След.: Смешивание красок
Выше: Принстонские годы
Пред.: Схема кошки?
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
заряжен и когда не заряжен (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 неправильно, 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 даешь 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
отраженный 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 ее 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 желтым. 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 заснет -- а он несомненно заснет -- 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 пришел назначенный день,
вошел 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 проведет всю алгебру. Отсюда -- кипа
формул.
Когда я перед началом семинара писал эти формулы повсюду на доске,
вошел 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 четко помню, как дрожали руки, когда я вынимал свои
записи из коричневого конверта.
Но потом произошло чудо, как это случалось снова и снова в моей
жизни, и это большая удача для меня. В тот момент, когда я начинаю
думать о физике и нужно сконцентрироваться на том,
что я объясняю, ничто другое больше не занимает мою
голову -- полный иммунитет к нервному состоянию. Так что после
того как я начал, я уже не помнил, кто был в комнате. Я лишь объяснял
идею, и это все.
Затем семинар кончился, началось время, отведенное для вопросов.
Прежде всего Паули, сидевший рядом с Эйнштейном, встает и
заявляет: «Я не думай, что этот теорий может быть правильное, потому
что то-то, то-то, то-то», -- и он поворачивается к Эйнштейну и
говорит: «Вы согласны, не так ли, профессор Эйнштейн?»
Эйнштейн говорит: «Не-е-е-е-т», -- такое милое, звучащее по-немецки
«нет» -- очень вежливо. «Я нахожу только, что будет очень
трудно создать соответствующую теорию для гравитационного
взаимодействия». Он имел в виду общую теорию относительности,
которая была его детищем. Он продолжал: «Поскольку на этот раз у
нас не так уж много экспериментальных данных, я не абсолютно
уверен в правильности гравитационной теории». Эйнштейн понимал,
что ситуация могла бы отличаться от того, что утверждала его теория;
он был очень терпим к другим идеям.
Как бы я хотел, чтобы то, что сказал Паули, запомнилось -- годы
спустя обнаружилось, что теория неудовлетворительна при переходе к
квантовому варианту. Возможно, этот великий человек заметил
трудное немедленно и объяснил ее мне в своем вопросе, а я был
настолько размягчен возможностью не отвечать на вопросы, что
фактически и не слушал их внимательно. Я отчетливо помню, как мы с
Паули поднимались по лестнице Палмеровской библиотеки и он
спросил у меня: «А что Уилер собирается сказать о квантовой теории,
когда он будет делать доклад?» Я сказал: «Не знаю. Он не поделился со
мной. Он работает над этим сам».
«О? -- сказал он. -- Человек работает и не рассказывает своему
ассистенту, что он делает по квантовой теории?» Он подошел ближе ко
мне и сказал тихим голосом заговорщика: «Уилер никогда не выступит
с этим семинаром».
И это правда. Уилер не сделал доклада. Он думал, что будет легко
разработать квантовую часть теории, полагая, что она почти уже у него
«в кармане». Но это было не так. И ко времени предполагаемого
семинара он осознал, что не знает, как это сделать, и, следовательно,
ему нечего сказать.
И я так и не решил эту задачу -- квантовую теорию
полуопережающих, полузапаздывающих потенциалов -- хотя я
работал над ней многие годы.
2003-09-20