Ричард Фейнман

Радость познания

Вступительное слово Фримэна Дайсона

Люблю почти до преклонения

«Я так любил этого человека — до невозможности, почти до преклонения», — писал Бен Джонсон, драматург эпохи королевы Елизаветы. «Этим человеком» был друг и наставник Джонсона Уильям Шекспир. Оба они, и Джонсон, и Шекспир, были успешными драматургами — усердный, хорошо образованный Джонсон и стремительный, гениальный Шекспир. Они не завидовали друг другу. Шекспир был девятью годами старше, лондонские подмостки уже были заполнены его шедеврами, когда Джонсон только начал писать. Шекспир, по словам Джонсона, был честным, открытым и свободолюбивым человеком, он оказывал своему юному другу практическую помощь и поддержку. Наиболее ощутимую поддержку он оказал, сыграв одну из ведущих ролей в первой пьесе Джонсона «Всяк в своем нраве», поставленной в 1598 году. Пьеса имела громкий успех и стала путевкой для профессиональной карьеры Джонсона. Джонсону было тогда 25, Шекспиру — 34. После 1598 года Джонсон продолжал писать поэмы и пьесы, многие из которых были поставлены труппой Шекспира. Сам Джонсон стал знаменит как поэт и ученый-гуманитарий и на закате жизни удостоился чести быть похороненным в Вестминстерском аббатстве. Однако он никогда не забывал своего долга перед старым другом. Когда умер Шекспир, Джонсон написал поэму «Памяти моего горячо любимого великого автора мистера Уильяма Шекспира», в которой содержатся широко известные строки: «Он был не на годы — на все времена».



Латынь и греческий ты мало знал,
Ты к славе не стремился, не искал.
Все почести Софокла и Эсхила –
Их не сравнить с твоих трагедий силой!
Мы слушаем твоих сонетов россыпь,
Живи, неси своих котурнов поступь!


Своим творением была горда Природа,
В одежды облекла тончайших линий оду!
О, мой Шекспир! Твой стих и мудр, и нежен,
Изыскан стиль, что у других небрежен.
В изгибы бытия направлен острый взор.
О, гений! Ты паришь среди долин и гор.
В трудах, в поту провел ты столько лет,
Для этого поэт рождается на свет[1].



Что общего у Джонсона и Шекспира с Ричардом Фейнманом? Я мог бы сказать словами Джонсона буквально следующее: «Я так любил этого человека — до невозможности, почти до преклонения». Судьба подарила мне огромную удачу — встретить Ричарда Фейнмана. Он был моим наставником. Я, усердный и хорошо подготовленный студент, перебрался в 1947 году из Англии в Америку в Корнеллский университет и был буквально очарован порывистым гением — Ричардом Фейнманом. С самонадеянностью юности я решил, что мог бы сыграть роль Джонсона в фейнмановском Шекспире. Я не ожидал встретить Шекспира на американской земле, однако мне не составило никакого труда распознать его при встрече.

Перед тем как познакомиться с Фейнманом, я успел опубликовать некоторое количество математических статей, полных хитроумных трюков, но совершенно незначительных. Когда я познакомился с Фейнманом, то сразу же понял, что попал в другой мир. Его не интересовали публикации популярных статеек. Он боролся более яростно, чем кто-либо из ранее известных мне ученых, за понимание существа работы, выстраивая всю физику заново от начала и до конца. Мне повезло встретиться с ним к концу его восьмилетнего сражения. Новая физика, которую он придумал, будучи студентом Джона Уилера семь лет назад, впоследствии привела к единому взгляду на природу, взгляду, который он назвал «пространственно-временным подходом». В 1947 году теория была еще не завершена, полна противоречий и не связанных между собой концов, однако я сразу же увидел, что она должна быть правильной. Я ловил каждый удобный случай послушать обсуждения Фейнмана, научиться «плавать» в потоке его идей. Он любил обсуждения и был рад мне как слушателю. Таким образом, мы стали друзьями на всю жизнь.

В течение года я наблюдал, как Фейнман развивал свой способ описания природы с помощью картинок и диаграмм, пока он не связал все концы с концами и не устранил противоречия. Затем он начал вычислять разные эффекты, используя в качестве руководящего принципа свои диаграммы. С ошеломляющей скоростью он был способен вычислять физические величины, которые можно было сравнить непосредственно с экспериментом. Эксперименты согласовывались с его цифрами. Летом 1948 года мы могли выразить истину словами Джонсона: «Природа и сама гордится его проектами и получает удовольствие, примеряя его тончайшие одежды».

В течение того же года, когда мы гуляли и разговаривали с Фейнманом, я изучал также работы физиков Швингера и Томонаги, которые следовали более традиционным путем и пришли к аналогичным результатам. Швингер и Томонага независимо достигли цели, используя более сложные и трудоемкие методики для вычисления тех же величин, которые Фейнман получал непосредственно из своих диаграмм. Швингер и Томонага не построили новую физику. Они воспользовались известной физикой и только ввели новые математические методы для получения физических результатов. Когда стало ясно, что результаты их вычислений согласуются с Фейнманом, я понял, что представился уникальный случай объединить все три теории вместе. Я написал статью под заголовком «Теории излучения Томонаги, Швингера и Фейнмана», объяснив, почему теории выглядели различными, но основывались на одних и тех же положениях. Моя статья была опубликована в журнале «Physical Review» в 1949 году и сыграла такую же решающую роль в моей профессиональной карьере, как у Джонсона пьеса «Всяк в своем нраве». Мне было тогда, как и Джонсону, 25 лет. Фейнману — 31, на три года меньше, чем Шекспиру в 1598 году. Я старался относиться к своим главным героям с одинаковым почтением, но в душе знал, что Фейнман был величайшим из трех и что основная цель моей работы — донести его революционные идеи до физиков всего мира. Фейнман активно поддерживал меня в публикации его идей и ни разу не выразил недовольства, что я перехватил у него инициативу. Он был главным актером в моей пьесе.

Я привез из Англии одну из своих драгоценных книг «Совершенный Шекспир» Довера Уилсона — краткую биографию Шекспира со множеством цитат из Джонсона. Книга Уилсона по замыслу не относилась ни к художественной, ни к исторической литературе, а представляла нечто среднее между ними. Она основывалась на свидетельствах очевидцев, Джонсона и других современников Шекспира. Но чтобы воспроизвести жизнь Шекспира, Уилсон задействовал свое воображение, основанное на скудных исторических документах. В частности, самое раннее свидетельство того, что Шекспир участвовал в пьесе Джонсона, следует из документа, датированного 1709 годом, т. е. более чем через сто лет после указанного события. Нам известно, что Шекспир был знаменит как актер и как писатель, и я не вижу причин сомневаться в истории, передаваемой из поколения в поколение и рассказанной Уилсоном.

К счастью, документальные свидетельства о жизни и размышлениях Фейнмана не так скудны. Данная книга — собрание документов, представляющих настоящий голос Фейнмана, записанный на его лекциях и в случайных записях. Эти неофициальные документы предназначены скорее широкой аудитории, а не его научным коллегам. В них мы видим Фейнмана таким, каким он был на самом деле, — с неизменной легкостью рассматривающим разные идеи, но с исключительной серьезностью относящимся к существенным для него вопросам. В проблемах, имеющих для него значение, он был предельно честен, независим, готов признать собственную некомпетентность. На протяжении всего жизненного пути он не признавал никакой иерархии и получал удовольствие от простого дружеского общения с людьми.

Кроме своей исключительной увлеченности наукой, Фейнман любил пошутить и был не чужд обычных человеческих радостей. Через неделю после знакомства с ним я описал его в письме к родителям как «полугения и полушута». Между своими героическими усилиями в борьбе за понимание законов природы он расслаблялся в обществе друзей, играл на барабанах бонго, развлекал окружающих розыгрышами и всевозможными историями. Его умение объединять серьезное и смешное в чем-то роднит его с Шекспиром. В книге Уилсона меня покорило свидетельство Джонсона:

«Когда он садился писать, для него ночь сливалась с днем; он работал без отдыха, не обращая внимания ни на что, пока не падал в обморок от усталости. Потом он заканчивал работу, снова переключался на спорт, становился свободнее, «отпускал поводья»; и тогда уже было почти безнадежно привлечь его к книге, но стоило ему начать писать, как он опять с легкостью становился решительным и серьезным».

Таким был Шекспир, таким же был и Фейнман, которого я знал и любил, — человек, перед которым я преклонялся.

Фримен Дж. Дайсон

Институт перспективных исследований

Принстон, Нью-Джерси

Предисловие редактора

Недавно я присутствовал на лекции в знаменитой лаборатории Джефферсона Гарвардского университета. Лектором была доктор Лин Хау из института Роланда, которая только что провела эксперимент, о котором сообщалось не только в известном научном журнале «Nature», но также и на первой полосе «Нью-Йорк таймс». В эксперименте она (со своей исследовательской группой студентов и сотрудников) пропустила лазерный пучок через новый вид материи, так называемый бозе-эйнштейновский конденсат (причудливое квантовое состояние, в котором сгусток из атомов, охлажденных почти до абсолютного нуля, практически полностью прекращает двигаться, ведет себя подобно единой частице), который замедлил данный пучок света до невероятно малой скорости, составляющей 38 миль в час. Свет, который обычно распространяется в вакууме с головокружительной скоростью 186 000 миль в секунду, или 669 600 000 миль в час, обычно замедляется при прохождении через любую среду, например воздух или стекло, но только на долю процента от его скорости в вакууме. Проделайте арифметические выкладки, и вы увидите, что 38 миль в час составляют одну шестимиллионную процента от скорости света в вакууме. Это как если бы Шпилей бросал пушечные ядра с Пизанской башни, и они падали бы на землю через два года.

Я ушел с лекции ошеломленным (думаю, даже Эйнштейн был бы потрясен). Впервые в жизни я испытал чуточку того, что Ричард Фейнман называл «кайфом от открытия», внезапное ощущение (возможно, сродни столкновению со сверхъестественным), что я постиг удивительную новую идею, что-то новое в мире, что я присутствовал в момент, имеющий важнейшее научное значение. Это было ощущение не менее драматическое и волнующее, чем то, что испытал Ньютон, когда таинственная сила, которая привела к падению апокрифического яблока ему на голову, оказалась той же силой, что заставляет двигаться Луну по орбите вокруг Земли; или ощущение Фейнмана, когда он показал, что первый шажок на пути к пониманию природы состоит во взаимодействии света и вещества, за что в дальнейшем он получил Нобелевскую премию.

Сидя в аудитории, я почти чувствовал присутствие Фейнмана. Мне казалось, что он смотрит поверх моего плеча и шепчет мне на ухо: «Видишь? Вот почему ученые так упорны в своих исследованиях, вот почему мы так отчаянно сражаемся за каждую частичку знания, просиживая ночи напролет в поисках ответа на вопрос, карабкаемся по крутым препятствиям к следующему витку Понимания, чтобы окончательно добраться до радостного момента «кайфа от открытия», составляющего часть удовольствия постижения сути вещей»[2]. Фейнман всегда говорил, что занимается физикой не ради славы или наград и премий, а для забавы, ради получения настоящего удовольствия, постигая, как устроен мир, — именно это и заставляло его работать.

Наследие Фейнмана — это его погружение в науку и преданность ей: ее логике, методам, ее отказу от догм и бесконечной способности сомневаться. Фейнман верил, что наука при ответственном отношении к ней может быть не только забавной, но и принести неоценимую пользу всему человеческому сообществу. И как все великие ученые, Фейнман любил делиться своим удивлением перед законами природы с коллегами и непрофессионалами. Нигде фейнмановская страсть к знанию не выражена яснее, чем в этом наборе его коротких работ (большинство из них раньше публиковались, некоторые — нет).

Лучший способ оценить тайны мастерства Фейнмана — это прочитать эту книгу; здесь вы найдете широкий спектр вопросов, над которыми он размышлял. Он рассуждает не только о физике — где ему не было равных, — но также о религии, философии, о своем неприятии академического поприща; о будущем вычислительной техники, о нанотехнологии, в которой он был пионером; о скромности и уместности шутки в науке, о будущем науки и цивилизации; о том, как истинные ученые должны видеть мир. А также о проблемах трагической бюрократической слепоты, которая привела к несчастью с космическим челноком «Челленджер» — речь идет о его докладе с заголовком, сделавшим имя Фейнмана почти нарицательным.

Удивительно, но эти работы пересекаются лишь в незначительной части; в тех немногих местах, где рассказ повторяется в другой истории, я позволил себе вольность выбросить один из двух эпизодов, чтобы устранить для читателя повторы. Я ставил скобки (…) для указания, откуда удалена повторная «жемчужная россыпь».

Фейнман обладал весьма своеобразным отношением к правильной грамматике, что становится очевидным из большинства его заметок, которые записаны на основе его лекций или интервью. Поэтому, чтобы сохранить фейнмановский дух, я позволил себе оставить неправильные грамматические обороты в его фразах. Тем не менее там, где плохая или случайная транскрипция (транслитерация) делала слово или фразу малопонятными или затруднительными, я редактировал их, делая понятными для читателя. Надеюсь, что получившийся результат не утратил фейнмановского духа.

Ему рукоплескали, когда он был жив, теперь благоговеют перед его памятью; он продолжает оставаться источником мудрости для людей с самым разным мировоззрением. Надеюсь, что сокровищница его лучших выступлений, интервью и статей побудит к действию новое поколение почитателей этого уникального человека и его многогранного ума.

Итак, читайте, наслаждайтесь, не бойтесь иногда громко рассмеяться или извлечь пару жизненных уроков; вдохновляйтесь и удивляйтесь; и прежде всего испытайте радость познания истины рядом с блестящей неординарной личностью.



Я хотел бы поблагодарить Мишель и Карла Фейнман за их щедрость и постоянную поддержку, приходящую с обоих берегов океана; доктора Джуди Гудстейн, Бонни Лудт и Шелли Эрвин из архивов Калтеха за их исключительно важную помощь и гостеприимство; и особенно профессора Фримена Дайсона за его изысканное и поучительное вступление.

Я хотел бы также выразить благодарность Джону Гриббину, Тони Хэй, Мелани Джексон и Ральфу Лейтону за их превосходные советы на всем протяжении работы над этой книгой.

Джеффри Роббинс, Рединг,

штат Массачусетс,

сентябрь, 1999 г.

1. Радость познания сути вещей

Это отредактированный вариант интервью, взятого у Фейнмана в 1981 году для телевизионной программы «Горизонт» на канале Би-би-си, показанный в Соединенных Штатах в серии «Nova». К тому времени за его плечами была уже большая часть жизни (он умер в 1988 году), и он размышлял, опираясь на свой опыт и достижения, рассматриваемые через призму лет, что практически невозможно для молодого человека. В результате получилась откровенная, непринужденная и очень личная дискуссия на волновавшие его темы: почему название чего-либо ничего не говорит нам о сути самого предмета; как он и ученые-атомщики его коллеги по Манхэттенскому проекту, могли выпивать за успех чудовищного оружия, которое они создали, а в это время в другой части мира, в Хиросиме, тысячи их собратьев уже погибли или погибали от этого оружия; и почему Фейнман мог обойтись без Нобелевской премии.

Красота цветка

У меня был друг, художник, и он иногда высказывал точку зрения, с которой я никак не мог согласиться. Он держал цветок и говорил: «Смотри, как он красив». У меня не было возражений, продолжал: «Погляди, я как художник могу увидеть, насколько он красив, а ты как ученый — ну, для тебя все это очень далеко, а цветок становится просто скучным предметом». Думаю, он был помешан на красоте. Однако красота, которую видит он, доступна каждому, и мне в том числе. Хотя допускаю, что я не такой рафинированный эстет, как он, но и я способен оценить красоту цветка. В то же время я вижу в цветке гораздо больше, чем он. Я могу представить его клеточную структуру, сложные взаимодействия внутри клеток тоже обладают своей красотой. Я имею в виду не только красоту в масштабах одного сантиметра, существует также красота в меньших масштабах, во внутренней структуре. Возьмем другой процесс. Удивительный факт, что краски цветка вырабатываются, чтобы привлечь насекомых для его опыления — значит, насекомые могут видеть цвет. Напрашивается вопрос: эстетические чувства существуют и в низших формах? Почему эстетические? Всевозможные интересные вопросы доказывают, что научное знание лишь добавляет благоговейного трепета перед цветком. Научное знание только добавляет; не понимаю, как оно может что-то вычитать.

Бегство от гуманитарных наук

Я всегда был очень односторонним в науке и, когда был моложе, концентрировал на ней почти все свои усилия. У меня не было времени учиться и не было достаточного терпения для так называемых гуманитарных наук, хотя даже в университете существовали гуманитарные дисциплины, которые я должен был выбирать. Я почитал за лучшее как-нибудь избежать их изучения и зубрежки. И только много позже, когда стал старше, я смог делать передышки и начал слегка разбрасываться. Я научился рисовать и немного читал, но я действительно все еще очень однобокий человек и многого не знаю. У меня ограниченный ум, и я использую его целенаправленно.

Тираннозавр в окне

У меня дома была Британская энциклопедия, и даже когда я был маленьким мальчиком, отец, бывало, сажал меня на колени и читал что-нибудь из энциклопедии. Мы читали, рассуждали о динозаврах, а может быть, это были бронтозавры или еще кто-нибудь, или беседовали о короле тираннозавров. И он говорил что-нибудь вроде: «Этот предмет имеет двадцать пять футов в высоту, а голова его шесть футов в поперечнике. Понял?» Затем он останавливался и говорил: «Давай подумаем, что это значит. Подумай, если он стоит на нашем переднем дворе, его высоты достаточно, чтобы просунуть голову в окно, но это не совсем так — его голова немного шире, и когда он будет пролезать, то разобьет окно».

