«Мечты о Земле и о небе». Глава из книги

Глава 15. Ричард Фейнман: «Серьезные комиксы»

За последнюю сотню лет, когда радио и телевидение создали глобальную массовую индустрию развлечений в том виде, в котором мы ее знаем, в сфере науки появились две суперзвезды: Альберт Эйнштейн и Стивен Хокинг. Менее яркие светила, такие как Карл Саган, Нил Деграсс Тайсон и Ричард Докинз, безусловно, очень известны, но не так, как Эйнштейн и Хокинг. У Сагана, Тайсона и Докинза есть почитатели, которые понимают суть их исследований и восхищаются их достижениями в науке. У Эйнштейна и Хокинга есть почитатели, которые практически не разбираются в науке и восхищаются ими как личностями, а не как учеными.

В общем и целом люди, выбирая себе кумиров, демонстрируют хороший вкус. Эйнштейн и Хокинг заслужили свой статус суперзвезд не только за научные достижения, но и благодаря своим выдающимся человеческим качествам. Они оба великолепно подходят на роль идолов, принимая любовь публики со скромностью и юмором, грамотно продумывая провокационные высказывания, чтобы поддерживать внимание к своей персоне. Они оба посвятили свою жизнь бескомпромиссной борьбе с загадками природы и все же успевали находить время на повседневные человеческие заботы. Люди вполне заслуженно записали их в число настоящих героев, гуманистов и волшебников от науки. Недавно вышли две книги, в которых был поднят вопрос о том, можно ли считать новой суперзвездой Ричарда Фейнмана. Книги очень отличаются друг от друга и по стилю, и по содержанию. Книга Лоуренса Краусса под названием «Квантовый человек» — это повествование о Фейнмане как об ученом, где лишь вскользь упоминается о событиях его личной жизни, о которых очень подробно рассказывалось в ранее изданных биографиях¹. Крауссу удалось простым языком объяснить самую суть научных изысканий Фейнмана. В отличие от всех предыдущих биографов он погружает читателя внутрь головы Фейнмана и позволяет взглянуть на мир его глазами. Это новый подход к истории науки, и Краусс, как специалист в области физики и талантливый писатель, понятный широким слоям населения, великолепно справился со своей задачей. В книге «Квантовый человек» Фейнман показан с той стороны, которая до этого не была видна большинству его почитателей: как тихо и неустанно работающий компьютер, долгими днями и ночами пытающийся разобраться в процессах окружающего мира.

Другая книга, «Фейнман»², принадлежащая перу писателя Джима Оттавиани и художника Леланда Майрика, принципиально иная. Это биографическая книга комиксов, состоящая из 266 страниц с картинками, описывающими жизнь и удивительные приключения Фейнмана. На каждой картинке есть облако с текстом — это реплики Фейнмана, взятые в основном из рассказов, ранее опубликованных им или другими людьми. Сначала Фейнман предстает перед нами в виде любознательного пятилетнего мальчика, который учится у своего отца ставить под сомнение общепризнанный авторитет и признавать собственное невежество. На детской площадке он задает отцу вопрос: «Почему он [мяч] продолжает катиться?» Отец отвечает: «Мяч продолжает катиться по „инерции“. Так говорят ученые... но это просто слово. Никто не знает, что это такое на самом деле». Отец был коммивояжером без высшего образования, но он осознавал, что дать чему-то название и понимать, как это работает, — вовсе не одно и то же. Он привил своему сыну желание понять, как все в этом мире устроено.

После сцены с отцом комиксы повествуют о том, как Фейнман постепенно меняется: от энергичного молодого ученого и массовика-затейника, трепетного родителя и любящего мужа, почитаемого учителя и реформатора в сфере образования до морщинистого старика, встретившего конец своей жизни в борьбе с раком. Я был поражен, увидев на этих картинках и себя — удачливого молодого студента, сопровождающего Фейнмана в четырехдневном путешествии на машине из Кливленда в Альбукерке, останавливающегося на ночлег в самых необычных местах и участвующего в бесконечном потоке увлекательных бесед.

