Радуга Фейнмана. Поиск красоты в физике и в жизни

Люди, никогда не работавшие в физике, обычно говорят о ней в эпитетах «сухая», «строгая» и «точная». Настоящая физика так же далека от этого, как прикладная юриспруденция от теоретических дебатов в юридической школе или медицинская практика от теории физиологии и заболеваний. Юриспруденция, может, и состоит из определенных правил, но ее применение подвержено толкованиям, знание здесь неполно, учитываются практические обстоятельства и психология тех, кто выносит решение. Медицина может описать в деталях симптомы болезни, но мало кто из пациентов приходит в кабинет врача с цитатами из учебника, описывающими их хворь. Физика – еще и искусство. Мало какие подлинные физические задачи можно считать, говоря строго, решенными. Для физика решение задачи включает в себя оценку, какие именно стороны того или иного явления составляют его суть, а на какие можно не обращать внимания, в какой части следует держаться математических расчетов, а в какой – видоизменять их. К примеру, атом водорода состоит из электрона, обращающегося вокруг протона. Это единственная разновидность атома – из сотни с лишним других, – чье квантовое уравнение можно решить строго. А стоит произвести простейшую манипуляцию – поместить атом водорода в магнитное поле, как уравнения, скорректированные с учетом магнитного поля, решить уже нельзя.

Возьмем задачу определения количества света, излучаемого атомом водорода в магнитном поле. Придется упрощать. Начать можно вот с чего: решить, что магнитное поле в этой постановке задачи – ключевой фактор, и отбросить всю математику, связанную с протоном; или же принять, что именно эффект, производимый протоном, – ключевой, и отбросить описания магнитного поля. Или – как поступил я в своей докторской диссертации – переписать уравнения так, будто в мире существует бесчисленное множество измерений. Решение исследовательской задачи физики требует одного допущения за другим, приближения за приближением – и громадных рывков воображения, которые именуются оригинальным мышлением. Оно требует способности двигаться вперед, следовать за интуицией и принимать в себе неполноту понимания того, что ты вообще делаешь. А главное, оно подразумевает веру в себя.

Подход Фейнмана к решению задачи квантовой хромодинамики сводился к написанию теории в упрощенном виде, чтобы глянуть, какие свойства теории – допущение. Работа Фейнмана над этой задачей похожа на один из его знаменитейших ранних трудов – теории жидкого гелия. Задача состояла в том, чтобы теоретически объяснить некоторые довольно причудливые свойства этой жидкости. К примеру, она не закипала, а если налить ее в мензурку, она перебиралась через край и утекала, пока мензурка не опорожнялась совсем. Наглядевшись, как физики намучились с прямым решением этой задачи, Фейнман в своем типично вавилонском стиле решил, что лучший подход – «махать руками, применять аналогии с системами попроще, рисовать картинки и выдвигать правдоподобные догадки». В этом – визитная карточка Фейнмана: не мощная математика, а мощное воображение в сочетании с физическим пониманием. Он решил задачу гелия в серии знаменитых статей в середине 1950-х. И, конечно, уповал на повторение успеха.