Все, о чем мы читали, переводилось на язык, как это лучше сделать на самом деле, — так я учился что-то делать. Из всего, что я прочитывал, я старался вычислить, что это означает в действительности и как будет звучать на языке реальности. Таким способом (СМЕЕТСЯ) ребенком я обычно читал энциклопедию, но с переводом. Знаете, мне было очень интересно, что существуют животные такого размера — но как следствие, я не боялся, что одно из них залезет ко мне в окно; я просто думал, было бы очень-очень интересно понять, как все они вымерли, и до сего времени никто не знает почему.

Обычно мы ездили в Катскильские горы. Мы жили в Нью-Йорке, и горы были тем местом, куда летом приезжали люди; в будни отцы уезжали на работу и возвращались только на выходные. Когда приезжал мой отец, он брал меня на прогулку в лес и рассказывал о различных интересных штуковинах, которые происходили в лесу, и я их сейчас же объяснял. Однако матери моих сверстников, наблюдая за нами, конечно же, думали, как было бы здорово, если бы и другие отцы брали своих сыновей на прогулку, и они пытались заставить остальных отцов, но те поначалу никуда не ходили и хотели, чтобы мой отец собирал всех ребятишек, но он отказывался, потому что у нас были особенные отношения — общие личные разговоры о сути вещей. Итак, все кончилось тем, что в следующие выходные другие отцы вынуждены были тащить своих детей на прогулку. А в следующий понедельник, когда они вернулись на работу и дети играли на лугу, один из ребят спросил меня: «Видишь ту птичку, что это за птичка?» И я ответил: «У меня нет ни малейшего представления о том, что это за птичка». Он говорит: «Это коричневый певчий дрозд. Вот так — твой отец ничего тебе не рассказывает». А все было наоборот: мой отец учил меня. Глядя на птицу, он говорил: «Ты знаешь, что это за птица? Это коричневый певчий дрозд, но в Португалии его называют так-то, в Италии — так-то, в Китае — так-то, а в Японии — так-то», — и т. д. и т. п. «Теперь, — говорил он, — ты знаешь, как звучит на всех языках имя этой птицы, и когда ты покончишь со всем этим, ты ровным счетом ничего не будешь знать об этой птице. Ты только знаешь о людях в разных местах земли и что они называют птицей. А теперь, — продолжал он, — давай посмотрим на эту птицу».

Он учил меня подмечать существенное. Однажды я был поглощен игрой с маленькой тележкой для детских игр, огороженной со всех сторон — мы называли ее «экспресс-вагон», — дети могли толкать ее со всех сторон. Помню, в тележке находился мячик, да, именно мячик. Я толкал тележку и заметил кое-что в движении мяча. Тогда я пошел к отцу и заявил: «Скажи, па, я заметил кое-что: когда я толкаю тележку, мячик катится обратно к концу тележки, а когда я тяну ее вперед и внезапно останавливаюсь, мячик катится к переднему краю тележки». И спросил: «Почему так происходит?» Отец ответил: «Этого никто не знает». И продолжил: «Общий принцип состоит в том, что движущиеся предметы стремятся сохранить движение, а неподвижные склонны оставаться неподвижными, пока ты сильно по ним не ударишь». И прибавил: «Это свойство называется инерцией, но никто не знает, почему это правильно». Теперь я глубоко понимаю это — тогда он не дал мне названия, он знал разницу между знанием названия чего-то и знанием сути чего-то, — я усвоил этот урок очень рано. Отец дальше пояснил: «Если ты всмотришься повнимательнее, то увидишь, что мячик не устремляется к концу тележки, это конец тележки, которую ты тянешь против мяча, движется; а мяч все еще стоит на месте или в конечном счете от трения начинает реально двигаться вперед, а не назад». Итак, я побежал обратно к маленькой тележке, снова установил мячик и потянул тележку под ним, глядя во все глаза, и увидел — отец действительно был прав — мяч никогда не двигался в тележке назад, когда я тянул ее вперед. Он двигался назад относительно тележки, но относительно боковой дорожки он сдвигался немного вперед, тележка догоняла его. Итак, это был метод, которому я научился у отца, с разными примерами и обсуждениями, без всякого давления, просто в ходе приятных интересных бесед.

Алгебра для практичного человека

В то время мой кузен, который был на три года меня старше, учился в средней школе и испытывал значительные трудности с алгеброй. К нему приходил репетитор, а мне позволяли сидеть в уголке, пока (СМЕЕТСЯ) репетитор пытался научить моего кузена алгебре, задачам вроде 2х плюс что-то. После урока я сказал кузену: «Чем вы там занимались? Видишь ли, я слышал, что он рассказывал об х». Он говорит: «Если 2х + 7 равно 15, то как найти, чему равен х?» Я отвечаю: «Он равен 4». Он заявляет: «Ну да, но ты сделал это арифметически, а должен — алгебраически». Вот почему мой кузен никак не мог освоить алгебру — не было метода. К счастью, я учил алгебру не в школе и знал, что вся идея заключалась в том, чтобы найти х; какая разница, как вы это сделали. Понимаете, нет такой проблемы — сделать арифметически или сделать алгебраически. Это ошибочная вещь, которую изобрели в школе, так что дети, которые должны учить алгебру, могут все перепутать. В школе изобрели набор правил, которые, если вы следуете им бездумно, могут привести к ответу: вычтите 7 с обеих сторон; если у вас есть множитель, поделите на него обе стороны и т. п. — целый набор шагов, с помощью которых вы могли бы получить ответ, если не понимаете, что вы пытаетесь сделать.

Существует серия книг по математике. Первая — «Арифметика для практичного человека», далее следует «Алгебра для практичного человека» и последняя — «Тригонометрия для практичного человека». Я выучил тригонометрию для практичного человека по этой книге. Вскоре я опять забыл ее, поскольку понял ее не очень хорошо, но серия продолжала выходить, и библиотека собиралась получить «Исчисление для практичного человека». К этому моменту я знал, читая энциклопедию, что исчисление было важным предметом и к тому же интересным, я был обязан выучить его. Теперь я стал старше, мне было около тринадцати; книжка по исчислению наконец вышла, и я был так воодушевлен, что пошел за ней в библиотеку, а библиотекарь посмотрела на меня и сказала: «О, ты совсем ребенок, зачем тебе такая книга — она для взрослых?» То был один из немногих случаев в моей жизни, когда мне было неловко, — я соврал, сказав, что книжка для моего отца, он ее отобрал. Так или иначе, я принес ее домой, выучил из нее исчисление и попробовал объяснить его отцу, он осилил ее начальный этап и пришел к заключению, что она запутанная, и мне немного поднадоело его обучать. Я удивился, что он не понял; мне казалось, что в книге все относительно просто и ясно, — а он не понял. Это был первый случай, когда я узнал в некотором смысле больше, чем отец.

Эполеты и Папа Римский

Есть еще кое-что, чему отец научил меня — кроме физики (СМЕЕТСЯ). Мы обсуждали, можно ли выражать неуважение пользующимся уважением персонам… к персонам определенного рода. Например, когда я был маленьким мальчиком, в «Нью-Йорк таймс» стали выходить ротографии — печатные картинки в газетах. Отец обычно сажал меня на колени, открывал картинку, это была ротография римского Папы, и на ней все склонялись перед ним. Отец говорил: «Посмотри-ка на этих людей. Здесь стоит только один человек, все остальные склонились перед ним. Подумай, в чем между ними разница? Этот один — Папа». Отец терпеть не мог Папу. И он пояснял: «Разница в эполетах. Конечно, не в случае Папы. Возьми, например, генерала — форма, положение, — но у этого человека такие же человеческие проблемы, он обедает, как и все остальные, принимает ванну, у него обычные проблемы, как у всех, — он простой человек. Почему все они склоняются перед ним? Только из-за его имени и его положения, из-за его формы, а не потому, что он сделал что-то особенное, или из-за его славы, или чего-нибудь в этом роде». Отец, кстати, занимался выпуском форменной одежды и потому знал, в чем разница между человеком в форме и человеком без формы; для него это были одни и те же люди.

Мне кажется, он был счастлив со мной. Хотя однажды, когда я возвратился из MIT (Массачусетского технологического института) — я учился там несколько лет, — он сказал мне: «Теперь ты стал образованным человеком. Есть один вопрос, в котором я никогда не мог до конца разобраться. Ты все это изучал и, надеюсь, сможешь объяснить мне». Я спросил, что он имеет в виду. И он ответил, что знает: когда атом переходит из одного состояния в другое, он излучает частицу света, называемую фотоном. Я сказал: «Совершенно верно». И отец продолжал: «А все-таки существовал фотон в атоме до того, как он излучился, или до того в нем не было никаких фотонов?» Я отвечаю: «Фотонов в атоме нет; просто, когда электрон совершает переход, возникает фотон». А он опять задает вопрос: «Хорошо, тогда откуда он берется, как появляется?» Не мог же я просто сказать ему: «Дело в том, что число фотонов не сохраняется, они рождаются благодаря движению электрона». Не мог я также попытаться объяснить ему нечто вроде: звук, который я издаю сейчас, не существовал во мне. Другое дело, мой маленький сын, который, когда начинал рассказывать, вдруг заявлял, что больше не может сказать определенного слова — это было слово «кошка», — потому что его словарный запас иссяк на слове «кошка» (СМЕЕТСЯ). Итак, у вас отсутствует запас слов, так что вы пользуетесь словами по мере надобности и просто строите их по ходу дела. В том же смысле нет запаса фотонов в атоме, и, когда фотоны появляются, они не появляются откуда-нибудь, — я не мог объяснить ему лучше. Его мой ответ не удовлетворил, учитывая, что я никогда не был способен объяснить тех вещей, которых он не понимал (СМЕЕТСЯ). Так что он остался недоволен — он посылал меня во все эти университеты, чтобы выяснить суть вещей, а я так ничего и не выяснил (СМЕЕТСЯ).

Приглашение делать бомбу

(В период работы над докторской диссертацией Фейнман был приглашен в проект по разработке атомной бомбы.)



Это вещь совершенно иного порядка. Это значило, что я должен был прекратить свою исследовательскую работу, которая была смыслом моей жизни, зачеркнуть потраченное на нее время и делать то, что, по моему мнению, было необходимо для защиты цивилизации. Правильно ли это? Я обсудил проблему с самим собой. Моя первая реакция состояла в том, что я не хочу прерывать текущую работу ради этого нового проекта. Конечно, существовала проблема морального толка, в том числе война. Я не слишком много с ней сталкивался, но мне становилось не по себе, когда я представлял, какое оружие предстоит сделать. И поскольку это могло стать реальностью — оно должно было стать реальностью. Подобное оружие могли создать и нацисты, поэтому я решил принять участие в проекте.

(В начале 1943 года Фейнман присоединился к команде Оппенгеймера в Лос-Аламосе.)

Скажу несколько слов относительно моральной стороны дела. Основной причиной начать проект послужила опасность со стороны Германии, которая и заставила меня примкнуть к разработке первой стадии в Принстоне, а затем в Лос-Аламосе к работе над бомбой. Тогда были сконцентрированы все усилия для превращения ее в самую мощную бомбу. Это был проект, над которым мы работали сверхнапряженно, объединив все силы. Как на любом проекте такого рода, вы работаете на конечный результат. Однако, работая, — возможно, это аморально — перестаете думать о причине, побудившей вас это делать. И когда причина исчезла, поскольку Германия потерпела поражение, мне не однажды приходила в голову мысль, что пора бы заново переосмыслить, почему я продолжаю заниматься этим. Должен признаться, в то время я так и не сделал этого.

Успех и страдания

(6 августа 1945 года атомная бомба взорвалась над Хиросимой.)



Единственной реакцией, которая мне запомнилась — возможно, я был ослеплен собственными переживаниями, — была страшная эйфория и возбуждение. Устраивались вечеринки, люди выпивали — был грандиозный контраст между тем, что происходило в Лос-Аламосе, и тем, что в то же время творилось в Хиросиме. Я был вовлечен в эту радостную вакханалию, тоже выпивал и развлекал коллег игрой на барабане, сидя на капоте машины, — сидел на капоте джипа и изо всех сил колотил по барабанам, подчиняясь всеобщему настроению, царившему в Лос-Аламосе, а в это время в Хиросиме люди умирали и боролись за жизнь.

У меня наступила очень сильная реакция после войны, реакция своеобразного характера, — возможно, это было вызвано самой бомбой или рядом психологических причин — я только что потерял жену, а может быть, было что-то еще. Но я помню, что сидел с матерью в ресторане в Нью-Йорке непосредственно после (Хиросимы), вглядывался в город и, зная, насколько большой была бомба в Хиросиме и какую огромную территорию она разрушила, собственно, зная о ней все, я вдруг подумал: «А что, если сбросить ее в районе 34-й улицы?» Она накроет и территорию, где мы сидим — кажется, это была 59-я улица, — и все люди будут убиты, все здания уничтожены, а ведь существует не одна такая бомба. Легко продолжить их производство — и все живое на земле будет обречено. Эта мысль зародилась у меня очень рано, раньше, чем у других, более оптимистично настроенных людей. Мне казалось, что международные отношения и характер поведения людей не отличаются от существовавших раньше и что этот путь будет продолжаться. Я был уверен, что все идет к тому, чтобы снова применить бомбу в ближайшем будущем. Я чувствовал себя не в своей тарелке и думал: «Как все глупо: я вижу людей, строящих мост, и говорю себе «они просто ничего не понимают»». Я действительно верил в тот момент, что бессмысленно пытаться что-либо предпринять, поскольку все равно вскоре все будет разрушено и уничтожено. Я смотрел чужим, отстраненным взглядом на здания вокруг и все думал: «Как глупо, что они должны что-то строить». Я был в состоянии депрессии.

«Я не должен быть хорошим только потому, что кто-то полагает, будто я собираюсь быть хорошим»

(После войны Фейнман работал с Гансом Бете[3] в Корнеллском университете. Он отказался от предложения работать в Принстонском институте перспективных исследований.)



Все полагали, что я буду воодушевлен предложением работать в Принстоне, но меня оно не воодушевило, и я взял на вооружение новый принцип, состоящий в том, что я не несу никакой ответственности за то, чего от меня ожидают другие. Я не должен быть хорошим потому, что от меня этого ждут. Во всяком случае, я мог успокоиться на сей счет и рассудил сам с собой, что никогда я не делал того, что казалось важным другим, и не намерен впредь этого делать. Но я всегда получал удовольствие, занимаясь физикой и математическими вычислениями, и поэтому, когда работал над теорией, за которую впоследствии получил Нобелевскую премию[4], обычно разделывался с работой так же быстро, как с блюдом быстрого приготовления.

Нобелевская премия — заслуженна ли она?

(Фейнман был удостоен Нобелевской премии за работы по квантовой электродинамике.)



Что я сделал существенного и что было сделано независимо другими физиками, Томонагой в Японии и Швингером, — это разгадка того, каким образом контролировать, анализировать и обсуждать исходные процессы квантовой теории электричества и магнетизма, основы которой были заложены в 1928 году; как интерпретировать их так, чтобы избежать бесконечностей, проводить вычисления разумным образом, получать результаты, которые приводили бы к точному согласию с каждым экспериментальным фактом, известным на сегодняшний день, — квантовая электродинамика должна описывать все доступные детали эксперимента без учета, естественно, ядерных сил, — это была работа, которую я сделал в 1947 году, в которой говорилось, как все это раскрутить. За эту работу я и получил Нобелевскую премию.

(Корреспондент ВВС: Это была заслуженная Нобелевская премия?)

Как сказать (СМЕЕТСЯ)… Я не знаю ничего о Нобелевской премии, я не понимаю, что она значит и чего стоит, но если члены Шведской академии решают, что х, у или z достоин Нобелевской премии, так оно и будет.

Мне нечего делать с Нобелевской премией… это головная боль… (СМЕЕТСЯ). Я не люблю награды. Они имеют значение для оценки сделанной мной работы и для людей, которые ее оценили. Я знаю, что многие физики используют мою работу — ничего другого мне и не нужно, — думаю, остальное не имеет значения. Я не считаю особенно важным тот факт, что в Шведской академии признали данную работу достаточно выдающейся для получения премии. Я уже получил свою премию. Моя премия — это удовольствие от познания сути вещей, кайф от сделанного открытия. Мне важно знать, что другие люди пользуются плодами моего труда. Вот что существенно, а награды — это так… чья-то выдумка. Я не доверяю наградам; награды, черт возьми, докучают, награды — это видимость, как эполеты, как красивая военная форма. Мой отец растолковывал мне это именно так. Я не могу на это повлиять, но награды мне мешают.

Когда я учился в средней школе, одной из первых моих наград было получение членства в обществе «Ариста», которое представляло группу детей, получавших хорошие отметки — ну, как? — и все хотели быть членами «Аристы», и, когда я вошел в эту группу, я узнал, что они делали на своих собраниях — они сидели и обсуждали, кто еще достоин войти в эту замечательную группу, — вы понимаете мою мысль? Так они и просиживали, стараясь решить, кому разрешить присоединиться к «Аристе». Такого рода вещи беспокоят меня психологически по разным причинам. Я не понимаю самого себя, с тех пор и поныне награды меня всегда беспокоят.

Когда я стал членом Национальной академии наук, я в конечном счете вынужден был отказаться от этой чести, поскольку это был другой пример организации, члены которой тратили почти все время на выяснение того, кто достаточно знаменит, чтобы позволить ему стать членом академии. Кроме того, они решали, должны ли мы, физики, поддерживать друг друга, когда у них есть кандидатура очень хорошего химика, которого они пытаются протащить на выборах, а у нас нет достаточных оснований по таким-то и таким-то причинам. Разве вызывают возражения химики? Просто все в целом прогнило — основной их целью было решать, кто мог бы получить награду. Вы улавливаете, о чем я говорю? Я не люблю наград.

