Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность - читать онлайн книгу. Автор: Пол Халперн cтр.№ 13

Следуя примеру отца, Фейнман ценил широкий взгляд на мир, характерный для детей, и при всяком удобном случае возился с ними, показывая занимательные, озадачивающие аспекты науки. Еще дома, в Квинс, он любил демонстрировать любопытные явления сестре Джоан, на девять лет его младше.

Еще у Ричарда был брат, Генри, но он умер совсем маленьким, четырех недель от роду, в 1924 году, и это стало настоящей трагедией для семьи Фейнманов.

В детстве Джоан ассистировала Ричарду при его экспериментах с электричеством, получая «зарплату» – цент в неделю²⁰. Просьба о стакане воды превращалась в лекцию о круговом движении, когда он крутил стакан перед ее глазами и вода «чудесным образом» не проливалась… до тех пор, пока стакан не падал на пол.

Он демонстрировал сестре зеленые сполохи северного сияния и поощрял ее интерес к астрономии, и в конечном итоге она сделала академическую карьеру в этой области. Когда Фейнман поступил в Принстон, они продолжали писать друг другу о чудесах ночного неба.

Несмотря на растущий интерес Джоан к науке, Ричард никогда не пытался рассказать ей о своей работе с Уилером. Возможно, он полагал, что они занимаются вещами слишком «техническими» и очень далекими от астрономии. Точно так же он никогда не представил сестру наставнику, даже когда она стала старше.

Как вспоминала сама Джоан: «У меня не было никаких контактов с Уилером, и Фейнман не обсуждал со мной их работу»²¹.

Он же часто посещал дом на Баттл-роад и подружился с детьми Уилера. Ричард получал большое удовольствие, развлекая их своими научными фокусами. Позже эти трюки стали частью выработанного им образа «волшебника от науки», удивлявшего окружающих и заставлявшего их напрягать мозги в поисках объяснений.

Летиция и Джейми помнили, как Фейнман пришел к ним в те времена, когда они были еще очень маленькими, и показал им занимательный эксперимент. Он схватил жестянку с супом прямо со стола, где Джанет готовила обед, и заявил: «У меня для вас задача. У вас две одинаковые банки консервированного супа, но одна заморожена. Вопрос в том, если положить их рядом на наклонную поверхность и отпустить в один момент, какая достигнет низа первой?»²².

Этот научный трюк основан на том, что динамика жидкостей отличается от динамики твердых тел. Твердое вещество, такое как замерзший суп, вращается вместе с банкой, в которой оно находится, и таким образом расходует энергию на вращение, отнимая ее у энергии движения в пространстве. Жидкий суп не вращается вместе с контейнером и имеет возможность тратить большую часть энергии на перемещение с места на место. Это позволяет банке добраться до нижней точки несколько быстрее.

Следовательно, даже не открывая банку и не встряхивая ее, вы можете сказать, жидкое ее содержимое или твердое.

Разобравшись с этой задачей, Фейнман подкинул жестянку супа в воздух, нашел еще одну банку консервов, на этот раз с твердым содержимым, подбросил ее тоже и спросил детей, какая из банок упала быстрее. Базируясь на наблюдениях, они предположили, что та, внутри которой находится жидкость.

Ричард открыл жестянку, налил супа и показал, какими вкусными могут быть размышления по поводу физики.

Вместе с историей, посвященной банке консервов, Летиция вспоминала и другой визит Фейнмана, когда его небрежные манеры вступили в противоречие с более традиционными взглядами Джанет на то, как должен вести себя молодой человек. Супруга Уилера вошла, когда Ричард сидел, развалившись в кресле, и она сочла невежливым то, что он не встал, чтобы поприветствовать ее.

«У меня в памяти сохранился образ Фейнмана, – говорила Летиция. – У меня есть ощущение, что моя мать побеседовала с ним и заявила, что он должен вставать, когда с ним разговаривает женщина»²³.

Приглашать в гости магистрантов и молодых ученых было тогда общей практикой для преподавателей, особенно для тех, кто знал о европейской традиции частных резиденций как научных центров. Например, Нильс Бор и его жена Маргарет с удовольствием принимали начинающих исследователей в своем доме в Копенгагене, смешивая интересные дискуссии с легендарным датским радушием.

Сам Уилер бывал у своего наставника, а позже он смог вернуть услугу, когда уже они с супругой несколько раз приглашали к себе Бора. Для детей было волнующим приключением, когда настолько известный физик и его жена приезжали к ним в дом. Летиция прекрасно помнила, как она встречала миссис Бор, и даже у Элисон сохранилось кое-что в памяти.

Она рассказывала: «Нильс Бор сидел в любимом красном кресле моей матери. Говорил очень неразборчиво, и было трудно понять хотя бы слово из того, что он сказал»²⁴.

Невзирая на неразборчивую речь, предупреждение Бора оказало нужное воздействие на научное сообщество. Его тихие ремарки на семинаре с участием молодых ученых, в зависимости от их тона, могли поддержать или загнать в тупик карьеру выступающего.

Когда Бор выглядел возбужденным, как в день объявления о немецком открытии ядерного распада, коллеги-физики всегда принимали его слова во внимание.

Уже несколько ученых высказали тревогу по поводу того, что нацистская Германия может получить ядерное оружие, но от властей в ответ не прозвучало ничего, поскольку иногда Вашингтон действует очень медленно. Хотя Ферми контактировал с ВМФ в марте 1939-го, а Эйнштейн впервые написал Рузвельту в августе того же года, президент не увидел в деле никакой срочности.

Побуждаемый Силардом Эйнштейн отправил еще два письма в 1940-м, и правительство США наконец выделило около шести тысяч долларов на исследования в области ядерного распада (около 100 тысяч современных долларов, учитывая инфляцию). Только 6 декабря 1941 года, за день до того, как Япония атаковала Перл-Харбор, и Соединенные Штаты вступили в войну, стартовала по-настоящему, с хорошим финансированием американская атомная программа, позже получившая кодовое название «Проект «Манхэттен».

Статья Бора и Уилера показала: есть два возможных материала, с помощью которых можно запустить цепную реакцию: уран-235 и плутоний-239. Но чтобы получить каждый в достаточном количестве, требовались значительные технологические усилия. Уран-235 составляет крошечную долю в урановой руде, его нужно отделять от намного более распространенного урана-238. Исследования показали, что чисто химические процессы и другие общие методы разделения составляющих в данном случае не работают.

С плутонием-239 проблема состояла в ином: этот полностью искусственный элемент можно было создать только в ядерном реакторе посредством трансмутации урана.

Впереди маячили и другие трудности, такие как определение критической массы материала, необходимой для запуска цепной реакции, подготовка и хранение этого материала и так далее. «Манхэттен» стал в результате несравненным научно-техническим подвигом, в совершении которого приняли участие многие лучшие умы США (а также союзных Канады и Великобритании).

Фейнман и Уилер оказались завербованы, хотя решали разные задачи в разных точках пространства.