вы молоды, вам следует провести на эту тему семинар. Вам нужно учиться делать доклады. А я пока разработаю квантовую часть и доложу ее на семинаре позже».
Это был мой первый научный доклад; Уилер договорился с Юджином Вигнером, чтобы он был включен в расписание семинара. За день или за два до доклада я встречаю Вигнера в коридоре. «Фейнман», — говорит он. «Я нахожу вашу с Уилером работу очень интересной, так что я пригласил Рассела на этот семинар». Генри Норрис Рассел, знаменитый, выдающийся астроном современности, придет на мою лекцию! Но Вигнер еще не кончил: «Я думаю, профессору фон Нейману это также будет интересно». Джонни фон Нейман был величайшим математиком из всех, о которых я слышал. «И так случилось, что профессор Паули как раз приехал из Швейцарии, так что я пригласил прийти и его», — Паули был очень известным физиком, и к этому моменту мое лицо стало желтым. Наконец, Вигнер говорит: «Профессор Эйнштейн только изредка посещает наши еженедельные семинары, но
ваша работа так интересна, что я специально пригласил его, так что он тоже придет». К этому времени я уже, должно быть, стал зеленым, потому что Вигнер добавил: «Нет, нет! Не волнуйтесь! Хотя я должен вас предупредить: если профессор Рассел заснет, — а он, без сомнения, заснет, — это не означает, что семинар плох; он засыпает на всех семинарах. С другой стороны, если профессор Паули все время кивает головой, и кажется, что он согласен со всем, что вы говорите, не обращайте внимания. У профессора Паули тик». Я пошел к Уилеру и перечислил ему всех этих знаменитых, великих людей, которые придут на мой семинар, и сказал ему, что я чувствую себя очень скверно. «Все в порядке», — говорит он. «Не беспокойтесь. Я сам отвечу на все вопросы».
Я подготовил доклад, и в назначенный день я пришел и стал делать то, что часто делают молодые, неопытные докладчики, — я стал писать на доске слишком много уравнений. Такой докладчик не может просто сказать: «Конечно, это обратно пропорционально тому, и то-то имеет такой-то вид», — ведь все, кто его слушают, уже знают это; они могут видеть это. Но он
не знает этого. Он может только вывести это, проделав всю алгебру — отсюда эти нагромождения уравнений. Пока я расписывал этими уравнениями всю доску, до начала семинара,
входит Эйнштейн и дружелюбно так говорит: «Привет, я пришел на ваш семинар. Но прежде всего я хочу знать, где чай?» Я сказал ему и продолжал писать уравнения. Затем настало время делать доклад, и вот передо мной сидят все эти чудовищные мозги и ждут! Мой первый научный доклад — и такая аудитория! Ну, думаю, сейчас они пропустят меня через соковыжималку! Я отчетливо помню, как дрожали мои руки, когда я доставал свои записи из коричневого конверта.
Но потом произошло чудо, и оно с тех пор снова и снова происходит со мной, и это мое счастье: в ту самую секунду, когда я начинаю думать о физике и должен сосредоточиться на том, что я объясняю, я забываю обо всем остальном, — я совершенно перестаю волноваться. Так что когда я начал доклад, я забыл, кто находится в комнате. Я просто объяснял идею, вот и все.
Но потом я кончил, и настало время вопросов. Первым был Паули, который сидел рядом с Эйнштейном. Он встал и сказал: «Я не тумаю, что эта теория ферна, потому что фот, фот и фот», и он поворачивается к Эйнштейну и спрашивает: «Вы согласны, профессор Эйнштейн?» Эйнштейн говорит: «Не-е-е-е-е-е-е-е-е-е-е-е-ет», прелестное немецкое «нет» — очень вежливое. «Я только нахожу, что будет очень трудно построить соответствующую теорию для гравитационного взаимодействия». Он имел в виду общую теорию относительности, это было его дитя. «Поскольку у нас нет сейчас достаточного количества экспериментальных данных, я не вполне уверен в правильности теории гравитации». Эйнштейн учитывал, что реальность может отличаться от того, что утверждает его теория; он был очень терпим к другим идеям.
Я очень жалею, что не запомнил тогда, что сказал Паули, потому что годы спустя я обнаружил, что наш подход не годится для построения квантовой теории. Возможно, этот великий человек сразу же заметил трудность и объяснил мне ее в своем вопросе, но я испытывал такое облегчение от того, что не должен отвечать на вопросы, что даже толком их не слушал. Я все же помню, как мы с Паули поднимались по ступеням Пальмеровской библиотеки, и он спросил меня: «Что собирается рассказывать Уилер о квантовой теории на своем семинаре?»
Я говорю: «Я не знаю. Он не сказал мне. Он сам работает над этим»
«В самом деле? Человек работает и не говорит своему ученику и коллеге, как у него дела с квантовой теорией?» Он придвинулся ко мне и произнес тихим, заговорщицким голосом: «Уилер никогда не проведет этот семинар».
И это правда. Уилер не провел этот семинар. Он думал, что будет легко разработать квантовую часть; он думал, что она почти у него в руках. Но он ошибался. И к тому времени, как нужно было делать доклад, он понял, что не знает, как быть с квантовой теорией, и поэтому ему нечего было сказать. Я тоже никогда не построил ее, — квантовую теорию полуопережающих, полузапаздывающих потенциалов, — а я работал над ней годами.
Отрывок из книги «Несомненно, вы шутник, мистер Фейнман» Ричарда Фейнмана.