Правила игры

(С 1950 по 1988 год Фейнман преподавал теоретическую физику в Калифорнийском технологическом институте.)



Один из способов понять некоторую идею, — что мы и делаем, пытаясь постичь природу, — это представить себе, что боги играют с вами в грандиозную игру, скажем, в шахматы, и вы не знаете правил игры. Но вам разрешается смотреть на доску, по крайней мере время от времени, может быть, в ее маленький уголок, и, исходя из этих наблюдений, вы пытаетесь вывести, каковы правила игры, по каким законам двигаются фигуры. Через некоторое время вы могли бы подметить, что, например, только один слон на доске движется по клеткам одного цвета. Немного погодя вы могли бы открыть закон, согласно которому слон передвигается по диагонали, и тем самым объяснить ранее открытый вами закон, что слон движется по клеткам того же цвета. Это аналогично открытию некоторого закона и последующего более глубокого его осмысления. Затем могут происходить разные события, все складывается благоприятно, вы нашли все законы, и общая картина выглядит весьма неплохо, и вдруг где-то в уголке происходит одно необычное явление, например рокировка, — словом, что-то, чего вы не ожидали. Между прочим, в фундаментальной физике мы пытаемся исследовать такие вещи, относительно которых не можем сделать заключений. Потом мы многократно проверяем их и говорим: все в порядке!

Именно то, что не вписывается в теорию, представляет наибольший интерес, то, что не согласуется с тем, чего вы ожидали. Кроме того, вы могли бы совершить революцию в физике: после того как вы открыли, что слоны поддерживают свой цвет и ходят по диагонали, — и так происходит достаточно долго, и всем известно, что это правда, — в один прекрасный день вы замечаете в одной шахматной игре, что слон не поддерживает свой цвет, он его меняет. Только позднее вы открываете новую возможность — слон захвачен, и пешка прошла через всю доску и стала новым слоном — такое может случиться, но вы об этом не знали. Это очень похоже на тот причудливый путь, с помощью которого открывают законы природы: иногда они выглядят точными, они продолжают работать, но вдруг какая-то хитроумная диковинка указывает, что они не верны; и тогда вам приходится исследовать условия, при которых слон поменял цвет и тому подобное, и наконец вы вывели новое правило, которое глубже объясняет закон. Хотя в отличие от игры в шахматы, в которой правила усложняются по мере вашего продвижения, в физике, где вы открываете новые явления, все выглядит много проще. Кажется, что в целом все более сложно, поскольку вы получаете большее количество опытных данных, — то есть вы узнаете о большем разнообразии частиц и новых явлений — и законы опять выглядят сложными. Но если вы будете постоянно представлять, насколько они удивительные, то есть если мы распространим наш опыт на все более неизведанные области, время от времени объединяя все в единое целое, когда все работает сообща в дружном союзе, мы поймем, что все проще, чем казалось раньше.

Если вас интересуют основные принципы устройства физического мира или завершенная картина мира, то в настоящий момент наш единственный путь познания связан с умозаключениями, основанными на математическом аппарате. Не думаю, что человек без знания математики сможет сегодня полностью или хотя бы частично оценить специфику особенностей мира, чрезвычайно глубокую универсальность законов, взаимосвязь явлений. Я не знаю никакого другого пути… мы не знаем другого способа точного описания мира… или способа увидеть его внутренние взаимосвязи без математики. Полагаю, что человек, не разработавший некоторой математической процедуры, не способен оценить эту сторону мира. Не поймите меня неправильно — существует множество сторон мира, где математика не нужна, например, любовь, оценка которой восхитительна и тонка, это чувство внушает трепет и благоговение. Я не имею в виду, что в жизни есть только одна вещь — физика, но мы беседуем о физике, и коль скоро мы говорим о ней, то незнание математики ведет к жестким ограничениям в понимании мира.

Сокрушительные атомы

Понимаете, то, над чем я работаю в физике именно сейчас, — это очень важная задача, в которой мы столкнулись с трудностями; попробую описать ее. Вы знаете, что все состоит из атомов, мы поняли это давно, и многие знают, что атом состоит из ядра и электронов, движущихся вокруг него. Поведение внешней части, электронов, теперь полностью известно, законы для них хорошо изучены, насколько их можно трактовать в рамках квантовой электродинамики, о ней я вам уже рассказывал. И после того как все это раскрутили, оставался вопрос, как работает ядро, как взаимодействуют в нем частицы, как они удерживаются вместе? Одним из побочных продуктов ядерной физики оказалось открытие деления ядра и создание атомной бомбы. Но исследование сил, которые удерживают ядерные частицы в ядре, — это давно существующая сложная задача. Во-первых, считается, что силы возникают благодаря внутреннему обмену частицами определенного сорта, такую модель придумал Юкава, а частицы назвали пионами. Предположим, вы ударяете протонами по ядру — протон является одной из частиц, входящих в состав ядра, — протоны будут выбивать пионы, и они будут, конечно, вырываться наружу, испускаться.

Испускаются не только пионы, но и другие частицы — и мы придумываем им имена, пока они не иссякнут, — каоны и сигма, лямбда и прочие. Все они теперь называются адронами, и, если увеличивать энергию реакции, вы получите все больше и больше частиц, до сотен различных частиц; проблема, в период от 1940–1950 годов и до наших дней, без сомнения, состояла в том, чтобы найти заложенную в их основе структуру. Казалось бы, среди этих частиц должно существовать множество интереснейших связей и структур, пока теория не нашла объяснения их строения, — все эти частицы состоят из чего-то еще — и это что-то мы назвали кварками. Например, три кварка образуют протон, а протон — одна из частиц ядра; другая частица ядра — нейтрон. Существуют несколько кварков — сначала фактически были нужны только три кварка, чтобы объяснить все разнообразие сотен частиц, эти три различных кварка назвали кварками u-типа, d-типа и s-типа. Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка, а нейтрон — из двух d-кварков и одного u-кварка. Если бы кварки двигались внутри различными путями, они представляли бы некоторую другую частицу. Тогда возникает вопрос: каково точное поведение кварков и что удерживает их вместе? Теория предположительно очень проста, очень близка аналогия с квантовой электродинамикой — не полностью, но очень похожа — кварки подобны электрону, а частицы, названные глюонами, которые курсируют между кварками, заставляя их притягиваться друг к другу, подобны фотону, который тоже путешествует между электронами, создавая электромагнитные силы. И математика здесь очень похожа, но содержит несколько немного отличающихся членов. Разгаданное различие в форме уравнений привело к разгадке принципов такой красоты и простоты, что их никак нельзя считать случайными, они очень и очень определенные. Пока не выяснено, сколько существует различных видов кварков[5].

Тут есть кардинальное отличие от электродинамики, в которой два электрона могут расходиться сколь угодно далеко, а когда они далеки друг от друга, то силы между ними, в сущности, становятся совсем ничтожными. Если бы это было справедливо для кварков, то мы ожидали бы, что, когда достаточно сильно ударяешь по какой-либо ядерной частице (адрону), должны испускаться кварки. Однако вместо этого, когда проводятся эксперименты при энергии, достаточной для вылета кварков, вы обнаруживаете большую струю — иначе говоря, много частиц, идущих в том же направлении, что и первоначальные адроны, но в струе нет кварков — и это требование теории: когда вылетают кварки, они образуют что-то вроде новых пар кварков, они входят в состав маленьких групп кварков, представляющих адроны.

Вопрос, почему существуют такие отличия от электродинамики, как работает это малое различие в математических формулах, эти малые члены, которые незначительно изменяют уравнения, но приводят к таким различающимся эффектам, к полностью иным эффектам? То, что происходит в реальности, было действительно удивительным для большинства ученых, и первое, что приходит в голову, что теория неправильна. Но чем больше ею занимались, тем яснее становилось, что, по-видимому, виной всему оказываются именно эти дополнительные члены, приводящие к таким различающимся эффектам. Теперь мы полагаем, что физика претерпевает кардинальные изменения. Мы имеем теорию, полную и вполне определенную теорию всех этих адронов, и у нас есть огромное количество экспериментальных данных с кучей подробностей — почему же мы не можем немедленно проверить теорию, обнаружить, правильна она или нет? Потому что нам нужно вычислить следствия теории. Если теория верна, что должно произойти и как это произойдет? В данный момент трудность заключается в первом шаге. Математика, необходимая для разгадывания следствий теории, в настоящее время непреодолимо сложна. В настоящее время — да! И поэтому очевидно, какова моя задача. Моя задача — попытаться разработать способ доведения теории до числа, тщательно ее проверить, не просто качественно, а увидеть, может ли она привести к правильным результатам.

Я потратил несколько лет, пытаясь изобрести математические трюки, которые позволили бы мне решить уравнения, но я, в общем, ничего не добился, и тогда я решил, что для начала должен представить себе, как может выглядеть решение. Трудно объяснить это доходчиво, но перед тем как оценить идею количественно, я должен уяснить качественный принцип, как работает явление. Иначе говоря, люди не понимали даже, как работает идея в грубом приближении. Я работал в последнее время, в последние год-два, над осмыслением того, как приблизительно работает теория, пока не количественно, надеясь, что в будущем это приближенное понимание сможет перерасти в точный математический аппарат, способ или алгоритм для перехода от теории к частицам. Понимаете, мы находимся в забавном положении: не то чтобы мы ищем теорию, мы ее получили — очень хорошего кандидата на роль теории, — мы находимся на той ступени, когда нам необходимо сравнить теорию с экспериментом, увидеть, какие появятся следствия и проверить исходную теорию. Мы зациклились на следствиях; тем не менее моя цель, мое страстное желание — понять, смогу ли я разработать адекватный способ решения задачи, чтобы понять, каковы следствия этой теории (СМЕЕТСЯ). Это один из видов сумасшествия — иметь теорию, из которой не можешь найти следствий… Я не могу этого перенести, я должен все понять. Может быть, когда-нибудь…

«Пусть это сделает Джордж»

Чтобы сделать настоящую, действительно хорошую работу в физике, абсолютно необходимо иметь много времени, чтобы запомнить те смутные и труднодоступные идеи, которые приходят тебе в голову, — это очень похоже на то, как строится карточный домик, где каждая карта стоит непрочно, и если вы забудете про одну из них, вся конструкция развалится. Вы не знаете, как это построить, и выстраиваете карты снова и снова — и если вы прерветесь, это все равно что забыть половину идей, то есть как карты соединялись прежде, чтобы выстроилась идея, — ваши карты символизируют различные части идеи. Главное, вы соединяете вместе головоломку, и получается башня, но легко ошибиться, нужна огромная концентрация, то есть нужна масса времени для обдумывания, — правда, если вы работаете в административной сфере, вам не нужно так много времени. Если кто-нибудь попросит меня присутствовать на заседании приемной комиссии — ну уж нет, за это я не несу ответственности — и мне плевать на студентов — конечно, мне вовсе не наплевать на студентов, но я знаю, что кто-нибудь еще сделает это за меня, — я придерживаюсь точки зрения: «Пусть это сделает Джордж». Понимаете, вы не обязаны придерживаться этой точки зрения, поскольку она не совсем верна, но я поступаю так, поскольку мне нравится заниматься физикой, и я все-таки хочу кое-что сделать, поэтому я и эгоистичен. Я хочу заниматься физикой.

Скучающие на истории науки

Вот сидят студенты в аудитории, и вы спрашиваете, как мне удается хорошо преподавать? Должен ли я учить, исходя из истории науки или ее применения? Моя теория состоит в том, что наилучший способ обучения — не вдаваться в философию, она только приводит к хаосу и запутывает науку в том смысле, что вы используете каждый возможный способ что-то в ней сделать. Я вижу единственный способ ответа: когда ты продвигаешься вперед, надо взбудоражить этих парней или поймать их на различные крючки так, чтобы никому не было скучно — ни парню, которому интересна история и скучна абстрактная математика, а с другой стороны, парню, которому нравится абстракция и скучна история. Если ты сможешь сделать так, чтобы никому из них не было скучно, возможно, тогда ты чего-то стоишь. Я действительно не знаю, как это сделать. Я не знаю, как ответить на этот вопрос для людей с различным складом ума и различными пристрастиями — какими крючками их зацепить, чем заинтересовать, как управлять их интересами. Один способ — применить своего рода силу: ты должен пройти данный курс и сдать экзамен. Это очень эффективный путь. Многие таким образом проходят через школьное обучение, и, может быть, это наиболее эффективный путь. Прошу прощения, но после многих лет, когда я пытался учить и пытался применить различные методики, я и в самом деле не знаю, как это сделать.

Сын, похожий на отца

Когда я был маленьким мальчиком, я получал удовольствие от рассказов отца о сущности вещей, и я старался рассказывать своему сыну о распространенных в мире вещах. Когда он был совсем маленьким, укачивая его в постельке, мы рассказывали ему всевозможные истории, и я выдумывал сказки о «маленьком народце», который ютится где-то наверху. Они гуляют, ездят на пикники или что-то в этом роде, а живут они в вентиляторе; и эти маленькие люди пробегают через лес, полный больших, длинных и толстых синих чудищ наподобие деревьев, но без листьев, а с одними стволами, и они вынуждены передвигаться между ними и тому подобное. Постепенно он уловил, что это коврик, ворсовый коврик, синий коврик, и он любил эту игру, поскольку я мог описывать все окружающие вещи со своеобразной точки зрения, а ему нравилось слушать сказки, и мы описали кучу удивительных вещей. Он даже сунулся на прогулке в мокрую собачью ноздрю, где свистел ветер, всасывался холод и выдувалось тепло. И я таким образом смог рассказать ему о физиологии и о прочих вещах. Он любил все это, и я рассказывал ему массу всяких штуковин, и сам получал от этого удовольствие, поскольку рассказывал ему о вещах, которые сам любил, и мы оба веселились, когда он угадывал, что это значит. А потом у меня появилась дочь, и я пытался сделать то же самое, но у нее был совсем другой характер, она не хотела слушать мои истории, она хотела слушать то, что ей читали и перечитывали из книг. Она просила меня почитать ей, а не выдумывать всяческие истории — совсем другая индивидуальность. И поэтому, если мы говорим о наилучшем методе обучения детей науке, я должен сказать, что истории о «маленьком народце» не сработали в случае моей дочери и сработали по случайным причинам с моим сыном. Вы понимаете меня?

«Наука, которая вовсе не наука…»

Несмотря на прогресс в науке, параллельно с ней существует в некотором роде и псевдонаука. Социология служит примером науки, которая таковой не является.

Она трактует явления не с научной точки зрения. В социологии следуют формальностям — вы собираете даты, делаете то-то и то-то, но не получаете никаких законов и не можете добраться до истины. К тому же в этой науке пока нет никаких результатов — может быть, они появятся когда-нибудь в будущем, — эта область плохо разработана, даже если что-то случится на мировом уровне. Здесь мы имеем знатоков на все случаи жизни, которые считают себя научными экспертами. Так называемые научные эксперты просто сидят за пишущими машинками и выдумывают всякую чушь вроде того, что пища, выращенная на органических удобрениях, полезнее, чем на неорганических; может, это и правда, а может — и нет, и нет способа доказать это утверждение. Но они будут сидеть за своими пишущими машинками и комплектовать всю эту ерунду, как будто это наука, а они эксперты по продуктам, органическим, удобрениям и прочим вещам. Каких только вымыслов и псевдонаук не существует на свете!

Может быть, я совершенно не прав, может быть, они действительно знают все эти вещи, но я не понимаю, в чем я не прав. Видите ли, у меня есть преимущество — я понимаю, как тяжело добывать истинное знание, как тщательно надо перепроверить результаты экспериментов, как легко ошибиться и оказаться в дураках. Я понимаю, что значит узнать что-то стоящее, и поэтому, видя, как они получают информацию, я не верю, что они осмысливают ее — они не выполняют необходимой работы, не выполняют необходимых проверок, не уделяют работе должного внимания. Я очень сомневаюсь в том, что они делают все это по недомыслию: я полагаю, что они сознательно пугают людей. Я так думаю. Я не знаю жизнь во всех деталях, но таково мое мнение.

Сомнения и колебания

Если вы ждете, что наука даст все ответы на волнующие нас вопросы: кто мы есть, где мы существуем, что такое Вселенная и многие-многие другие, то вы легко можете разрушить иллюзии и начнете искать мистические ответы на эти вопросы. Может ли ученого удовлетворить мистический ответ, я не знаю, поскольку ученому важно понимать — не важно что. Так или иначе, если я чего-то не понимаю, я думаю о том, как мне в этом разобраться, как проанализировать, пытаюсь выяснить, насколько далеко здесь можно продвинуться. Люди скажут: «Вы ищете основные законы физики?» Нет же, я просто смотрю, смогу ли узнать больше о нашем мире, и если выяснится, что существует простой основной закон, который объясняет все, это было бы очень здорово — настоящее открытие. И да будет так!

Может статься, что мир подобен луковице с миллионом слоев, и мы придем в отчаяние, устав рассматривать эти слои, но это не значит, что нет способа познания мира и природы вещей. У Природы свой путь, и когда мы собираемся исследовать этот путь, нет смысла ставить конкретные задачи, нужно просто попытаться как можно больше узнать о мире, в котором мы живем. Может статься, что мы не сумеем получить ответы на все свои вопросы, но я этого и не жду. Мое любопытство в науке состоит в том, чтобы просто узнать о мире что-то новое, и чем больше я узнаю, тем будет лучше для познания.