В жизни Фейнмана произошел случай, который как нельзя лучше демонстрирует его человеческие качества. В 1965 году, узнав, что получил Нобелевскую премию, Фейнман отреагировал нестандартно. Раздался звонок из Стокгольма, но Фейнман ответил высокомерно и без тени благодарности. Он сказал, что, скорее всего, откажется от премии, поскольку ненавидит формальные церемонии, а особенно напыщенные ритуалы, на которых присутствуют короли и королевы. Его отец сказал ему, когда он был еще ребенком: «Кто такие, в сущности, короли? Просто люди в дорогой одежде». Он был готов отказаться от премии, лишь бы не наряжаться и не жать руку королю Швеции.

Но спустя пару дней он передумал и согласился принять награду. Едва прибыв в Швецию, он подружился с приехавшими поприветствовать его шведскими студентами. На официальной церемонии вручения премии Фейнман неожиданно произнес речь, где в очень трогательной манере извинился за свою грубость и поблагодарил шведский народ за оказанную ему честь.

Фейнман очень хотел встретиться с Синъитиро Томонагой, японским физиком, совместно с которым он получил Нобелевскую премию. Томонага самостоятельно совершил ряд открытий, которые сделал и Фейнман, однако он совершил их пятью годами ранее в Японии, во время войны, находясь в полной изоляции. У Томонаги и Фейнмана было много общего: у них был не только общий взгляд на физику, но и похожие нелегкие судьбы. Весной 1945 года Фейнман ухаживал за горячо любимой первой женой, Арлин. Это были последние недели жизни женщины, умиравшей от туберкулеза. Той же весной Томонага помогал группе своих студентов выжить на руинах Токио, когда в результате напалмовой бомбардировки город был выжжен дотла и погибло даже больше людей, чем за четыре месяца до этого в Хиросиме, на которую сбросили атомную бомбу. У Фейнмана и Томонаги было три общих черты характера: эмоциональная устойчивость, ясность ума и острое чувство юмора.

К огорчению Фейнмана, Томонага не смог приехать в Стокгольм. В книге Оттавиани и Майрика Томонага объясняет свое отсутствие следующим образом: «Хотя я отправил письмо со словами о том, что „с радостью приеду“, меня пугала мысль о том, что придется это сделать. Я думал о жутком холоде, ведь церемонию проводят в декабре, а также о том, что неизбежные формальности будут весьма утомительны. Когда меня объявили лауреатом Нобелевской премии, ко мне стало приходить множество людей, и все они приносили спиртное. У меня его было навалом. Однажды в гости заглянул младший брат моего отца, большой любитель виски, и мы радостно начали пить. Мы немного перебрали, а затем, воспользовавшись тем, что моя жена пошла по магазинам, я решил принять ванну. Но в ванной комнате я поскользнулся и упал, сломав шесть ребер... Не было бы счастья, да несчастье помогло».

Оправившись от переломов, Томонага получил приглашение приехать в Англию, чтобы получить другую почетную награду, а также встретиться с королевой. На этот раз он не поскользнулся в ванной. Ему пришлось явиться в Букингемский дворец и пожать руку английской королеве. Королева не знала, что ему не удалось добраться до Стокгольма. Она без задней мысли спросила, понравилась ли ему встреча с королем Швеции. Томонага был абсолютно обескуражен. Он не мог заставить себя признаться королеве в том, что напился и сломал ребра. Он сказал, что ему очень понравилось беседовать с королем. Позже он отмечал, что всю оставшуюся жизнь он будет чувствовать двойную вину: за то, что напился, и за то, что соврал королеве Англии.

Спустя 20 лет, когда Фейнман уже был смертельно болен раком, он стал членом комиссии НАСА, расследовавшей причины катастрофы шаттла «Челленджер» в 1986 году. Он неохотно взялся за эту работу, зная, что она будет отнимать у него практически все оставшееся время и силы. Однако он чувствовал, что обязан разобраться в причинах произошедшего и честно рассказать о них широкой общественности. Он отправился в Вашингтон и обнаружил в сердце трагедии именно то, что и ожидал: бюрократическую пропасть между двумя группами людей, инженерами и менеджерами, которые жили в разных мирах и не общались друг с другом. Инженеры жили в мире технических фактов, а менеджеры — в мире политических постулатов.

