Современная электронная библиотека ModernLib.Net

«Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»

ModernLib.Net / Биографии и мемуары / Фейнман Ричард Филлипс / «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!» - Чтение (Ознакомительный отрывок) (стр. 5)
Автор: Фейнман Ричард Филлипс
Жанр: Биографии и мемуары

 

 


Мне начали отвечать. Один парень встал и сказал: «Кирпич — это отдельный, специфический объект. Именно это Уайтхед подразумевает под существенным объектом».

Другой парень сказал: «Нет, существенным объектом является не отдельный кирпич; существенным объектом является их общий характер — их „кирпичность"“.

Третий парень встал и сказал: «Нет, сами кирпичи не могут быть существенным объектом. „Существенный объект“ означает идею в разуме, которая у вас появляется, когда вы думаете о кирпичах».

Потом встал ещё один парень, потом ещё один, и, скажу вам, я ещё никогда не слышал столько разных оригинальных мнений о кирпиче. И, как это должно быть во всех историях о философах, все закончилось полным хаосом. Во всех своих предыдущих обсуждениях они даже не задумывались о том, является ли «существенным объектом» такой простой объект, как кирпич, не говоря уже об электроне.

После этого я отправился к биологическому столу. У меня всегда был интерес к биологии, а эти парни говорили об очень интересных вещах. Некоторые из них приглашали меня слушать курс физиологии клетки, который у них должен был быть. Я знал кое-что по биологии, но это был курс для выпускников. «Как вы думаете, смогу ли я его осилить? Разрешит ли профессор?» — спросил я.

Они спросили у инструктора, Ньютона Харви, выполнившего множество исследований по бактериям, испускающим свет. Харви сказал, что я могу присоединиться к специальному продвинутому курсу при одном условии — я должен делать всю работу и сообщения по статьям, как и любой другой.

Перед первым занятием парни, которые пригласили меня прослушать курс, захотели показать мне некоторые вещи под микроскопом. Они вложили туда клетки некоторых растений, и были видны маленькие зеленые пятна, называемые хлоропластами (они производят сахар, когда на них светит солнце), двигавшиеся по кругу, Я посмотрел на них, а потом перевёл взгляд вверх: «Почему они кружатся? Что толкает их по кругу?»

Никто не знал. Оказалось, что в то время этого не понимали. Таким образом, прямо с ходу я узнал кое-что о биологии: там очень легко найти вопрос, который был бы очень интересным и на который никто не знал бы ответа. В физике приходится идти несколько глубже, прежде чем вы сможете найти интересный вопрос, о котором люди не знают.

Свой курс Харви начал с того, что нарисовал замечательную большую картинку клетки на доске и пометил все части, из которых она состоит. Затем он рассказал о них, и я понял большую часть из того, что он рассказывал.

После лекции парень, который пригласил меня, спросил: «Ну как, тебе понравилось?»

Я ответил: «Очень. Единственная часть, которую я не понял — это часть о лецитине. Что такое лецитин?»

Парень начинает объяснять монотонным голосом: «Все живые существа, как растения, так и животные, сделаны из маленьких объектов, похожих на кирпичики, называемых „клетками“…»

— Послушай, — сказал я нетерпеливо, — все это я знаю, иначе я не слушал бы этот курс. Но что такое лецитин?.

— Я не знаю.

Я должен был делать сообщения по статьям наряду со всеми остальными, и первая, которую за мной записали, была по эффекту, который производил давление на клетки — Харви выбрал для меня эту тему потому, что она имела что-то общее с физикой. Хотя я понимал, что делал, я не правильно все произносил, когда читал статью, и аудитория всегда истерически хохотала, когда я говорил о «бластосферах» вместо «бластомерах» или о других таких вещах.

Следующая статья, выбранная для меня, была работой Адриана и Бронка. Они продемонстрировали, что нервные импульсы — это однопульсовые явления с резкими краями. Были поставлены эксперименты с кошками, в которых они измерили электрическое напряжение на нервах.