Существуют предположения, что человек в отличие от животных занимает особое место в этом мире. Мне хотелось бы исследовать эти тайны, но я не особенно доверяю историям, которые были придуманы о наших взаимоотношениях со Вселенной, так как они кажутся слишком простыми, слишком ассоциированными, слишком частными и провинциальными. Возьмем Землю. Он, Бог, пришел на землю — это один из аспектов Бога, — пришел на землю и наблюдает, что там происходит. Это не количественное соотношение. В любом случае с этим нет смысла спорить, и я не буду с этим спорить. Я только попытаюсь объяснить вам, почему научный взгляд на вещи, которого я придерживаюсь, повлиял на мою веру. Если это истинно и если различные религии имеют различные теории на этот счет, то как совместить это с вашим собственным знанием? Вы начинаете удивляться, у вас закрадываются сомнения. А как только вы начинаете сомневаться, просто, предположительно сомневаться, вы задаете себе вопрос: а можно ли доверять науке? Вы говорите: нет, вы не знаете, что есть истина, вы только пытаетесь найти ее и, возможно, идете неверным путем.

Отталкивайтесь в понимании религии из посылки, что все неверно. Но как только вы это сделаете, вы начнете соскальзывать с высоты, которую будет трудно восстановить. С научной точки зрения или с точки зрения моего отца, мы должны понять, что такое истина и что может быть или не может быть истиной. И раз вы начали сомневаться, — а это неотъемлемая часть моего характера, — сомневаться и задавать вопросы, ваша вера становится менее твердой.

У меня есть одно свойство — я совершенно спокойно уживаюсь со своими сомнениями, и колебаниями, и незнанием. Думаю, гораздо интереснее жить, не зная чего-то, чем иметь ответы, которые могут оказаться неправильными. У меня есть приблизительные ответы, и сносные убеждения, и различная степень уверенности относительно различных вещей, но у меня нет абсолютной уверенности относительно всего сущего, я многого не знаю, например, имеет ли смысл вопрос, почему мы здесь, и что такой вопрос мог бы означать. Я мог бы немного подумать об этом, но, если чувствую бесперспективность этих размышлений, переключаюсь на что-нибудь другое. Ведь я и не должен знать ответ на любой вопрос. Я не чувствую страха, не зная, например, таких вещей, почему мы затерялись в загадочной Вселенной, не имея какой-либо цели, кроме пути, нам уготованного. Все это далеко от понимания — и это совершенно меня не пугает.

2. Компьютеры будущего

Через сорок лет после атомной бомбардировки Нагасаки ветеран Манхэттенского проекта Ричард Фейнман выступил с докладом в Японии. Тема доклада была мирной, тема, которая занимает многие проницательные умы: будущее компьютеров, в том числе вопросы компьютерной науки, которые сделали Фейнмана провидцем, современным Нострадамусом — нижний предел размера компьютера. Может быть, эта глава вызовет вопросы у некоторых читателей; однако это такая важная часть вклада Фейнмана в науку, что, я надеюсь, они выберут время для ее чтения, даже если пропустят некоторые сугубо технические детали. Глава заканчивается кратким обсуждением одной из любимых идей Фейнмана, которая инициировала современную революцию в нанотехнологиях.

Введение

Для меня большая честь и удовольствие присутствовать здесь в качестве докладчика в память об ученом, которого я исключительно уважал и восхищался — профессора Нишины. Приехать в Японию и рассказывать о компьютерах — это все равно что читать проповедь Будде. Но я много размышлял о компьютерах — и это единственное, о чем я мог думать, когда меня пригласили сделать доклад.

Первое, что я хотел бы сказать, — я не собирался говорить о компьютерах. Я хочу рассказать об их будущем. Однако наиболее важные разработки будущего составляют предмет, о котором я не буду говорить. Например, существует великое множество работ, посвященных разработке более интеллектуальных машин — машин, умеющих лучше взаимодействовать с людьми, так чтобы ввод и вывод данных осуществлялся с меньшими усилиями по сравнению с тем сложным программированием, которое мы имеем сегодня. Это часто называют искусственным интеллектом, но мне этот термин не нравится. Возможно, неинтеллектуальные машины могут работать даже лучше, чем интеллектуальные.

Другая проблема состоит в стандартизации языков программирования. Сегодня их существует слишком много, и мне кажется разумной идея просто выбрать один из них. (Я не решаюсь упомянуть, что в Японии должно существовать больше стандартных языков — поскольку у вас имеется четыре способа письма, я думаю, что попытки стандартизации чего-либо здесь, очевидно, приведут к еще большему числу стандартов, а не к меньшему!)

Другая интересная проблема будущего состоит в том, что лучше выполнять работу на автоматически отлаженных программах, но об этом я тоже не буду говорить. Отладка означает поиск ошибок в программе или в машине; но на редкость трудно отлаживать программы, когда они становятся все более сложными.

Еще одно направление усовершенствования — сделать машины трехмерными вместо построенных на чипах, расположенных на плоскости. Это должно быть сделано поэтапно, а не сразу — вы можете создать несколько слоев, а затем добавлять постепенно все большее их число. Другое важнейшее устройство — прибор, автоматически обнаруживающий дефектные элементы на чипе; тогда чип будет автоматически перезаписывать сам себя так, чтобы избежать дефектных элементов. В настоящее время, когда мы пытаемся делать большие чипы, в них часто образуются трещины или дефектные участки, и мы выбрасываем целиком весь чип. Если мы сможем использовать действующую часть чипа, эффективность станет намного выше. Я упоминал, что попытаюсь рассказать вам об известных мне реальных проблемах машин будущего. Однако то, о чем я хочу говорить, — простые, небольшие, технически и физически добротные вещи, которые можно в принципе сделать в соответствии с физическими законами. Иначе говоря, я хотел бы обсудить механизм, а не способ, которым мы используем машины.

Я буду рассказывать о некоторых технических возможностях для создания машин. Будут затронуты три темы. Одна — это машины с параллельной обработкой, представляющие устройства очень близкого будущего, почти настоящего, которые разрабатываются в настоящее время. Более отдаленное будущее — это вопрос о потреблении энергии машинами, который на первый взгляд кажется ограниченным, но в действительности это не так. И в заключение я буду говорить о размерах.

Всегда лучше иметь машины поменьше, и вопрос заключается в том, насколько малым может стать допустимый размер, чтобы в принципе машины согласовывались с законами природы? Я не буду обсуждать, какова и в чем состоит актуальность каждой из перечисленных проблем в будущем. Это зависит от экономических и социальных условий, и я не собираюсь ломать над ними голову.

Параллельные компьютеры

Первая тема касается параллельных компьютеров. Почти все современные компьютеры, обычные компьютеры, работают на компоновке или архитектуре, придуманной фон Нейманом[6], в которой существуют очень большая память, где хранится вся информация, и одна центральная область, в которой проводятся простые вычисления.

Мы берем одно число из одного отдела памяти, а другое — из другого отдела памяти, посылаем их в центральное арифметическое устройство для их сложения, а затем отсылаем ответ обратно в некоторое место памяти. Существует, по сути, один центральный процессор, который работает очень-очень быстро и очень напряженно, в то время как память в целом не участвует в процессе и представляет быстрый картотечный ящик с файловой структурой, который очень редко используется. Совершенно очевидно, что чем больше процессоров работают одновременно, тем быстрее мы должны выполнять вычисления. Но здесь возникает затруднение: допустим, кому-то, работающему на одном процессоре, понадобится та же самая информация из памяти, что и другому, пользующемуся другим процессором, — и тогда все перепутывается. В связи со сказанным очень трудно разместить параллельно для работы много процессоров.

Некоторые шаги в этом направлении были предприняты на так называемых векторных процессорах. Если иногда вам необходимо выполнить одинаковые действия на многих различных элементах, вы, возможно, выполняете их одновременно. В принципе можно написать правильные программы стандартным способом, и тогда интерпретирующая программа автоматически поймет, когда полезно использовать эту векторную возможность. Такая идея применяется в компьютерах американской фирмы «Cray» и в японских «суперкомпьютерах». Другой проект состоит в том, чтобы взять большое число эффективно работающих относительно простых (но не слишком упрощенных) компьютеров и соединить их вместе в некоторую структуру. Тогда все они могут работать, составляя часть схемы. Каждый компьютер является совершенно независимым, причем они будут передавать информацию от одного к другому, когда один или другой в ней нуждается. Такого рода схема реализована, например, в Калтехе (Калифорнийском технологическом институте), в гиперкубе «Cosmic Cube», и представляет только одну из многочисленных возможностей. Сегодня многие конструируют такие машины. Другая возможность — распределить очень большое число очень малых центральных процессоров вокруг памяти. Каждый процессор общается только с малой частью памяти, и существует детально разработанная система взаимосвязей между ними. Примером такой машины является the Connection Machine (машина с переменной структурой связей с параллельными процессорами), созданная в MIT (Массачусетсом технологическом институте). Она имеет 64 000 процессоров и систему маршрутизации, в которой каждые 16 могут переговариваться с другими 16, и, таким образом, получается 4000 возможностей маршрутного соединения.

Многие научные задачи, такие, например, как прохождение волн через некоторые материалы, можно было бы очень легко решить, применив параллельное соединение процессоров. Дело в том, что происходящее в данной части пространства в некоторый момент времени может быть определено локально — нужно только знать давление и напряжение от соседних объемов. Ответ можно вычислить одновременно для каждого объема, и эти граничные условия соединяются с различными объемами. Вот почему такой тип модели работает для решения подобных задач. Если задача достаточно обширна, следует выполнить большой объем вычислений. Параллельное соединение компьютеров может значительно ускорить время решения задачи, и этот принцип применяется не только в решении научных задач.

Куда подевалось предубеждение двухлетней давности, будто параллельное программирование трудновыполнимо? Выходит, то, что было сложным и почти невыполнимым, вскоре станет обычной программой и продемонстрирует на примере этой программы эффективность параллельного соединения компьютеров. Принимая во внимание, что мы имеем возможность параллельных вычислений, нужно полностью переписать программы, по-новому переосмыслив, что происходит внутри машины. Невозможно эффективно использовать старые программы. Это колоссальное неудобство для большинства промышленных приложений, из-за этого идея может натолкнуться на значительное сопротивление. Но большие программы, как правило, дело ученых или специалистов — умных и способных программистов. Они любят свое дело и горят желанием начать все заново. Они готовы переписать программы, если это позволит сделать их более эффективными. Итак, следует перепрограммировать тяжелые, огромные программы новым способом, и когда все в конце концов придут к этому, появится все больше и больше новых программ и программисты научатся с ними работать.

Снижение энергетических потерь

Вторая тема, о которой я хочу рассказать, — это энергетические потери в компьютерах. Тот факт, что они должны охлаждаться, является очевидным ограничением для создания больших компьютеров — уже немало усилий потрачено для охлаждения такой машины. Я хотел бы объяснить, что это просто результат плохой разработки и не содержит ничего фундаментального. Внутри компьютера каждый бит информации контролируется проводом, находящимся под тем или иным напряжением. Это называется «один бит», и нам нужно менять напряжение на проводе от одного значения до другого, увеличивать или снимать с него заряд. Я приведу аналогию с водой: мы наполняем сосуд водой до определенного уровня или опустошаем его до другого уровня. Это только аналогия — если вам нравится более реалистическая задача с подачей электричества, вы можете придумать более точную электрическую схематику. То, что мы сделаем сейчас, есть аналог происходящего в случае с водой: наполним сосуд, наливая в него воду до верхнего края (Рис. 1), и будем понижать ее уровень, открыв нижний кран и позволив всей воде вытечь из сосуда. В обоих случаях существуют потери энергии из-за внезапного перепада уровня воды от высоты верхнего уровня, до которого она была налита, до нижнего уровня дна, и когда вы начинаете снова наливать воду — наоборот. В случае напряжения и заряда возникает та же самая ситуация.





Это аналогично тому, как объяснял мистер Беннет, управляя автомобилем, — он начинает двигаться при включении зажигания и останавливается при нажатии на тормоз. Каждый раз при включении зажигания и затем при нажатии на тормоз вы теряете мощность. Другой способ провести аналогию с автомобилем — обеспечение связи колес с маховиками. Когда автомобиль останавливается, скорость маховика увеличивается; таким образом, сохраняя энергию, связь может заработать, и автомобиль опять начнет двигаться. Аналог с водой будет следующим: пусть у вас есть U-образная трубка с краном в центре на ее дне, соединяющая два рукава U-образной трубки (Рис. 2). Мы начинаем заполнять ее доверху справа, причем левая часть остается пустой, кран перекрыт. Если теперь открыть кран, вода будет перетекать в другую часть трубки, мы снова своевременно перекроем кран, вода сохранится в левой стороне. Теперь мы хотим двигаться в другую сторону — снова откроем кран, и вода потечет обратно, мы ее там опять сохраним. Но налицо некоторые потери, вода уже не поднялась так же высоко, как прежде, и нам надо добавить немного воды, чтобы скорректировать потерю — потеря энергии много меньше, чем в методе прямого заполнения. Эта хитрость использует инерцию воды, аналог этого для электричества — индуктивность. Однако на современных кремниевых транзисторах очень трудно скомпенсировать индуктивность на чипах. Поэтому эта методика не слишком удобна при существующей технологии.





Еще один способ — наполнить резервуар с помощью источника напряжения, который устанавливается лишь не намного выше уровня воды. Источник своевременно поднимается, когда мы заполняем резервуар (Рис. 3),так что перепад уровня воды всегда мал на протяжении всего опыта. Таким же образом мы могли бы воспользоваться выпускным отверстием для понижения уровня в резервуаре, но сбрасывать воду вблизи верха и низа трубки так, чтобы тепловые потери в месте расположения транзистора не возникали или были небольшими. Реальный объем потерь будет зависеть от того, насколько велико расстояние между источником напряжения и поверхностью воды, когда мы наполняем резервуар. Этот метод соответствует изменению со временем подачи напряжения на источник. Итак, если пользоваться источником с меняющимся со временем напряжением, то можно применять этот метод. Безусловно, существуют потери энергии в самом источнике, но все они локализованы в одном месте, где несложно создать одну большую индуктивность. Эта схема называется «горячие часы», так как источник напряжения работает одновременно и как часы, которые фиксируют продолжительность чего-либо. Кроме того, нам не требуется дополнительного сигнала часов, чтобы измерять циклы, как это делается в обычных конструкциях.





Оба последних устройства используют тем меньше энергии, чем медленнее они движутся. Действительно, схема U-образной трубки не будет работать, пока ее центральный кран не сможет открываться и закрываться медленнее, чем вода в трубке будет успевать перетекать туда и обратно. Следовательно, мои устройства должны быть медленными, я сохранил энергетические потери, но сделал устройства медленными. Фактически энергетические потери, умноженные на время, необходимое для рабочего цикла, остаются постоянными. И все-таки это оказывается очень удобным, поскольку время, показываемое часами, много больше времени цикла для транзисторов, и мы можем этим воспользоваться, чтобы понизить энергию. Кроме того, если, к примеру, мы выполняем вычисления в три раза медленнее, мы могли бы использовать одну треть энергии три раза за время, которое содержит в девять раз меньшую мощность, чем должна растрачиваться. Может быть, это стоящая мысль. Может быть, при конструировании с применением параллельного соединения компьютеров или при других способах работы мы затратим немного больше времени, чем при максимальной скорости цикла, сделаем машины больше, чем обычно, но при этом еще снизим энергетические потери.





Для транзистора энергетические потери, умноженные на время, затрачиваемое на работу, являются результатом умножения нескольких факторов (Рис. 4):

1. Тепловой энергии, пропорциональной температуре, кТ,

2. Длины транзистора между источником и выводом тока, деленной на скорость внутренних электронов (тепловая скорость √3kT/m);

3. Длины транзистора в единицах среднего свободного пробега электронов до соударения в транзисторе;

4. Полного числа электронов, находящихся внутри транзистора во время его работы.

Подставляя соответствующие значения всех этих величин, получим, что энергия, используемая в транзисторах, в настоящее время приблизительно в миллиард — десять миллиардов или еще больше раз тепловой энергии кТ. Когда транзистор включен, он использует эту огромную энергию. Это очень большая величина. Безусловно, хорошая мысль — уменьшить размеры транзистора. Мы уменьшаем длину между источником и выводом тока и можем уменьшить число электронов, тем самым существенно понизив энергию. Оказывается, что чем меньше транзистор, тем быстрее он работает, так как электроны могут проходить через него быстрее и быстрее его включать. Исходя из любых соображений, хорошо бы сделать транзистор поменьше, и все пытаются это сделать.

А теперь представьте себе, что нам удалось сделать размер транзистора меньше средней длины свободного пробега. Тогда транзистор уже не будет работать должным образом. Он не будет вести себя так, как мы предполагаем. Это напоминает мне, как еще несколько лет назад считался непреодолимым звуковой барьер. Считалось, что самолеты не могут летать со скоростью, превышающей скорость звука, поскольку, если вы их сконструируете обычным образом и затем попытаетесь вставить скорость звука в уравнения, пропеллер не сможет работать, а крылья не будут обладать подъемной силой, и вообще все будет работать неправильно. Тем не менее самолеты летают со скоростью, превышающей скорость звука. Необходимо понимать, что правильные законы подчиняются правильным условиям, и конструировать приборы необходимо согласно этим законам. Нельзя ждать, что старые разработки будут работать в новых обстоятельствах. В новых обстоятельствах могут работать только новые проекты. И я утверждаю, что абсолютно допустимо делать транзисторные системы, или, более правильно, системы коммутации и компьютерные устройства, размеры которых меньше средней длины свободного пробега. Я говорю, конечно, «принципиально возможно», здесь речь не идет о реальном производстве таких устройств. Давайте обсудим, что произойдет, если мы попытаемся максимально уменьшить размер приборов.

