Получилось так, что с вкладом Фейнмана в физику я был знаком только по его диаграммам. Дело в том, что, будучи студентами, мы изучали физику в основном по Ландафшицу, дополняя его Берклеевским курсом физики. Наши преподаватели, по какой-то причине, даже не упоминали о Фейнмане, как о физике-теоретике. Поэтому у меня сложилось представление о Фейнмане, главным образом, как о популяризаторе физики, очень остроумном и неординарном человеке.
Поэтому я с интересом начал читать автобиографическую книгу «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!». Но, к сожалению, я не встретил в этой книге того искрометного профессионального юмора, которого так ожидал. Но я не очень огорчился. Ну не зашла книга. Бывает. Это никак не повлияло на моё отношение к Фейнману, как к физику.
Позднее я узнал, что эта книга, вышедшая в 1985 году, была написана в соавторстве с Ральфом Лейтоном, другом Фейнмана. Примечательно другое. В том же году этим же авторским коллективом была представлена другая книга «КЭД – странная теория света и вещества», с которой я познакомился совсем недавно, и на которой хотелось бы остановиться подробнее.
Эта книга содержит полторы сотни страниц, множество диаграмм, графиков, схем, и не содержит ни одной (!) формулы. При этом стиль изложения просто захватывает и завораживает! Как смело и решительно автор ломает стереотипы мышления и формальной логики с самого начала лекций:
«Физики научились решать эту проблему: они поняли, что нравится им теория или нет – не важно. Важно другое – дает ли теория предсказания, которые согласуются с экспериментом. Тут не имеет значения, хороша ли теория с философской точки зрения, легка ли для понимания, безупречна ли с точки зрения здравого смысла. Квантовая электродинамика дает совершенно абсурдное с точки зрения здравого смысла описание Природы. И оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как Она есть – абсурдной.»
Стр.13. По изданию серии – Библиотечка «Квант», выпуск 66.
Фейнман считает Природу абсурдной. И в ходе знакомства с его лекциями, такое же впечатление начинает складываться по поводу самих лекций. Автор почти сто страниц гипнотизирует читателей абстрактными образами и мистическими заклинаниями. Иначе невозможно было бы воспринять его метод рассмотрения квантовых явлений.
Позвольте привести фрагмент лекции с описанием этого метода вычислений.
«Итак, вот первое основное действие, первый основной закон физики – фотон летит из одного места в другое. Это объясняет всю оптику; это полная теория света!
Второе действие, лежащее в основе квантовой электродинамики, таково: электрон летит в пространстве-времени из точки А в точку В. Формула амплитуды этого действия, которую я назову Е(А–В), также зависит от (Х2–Х1) и (Т2–Т1). Кроме того, она зависит от числа, назову его «n», которое, будучи однажды определено, позволяет привести все наши расчеты в согласие с экспериментом.
Третье основное действие таково: электрон излучает или поглощает фотон (не важно, поглощает или излучает). Амплитуда того, что электрон испустит или поглотит фотон, не выражается какой-либо сложной формулой; она ни от чего не зависит – это просто число! Эту константу связи я обозначу j.». Стр.81.
Здесь абсолютно неуместно задаваться вопросом – почему вдруг электрон что-то начинает поглощать или излучать, зачем вводить какие-то параметры n и j? Это надо просто принять для того, чтобы «привести все наши расчеты в согласие с экспериментом». Так устроена Природа. А она абсурдна, по мнению Фейнмана. Поэтому требует взаимности от нас.
Но как же всё это можно посчитать, как выбрать введённые параметры? Решение было найдено, вернее – придумано.
«Через 20 лет после возникновения квантовой электродинамики, в 1949 г., Ханс Бете и Виктор Вайскопф заметили следующее. Если два человека, основываясь в своих вычислениях на одинаковых значениях m и е, обрывают расчеты для n и j на разных расстояниях, а затем, используя соответствующие, но различные значения n и j, решают какую-то другую задачу (учитывая стрелки для всех поправок), ответы получаются практически одинаковыми! На самом деле, чем ближе к нулевому расстоянию обрывались вычисления n и j, тем лучше совпадали решения этой другой задачи!
Швингер, Томонага и я независимо придумали, как проводить конкретные расчеты, и подтвердили это (мы получили за это Нобелевскую премию). Наконец-то люди смогли вычислять при помощи квантовой электродинамики!» Стр.113.
Здесь самое время напомнить, что Фейнман в 1965 году был удостоен Нобелевской премии по физике «За фундаментальные работы по квантовой электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц». Я должен признать, что его работа действительно имела глубокие последствия. Для всей физики. Понимал ли Фейнман свою ответственность за это?
При чтении этих лекций меня не покидало ощущение дежавю. Вот где-то всё это я уже встречал? Вспомнил! Всё это напомнило мне лекцию Остапа Бендера в шахматном клубе в Васюках. Такой же напор и энтузиазм. Такая же самоуверенность и оптимизм.
Поэтому очень неожиданно было встретить следующий абзац:
«Уловка, при помощи которой мы находим n и j, имеет специальное название – «перенормировка». Но каким бы умным ни было слово, я назвал бы ее дурацким приемом!
Необходимость прибегнуть к такому фокусу-покусу не позволила нам доказать математическую самосогласованность квантовой электродинамики. Удивительно, что до сих пор самосогласованность этой теории не доказана тем или иным способом: я подозреваю, что перенормировка математически незаконна. Но что очевидно, это то, что у нас нет хорошего математического аппарата для описания квантовой электродинамики: такая куча слов для описания связи между n, j и m, е – это не настоящая математика.» Стр.113.
Что это? Минутное просветление? Или это признание того, что всё изложенное здесь лишь ради хайпа? Или автор намеренно доводит всё до абсурда, наслаждаясь тем, как слушатели с восторгом принимают этот абсурд?
Ценность достижений квантовой физики хорошо иллюстрирует ещё один пример, приведенный Фейнманом:
«Время от времени появлялись предположения, чему равно е [прим.: обратное значение постоянной тонкой структуры], но все они оказались бесполезными. Сначала Артур Эддингтон чисто логически доказал, что число, которое так любят физики, должно быть равно в точности 136 (это тогдашнее экспериментальное значение). После того, как более точные эксперименты показали, что число ближе к 137, Эддингтон обнаружил небольшую ошибку в своих рассуждениях и снова чисто логически доказал, что число равно в точности 137!» Стр.114.
Это очень напоминает историю с расчетами угла отклонения света далёких звезд вблизи Солнца. Первоначальные расчеты во всех случаях, как правило, содержат случайную ошибку. Но эта ошибка легко обнаруживается и устраняется после получения более точных экспериментальных данных. Теория всегда оказывается на высоте!
Но как оценить позицию Фейнмана? Обычная безответственность, научная недальновидность или умышленное разрушение здравого смысла?
Все мои сомнения развеяло высказывание Фейнмана:
«Читая эти лекции, я получил истинное наслаждение, показывая, что столь точная теория создается ценой разрушения здравого смысла. Мы должны примириться с очень причудливыми явлениями: усилением и подавлением вероятностей, отражением света от всех частей зеркала, распространением света не по прямой и со скоростью, меньшей или большей обычной скорости света, движением электронов вспять во времени, внезапным распадом фотонов на электрон-позитронные пары, и т. д. Мы должны примириться со всем этим – чтобы осознать, какие действия Природы лежат на самом деле в основе практически всех наблюдаемых нами явлений.» Стр.106.
Бог ему судья. Но со всеми, разделяющими приведенную точку зрения, я всегда буду по разные стороны баррикады.