Я начал читать статью. Там все время речь шла об экстензорах и флексорах, мускулах gastrocnemius и т.д. Назывался тот или иной мускул, а у меня не было даже туманнейшей идеи, где они размещаются по отношению к нервам или к кошке. Поэтому я подошёл к библиотекарю в биологическом отделе и спросил её, не может ли она разыскать для меня схему кошки.

— Схему кошки, сэр? — спросила она в ужасе. — Вы имеете в виду зоологический атлас! — С тех пор пошли слухи о тупом дипломнике-биологе, разыскивавшем схему кошки.

Когда пришло время делать доклад по этому предмету, я для начала изобразил очертание кошки и принялся называть различные мускулы.

Другие студенты в аудитории перебили меня: «Мы знаем все это!»

— О, вы знаете? Тогда не удивительно, что я могу догнать вас так быстро после четырех лет занятий биологией. — Они тратили все своё время на запоминание ерунды вроде этой, когда это можно было бы посмотреть за 15 минут.

После войны я каждое лето путешествовал на машине где-нибудь по Соединённым Штатам. В один год, после того как я побывал в Калтехе , я подумал: «Вместо того чтобы отправиться в другое место, я отправлюсь в другую область».

Это было сразу после открытия Уотсоном и Криком спирали ДНК.

В Калтехе было несколько очень хороших биологов, потому что у Дельбрюка там была лаборатория, и Уотсон приезжал в Калтех, чтобы прочесть несколько лекций о кодирующей системе ДНК. Я ходил на его лекции и семинары на кафедре биологии и проникся энтузиазмом. Это было очень волнующее время в биологии, и Калтех оказался замечательным местом.

Я не думал, что я уже достиг такого уровня, когда могу проводить настоящие исследования по биологии, так что для своего летнего визита в область биологии я наметил просто слоняться по биологической лаборатории и «мыть тарелки», а в это время наблюдать за тем, что делают другие. Я пошёл в биолабораторию сказать им о моем желании, и Боб Эдгар, молодой кандидат, который был кем-то вроде ответственного, сказал, что не позволит мне это сделать. Он сказал: «Вы должны действительно провести какое-нибудь исследование, как студент-дипломник, а мы дадим вам задачу, над которой можно поработать». Это отлично мне подходило.

Я прослушал лекции по фагам, которые сообщали нам, как заниматься исследованиями бактериофагов (фаг — это вирус, содержащий ДНК и атакующий бактерию). Прямо с ходу я обнаружил, что могу избежать многих затруднений, потому что знаю физику и математику. Я знал, как атомы работают в жидкостях, так что ничего таинственного в работе центрифуги для меня не было. Я в достаточной степени знал статистику, чтобы понять статистические ошибки в подсчёте маленьких пятен в кювете. Итак, пока все эти биологические ребята старались освоить эти «новые» вещи, я мог тратить время на изучение биологической части.

Из этого курса я узнал одну очень полезную биологическую технику, которую я использую и сейчас. Нас научили, как держать пробирку и вынуть из неё пробку одной рукой (используйте средний и указательный пальцы), в то время как другая рука остаётся свободной и может делать что-нибудь другое (например, держать пипетку, в которую вы всасываете цианид). Теперь я могу держать зубную щётку в одной руке, тюбик с пастой в другой, отвинтить колпачок, а затем поставить тюбик на место.

Было открыто, что у фагов могут быть мутации, которые воздействовали бы на их способность атаковать бактерии, и предполагалось, что мы станем изучать эти мутации. При этом у некоторых фагов могла произойти вторая мутация, которая восстановила бы их способность атаковать бактерии. Некоторые фаги, мутировавшие обратно, были точно такими же, как до мутаций. Другие — нет: эффект, который они производили на бактерии, был несколько другим, фаги действовали быстрее или медленнее, чем нормальные, а бактерии при этом росли медленнее или быстрее нормальных. Другими словами, существовали «обратные мутации», но они не были всегда совершенными; иногда фаги восстанавливали только часть своих утерянных возможностей.