Уменьшение размеров

Итак, моя третья тема — размер компьютерных элементов, и здесь мои предложения носят исключительно теоретический характер. Первое, о чем вам следует беспокоиться, когда изделие становится очень маленьким, — это броуновское движение[7] — все вокруг движется, вибрирует, и ничто не стоит на месте. Как в таком случае можно контролировать схемы? Более того, если схема действительно работает, разве она не имеет возможности случайно совершить обратный скачок? Если мы возьмем обычно используемое напряжение 2 вольта для энергии такой электрической системы (Рис. 5), что в восемьдесят раз больше тепловой энергии при комнатной температуре (кТ = вольта), то вероятность скачка обратного перехода по отношению к тепловой энергии равно е-80 или 10–43. Что это значит? Если в нашем компьютере миллиард транзисторов (пока мы такого количества не имеем) и все они включаются 1010 раз в секунду (время включения составляет десятые доли наносекунды), включаясь непрерывно и работая 109 секунд, что составляет 30 лет, то полное число операций по переключению в такой машине равно 1028. Вероятность того, что один транзистор перейдет в обратное состояние, равна только 10–43, следовательно, никогда в течение 30 лет не произойдет ошибки, вызванной тепловыми осцилляциями. Если вам это не нравится, используйте напряжение 2,5 вольта, и тогда вероятность будет еще меньше. Задолго до этого случится реальная катастрофа, когда космические лучи случайно пройдут через транзистор — нет ничего хуже.





Однако в действительности возможности гораздо шире — я хотел бы сослаться на недавнюю статью в «Scientific American» С. Беннета и Р. Ландауэра «The Fundamental Physical Limits of Computation» («Фундаментальные физические ограничения вычислений»). Можно сделать компьютер, в котором каждый элемент, каждый транзистор может действовать как в прямом, так дополнительно и в обратном направлении, и все-таки компьютер будет работать. Все операции в компьютере можно проводить в обоих направлениях. Некоторое время вычисления продолжаются одним способом, а затем он сам считает результат недействительным, «развычисляется» и снова движется вперед — и так цикл продолжается. Если его немного переконструировать, можно заставить такой компьютер последовательно анализировать и заканчивать вычисления, чтобы он был более пригоден для расчетов вперед, а не назад.

Известно, что все допустимые вычисления можно выполнять, компилируя несколько простых элементов, например транзисторов; или, если вам нужны логические абстракции, работать с так называемой схемой NAND gate (схема НЕ-И). Такая схема требует два входных «провода» и один выходной (Рис. 6). Забудем на минуту про NOT (НЕ). Что такое схема AND (И)? Схема AND — это устройство с выходом 1, только если оба входных провода представляют 1, в противном случае его выход равен 0. Схема NOT-AND (НЕ-И) означает противоположное, таким образом, выходной провод вчитывается как 1 (то есть имеет уровень напряжения, соответствующий 1), если только оба входа не дают 1. Если же оба входных провода дают 1, то выходной провод читается как 0 (имеет уровень напряжения, соответствующий 0). На рис. 6 показана небольшая таблица входных и выходных данных для схемы NAND. Aw. В — входные данные, а С представляет выход. Если оба, А и В, равны 1, то выход есть 0, в противном случае 1. Но такое устройство необратимо: информация теряется.





Здесь я знаю только выход и не могу восстановить вход. Нельзя ждать, что устройство двинется рывком вперед, а затем вернется назад и вычислит что-нибудь правильно. Например, если мы знаем, что выход сейчас равен 1, мы не можем восстановить, произошло ли это от А = 0, В = 1, или А= 1, В = 0, или от А = 0, В = 0 — причем нельзя вернуться назад. Такое устройство представляет необратимую схему. Грандиозное открытие Беннета и независимо Фредкина состоит в том, что можно выполнять вычисления с различного рода фундаментальными схемами, например с обратимыми схемами. Проиллюстрирую их идею с помощью устройства, которое можно назвать обратимой схемой NAND. Оно имеет три входа и три выхода (Рис. 7). На выходе два значения А\' и В\' те же, что и на входе, а третий работает следующим образом. С\' имеет то же значение, что и С, если только оба А и В не равны 1, в противном случае оно меняется, каким бы ни было С. Например, если С равно 1, С меняется на 0; если же С равно 0, то С меняется на 1 — но эти изменения происходят, если только оба входа А и В равны 1. Если вы поставите две эти схемы последовательно, вы увидите, что А и В проходят через схему, и если С не меняется, то С\' равно С. Если же С меняется, оно меняется дважды, так что оно тоже остается постоянным. Следовательно, эта схема является обратимой, и информация не теряется.





Устройство, построенное целиком на таких схемах, выполняет вычисления при движении вперед. Но если в какой-то период времени происходит движение и вперед, и назад, в итоге оно продвигается вперед и все-таки работает правильно. Если в дальнейшем происходят рывки назад, а затем вперед, работа тем не менее остается скорректированной. Это похоже на то, как частица газа бомбардируется окружающими атомами. Такая частица обычно никуда не уходит, но при малейшем толчке, малейшей флуктуации возникает немного более вероятное движение по одному пути, а не по другому, и частица с медленным дрейфом смещается вперед и проходит от одного до другого конца, несмотря на существование броуновского движения. Так и наш компьютер будет вычислять при условии, что мы приложим дрейфовую силу, чтобы организовать вычисления. Хотя он и не выполняет вычисления плавно, он, во всяком случае, вычисляет и вперед, и назад и в конечном счете закончит работу. Как с частицей в газе, если мы ее слегка подтолкнем, она потеряет очень мало энергии, но зато ее путь от одного конца до другого займет достаточное время. Если мы спешим и подтолкнем частицу сильно — потеряем массу энергии. То же будет с компьютером. Если мы терпеливы и двигаемся медленно, мы можем заставить компьютер работать почти без потери энергии, с потерей, даже меньшей, чем кТ на один шаг — со сколь угодно малыми желаемыми потерями, — если располагаем достаточным временем. Но если вы спешите, вам приходится «транжирить» энергию, ясно, что энергия теряется на полное завершение вычислений компьютера в прямом порядке; потери энергии, умноженные на время, затраченное на выполнение вычислений, — величина постоянная.

Имея в виду эти возможности, давайте посмотрим, насколько малым можно сделать компьютер. Насколько велики будут размеры? Нам всем известно, что можно записать числа в двоичном базисе, как цепочки «битов», каждая цифра — единица или ноль. Каждый атом тоже можно занумеровать нулем или единицей, поэтому маленькой цепочки атомов будет достаточно для создания некоторого числа — один атом на каждый бит. (В действительности, так как атом может находиться более чем в двух состояниях, можно было бы использовать даже меньше атомов, но один на бит — вполне достаточно!) Итак, ради интеллектуального развлечения рассмотрим, можно ли построить компьютер, в котором записываются биты атомного размера, а бит, например, означает следующее: если спин атома направлен вверх, то это соответствует единице, а вниз — нулю. И тогда наш «транзистор», в котором в различных местах меняются биты, будет соответствовать некоторому взаимодействию между атомами, которые меняют свои состояния. Простейший пример — если что-то вроде 3-атомного взаимодействия будет фундаментальным элементом или схемой в таком компьютере. Очевидно, прибор не будет работать правильно, если мы сконструируем его в соответствии с законами, свойственными большим объектам. Мы должны использовать новые законы физики, квантово-механические законы, законы, присущие атомному движению (Рис. 8).





Поэтому нам следует задать вопрос, позволяют ли принципы квантовой механики расположить атомы в таком малом количестве, которое соответствует нескольким схемам в компьютере и которые будут работать в качестве компьютера? В принципе эти вопросы изучались, и такое расположение было найдено. Так как законы квантовой механики обратимы, нам нужно воспользоваться изобретением Беннета и Фредкина об обратимых логических схемах. При изучении квантово-механической ситуации было обнаружено, что квантовая механика не накладывает дополнительных ограничений на те условия, которые мистер Беннет получил из термодинамических соображений. Безусловно, существует ограничение, практическое ограничение — биты должны соответствовать размеру атома, а транзистор — 3–4 атомам. Используемая мной квантово-механическая схема содержит 3 атома. (Я не пытался записать биты на ядрах. Прежде чем говорить о чем-то другом, я подожду, пока технологические разработки доберутся до атомов!) Мы накладываем следующие ограничивающие условия: (а) ограничения размеров размерами атома; (b) условия на энергию, зависящие от времени, как получено Беннетом; и (с) особенности, которые я не упоминал, связанные со скоростью света, — нельзя посылать сигналы со скоростью, превышающей скорость света. Вот, собственно, и все физические ограничения на компьютеры, о которых мне известно.





Если мы каким-либо образом ухитримся построить компьютер атомного размера, это будет означать (Рис. 9), что его размер, линейный размер, в тысячу — десять тысяч раз меньше самого тонкого чипа, которым мы сейчас располагаем! Это соответствует тому, что объем компьютера составит одну стомиллиардную (10^-11) от объема нынешних компьютеров, поскольку объем «транзистора» будет меньше в 10^-11 раз транзисторов сегодняшнего дня. Энергия, необходимая для одного включения, тоже будет приблизительно на одиннадцать порядков меньше энергии, требуемой для включения транзистора сегодня, а время, затрачиваемое на переходы, будет по крайней мере в десять тысяч раз меньше на каждый шаг вычислений. Таким образом, существует масса возможностей для усовершенствования компьютера, и я полагаюсь здесь на вас, практикующих специалистов, работа которых непосредственно связана с компьютерами.

Я, видимо, недооценил, насколько много времени занял у мистера Езава перевод моего доклада. На сегодняшний день я рассказал все, что заранее подготовил. Большое спасибо! Если у вас есть вопросы, я готов ответить на них.

Вопросы и ответы

Вопрос: Вы упомянули, что один бит информации можно сохранить в атоме. Интересно, можно ли сохранить тот же объем информации в одном кварке?

Ответ: Да. Но мы не можем контролировать кварки, и потому иметь с ними дело совершенно нереально. Вы могли бы подумать, что я рассказывал о вещах, не имеющих практического значения, но я так не думаю. Когда я говорю об атомах, я верю, что когда-нибудь мы будем способны контролировать их индивидуально. Но во взаимодействие кварков вовлечена слишком большая энергия — ими очень опасно манипулировать из-за радиоактивности и прочих вещей. А атомные энергии, о которых я говорил, вполне привычны для нас с точки зрения и химических, и электрических энергий, и их неисчислимое множество в реальной сфере; полагаю, что абсурдным это кажется только в данный момент.

Вопрос: Вы сказали, что чем меньше элементы компьютера, тем лучше. Но я думаю, оборудование должно быть крупнее, потому что…

Ответ: Вы полагаете, что ваш палец слишком велик, чтобы нажать на кнопку?

Вопрос: Да, именно так.

Ответ: Конечно, вы правы. Я говорю о внутренних компьютерах, возможно, для роботов или других приборов. Вход и выход — это то, что я не обсуждал: является ли вход результатом взгляда на картинки, голосовым восприятием или нажатием на кнопки. Я обсуждаю, как вычисления выполняются в принципе, а не какую следует иметь форму выхода. В самом деле верно, что вход и выход нельзя в большинстве случаев эффективно уменьшать до размеров, лежащих за пределами человеческого восприятия. Уже сейчас слишком трудно нажимать на кнопки некоторых компьютеров нашими слишком большими пальцами. Но с детально разработанными проблемами счета, отнимающего часы и часы, счет надо выполнять быстро и на очень маленьких машинах, с низкоэнергетическими затратами. Как раз над машинами такого рода я и размышляю. Это не просто применение дополнительных двух чисел, а принципиальная тщательная разработка вычислений.

Вопрос: Я бы хотел узнать о вашем методе преобразования информации от одного элемента атомного уровня к другому аналогичному элементу. Если вы используете квантовую механику или естественное взаимодействие между двумя элементами, то принцип работы такого прибора приблизится к самой Природе. Например, если вы делаете компьютерное моделирование магнита по методу Монте Карло для изучения критических явлений, ваш компьютер атомного уровня будет очень близок самому магниту. Что вы об этом думаете?

Ответ: Да. Все, что мы делаем, — это Природа. Мы приспосабливаем ее под себя, например для выполнения вычислений. В магните существует некоторый тип соотношений; если хотите, там существует продолжающийся в каком-то смысле вычислительный процесс, весьма похожий на происходящее в Солнечной системе — требующий определенного осмысления. Но это могут быть не те вычисления, которые мы хотим произвести в данный момент. То, что мы хотим сделать, — это устройство, для которого можно менять программы и проводить все необходимые вычисления, а не только для проблемы магнита, которую само устройство с удовольствием готово решать. Я не могу использовать для компьютера Солнечную систему до тех пор, пока у меня не появится задача — отследить движение планет; все, что я должен буду делать в этом случае, — это наблюдать. Была забавная статья, написанная в качестве шутки. В далеком будущем появляется «статья», в которой обсуждается новый метод выполнения аэродинамических вычислений: вместо применения компьютеров сегодняшнего дня автор изобретает простой прибор для продувания воздуха за крылом. (Он заново изобрел аэродинамическую трубу!)

Вопрос: Я недавно прочитал в газете статью о том, что работа нервной системы в человеческом мозге гораздо медленнее компьютеров настоящего времени, а элемент нервной системы гораздо меньше. Не думаете ли вы, что компьютеры, о которых вы рассказывали сегодня, имеют что-то общее с работой нервной системы мозга?

Ответ: Существует аналогия между мозгом и компьютером в том отношении, что, несомненно, существуют элементы, которые можно включить под контролем других. Нервные импульсы контролируют или возбуждают другие нервы; в известном смысле это часто зависит от того, сколько было получено импульсов — что-то вроде AND или его обобщения. Сколько энергии затрачивает клетка мозга на один такой переход? Я не знаю числа. Время, требуемое для включения в мозге, намного больше аналогичного времени даже в современных компьютерах, не говоря уже о воображаемом атомном компьютере будущего, но система внутренних связей в мозге разработана значительно детальнее. Каждый нерв соединен с тысячами других, а транзистор мы соединяем только с двумя-тремя.

Некоторые смотрят на деятельность мозга, как на работу механизма, и видят, что во многих отношениях он превосходит современные компьютеры, а во многих отношениях компьютер превосходит мозг. Эту тему инспирируют конструкторы машин, стремящиеся заложить в них все больше возможностей. Нередко случается, что у инженера возникает мысль, как работает мозг (по его мнению), и он конструирует машину, которая ведет себя подобным образом. Такая новая машина действительно может работать очень хорошо. Но я должен предупредить, что ничего не рассказывал о том, как работает мозг, и так ли важно знать об этом, чтобы создать работоспособный компьютер. Для создания летательного аппарата не обязательно понимать, каким образом птицы машут крыльями и как учесть в конструкции эти особенности. Не нужно понимать устройство двигательной системы лап гепарда — животного, бегающего очень быстро, — чтобы сконструировать автомобиль с колесами, которые вертятся очень быстро. Поэтому для создания устройства, на много порядков превышающего возможности Природы, нет необходимости имитировать ее детальное поведение. Это интересная тема, и я хотел бы поговорить об этом.

Ваш мозг очень слаб по сравнению с компьютером. Я задам серию чисел: один, три, семь… Или, лучше: ichi, san, ni, go, ichi, hachi, ichi, ni, ku, san, go[8]. А теперь я хотел бы, чтобы вы повторили их в обратном порядке. Компьютер может вместить десятки тысяч чисел и выдать их мне в обратном порядке или взять их сумму, или выполнить массу других вещей, которые мы сами сделать не можем. С другой стороны, если я рассматриваю лицо, глаза человека, я могу сказать, кто это, если знаю этого человека, или сказать, что не знаю его. Мы пока еще не понимаем, как создать такую компьютерную систему, которая выдавала бы нам подобную информацию при задании черт лица даже при условии, что вы ее учили и она видела множество лиц.

Другой интересный пример — машины, играющие в шахматы. Просто удивительно, что мы можем создавать машины, которые играют в шахматы лучше, чем почти все присутствующие здесь. Но они делают это, перебирая множество вариантов. Компьютер двигает фигуру, я могу передвинуть фигуру, потом опять он и так далее. Компьютеры просматривают каждую альтернативу и выбирают лучший вариант. Они пересматривают миллионы альтернатив, однако человек, владеющий шахматной игрой, делает это иначе. Он распознает рисунок, структуру. Перед тем как сделать ход, он просматривает только тридцать или сорок позиций. Поэтому, хотя правила при игре в Го проще, машины играют в Го довольно плохо, поскольку в каждой позиции существует слишком много возможностей сделать ход и слишком много вещей, которые надо проверить, — машины не могут смотреть так глубоко. Проблема распознавания рисунка, структуры и что делать в данных обстоятельствах — это то, что пока инженерам (они любят называть себя учеными-компьютерщиками) дается с трудом. Это, безусловно, одна из важнейших задач компьютеров будущего — возможно, более важная, чем то, о чем я говорил. Заставим машины эффективно играть в Го!

Вопрос: Думаю, что всякий метод вычислений не будет плодотворным, пока он не начнет сам составлять такие устройства или программы. Я размышлял над статьей Фредкина по консервативной логике, она очень интригующая, но как только я подумал о составлении простой программы, используя такие устройства, я запутался, так как подобная программа значительно сложнее обычной программы. Думаю, мы легко получим некоторую бесконечную регрессию, поскольку процесс создания определенной программы будет более сложным, чем сама программа, и при попытке автоматизировать программу автоматизированная программа будет намного сложнее и так далее, особенно если программа жестко смонтирована, а не отделяется от компьютера, как обычные программы. Полагаю, это основной вопрос — понять методику построения.