Он попросил представителей обеих групп рассказать ему, как они оценивают риск провала в других миссиях, выполняемых шаттлами. По оценкам инженеров, риск составлял одну катастрофу на сотню миссий. По оценкам менеджеров, степень риска составляла одну катастрофу на сотню тысяч миссий. Оценки отличались друг от друга в тысячу раз, никто не обсуждал и не пытался разрешить это разногласие. Менеджеры отвечали за все процессы и принимали решение, выполнять или не выполнять полет, ориентируясь исключительно на собственные представления о риске. Но технические особенности, обнаруженные Фейнманом, подтвердили правоту инженеров и неправоту менеджеров.

Фейнману представилось две возможности рассказать людям о причинах катастрофы. Первая возможность касалась технической стороны вопроса. На открытом собрании комиссии присутствовали тележурналисты и корреспонденты газет. Фейнман подготовил стакан ледяной воды и уменьшенный образец резинового кольца, использовавшегося в ракетном ускорителе шаттла. Он погрузил резиновую деталь в ледяную воду, вытащил ее и продемонстрировал всем, что холодная резина стала жесткой. Холодная резина не обеспечивала герметичности, что позволило горячим газам прожечь корпус. Запуск шаттла «Челленджер» состоялся 28 января, погода была на редкость холодная, и короткая презентация Фейнмана показала, что утрата эластичности резинового уплотнителя, вероятно, и стала причиной катастрофы.

Вторая возможность рассказать людям правду касалась ситуации внутри НАСА. Фейнман написал доклад о своем видении ситуации, в котором говорил, что администрация НАСА разделилась на два изолированных лагеря: инженеров и менеджеров. Политическая предубежденность менеджеров, оценивавших риски в тысячу раз ниже, чем следовало бы, если бы они опирались на технические факты, стала культурологической причиной катастрофы. Политическая подоплека была связана с огромной чередой публичных заявлений политических лидеров о том, что шаттл надежен и безопасен. В завершение своего доклада Фейнман написал: «Ради успеха технологии необходимо реальность ставить выше связей с общественностью, поскольку природу не обманешь».

Фейнман очень старался добиться того, чтобы его выводы включили в официальный отчет комиссии. Председатель комиссии, Уильям Роджерс, был политиком, долгое время проработавшим в правительстве. Роджерс хотел, чтобы люди считали крушение «Челленджера» простой случайностью, произошедшей не по вине НАСА. Он всеми силами пытался не допустить включения выводов Фейнмана в отчет. В итоге удалось прийти к компромиссу. Заявления Фейнмана не вошли в отчет, но были добавлены в качестве приложения с пометкой, что это сугубо личное мнение Фейнмана, которое расходится с мнением остальных членов комиссии. Этот компромисс пошел на руку Фейнману. Позже он отметил, что приложение в заключительной части отчета привлекло гораздо больше общественного внимания, чем если бы оно вошло в основную, официальную часть отчета.

Разоблачение внутренних проблем НАСА, а также публичный эксперимент с резиновым кольцом сделали Фейнмана героем в глазах многих людей. Так началось его восхождение к статусу суперзвезды. До работы в составе комиссии по расследованию катастрофы «Челленджера» он был очень уважаемым ученым и значимой фигурой в узком кругу специалистов. После описанных событий Фейнман стал известен гораздо более широкой публике, им восхищались как борцом за правду и человеком, способным честно говорить на тему политики. Все борцы с коррупцией и крючкотворством в любой сфере правительства могли считать Фейнмана примером для подражания.

Последний сюжет в книге комиксов рассказывает о том, как Фейнман поднимается по горной тропе со своим другом Дэнни Хиллисом. Хиллис говорит: «Мне грустно от того, что ты умираешь». Фейнман отвечает: «Да, меня это тоже иногда беспокоит. Но не так сильно, как ты мог бы подумать. Понимаешь, когда ты станешь таким старым, как я сейчас, ты начнешь понимать, что ты все равно рассказал другим людям уже практически все, что знаешь. Эй! Спорим, я покажу тебе обратную дорогу получше». И Хиллис остался на горе один. На этих картинках невероятно точно подмечена суть характера Фейнмана. Книга комиксов удивительным образом сумела показать его таким, каким он был в реальной жизни.

