Фриман Дайсон входит в состав людей, которых называют создателями квантовой электродинамики

 

Фриман Джон Дайсон (родился 1923 г.), один из самых удивительных физиков-теоретиков и прикладных математиков нашего времени, как-то назвал себя «решателем задач», имея в виду (с излишней скромностью), что его главное умение — не придумывать задачи, а решать их. (Еще он ярко и убедительно пишет о развитии науки и о будущем человечества как вида; Дайсон рисует широкими мазками. Он верит, например, что, окажись мы перед угрозой «тепловой смерти», придется подумать о перемещении нашей планеты на более гостеприимную орбиту, а то и о скачке в параллельную Вселенную — если только она существует. По словам Дайсона, мысль, что мы заперты в одной-единственной Вселенной, вызывает у него клаустрофобию.)

 

Ганс Бете (1906-2005) — основоположник теории перенормировок

 

В своих мемуарах Дайсон вспоминает об идиллических временах молодости, когда сразу после Второй мировой он оказался окружен патриархами американской теоретической физики. В 1948 году, когда его совместная с Гансом Бете работа в Корнуоллском университете подходила к концу, юного Дайсона пригласили в Институт фундаментальных исследований в Принстоне. Тем временем Бете уговорил его посетить ежегодную летнюю школу для физиков под патронажем Университета Мичигана в Анн-Арборе — пятинедельное собрание, где молодым физикам давали возможность послушать лекции светил науки, задать вопросы и даже вступить с ними в спор. За две недели до начала школы Дайсон встретил Ричарда Фейнмана, который сообщил ему, что направляется на машине в Альбукерк, штат Нью-Мексико, и позвал съездить с ним.

 

Четыре дня подряд Дайсон и Фейнман беседовали и спорили. Их философские взгляды на физику были взаимно противоположны: Дайсон верил в уравнения, Фейнман — в картину, которая может уложиться в голове; он обладал почти мистическим убеждением в единстве природы и физических законов — том единстве, которое Эйнштейн безуспешно искал последние годы своей жизни — тогда как Дайсон просто нуждался в теории, которая будет работать в отведенных ей пределах. Фейнман не доверял математике Дайсона, а Дайсон относился с подозрением к интуиции Фейнмана. Фейнман сформулировал интуитивную картину того, что позже станет известно как квантовая электродинамика — это правила, управляющие взаимодействием частиц, для которых были придуманы знаменитые фейнмановские диаграммы. Теперь они — привычный инструмент любого специалиста по элементарным частицам. С другой стороны, было известно, что Джулиан Швингер разработал детальную, но, как считало большинство заинтересованных физиков, абсолютно неподъемную математическую теорию таких процессов и собирался представить результаты в летней школе Анн-Арбора. И вот Дайсон прибыл в Анн-Арбор на автобусе фирмы Трэйхаунд и отправился слушать Швингера. После лекции он решил поспорить с мэтром. Швингер был дружелюбен.

 

Я мог говорить с ним как угодно долго, и из этого разговора лучше, чем из лекции, понял, из чего появилась его теория. На лекциях она выглядела ограненным бриллиантом, ярким и ослепительным. В приватной беседе теория предстала передо мной необработанной, какой ее видел сам Швингер, прежде чем приступить к огранке и полировке. Теперь я куда лучше мог разобраться в ходе его мыслей.

 

Я извел на вычисления сотни страниц, пытаясь решать простые задачи методом Швингера. К концу летней школы я почувствовал, что понимаю теорию Швингера как никто другой — за исключением, может быть, самого Швингера. Ради этого, пожалуй, стоило приезжать в Анн-Арбор.

 

Уезжая, Дайсон снова сел на автобус Трэйхаунд» и продолжил свое путешествие на запад — с недолгими остановками в Юте и Калифорнии. Озарение пришло на обратном пути.