Боб Эдгар предложил, чтобы я поставил опыт, в котором постарался бы выяснить, происходят ли обратные мутации в том же месте спирали ДНК. С превеликой осторожностью проделав большую и утомительную работу, я смог отыскать три примера обратных мутаций, произошедших почти вместе — ближе друг к другу, чем все, что когда-либо видели до сих пор, — которые частично восстановили способности фага функционировать. Работа продвигалась медленно. Все зависело от случайности: приходилось ждать, когда получится двойная мутация — очень редкое событие.

Я продолжал думать о способах заставить фаги мутировать чаще, о более быстрых способах детектирования мутаций, но прежде чем у меня что-либо вышло, лето кончилось, а я не был склонен больше этим заниматься.

Однако приближался мой субботний год , поэтому я решил поработать в той же самой биолаборатории, но над другим предметом. Некоторое время я работал с Мэттом Мезельсоном, а затем с хорошим парнем из Англии по имени Дж.Д. Смит. Проблема касалась рибосом, клеточной «машинерии», которая делает белки из того, что мы теперь называем «мессенджер» (РНК-посланник). Используя радиоактивные вещества, мы демонстрировали, что РНК может выйти из рибосом и может быть вставлена обратно.

Я очень тщательно выполнял работу, измеряя и стараясь все проконтролировать, но мне понадобилось восемь месяцев, чтобы осознать, что один из шагов был небрежным. В те дни для получения рибосом из бактерий их растирали с окисью алюминия в ступке. Все остальное было химическим и все под котролем, однако как толочь пестиком при растирании бактерии? Повторить эту процедуру было невозможно. Поэтому из эксперимента ничего и не вышло.

Теперь, я полагаю, нужно рассказать о времени, которое я провёл с Хильдегардой Ламфром, стараясь выяснить, могут ли в горошинах использоваться те же рибосомы, что и в бактериях. Вопрос состоял в том, могут ли рибосомы бактерий вырабатывать белки людей или других организмов. Она (Хильдегарда) разработала схему для получения рибосом из горошин и передачи им РНК-посланника так, чтобы они производили белки гороха. Мы поняли, что весьма драматический и важный вопрос заключается в следующем: будут ли рибосомы от бактерий после получения РНК-посланника, взятого из горошин, производить белки гороха или бактерий? Это должен был быть очень значительный, фундаментальный эксперимент.

Хильдегарда сказала: «Мне понадобится много рибосом из бактерий».

Мезельсон и я ещё раньше извлекли огромное количество рибосом из E. coli для другого опыта. Я сказал: «Черт возьми, я просто отдам тебе те рибосомы, что у нас уже есть. У нас большой запас в моем холодильнике в лаборатории».

Мы могли бы сделать фантастическое, жизненно важное открытие, если бы я был хорошим биологом. Но я не был хорошим биологом. У нас была хорошая идея, хороший эксперимент, подходящее оборудование, но я запорол все дело — я дал ей инфицированные рибосомы, грубейшая возможная ошибка в экспериментах подобного рода. Мои рибосомы пролежали в холодильнике почти месяц и загрязнились другими живыми созданиями. Если бы я приготовил эти рибосомы быстро и тщательно снова и дал бы их Хильдегарде, держа все под контролем, эксперимент обязательно удался бы, и мы были бы первыми людьми, продемонстрировавшими однородность жизни — машинерия продуцирования белков, рибосомы, одни и те же в каждом живом существе. Мы были в правильном месте, делали правильные вещи, но я делал их как любитель — тупо, небрежно.

Знаете, кого мне это напомнило? Мужа мадам Бовари из книги Флобера, скучного сельского доктора, который имел некоторые представления о том, как исправлять косолапость, но все, что он делал, — портил людей. Я был похож на этого неопытного хирурга.

Другую работу о фагах я так никогда и не написал. Эдгар все время просил меня её написать, но я так и не собрался. Работа не в своей области не воспринимается серьёзно, вот в чем неприятность.

Я написал кое-что неофициально по этому поводу и послал Эдгару, который здорово посмеялся, читая материал. Он не был изложен в стандартной форме, используемой биологами — сначала процедура и т.д. Прорва времени была потрачена на объяснение вещей, которые знали все биологи. Эдгар сделал сокращённый вариант, но я не смог его понять. Я не думаю, что они его опубликовали. Сам я этого не делал.