Ответ: У нас несколько иной опыт. Нет никакой бесконечной регрессии: она останавливается при некотором уровне сложности. Машина, о которой так ясно говорит Фредкин, и та, о которой рассказывал я в случае квантовой механики, представляют универсальные компьютеры в том смысле, что они могут быть запрограммированы и выполнять различную работу. Это не жестко смонтированная программа. Они являются не более жестко смонтированными, чем обычный компьютер, в который можно заложить информацию — программа представляет часть входных данных, — и машина решает поставленные задачи. Она с жестко смонтированной программой, но она и универсальна, как обычный компьютер. Такие вещи очень неопределенны, но я нашел алгоритм. Если у вас есть программа, написанная для необратимой машины — обычная программа, — тогда я могу преобразовать ее в обратимую машинную программу с помощью схемы прямого преобразования, которая очень неэффективна и использует много больше пошаговых операций. В реальных ситуациях число шагов может оказаться гораздо меньше. Но я по крайней мере знаю, что могу взять программу с 2n шагами, которая необратима, и преобразовать ее в обратимую программу с 3n шагами. Появилось гораздо больше шагов. Я сделал очень неэффективную программу, поскольку не пытался найти минимум — единственный разумный способ для создания более эффективной программы. Я в самом деле не думаю, что вы нашли регрессию, о которой упомянули — может быть, вы правы, но я не уверен.

Вопрос: Разве мы не жертвуем многими достоинствами таких устройств — ведь обратимые машины работают достаточно медленно? Я весьма пессимистически настроен на этот счет.

Ответ: Они работают медленнее, но они значительно меньше. Я не делаю их обратимыми, пока мне это не понадобится. Нет смысла делать эти машины обратимыми, если только вы не пытаетесь снизить энергию грандиозно, почти абсурдно, так как необратимые машины хорошо функционируют только при энергиях, в 80 раз превышающих кТ. Но 80 — это много меньше современных энергий 109 или 1010 кТ, и я по крайней мере произведу улучшение по энергии в 107 раз, причем смогу это сделать еще с необратимыми машинами! И это факт. Для настоящего момента это верный путь продвинуться вперед. Ради интеллектуального развлечения я задал вопрос, насколько далеко мы можем продвинуться принципиально, не практически, — и тогда я открыл, что можно продвигаться по энергии до долей кТ, сделать машины микроскопическими, микроскопическими в смысле атомных размеров. Но для этого я должен использовать обратимые физические законы. Необратимость возникает, если тепло распространяется по большому количеству атомов, и его нельзя собрать обратно. Когда я делаю машину очень маленькой, если только в ней не будет охлаждающего элемента, который будет состоять из множества атомов, — я должен работать обратимо. Практически, возможно, никогда и не наступит время, когда вам захочется привязать маленький компьютер к большому куску свинца, который содержит 1010 атомов (это все еще очень мало), сделав его эффективно необратимым. Поэтому я соглашусь с вами, что на практике в течение долгого времени или, возможно, всегда мы будем пользоваться необратимыми схемами. С другой стороны, почему бы не позволить себе небольшое приключение в науке — попытаться найти ограничения на размеры во всех направлениях — и расширить границы человеческого воображения? Хотя на каждом этапе эта деятельность выглядит абсурдной и бесполезной, часто оказывается, что по меньшей мере она не лишена пользы.

Вопрос: Существуют ли какие-нибудь ограничения, связанные с принципом неопределенности? Есть ли фундаментальные ограничения на энергию и шкалу времени в вашей схеме обратимой машины?

Ответ: Моя точка зрения такова. Нет никаких других квантово-механических ограничений. Надо тщательно различать понятия необратимых потерь или расхода энергии, тепловой энергии, генерируемой при работе машины, и энергии движущихся частей, которые можно извлекать из машины. Существует соотношение между временем и энергией, которую можно извлекать. Но именно эта энергия не имеет значения и не важна для рассмотрения. Лучше задать вопрос, добавляем ли мы тс², энергию покоя всех атомов, которые есть в устройстве? Я скажу только о потере энергии, умноженной на время — на эту величину нет ограничений. Однако верно и то, что если вам надо выполнить вычисления с некоторой экстремально высокой скоростью, то вы должны снабдить машину быстро движущимися частями, обладающими энергией, но эта энергия не связана с потерями на каждом этапе вычислений; она проходит через прибор благодаря инерции.

Ответ (обращаясь ко всем, а не только к автору вопроса): Коль скоро я затронул вопрос о бесполезности идей, мне хотелось бы кое-что добавить. Я ждал, спросите ли вы меня, но вы не задали этот вопрос. И все-таки я отвечу на него. Как построить машину с такими малыми размерами, чтобы нам пришлось разместить атомы на специальных местах? Сегодня у нас нет аппаратуры с движущимися деталями, размеры которых экстремально малы, в масштабах атомов или сотен атомов, но не существует никаких физических ограничений в каждом направлении. Когда мы укладываем кремний даже в сегодняшних условиях, нет причин, почему бы его маленькие кусочки нельзя было разложить в виде маленьких островков, так чтобы они были подвижными. Мы могли бы также разместить маленькие струйки так, чтобы можно было выдавливать различные химикалии в определенных местах. Мы можем сконструировать аппаратуру, которая исключительно мала, такую аппаратуру легко контролировать нашими компьютерными схемами. Разумеется, ради шутки и интеллектуального удовольствия вообразим машины в несколько микрон в поперечнике с колесиками и кабелями, соединенными внутри проводками, кремниевыми соединениями, так что все это вместе — очень большое устройство, движущееся не как неуклюжие тугоподвижные машины, а плавно, как лебединая шея. И вдобавок это устройство представляет целый набор маленьких машин, все клеточки которых взаимно соединены и все мягко контролируются. Почему бы нам самим не сделать этого?

3. Лос-Аламос — взгляд снизу

А теперь поговорим немного о другом — окунемся в россыпи воспоминаний шутника Фейнмана (даже не упоминая о взломе сейфов), о его приключениях и злоключениях в Лос-Аламосе: о получении отдельной комнаты с помощью нарушения непреложного правила: «никаких женщин на мужской половине общежития»; о его хитроумных проделках с местными цензорами; о его общении с великими учеными — Робертом Оппенгеймером, Нильсом Бором и Гансом Бете; и о необычайной популярности единственного человека, непосредственно наблюдавшего взрыв первой атомной бомбы без защитных очков; о приобретенном неоднозначном опыте, который навсегда изменил Фейнмана.



Лестное введение профессора Хирчфелдера совершенно не соответствует моему рассказу «Лос-Аламос — взгляд снизу». «Взгляд снизу» означает именно то, что означает — хотя в настоящее время я относительно известен, в те годы никто и не помышлял о моем существовании. Когда я начал работать над Манхэттенским проектом[9], я даже не закончил свою докторскую диссертацию. Многие из тех, кто рассказывает вам о Лос-Аламосе, были знакомы с кем-нибудь из высших эшелонов власти или знали что-то о людях, принимающих судьбоносные решения. Меня не волновали великие решения. Я всегда барахтался где-то внизу. Правда, я не был на абсолютном дне. Как оказалось, я даже отчасти продвинул несколько исследовательских этапов, но я не был большим человеком. Итак, я хочу рассказать вам о несколько иных обстоятельствах — не тех, о которых говорилось во введении; представьте себе юного аспиранта, который еще не получил степени и работает над диссертацией. Сначала я расскажу, как я попал в проект, а потом — что со мной происходило, — только то, что происходило со мной во время работы в проекте.

Как-то раз работаю я в своей комнате[10], и вдруг ко мне вбегает Боб Уилсон[11]. Я работал как черт, но при этом был известный шутник — над чем вы смеетесь? — так вот, Боб Уилсон заглянул и сказал, что ему предложили участвовать в некоторой работе, которая, кстати, хорошо финансировалась, что это секрет, но он думает, что я никому не проговорюсь, а рассказывает мне об этом потому, что уверен, что как только я узнаю, чем он собирается заниматься, то непременно захочу к нему присоединиться. И он обрисовал мне задачу разделения различных изотопов урана. В конечном счете, как я понял, он должен был заниматься бомбой. Он собирался разработать процесс разделения изотопов урана. Правда, как оказалось в процессе дальнейшей работы, для разделения изотопов использовали другую методику. Все это он мне объяснил и сказал, что встреча состоится… Но я ответил, что не хочу этим заниматься. Он сказал, ладно, но встреча назначена на три часа, и там мы увидимся. Я тоже сказал, ладно, и он растолковал мне, почему я никому не должен проболтаться о секрете — но я и не собирался болтать. Итак, я вернулся к своей работе над диссертацией, высидел над ней примерно три минуты. И начал вышагивать из угла в угол и размышлять над этой задачей. У Германии был Гитлер и очевидная вероятность разработать атомную бомбу, разработать ее раньше нас — такая перспектива устрашала. Короче говоря, я решил сходить в три часа на встречу. А к четырем часам я уже обзавелся рабочим столом в кабинете и пытался вычислить, ограничен ли данный конкретный метод полным током, который можно получить в ионном пучке и прочими вещами. Не буду вдаваться в детали. У меня был рабочий стол, бумаги, я работал так энергично и быстро, как только мог. Справа от меня парни собирали аппаратуру, планируя соответствующие эксперименты. Все это напоминало кинофильм, в котором вы видите куски оборудования, изрыгающие бру-у-уп, бру-у-уп… Ежеминутно их чудо-установка становилась все больше и больше. Кончилось тем, что все ребята решили поработать на ней и приостановили свою исследовательскую работу. Во время войны вся наука остановилась, за исключением небольшой ее части в Лос-Аламосе. Там было тоже не так много науки, скорее много инженерии. Они беззастенчиво крали оборудование у ученых-исследователей, и все оборудование из различных исследовательских групп было свезено вместе для конструирования новой аппаратуры, необходимой для основного эксперимента — попытаться разделить изотопы урана. Я приостановил свою работу по той же причине. Через некоторое время мне пришлось взять шестимесячный отпуск и закончить диссертацию. Итак, я получил степень перед самым отъездом в Лос-Аламос и уже пребывал не на самой низкой ступени, как уверял вас до этого.

Здесь, работая в проекте еще в Принстоне, я получил свой первый опыт общения с великими учеными. Я никогда раньше не видел так много великих людей. Там существовал координационный совет, который был призван направлять нас, оказывать нам всяческое содействие и, разумеется, помочь нам найти способ разделения изотопов урана. В совет входили знаменитые ученые — Толмен и Смит, Юри, Раби и Оппенгеймер, и многие другие. Входил в совет, например, Комптон. Меня повергала в жуткий шок та неразбериха, которая царила на заседаниях совета. Я с удовольствием там присутствовал, поскольку понимал теорию процесса, который мы разрабатывали. Поэтому они задавали мне вопросы, и затем мы вместе все это обсуждали. Кто-нибудь высказывал свою точку зрения, и после этого, например, Комптон, высказывал другую точку зрения, казалось бы, он был совершенно прав, и идея выглядела разумно — в заключение он заявлял, что мы должны двигаться в таком-то направлении. Другой ученый непременно очень толково возражал, что, может быть, есть другая возможность, которую нам следует рассмотреть. Другая возможность, которую нужно рассмотреть, — я просто подскакиваю! Ему, Комптону, приходится отстаивать свою точку зрения заново! Итак, все противоречили друг другу, и вся картина за столом полностью повторялась! Наконец Толмен, который председательствует на этот раз, подводит итог: хорошо, мы слышали все аргументы, мне кажется, что аргументация Комптона наиболее убедительна, а теперь нам надо двигаться вперед. Я был совершенно потрясен — совет состоял из ученых, которые могли бы вместе высказать целый ворох блестящих идей, а вместо этого каждый по отдельности рассуждал о новоиспеченном аспекте задачи, вспоминал, что говорили другие, сосредотачивался на этом. И под конец совет принимал решение, чья идея лучше, суммировал ее со всеми остальными без должного троекратного обсуждения. Вы понимаете, что я хочу сказать? Для меня это казалось невероятным — ведь они были в самом деле великими людьми!

На проекте было окончательно решено отказаться от того способа разделения урана, который предполагался первоначально. Нам было приказано остановиться и начать работу в Лос-Аламосе, Нью-Мексико, уже над проектом, в котором действительно будут делать бомбу.

Все должны перебраться туда. Там будут проводиться необходимые эксперименты, будет и теоретическая работа. Я должен был заниматься теоретической работой, остальные ребята — экспериментальной. Мы теряли время, так как образовался вынужденный простой — нам было велено переезжать, а Лос-Аламос еще не был готов нас принять. Боб Уилсон не стал терять время даром и послал меня в Чикаго выудить в университете все, что смогу, о бомбе и сопутствующих задачах, так что мы смогли начать собирать оборудование еще в нашей лаборатории — всяческие счетчики и прочие штуковины. Это оказалось полезным, когда мы перебрались в Лос-Аламос. Итак, нельзя было терять время. Меня послали в Чикаго с инструкцией побывать в каждой группе, говорить, что я хотел бы устроиться к ним на работу, заставить их рассказывать о своей задаче в таком объеме, в котором я смогу понять детали. Так я действительно мог сесть и начать работать над задачей — постепенно перебираясь от одной группы к другой, я задавал свои вопросы по поводу задачи — и таким образом мог понять подробности целого. Идея была отличная, хотя меня немного мучила совесть. Но случайно так получилось (просто повезло!), что, когда один малый излагал мне задачу, я спросил, почему он думает решать ее таким-то способом, и за полчаса получил ее решение, а они бились над ней три месяца. Итак, я все-таки что-то сделал! По возвращении из Чикаго я описал ситуацию своим коллегам — сколько энергии высвобождается, на что должна быть похожа бомба и прочие детали. Помню, как мой друг, Поль Олум, математик, работающий со мной, потом подошел ко мне и сказал: «Когда об этом сделают кинофильм, они покажут парня, возвратившегося из Чикаго и рассказавшего Принстону все о бомбе, а он вырядится в костюм, будет носить портфель и прочие атрибуты — а тут ты, без пиджака, с грязными рукавами — и рассказываешь нам обо всем этом». Так или иначе, дело было серьезное — и он прекрасно понимал разницу между кино и реальностью.

Мы все еще задерживались, и Уилсон поехал в Лос-Аламос выяснять, почему мы застряли и есть ли какие-нибудь продвижения. Он обнаружил там, что строительная компания работает очень здорово и уже закончила строительство театра и нескольких других зданий. Но они не получили четких инструкций по поводу того, как возводить лаборатории — сколько труб необходимо для газа, сколько для воды, так что Уилсон просто ходил вокруг, прикидывал, какой будет объем воды, газа и тому подобное, и рассказывал им, как строить лаборатории. Он возвратился к нам — а мы уже были готовы к переезду, — но, видите ли, у Оппенгеймера возникли некоторые затруднения при обсуждении ряда проблем с Гровсом. Мы уже изнывали от нетерпения. Насколько я понимал положение, Уилсон позвонил в Чикаго Манли, они посовещались и решили, что мы все-таки отправимся туда, даже если там не все готово. Итак, все мы приехали в Лос-Аламос, когда строительство еще не было завершено. Между прочим, Оппенгеймер был очень терпелив со всеми, очень внимателен к проблемам каждого. Он беспокоился о моей жене, у которой был туберкулез, выяснял, есть ли здесь где-нибудь больница и многое другое — я впервые познакомился с ним лично — и он оказался удивительным человеком. Среди прочего нам рассказывали и о других вещах, например, о том, что следует быть осмотрительными. Не покупать билеты на поезд в Принстоне. Потому что Принстон был очень маленькой железнодорожной станцией. И если все купят билеты до Альбукерке, Нью-Мексико, возникнут подозрения, что здесь что-то не так. И поэтому все купили билеты где-то еще, все, кроме меня — я же посчитал, что если все купили билеты где-то еще… Короче говоря, когда я пришел на станцию и сказал, что мне нужен билет до Альбукерке, Нью-Мексико, железнодорожник воскликнул: «О! Наконец-то! Значит, весь этот груз ваш!» Мы неделями отправляли ящики со счетчиками и думали, что никто не заметит адреса — Альбукерке. Хорошо хоть, что по крайней мере я объяснил ему, почему мы отправляли туда ящики — я собираюсь перебраться на жительство в Альбукерке.

И все-таки приехали мы туда раньше времени, дома для общежитий и прочих нужд еще не были готовы. Лаборатории тоже были не совсем готовы. Мы давили на строителей, подгоняли, ругали, что теряем время. Они арендовали для нас все ранчо в округе. Мы разместились на этих ранчо и ездили по утрам на работу. В первое же утро поездка произвела на меня грандиозное впечатление — красота пейзажа для жителя восточных штатов, который почти никогда не путешествовал, была завораживающей. Огромные утесы, которые вы, вероятно, видели на картинках, я не буду вдаваться в детали. Они очень высоки на фоне плоских холмов, вы подходите к ним снизу и видите величественные утесы — поразительное зрелище. А наиболее впечатляющим для меня было то, что когда я поднимался, то говорил себе, что, может быть, здесь живут индейцы; шофер внезапно притормаживал, машина останавливалась, и я шел за угол, а там громоздились индейские пещеры, которые вы можете исследовать. Это в самом деле производило огромное впечатление во всех отношениях.