 

За три дня и три ночи безостановочной езды я добрался до Чикаго. Все это время мне было не с кем поговорить. Автобус слишком трясло, из-за чего читать я тоже не мог, так что оставалось сидеть и смотреть в окно. Мало-помалу я впал в необременительный ступор. Когда на третий день мы вяло ползли через Небраску, что-то определенно случилось. Я не думал о физике две недели подряд, а теперь физика вызвала своего рода взрыв у меня в сознании. Картинки Фейнмана и уравнения Швингера начали выстраиваться в голове так ясно, как никогда раньше. Впервые я мог свести их вместе. Час или два я складывал и перетасовывал отдельные детали. Наконец я понял, как именно они примыкают друг к другу. У меня не было ни карандаша, ни бумаги, но все было настолько очевидно, что мне больше не требовалось что-либо записывать. Фейнман и Швингер просто смотрели на одни и те же вещи с разных сторон. Соединив их методы, вы получаете квантовую электродинамику со швингеровской математической точностью и фейнмановской гибкостью. В конце концов возникнет теория «срединных территорий» (так Дайсон называл состояния вещества между крупномасштабным — вроде небесных тел, которыми управляет гравитация, — и микроскопическим: неуловимыми и короткоживущими субатомными частицами, встречающимися среди продуктов высокоэнергетических столкновений и в атомном ядре. Последними управляют так называемые сильные взаимодействия). Мне потрясающе повезло оказаться единственным человеком, который имел продолжительную беседу как со Швингером, так и с Фейнманом, и я действительно понял, чем занимается каждый из них. В час озарения я был особенно благодарен Гансу Бете, который сделал это возможным. Весь остаток дня, глядя на закат над прерией, я выстраивал в голове структуру будущей статьи, которую напишу, как только доберусь до Принстона.

 

Дайсон разработал модель утилизации высвобождаемой звездой энергии. Модель получила название сферы Дайсона и в будущем может сослужить человечеству хорошую службу, когда какая-нибудь из близких к Земле звезд не решит переродиться в сверхновую, высвободив достаточное количество энергии для уничтожения всего живого на нашей планете

 

Следующий рассказ о Дайсоне, математике-виртуозе, взят из мемуаров Джереми Бернштейна. Бернштейн пришел в Институт фундаментальных исследований молодым физиком-теоретиком в 1957 году и начал работать с Марвином Гольдбергером (известным под именем Мёрф), позднее — президентом Калифорнийского технологического института. В 1957 году Бернштейн и Гольдбергер как раз вступили в борьбу с задачей электромагнитных взаимодействий фундаментальных частиц.

 

Было, по меркам Института, раннее утро. Большинство сотрудников работало по ночам и не появлялось раньше полудня. Мерф явился в институт с отвратительного вида интегральным уравнением. Не важно, что это было — главное, что оно выглядело весьма неопрятно. Мерф разделил члены уравнения на две группы: одну обозначил G(x), что расшифровывалось как «хорошие (Good) по иксу», а вторую — Н(х), что означало «ужасные (Horrible) по иксу». Тут появился Дайсон с чашкой кофе в руках и принялся разглядывать наше уравнение. Мерф спросил: «Фримен, вам когда-то попадалось что-нибудь вроде этого?» Дайсон ответил, что нет, но, похоже, этим утром он был особенно в форме. Он переписал формулы и исчез. Примерно через двадцать минут он вернулся с решением. Позже его заново вывели другие люди, и уравнение носит их имя, однако тогда я увидел то, что показалось мне — и все еще кажется — невероятным колдовством. Год за годом я наблюдал, как Дайсон решает самые разные математические задачи, и до сих пор не могу себе представить, что значит думать с такой скоростью и такой математической четкостью. Кажется ли при этом, что все остальные заторможены? Такому нельзя научиться, по крайней мере я точно не смогу. Зато я достаточно обучен математике, чтобы радоваться каждый раз, когда такое происходит.