Уотсон подумал, что все мои упражнения с фагами имеют определённый интерес, поэтому он пригласил меня приехать в Гарвард. Я сделал доклад в биологическом отделе о двойных мутациях, происходящих почти вместе, и рассказал о своей догадке, сводившейся к следующему. Одна мутация производила изменение в белке, такое как изменение pH аминокислоты, в то время как другая мутация производила другое изменение в другой аминокислоте в том же белке, так что первая мутация частично компенсировалась. Компенсация не была абсолютной, но достаточной для того, чтобы фаг «ожил». Я думал, что эти два изменения происходили в одном и том же белке и химически компенсировали друг друга.

Оказалось, что это не так. Люди, которые несомненно развили более быструю технику для генерации и детектирования мутаций, несколько лет спустя выяснили, что на самом деле происходило следующее. В результате первой мутации недоставало целого основания ДНК. Теперь код был смещён и не мог более быть считан. Вторая мутация либо приводила к вставлению лишнего основания, либо исчезали ещё два. Тогда код можно было прочесть опять. Чем ближе к первой мутации происходила вторая, тем меньше информации изменялось при двойной мутации, и тем полнее фаг восстанавливал свои потерянные возможности. Таким образом был продемонстрирован факт существования трех «букв» для кодирования каждой аминокислоты.

Пока я неделю был в Гарварде, Уотсон кое-что предложил, и в течение нескольких дней мы вместе поставили опыт. Это был незавершённый эксперимент, но я выучился новой технике от одного из лучших людей в этой области.

Это был мой величайший момент: я давал семинар по биологии в Гарварде! Я всегда так поступаю, влезаю во что-нибудь и смотрю, как далеко там можно продвинуться.

Я много чему выучился в биологии и получил большой опыт. Усовершенствовался в произношении слов, в обнаружении слабых мест экспериментальной техники, узнал, чего не надо включать в статью или семинар. Но моей любовью была физика, и я хотел вернуться к ней.

Чудовищные умы

Будучи выпускником в Принстоне, я работал ассистентом-исследователем под руководством Джона Уилера. Он давал мне задачи, я работал, становилось жарко, но дело не двигалось. Поэтому я вернулся к идее, которая у меня была раньше, в МТИ. Идея состояла в том, что электрон не действует сам на себя, а действует на другие электроны.

Проблема была в следующем: когда встряхиваешь электрон, он излучает энергию, т.е. теряет некоторую часть. Значит, на него должна действовать сила. И эта сила различна в двух случаях — когда он заряжён и когда не заряжён (если бы силы были одинаковы, в одном случае он бы терял энергию, а в другом — нет. Но ведь не может быть двух разных ответов в одной и той же задаче).

По стандартной теории сила создавалась электроном, действующим на самого себя (она называлась силой реакции излучения). У меня же электроны воздействовали только на другие электроны. К этому времени стало ясно, что имеются трудности. (В МТИ возникла лишь идея, а проблем я не заметил, но ко времени переезда в Принстон, я уже знал, в чем проблема.) Я подумал: встряхну данный электрон; это заставит встряхнуться соседний электрон, а обратная реакция соседнего электрона на первый и будет той причиной, которая вызывает силу реакции излучения. Итак, я сделал некоторые вычисления и показал их Уилеру.

Уилер прямо сразу сказал: «Ну, это не правильно, потому что эффект изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния до другого электрона, а нужно, чтобы вообще не было зависимости ни от какой из этих переменных. Эффект также будет обратно пропорционален массе другого электрона и пропорционален его заряду».

Я заволновался и подумал, что он, должно быть, уже делал это вычисление. Лишь позднее я понял, что человек вроде Уилера немедленно видит все эти вещи, как только даёшь ему задачу. Я должен был вычислять, а он мог видеть.

Затем он сказал: «Кроме того, будет задержка во времени — волна возвращается с опозданием — поэтому все, что Вы описали, — просто отражённый свет».

— О, конечно, — сказал я.