Двадцать лет назад, проезжая в пригородном поезде по окрестностям Токио, я с удивлением обнаружил, что многие пассажиры читают книги, и очень большой процент этих книг — это комиксы. Жанр серьезной книги комиксов был развит в Японии еще задолго до его появления на Западе. Книга Оттавиани и Майрика — это лучший образец этого жанра из всех встречавшихся мне на английском языке. Некоторые западные читатели, говоря о серьезных комиксах, часто используют слово «манга». По словам одного из моих японских друзей, это слово здесь не подходит. «Манга» означает «веселая картинка», японцы так называют самые обычные комиксы. Для серьезных комиксов больше подходит название «гэкига», означающее «драматичная картинка». Комиксы про Фейнмана — это отличный пример гэкиги для западных читателей.

Краусс выбрал очень подходящее название для своей книги, Quantum Man — «Квантовый человек». В центре внимания книги — исследовательская работа Фейнмана, который занимался квантовой механикой и пытался выйти за рамки стереотипного мышления. Писателю удалось, не прибегая к сложному математическому языку, объяснить, как размышлял и работал Фейнман. Это стало возможным благодаря тому, что Фейнман описывал мир скорее картинками, а не уравнениями. Другие физики, как в прошлом, так и в настоящем, представляют законы природы в виде уравнений, а затем решают эти уравнения, чтобы выяснить, что происходит в том или ином случае. Фейнман пропускал этап уравнений и записывал сразу решения, ориентируясь на свои картинки. Это и было его главным вкладом в науку. Перескакивая через уравнения, он создал язык, на котором говорит большинство современных физиков. Так, по стечению обстоятельств, он создал язык, который понятен даже обычным людям без математического образования. Чтобы с помощью этого языка производить расчеты и вычисления, необходимо специальное обучение, но просто описать с его помощью явления окружающего мира может любой человек.

Созданная Фейнманом картина мира основана на идее о том, что мир двухслоен: существует классический слой и квантовый слой. В классическом слое все вещи обыкновенные. В квантовом — предстают в непривычном виде. Мы живем в классическом слое. Все, что мы можем увидеть, потрогать и измерить, например кирпичи, люди, энергия, — классическое. Мы смотрим на все с помощью классических устройств, таких как глаза или камера, а для измерения мы пользуемся классическими инструментами, такими как термометр и часы. Картинки, с помощью которых Фейнман описывал окружающий мир, — это классические картинки объектов, перемещающихся в пределах классического слоя. На каждой картинке показан возможный сценарий из классического слоя. Но реальный мир атомов и частиц вовсе не классический. Атомы и частицы на картинках Фейнмана изображены как классические объекты, но на самом деле они подчиняются совершенно другим законам. Они подчиняются законам квантовой механики, и Фейнман с помощью своих картинок показал нам, как их можно описать. Мир атомов относится к квантовому слою, к которому мы не можем сами прикоснуться.

Основное отличие классического слоя от квантового заключается в том, что в первом мы имеем дело с фактами, а в последнем — с предположениями. Когда работают классические законы, мы можем прогнозировать будущее, анализируя опыт прошлого. Когда дело касается квантовых законов, мы можем анализировать прошлое, но не можем давать прогнозов на будущее. В квантовом слое события невозможно предугадать. Картинки Фейнмана позволяют нам лишь просчитать вероятность возможных альтернативных сценариев будущего.

У квантового и классического слоев есть две точки соприкосновения. Первая: состояние в квантовом слое можно описать как совокупность фактов прошлого, то есть сумму всех возможных вариантов развития событий в классическом слое, которые могли привести к данному состоянию. Каждому возможному классическому варианту развития событий дается амплитуда вероятности. Амплитуда вероятности, или волновая функция, как ее еще называют, — это число, описывающее, какой вклад этот классический вариант развития событий внес в данное квантовое состояние. Вторая: квантовую амплитуду можно определить с помощью картинки этого классического варианта развития событий. Для этого нужно следовать очень простому набору правил. Правила позволяют перевести картинку в число. Сложность процесса вычислений заключается в том, чтобы правильно сложить все варианты развития. Огромным достижением Фейнмана стало то, что он показал, что этот суммарный взгляд на квантовый мир воплощает в себе все известные открытия в квантовой теории и позволяет точно описать квантовые процессы даже в тех случаях, в которых раньше квантовая теория была неприменима.