Когда я впервые прибыл на место, я очутился у ворот — понимаете, это была специальная техническая территория, которую в конце концов должны были обнести забором, но поскольку здания не были достроены, она была пока открыта. Потом здесь предполагалось создать город и окружить его большим забором — мой друг и ассистент Поль Олум стоял с планшетом, проверяя въезжающие и выезжающие грузовики, и разъяснял им, каким путем надо ехать, чтобы доставлять материалы в разные места. Когда я пришел в лабораторию, то познакомился с людьми, о которых слышал, читая их статьи в «Physical Review» и других журналах, но никогда не был знаком с ними раньше. Мне сказали — это Джон Уильяме. Парень стоял у письменного стола, заваленного светокопиями чертежей, рукава его рубашки были закатаны, он стоял у окон лицом к одному из зданий и отдавал распоряжения грузовикам и другому транспорту двигаться в разных направлениях. Иначе говоря, он принял на себя руководство строительной компанией и заканчивал ее работу. Физикам, особенно экспериментаторам, поначалу делать было совершенно нечего, пока не было достроено их здание и не готова аппаратура, поэтому они сами строили или ассистировали строителям. Теоретики же решили, что не будут жить на ранчо, а останутся на рабочих местах, чтобы немедленно приступить к работе. Поэтому мы приступили к работе сразу же, каждому предназначалась черная роликовая доска на колесиках, которая могла поворачиваться, — мы тут же начали ее крутить. Сербер нам разъяснил все вопросы, связанные с атомной бомбой, ядерной физикой и прочими деталями, которые они продумали в Беркли, — я не слишком много знал об этом. Я занимался другими задачами. Мне предстояло проделать ужасно много работы. Каждый день я должен был что-то изучать и читать и снова читать и изучать — это было лихорадочное время. Мне немного повезло. У всех важные догадки возникали в некотором смысле случайно, и только Ганс Бете, бывало, смаковал их в течение некоторого времени. Так, Вайскопф возвращался мысленно назад, чтобы зафиксировать какую-нибудь идею, Теллер внезапно, в какой-то момент, погружался в свои мысли, а Бете необходим был возражающий ему собеседник. Он приходил в нашу комнату к молодому нахалу, то есть ко мне, и начинал спорить, объясняя свою идею. Я говорил: «Нет-нет, вы с ума сошли, это должно быть так». А он отвечал: «Одну минуту!» — и объяснял, что он не сошел с ума, а это я сошел с ума, и мы продолжали в том же духе. Дело в том, что, когда я говорю о физике, я думаю только о физике, и мне не важно, с кем я разговариваю, я выкладываю все, как есть, вроде: нет, вы не правы или вы сошли с ума — но именно это ему и было нужно! Итак, это была моя маленькая победа, очко в мою пользу — я вышел в лидеры группы из четырех парней, которые были в подчинении у Бете.

У меня было множество интересных впечатлений от общения с Бете. В первый раз, когда он пришел, у нас стояла счетная машинка «Маршан», на которой надо было работать вручную. А он и говорит: «Давайте посмотрим, давление…» Формула, которую он получал, содержала квадрат давления. «Давление равно 48, квадрат 48…» Я бросился к машинке, а он заявляет, что это около 23 сотен. Я включаю машинку, чтобы провести вычисления. Он говорит: «Вы хотите знать точно? Это 2304». Так и получилось — 2304. Я спрашиваю: «Как вы это получили?» А он отвечает: «Разве вы не знаете, как вычислять квадраты чисел вблизи 50? Если число близко к 50, например, 47, говоришь 3 (50–47 = 3), далее 3 дает число ниже 25 (25–3 = 22), например, 47 в квадрате 22… То, сколько остается добавить к 22… — это квадрат вашего остатка (25–22 = 3). Например, с числом 3 в квадрате вы получаете 9, значит, результат для 47 в квадрате — 2209. Правда, замечательно?» Он был очень силен в арифметике! Мы тут же продолжили вычисления и через несколько минут извлекали корень кубический из 21/2. Тогда для вычисления кубических корней существовала маленькая таблица для пользователя, которая содержала выборочные числа, которые вы запускали на счетные машинки, предоставленные нам компанией «Маршан». Итак (я подумал, что это займет у него немного больше времени), я открыл выдвижной ящик стола, вытащил таблицу, и он сказал «1,35». Я вычислил несколькими способами корни кубические из чисел вблизи 21/2, но ответ оказался неправильным. Я спросил: «Как вы это делаете?» Он отвечает: «Ну, вы же видите, что логарифм от 2,5 есть столько-то. Вы делите на 3, чтобы получить кубический корень от этого столько-то. Теперь логарифм от 1,3 равен… логарифм от 1,4 равен… я провожу интерполяцию между этими числами». Да, у него существовал запас арифметических трюков, и он здорово ими пользовался — для меня это был вызов. Я продолжал практиковаться. Обычно между нами возникала небольшая конкуренция. Каждый раз, когда нам нужно было что-нибудь вычислить, мы бросались за ответом, и он, и я, — и я мог даже выиграть. Через несколько лет я здорово научился проделывать расчеты. Я научился наносить удар одним махом, может быть, единственный из нас четверых. Безусловно, в игре с числами кроется много забавного — например, перемножить числа 174 на 140. Вы замечаете, что числа 173 и 141 похожи на квадратный корень из 3 и квадратный корень из 2, а их произведение — на квадратный корень из 6, на число 245. Но обратите внимание на числа, каждый заметит разницу — и все мы веселимся!

Когда мы впервые приехали туда, как я уже говорил, общежития не были готовы и теоретики решили оставаться на месте. Первым нашим жильем было старое школьное здание, оставшееся от помещавшейся здесь прежде мужской школы. Сначала я жил в кабинете механики в страшной тесноте, мы едва втискивались на двухъярусные кровати; оказалось, что там все организовано кое-как — ни к черту! — и Боб Кристи с женой должны были каждое утро проходить в ванную через нашу спальню. Все было крайне неудобно.

Следующим местом, куда нас переселили, было здание, называемое Большим домом. Там с внешней стороны второго этажа вокруг здания тянулось патио, на котором вдоль стены одна за другой стояли койки. Внизу висела большая схема, где было указано, какая кровать ваша и в какой ванной комнате вы можете переодеться. Под моей фамилией стояло «ванная комната С» и никакого номера кровати! В результате я был весьма раздражен. Наконец построили общежитие. Я иду в общежитие получать отведенные нам комнаты, и мне говорят: «Да, теперь комнату можно занимать». И вот что я сделал — огляделся, увидел женское общежитие и занял одну из комнат напротив. Позже я обнаружил, что прямо перед ней растет огромное дерево. Так или иначе, я занял эту комнату. Мне сказали, что в комнате будут жить по два человека, но это только временно. На две комнаты предназначалась одна ванная. Там стояли двухъярусные кровати, откидные койки, но я не хотел жить с кем-то в комнате. Когда я впервые там оказался, никто в первый вечер ко мне не вселился. Моя жена была больна, у нее был туберкулез, и она лежала в больнице в Альбукерке, а у меня было несколько сумок с ее мелочами. Я открыл одну сумку и беспорядочно разбросал немного ее белья. Потом снял покрывало и небрежно бросил ее халатик на постель. Затем вытащил тапочки, просыпал немного пудры на пол в ванной — сделал все так, словно здесь живет кто-то еще. Если другая кровать занята, никто сюда не сунется, понимаете? Как вы думаете, что же произошло? Ведь это было мужское общежитие. Когда я вернулся вечером, моя пижама была аккуратно сложена и лежала под подушкой, тапочки аккуратно поставлены под кровать. Пижама дамы тоже была аккуратно сложена и положена под подушку, кровать заправлена, тапочки аккуратно задвинуты. Пудра из ванной исчезла, и никто не спал на другой кровати. Все-таки я заимел свою собственную комнату! Следующим вечером — то же самое. Когда я просыпался, я оставлял постель в беспорядке, бросал на нее халатик, рассыпал пудру в ванной, и так продолжалось четыре дня, пока все не устроилось. Все устроилось, и больше не нужно было опасаться, что к тебе в комнату подселят другого человека. Каждый вечер все было опрятно, аккуратно и хорошо, несмотря на то что это было мужское общежитие. Но вот что случилось дальше.

Я некоторым образом был вовлечен в политику, так как у нас существовал Муниципальный совет. Это было нечто вроде военного органа, где военные решают, каким образом будет функционировать город, с помощью какого управления, — я никогда ничего об этом не знал. В любой организации, связанной с политикой, существуют такого рода стимулы. В частности, существуют фракции: фракция домохозяек, фракция машиностроителей, фракция технического персонала и сколько угодно еще. Холостяки и одинокие девушки — те, что жили в общежитии, — уже чувствовали необходимость создания фракций, поскольку было провозглашено новое правило, например никаких женщин в мужском общежитии. Это абсолютно смехотворно. Наконец здесь все взрослые люди (ха-ха-ха!). Что за чушь? Конечно, мы должны были провести политическую акцию. Мы решали и обсуждали эту чепуху — как пить дать! И меня выбрали представителем от общежития в Муниципальный совет. Отработав в совете в течение года-полутора, я как-то обсуждал некоторые проблемы с Гансом Бете. Все это время он состоял в Административном совете. И я рассказал ему историю, как проделал эту хитрость с вещами жены, и он рассмеялся. Он сказал: «Ба! Вот как вы преуспели в Муниципальном совете!» А когда все выяснилось, произошло следующее. Оказывается, был сигнал, очень серьезный сигнал. Работница, которая убирала комнату в общежитии, просто задрожала, когда открыла дверь, и все внезапно обнаружилось — какая-то женщина спит с одним из парней! Потрясенная, она не знала, что делать. Она обо всем сообщила — уборщица сообщила главной уборщице, а та сообщила лейтенанту, лейтенант сообщил майору, это должно было дальше дойти до генералов в административном правлении — но что им следует предпринять? — и они продолжали над этим думать! Между тем инструкции опускались все ниже и ниже — от командира до майора, до лейтенанта, до старшей уборщицы и наконец до моей уборщицы. «Пусть все идет своим чередом, убирайте комнату, посмотрим, что будет. Ясно?» На следующий день рапорт — все то же самое, трам, та-ра-рам! Тем временем прошло четыре дня, и они забеспокоились, что же там творится. И в конце концов провозгласили правило: «Никаких женщин в мужском общежитии!» Это привело к жуткому скандалу и шумихе — они хотели проталкивать все управленческие махинации и выбирать людей для представительства…



Теперь я хотел бы рассказать вам о введенной у нас цензуре. Они решили сделать нечто совершенно противозаконное — подвергать цензуре почту внутри страны, внутри континентальной части Соединенных Штатов, на что они не имели права. Как всякое умышленное действие, оно должно было проводиться деликатно. Мы все должны были добровольно-принудительно не запечатывать конверты с посылаемыми письмами. Кроме того, нам приходилось соглашаться, что вскрывались все письма, которые мы получали — на то с нас брали тоже добровольно-принудительное согласие. Мы оставляли отправляемые письма открытыми, цензоры их запечатывали, если в них все было в порядке. Если же, по их мнению, не все было в порядке, то есть они обнаруживали что-то, о чем мы не должны писать, письмо отдавали Обратно с пометками, что нарушен такой-то и такой-то параграф нашего «соглашения» и тому подобные «аргументы». В конечном счете мы все оказались в западне у цензуры — все мы, либерально мыслящие ученые парни, согласившиеся на их весьма вежливое предложение. Существовало множество правил, в соответствии с которыми нам разрешалось при желании высказываться о характере управления делами. Мы могли бы написать нашему сенатору и рассказать ему, что нам не нравится такое положение дел. Но все устроилось, и нам сказали, что каждого будут уведомлять, если возникнут сложности.

Итак, начался день, первый день цензуры. Телефон! Дзинь! «Что?» — «Пожалуйста, спуститесь вниз». Я спустился. «В чем дело?» Это письмо от моего отца. «Что там?» Линованная бумага, линии переходят в точки — четыре точки внизу, одна наверху, две внизу, одна наверху, точка под точкой. «Что это?» Я отвечаю: «Это шифр». Они говорят: «Да, это шифр. Но что он означает?» Я им сообщаю: «Не знаю, что он означает». А они допытываются: «Как же так, где ключ к этому шифру, как вы его дешифруете?» Я отвечаю: «Да я не знаю!» Они вцепляются снова: «А это что?» — «Это письмо от моей жены». — «Там написано TJXYWZ TW1X3. Что это?» Я говорю: «Это другой шифр». — «Где ключ к нему?» — «Понятия не имею!» Они говорят: «Вы рассылаете шифры и не знаете к ним ключей?» «Точно», — отвечаю я. «Это просто игра. Я прошу их посылать мне шифровку, которую я не мог бы расшифровать, понимаете? Поэтому они со своей стороны выдумывают коды и не собираются мне рассказывать о ключе — так и посылают письма». Одно из правил цензуры состояло в том, чтобы не влезать в то, с чем вы сталкиваетесь в почте повседневно. Они и говорят: «Пожалуйста, скажите им, чтобы вместе с шифром они присылали ключ». Я притворяюсь серьезным: «Да не хочу я знать ключ!» Их осеняет: «Ладно, так и быть, мы сами будем выбрасывать ключ». Итак, мы заключили соглашение. Пойдет? Пойдет! На следующий день я получаю письмо от жены, в котором говорится: «Очень трудно писать, так как некто невидимый заглядывает тебе через плечо». И на видном месте красовалось большое неровное пятно, очень мило замазанное средством для выведения чернильных пятен. Я спустился в бюро и сказал: «Вы говорили, что не будете трогать входящие письма; если они вам не нравятся, вы могли бы мне сказать и ничего с ним не делать. Только посмотрите на него — это называется, вы ничего не собирались с ним делать!» «Это смехотворно! Неужели вы думаете, цензоры работают так топорно со средством для выведения чернил? Они просто вырезают подозрительные куски ножницами». Ладно! Я написал жене письмо и спросил: «Пользовалась ли ты в письмах средством для выведения чернил?» Она мне отвечает: «Нет, я никогда таким средством не пользовалась, это должно быть», и в письме вырезана дыра. Я снова спускаюсь к парням из цензуры, иду к главному, ответственному за все это, и жалуюсь. Так продолжается несколько дней. Я чувствовал, что все образуется. Главный пытался объяснить мне, что цензоров учили, как и что делать, но они не могли осилить этого нового способа, так что мы должны быть очень деликатными. У меня, с моим большим опытом надувательства, хватило нахальства писать жене письма каждый день. А главный говорил: «В чем, собственно, дело, вы что, не верите в мою честность и в добрые намерения?» Я отвечаю: «Да, у вас очень хорошие намерения, но я не думаю, что у вас достаточно полномочий». «Дело» тянулось еще три-четыре дня. Потом он сказал: «Увидим, что будет!» Он схватил телефон… и все уладилось. И больше не было писем с прорезанными дырами.

Однако количество сложностей возрастало. Например, однажды я получил письмо от жены и пометку от цензора, в которой говорилось, что шифр раскрыт без ключа и что они сменили его. Когда я пришел навестить жену в больницу в Альбукерке, она спрашивает: «Где весь этот хлам?» Я настораживаюсь: «Какой хлам?» Она отвечает: «Окись свинца, глицерин, хот-доги, белье из стирки». Я сказал: «Подожди минутку, это был список?» Она говорит, да. «Это был шифр». Они думали, что это был шифр — окись свинца, глицерин и тому подобное. Тогда однажды я и сам подкинул шифр — это продолжалось первых несколько недель перед тем, как все уладилось, — я забавлялся с вычислительной машинкой и обратил внимание на одно забавное обстоятельство. Каждый день мне приходилось записывать массу необходимых вещей, и я заметил, что цифры выглядят очень своеобразно. Если вы делите единицу на 243, то получается 0,004115226337. Здесь видна забавная закономерность, но она слегка скособочивается, когда вы берете подряд три цифры; можно проследить закономерность между числом 101 013 и 114 или снова 115; так, перебирая числа, я объяснил, как здорово они повторяются после пары циклов. Я подумал, что это был способ сбить цензоров с толку. Я взял да и положил это в почтовый конверт. И конверт вернулся ко мне, письмо не пропустили и снабдили маленькой пометкой «Смотрите параграф 17B». Я посмотрел параграф 17B. Он гласил: «Письма должны быть написаны только по-английски, по-русски, по-испански, по-португальски, на латыни, по-немецки и тому подобное. Для использования другого языка требуется письменное разрешение». И в конце приписка: «Никаких шифров». Я возвратил цензору свое письмо с пометкой, что это не может быть шифром, поскольку если вы делите 1 на 243, то получаете то-то, и я записал все это и сообщил, что числа 1–1–1–1–0–0–0 не несут никакой другой информации, а число 243 вряд ли содержит какую-либо информацию, кроме значения самого числа. И прочее и прочее. И потому я прошу разрешения написать мое письмо арабскими цифрами. Мне нравится использовать в письмах арабские цифры. И письмо пропустили!

Всегда существовали некоторые трудности с отправкой и получением писем. Моя жена испытывала дискомфорт, оттого что за спиной у нее маячил цензор. Как правило, мы не упоминали о цензуре — но как ей можно сообщить об этом? Они присылали мне пометки: «Ваша жена упомянула о цензуре». Естественно, моя жена упоминала о цензуре, и в конце концов они прислали мне замечание: «Пожалуйста, проинформируйте свою жену, чтобы она не упоминала в своих письмах о цензуре». Я так и начал очередное письмо: «Меня проинструктировали уведомить тебя не упоминать о цензуре в своих письмах». Бум — и письмо возвращается обратно ко мне! Я опять пишу: «Меня проинструктировали, чтобы она не упоминала в своих письмах о цензуре. Каким образом, черт возьми, я должен сделать это? Кроме того, почему ей нельзя упоминать о цензуре? Вы что-то имеете против меня?» Очень интересно, что, выходит, сам цензор должен был сказать мне, чтобы я сказал своей жене не говорить мне, что она… У них, и правда, был ответ. Оказывается, они беспокоились, что почту могут перехватить по пути из Альбукерке. Если бы кто-то вскрыл письмо и обнаружил, что существует цензура, у них могли возникнуть неприятности. Когда в следующий раз я поехал в Альбукерке, я рассказал жене всю эту историю: «Теперь смотри, не упоминай про цензуру», — но у нас было столько совместных волнений и тревог, что мы наконец выработали шифр. Если я ставил точку в конце моей росписи, это означало, что у меня опять неприятности, а она использовала другие уловки, которые сама и сочиняла. Она могла сидеть целыми днями, поскольку была больна, и думать о подобных вещах. В последнем изобретении, которое она мне послала и которое находила совершенно законным, содержались инструкции: «Пошли своему другу письмо по составлению картинок-загадок. Здесь есть бланки. Мы продадим тебе бланк. Ты напишешь на нем письмо, разорвешь его на части, сложишь обрывки в маленькую сумочку и отошлешь по почте». Я получил это письмо с пометкой цензора: «У нас нет времени играть в игры. Пожалуйста, проинструктируйте жену, чтобы она писала стандартные письма!» Ну ладно, мы готовы были на еще одну точку. Письмо начиналось словами: «Надеюсь, ты помнишь, что это письмо надо открывать осторожно, так как я послала пепто-бисмол для желудка, как ты просил». В письме было полно пудры. Мы ожидали, что они быстро вскроют его в своем офисе, пудра рассыплется по полу, они расстроятся — хотя трудно представить, чтобы их могло что-то расстроить — и станут собирать весь этот пепто-бисмол… Но нам не пришлось воспользоваться этим шансом.