— Но подождите, — сказал он, — давайте предположим, что воздействие возвращается опережающей волной — действует вспять по времени — и поспевает как раз к нужному моменту. Мы видели, что эффект меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, но предположим, что есть много электронов, они во всем пространстве, их число пропорционально квадрату расстояния. Тогда, может быть, нам и удастся все скомпенсировать.

Выяснилось, что все это действительно можно сделать. Все вышло очень хорошо и очень хорошо сходилось. Эта была классическая теория, которая могла бы быть правильной, даже хотя она и отличалась от максвелловской или лоренцевской стандартной теории. В ней не было никаких проблем с бесконечным самодействием, и она была хитроумной. В ней были взаимодействия и задержки, опережения и запаздывания по времени — мы назвали это полуопережающими-полузапаздывающими потенциалами.

Уилер и я, мы подумали, что следующая задача — переход к квантовой теории, в которой были трудности (как я думал) с самодействием электрона. Мы рассчитывали, что избавившись от трудности сначала в классической физике и сделав затем из этого квантовую теорию, мы могли бы и её привести в порядок.

Теперь, когда мы получили правильную классическую теорию, Уилер сказал: «Фейнман, ты — молодой парень, ты должен выступить на семинаре. Тебе нужен опыт в выступлении с докладами. Тем временем я разработаю квантовую часть и дам семинар на эту тему позже».

Итак, это должен был быть мой первый технический доклад, и Уилер договорился с Эугеном Вигнером, чтобы доклад вставили в план регулярных семинаров.

За день или два до доклада я увидел Вигнера в холле. «Фейнман, — сказал он, — я думаю, что работа, которую Вы делаете с Уилером, очень интересна, поэтому я пригласил на семинар Рассела». Генри Норрис Рассел, великий астроном тех дней, должен был прийти на доклад!

Вигнер продолжал: «Я думаю, профессор фон Нейман также заинтересуется». Джонни фон Нейман был величайшим в мире математиком.

«И профессор Паули приезжает из Швейцарии, так уж получилось, и я пригласил и его прийти». Паули был очень знаменитым физиком, и к этому моменту я становлюсь жёлтым. Наконец, Вигнер сказал: «Профессор Эйнштейн лишь изредка посещает наши еженедельные семинары, но Ваша работа так интересна, что я пригласил его специально, так что он тоже будет».

Здесь я, должно быть, позеленел, потому что Вигнер сказал: «Нет, нет, не беспокойтесь! Впрочем, нужно предупредить Вас, что если профессор Рассел заснёт — а он несомненно заснёт — это не означает, что семинар плох. Он засыпает на всех семинарах. С другой стороны, если профессор Паули кивает головой все время и кажется, что он со всем согласен, не обращайте внимания. Просто у профессора Паули нервный тик».

Я вернулся к Уилеру и назвал ему всех больших, знаменитых людей, собирающихся прийти на доклад, который он заставил меня сделать, и сказал ему, что очень волнуюсь.

«Все в порядке, — ответил он. — Не беспокойтесь. Я буду отвечать на все вопросы».

Итак, я подготовил доклад, и когда пришёл назначенный день, вошёл и сделал нечто такое, что часто делают молодые люди, не имеющие опыта выступлений, — я испещрил доску слишком большим количеством формул. Видите ли, молодой человек не знает, что можно просто сказать: «Конечно, это изменяется обратно пропорционально, а это происходит так… « — ведь каждый слушающий уже это знает, они могут видеть это. Но он-то не знает. И может получить ответ только после того, как на самом деле проведёт всю алгебру. Отсюда — кипа формул.

Когда я перед началом семинара писал эти формулы повсюду на доске, вошёл Эйнштейн и любезно сказал: «Привет, я приду на ваш семинар. Но сначала, где же чай?»

Я сказал ему и продолжал писать формулы.

Затем пришло время выступать с докладом, и вот все эти чудовищные умы передо мною, в ожидании! Мой первый технический доклад и в такой аудитории! Да они просто выжмут меня как мокрую тряпку! Я очень чётко помню, как дрожали руки, когда я вынимал свои записи из коричневого конверта.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.

  • Страницы:
    1, 2, 3, 4, 5