Фейнман категорически отказывался принимать на веру общепризнанное, но, когда речь шла о его научных убеждениях, он был консерватором. В молодости он хотел произвести революцию в науке, но природа ему не позволила. Природа показала ему, что дремучий лес всевозможных научных идей, в котором классический мир и квантовый мир следуют очень разным законам, в целом довольно точен. Он пытался открыть новые законы природы, но в результате пришел к тому, что нужно взять существующие законы и по-новому их скомпоновать. Он рассчитывал обнаружить противоречия, которые показали бы ошибочность старых теорий, но окружающий мир упрямо подтверждал их верность. Каким бы непочтительным он ни был по отношению к известным ученым прошлого, он всегда был почтителен к природе.

Ближе к концу жизни Фейнмана его консервативный взгляд на квантовую теорию вышел из моды. Модные ученые отрицали двойственную картину мира, в которой классический мир существовал бок о бок с квантовым. Они считали, что реален лишь квантовый мир, а классический еще не до конца изучен, поскольку квантовые процессы порождают различные иллюзии. Они были не согласны с тем, как нужно интерпретировать законы квантовой механики. По их мнению, основная задача заключается в необходимости объяснить, как мир квантовых возможностей приводит к появлению в классическом мире иллюзий, с которыми мы имеем дело в повседневной жизни. Эти разные подходы к квантовой теории привели к образованию противоборствующих философских точек зрения о роли наблюдателя в описании явлений окружающего мира.

Фейнман относился к подобным рассуждениям резко отрицательно. Он заявлял, что окружающий мир свидетельствует о существовании как квантового, так и классического мира одновременно. Мы не можем в полной мере понять, как они соотносятся друг с другом. По убеждению Фейнмана, путь к пониманию этого лежит в том, чтобы не спорить на философские темы, а продолжать изучать факты. В наши дни появилось новое поколение исследователей, которое с успехом следует по пути Фейнмана, открывая новые миры квантовых вычислений и квантовой криптографии.

Краусс показал нам Фейнмана как ученого, который был редкостным альтруистом. Его презрение к почестям и наградам внушало восхищение. Когда ему предложили членство в Национальной академии наук, он отказался, поскольку в ином случае ему пришлось бы тратить слишком много времени на дебаты о кадровых и организационных вопросах. Он считал, что члены академии гораздо больше заняты самовозвеличиванием, чем общественно полезной деятельностью. Он испытывал отвращение к любой иерархии, не хотел, чтобы между ним и его молодыми коллегами стояли какие-либо знаки отличия. Фейнман считал, что наука — это коллективный процесс, в котором обучать молодежь так же важно, как совершать открытия. Он занимался преподаванием так же увлеченно, как и самой наукой.

Он ни разу не выказал ни малейшего недовольства, когда я публиковал какие-то из его идей раньше него. Он рассказывал мне, что избегать споров о том, кто в науке достиг большего, ему помогает простое правило: «Всегда относись к желторотым с бóльшим почтением, чем они того заслуживают». Я сам теперь следую этому правилу. Мне оно кажется невероятно полезным, поскольку помогает заводить друзей и избегать ссор. Делиться славой — это самый эффективный способ создать здоровое научное сообщество. В конце концов, ведь главное научное достижение Фейнмана заключается не в том, что он совершил какое-то определенное открытие. Его вклад в том, что он способствовал формированию нового типа мышления, который позволил огромному множеству его студентов и коллег, включая меня, совершить собственные открытия.

¹ Krauss Lawrence. Quantum Man: Richard Feynman’s Life in Science. — Norton, 2011.

² Ottaviani Jim, Myrick Leland. Feynman. — First Second, 2011.