В результате всех этих опытов с цензорами я точно знал, что они могут пропустить, а что — нет. Никто не знал этого лучше меня. Я даже заработал на этом немного денег, заключая пари.

Однажды я обнаружил, что рабочим, которые жили довольно далеко и хотели пройти на территорию, лень было обходить территорию и входить в ворота, и они проделали в стороне от входа дырку в заборе. Я тут же обошел забор, пролез в дырку и вошел, снова вышел, пролез в дырку — и так несколько раз, пока сержант у ворот не начал удивляться, почему этот малый всегда выходит из ворот и никогда не входит? И конечно, его естественной реакцией было позвать лейтенанта и упечь меня в тюрьму. Я объяснил, что там была дырка. Понимаете, я всегда старался разобраться в путанице, указав, где была дырка. Итак, я заключил с кем-то пари, что я могу рассказать в письме, где в заборе дырка, а письмо отослать. И действительно, я это сделал. А сделал я это следующим образом. Я написал: «Вы должны видеть то место, откуда они управляют нами». Так писать позволялось. «В заборе есть дыра на расстоянии 71 фута от такого-то места, таких-то размеров, и вы можете проникнуть сквозь нее». Что они могли сделать? Они не могли мне сказать, что такой дыры не существует. Так я прорвался с этим письмом. Я также прорвался с письмом, в котором рассказал, как одного парня из моей группы разбудили посреди ночи какие-то идиоты из военных, которые ослепили его лампами и начали допрашивать; они, видите ли, выкопали какую-то информацию о его отце или что-то в этом роде. Я точно не знаю, что именно, но они думали, что он коммунист. Его фамилия Кейман. Сейчас он очень известный человек.

Что ж, были и другие вещи. В любом деле я стремился найти слабые места, это относится и к дырке в заборе, но я всегда стремился указать на них в иносказательной манере. Так, был еще один момент, на котором мне хотелось заострить внимание, — с самого начала все работы были полностью засекречены. Мы владели важнейшими секретами — разрабатывали массу всяких материалов об уране, его свойствах, и все эти материалы были задокументированы и хранились в специальных деревянных шкафчиках для документов, их запирали на маленькие стандартные замки, каких полно в магазинах. В шкафчиках хранилось все, вплоть до стержней, изготовленных в наших мастерских, и даже они были заперты на ключ — все было под замком. Самое забавное, что любой мог получить материалы из шкафчиков, даже не открывая замка, — стоило только наклонить его. Выдвижное днище опиралось на маленький брусок, который, как считалось, его поддерживает, но в дне существовало отверстие, и достаточно было потянуть бумаги вниз, чтобы вытянуть их из шкафчика. Я обычно снимал замки и всем рассказывал, как это просто. Мы регулярно проводили собрания группы, и каждый раз я вставал и говорил, что мы совершенно не умеем хранить свои секреты. Замки слишком примитивны. В один прекрасный день Теллер устроил собрание и спросил меня: «Самые важные секретные документы я храню не в шкафах, а в ящике письменного стола. Как вы думаете, это лучше?» Я ответил: «Не знаю, я не видел ящика вашего стола». Он сидел перед собравшимися, а я далеко в конце. Собрание продолжалось, а я незаметно ретировался и пошел смотреть ящик его стола. Оказалось, что, если просунуть руку под заднюю часть ящика, можно вытянуть документ, как из рулона туалетной бумаги; вытаскиваете один, еще один и еще… Я выпотрошил весь этот чертов ящик, собрал все бумаги и положил их все обратно, потом поднялся на этаж и вернулся на собрание. Собрание заканчивалось, все выходили из аудитории, я присоединился к уходящим, смешался с толпой, прошагал немного, потом бросился искать Теллера и смиренно сказал ему: «А кстати, можно мне взглянуть на ваш ящик письменного стола?» Он, естественно, ответил: «Ну конечно!» И мы пошли в его комнату, он указал мне на стол, я взглянул на него и промямлил, что выглядит он просто замечательно, и попросил: «Давайте посмотрим, что в нем хранится». «Пожалуйста, — проговорил он, засунул ключ в замок и открыл ящик, — если только вы уже не просмотрели его содержимое». Такой исключительно умный человек, как мистер Теллер, в одну секунду вычислил, что над ним подшутили — он увидел, что что-то не так, и отчетливо понял, что произошло. Проклятие — недолго я наслаждался своей проделкой!

Я получил массу удовольствия, вскрывая сейфы, но их еще не было в Лос-Аламосе, и сейчас я хотел бы поговорить о другом. Я хочу рассказать о некоторых специфических проблемах, с которыми я близко столкнулся. Одна из них связана с безопасностью завода в Ок-Ридже. В Лос-Аламосе продолжали работу над бомбой, а в Ок-Ридже пытались разделить изотопы урана, урана-238, -236 и -235, именно последний использовался в качестве взрывчатки. В Ок-Ридже тогда только начали получать крошечное количество экспериментального материала, урана-235, и в то же время занимались практической работой. На большом заводе хранились целые цистерны материалов и химикалий, там материалы очищали, очищали еще раз и получали вещества, необходимые для следующего этапа. Очистка проводилась в несколько этапов. С одной стороны, на практике они применяли химические вещества, а с другой стороны, получали некоторое количество требуемого продукта в экспериментальной установке. И они пытались понять, как оценивать и анализировать его присутствие и определять, сколько в нем содержится урана-235. Мы посылали им инструкции, но, видимо, они неправильно ими пользовались. В конце концов Сегре[12]сказал, что должен поехать туда и разобраться, что они там делают и почему их оценка неверна, — это единственная возможность понять, как они работают. Военные сказали: нет, это наша политика — хранить всю информацию о JIoc-Аламосе в одном месте, и никто в Ок-Ридже не должен знать, для чего используются их результаты. Подозреваю, что даже их руководство знало лишь то, что они занимаются разделением урана, но при этом не имело ни малейшего представления о мощности бомбы, о том, как она работает, и других принципиальных вещах. А люди внизу не ведали, чем занимаются. И военные хотели сохранить все, как есть; никакой информации не просачивалось ни туда, ни обратно, но Сегре все-таки настоял на своем и добился разрешения приехать туда, поскольку это было очень важно. Они совершенно не умели оценивать объем полученного вещества, и весь завод мог взлететь на воздух.

Итак, Сегре поехал разбираться, что там творится. Он прошелся по цехам и увидел, как люди катают оплетенную цистерну с водой, зеленой водой; зеленая вода — это нитрат урана. Он спрашивает: «Вы собираетесь так делать даже когда там все очистят?» Они отвечают: «Да, почему бы нет? Она что, взорвется?» Он выдохнул: «О Боже! Взорвется?!» И тогда военные отчеканили: «Ничего не знаем, нам запрещено разглашать любую информацию!» Да оказывается, военные вообразили, что знают, сколько вещества нам необходимо для бомбы — 20 килограммов или сколько там, и как бы много материалов ни очищалось на заводе, сколько бы их там ни было — не возникнет никакой опасности. Но они не понимали, что нейтроны в избытке более эффективны, когда они замедляются в воде. И если в воде их наберется меньше десятой доли, даже сотой… да что там — куда меньшее количество материала приводит к реакции, создающей радиоактивность. Взрыв был бы небольшой, но радиация убила бы всех находившихся поблизости людей и вызвала другие осложнения. Таким образом, все было очень опасно, а люди на заводе даже не подозревали об этом.

Оппенгеймер посылает Сегре телеграмму: «Пройдитесь по всему заводу, определите участки, на которых накапливается концентрация вещества согласно проектируемому процессу. Мы между тем вычислим, какое количество материала должно накопиться, чтобы произошел взрыв». И у нас начали работу две группы. Группа Кристи работала над решением вопроса с водой, а я со своей группой — с сухими порошкообразными веществами в коробках. И мы вычислили количество материала. Кристи собирался поехать в Ок-Ридж и рассказать там всем, какова ситуация. Я с радостью отдал ему все свои результаты расчетов, сказав, что он прекрасно знает дело и пусть едет. Но Кристи подхватил воспаление легких, и пришлось ехать мне. Я до того ни разу не летал на самолетах, а тут полетел. Секретные документы были закреплены ремнем у меня на спине! Самолет в то время очень походил на автобус. Он делал много остановок в пути, разве что расстояние между остановками было больше. На остановках он подолгу стоял. Парень, который стоял за мной в очереди и теребил цепочку для ключей, сообщил мне: «Сейчас, должно быть, очень трудно летать без предписания». Я не возражал: «Да, я знаю, но у меня есть предписание». Немного погодя на борт поднялись несколько генералов, они собирались прогнать пассажира с места 3s. Все в порядке — у меня место 2. Пассажир с места 3s, возможно, написал возмущенное письмо своему конгрессмену с вопросом: откуда здесь столько молодых парней с кучей предписаний, в то время как война идет совсем в другом месте? Так или иначе, я прибыл на место. Первым делом я обошел весь завод — я ничего не говорил, а только озирался по сторонам. Выяснилось, что ситуация еще хуже, чем ее обрисовал Сегре, — первое время на заводе он очень робел. Он обратил внимание на ряд ящиков, сложенных в большие штабели, но не обратил внимания на другие ящики, сложенные в другом месте, — это было то же помещение, но с другой стороны. И много всего в том же роде. Если вы будете хранить в одном месте слишком много вещества, оно взорвется. Я прошелся по всему заводу. У меня очень плохая память, но когда я работаю интенсивно, кратковременная память работает очень неплохо — поэтому я запомнил все сумасшедшие детали вроде того, дом номер такой-то, цистерна номер… и прочее. Вечером я вернулся к себе и мысленно представил всю картину, прикидывая, где кроется наибольшая опасность и что надо сделать, чтобы ее предотвратить. Это довольно просто — нужно поместить в раствор кадмий, чтобы абсорбировать нейтроны в воде, разделить коробки, чтобы они не стояли так плотно — слишком много урана вместе, — и совершить еще кое-какие действия в соответствии с определенными правилами. Таким образом, я все проанализировал, составил систему мер и продумал работу процесса охлаждения. Я понимал, что нельзя обезопасить завод, не зная, как он работает. На следующий день состоялось грандиозное собрание.

Я забыл упомянуть, что перед отъездом Оппенгеймер сказал мне: «Теперь, когда вы едете, я перечислю вам технически компетентных людей в Ок-Ридже: это мистер Джулиан Вебб, мистер такой-то и мистер такой-то. Вы должны проследить, чтобы эти люди присутствовали на собрании. Вы расскажете им, какова истинная ситуация и о безопасности — они это действительно поймут, они в курсе дела». — «А если их не будет на собрании, что тогда?» И он ответил: «Тогда вы скажете: «Лос-Аламос не может взять на себя ответственность за безопасность завода Ок-Риджа — и это безоговорочно!!!»» Я заартачился: «Вы полагаете, какой-то там Ричард может приехать туда с таким заявлением?» Он гнул свое: «Да, какой-то там Ричард, вы поедете и сделаете это». Кажется, я действительно быстро вырос! Когда я приехал туда, можете не сомневаться, на следующий день состоялось собрание, и все руководство компании и компетентные технические специалисты были там: и генералы, и прочие, кто был заинтересован в проблемах организации. Это было большое собрание, связанное с большой серьезной проблемой безопасности — над ней завод никогда не работал. «Могу поклясться, что все взорвется, если никто так и не обратит должного внимания на проблему», — сказал я. Там был лейтенант, который сопровождал меня. Он передал мне требование полковника не рассказывать, как работают нейтроны и прочие детали. Я сказал, что людям необходимо знать, как все работает, — только тогда они все поймут и будут следовать определенному набору правил. Таково мое мнение — работу можно продолжить, если я скажу им, что Лос-Аламос не может взять на себя ответственность за безопасность завода Ок-Риджа до тех пор, пока они полностью не проинформированы, как все работает!!! Это было грандиозно. Я пошел к полковнику. «Дайте мне только пять минут», — сказал полковник. Он подошел к окну, остановился и задумался — да все у них будет хорошо! Они примут правильное решение. Я подумал, как поразительно, что проблема проинформировать людей или нет о том, как работает атомная бомба, должна решиться в Ок-Ридже за пять минут. Я проникся глубоким уважением к этим военным мужам, так как сам никогда не мог решить ничего важного за такой короткий срок — никогда.

Через пять минут он сказал: «Ладно, мистер Фейнман — вперед». Я сел и рассказал им все о нейтронах, о том, как они работают, да-да-да-та-та-та, про то, как опасно иметь слишком много нейтронов вместе, и про то, что материалы надо хранить раздельно, про абсорбцию кадмия, про то, что медленные нейтроны более эффективны, чем быстрые, и постепенно на элементарном уровне про наши дела в Лос-Аламосе — они никогда не слышали ни о чем подобном, я казался им жутким гением. Я был богом, спустившимся с небес! Они не понимали этих явлений и никогда о них прежде не слышали. А я знал обо всем этом и мог предоставить им факты и цифры и многое другое. Итак, после почти незаметного возвращения в Лос-Аламос я стал ни больше ни меньше как супергением. В результате в Ок-Ридже решили создать небольшие группы, которые выполнят собственные вычисления и обдумают, как все сделать. Они начали перепланировку завода. Там были проектировщики завода, конструкторы, инженеры, инженеры-химики, которые собирались руководить разделением урана на модернизированном заводе.

Я вернулся на завод через несколько месяцев, а компания «Стоун энд Уэбстер» совместно с инженерами приблизительно месяц назад закончила план перестройки завода, и теперь мне надлежало осмотреть завод, понимаете? Но как я мог осмотреть завод, который еще не построен? Не знаю! Я пошел в кабинет к инженерам.

Сопровождал меня приставленный ко мне лейтенант Зумвельт — я должен был всюду появляться с эскортом. Он привел меня в кабинет, в котором сидели два инженера и стоял длинный-предлинный стол, огромный стол, ну просто невероятных размеров, покрытый чертежами — не одним чертежом, а целой кипой. Я изучал механическое черчение только в школе и не слишком хорошо разбирался в чертежах. А они наперебой начали мне все объяснять, думая, что я гений. Они начинали: «Мистер Фейнман, мы хотели бы, чтобы вы поняли: завод пока проектируется. Видите — мы стараемся избежать скопления материалов». У меня возник вопрос: когда скапливаются вещества, работает испаритель, который аккумулирует вещества? А если клапан начнет заедать или что-то еще случится, тогда будет собираться слишком много вещества, и все взорвется. Они объяснили, что в проекте предусмотрен не один клапан, и если один клапан будет заедать, ничего не случится. Всюду необходимо по крайней мере по два клапана. Они рассказали, как работает аппарат. Туда поступает тетрахлорид углерода, нитрат урана поступает туда извне, он движется вверх и вниз, проходит по трубам на другой этаж, поднимается со второго этажа — бр-бр-бр, согласно чертежам, вверх-вниз, вверх-вниз — они говорили очень-очень быстро, объясняя мне очень-очень сложный химический процесс. Я полностью обалдел — и, что еще хуже, я не знал всех этих обозначений на чертежах! Там была такая штуковина, на которую я подумал, что это окно. Она выглядела как квадрат с крестиком в середине — чертово место, — шли линии с этим чертовым квадратом, и он опять повторяется! Я подумал, что это окно, нет, оно не может быть окном — оно не всегда было на границе. Я хотел спросить их, что это? Вы, наверное, бывали в подобной ситуации — вы не спросили об этом сразу же и упустили время. Но инженеры рассказывали слишком долго. А вы слишком долго колебались. Если спросить их сейчас, они скажут: на что мы потратили впустую столько времени? Я не знал, что делать; про себя я подумал, что мне часто везло. Вы просто не поверите, но я клянусь, что это чистейшая правда — есть такое подсознательное везение. Я раздумывал, что бы я сделал, что бы предпринял??? И меня осенила идея. Может быть, это клапан? Чтобы выяснить, клапан это или нет, я тыкаю пальцем в середину одного чертежа на странице 3 и говорю: «Что случится, если этот клапан начнет заедать?» Вероятно, они сейчас скажут: «Это не клапан, сэр, это окно». Они переглянулись и говорят: «Если этот клапан начнет заедать…» — и снова запорхали карандашами вверх и вниз по чертежу, вверх и вниз, туда и обратно, обратно и туда, они переглядывались, кружились вокруг меня и бормотали: «Вы абсолютно правы, сэр!» Они сворачивали и разворачивали чертежи, они бегали, а мы выскользнули из кабинета. И лейтенант Зумвельт, который сопровождал меня все время, сказал: «Вы гений! Я понял, что вы гений, еще тогда, когда вы впервые осматривали завод и на следующее утро рассказали им об испарителе С-21 в здании 90–207, но хотел бы я знать, что вы сделали такого фантастического сейчас, как вы обо всем догадались?» И я ответил ему, что пытался понять, клапан это или нет.

Была у меня на работе проблема и другого рода. У нас было полно вычислений, и мы выполняли их на вычислительных машинках «Маршан». У нас было достаточно компьютеров «Маршан» — кстати, это дает представление о том, чем был Лос-Аламос. Знаете, как они выглядели — ручные калькуляторы с цифрами, вы нажимаете на кнопки, и они умножают, делят, складывают и тому подобное. Не похожи на те, которые делаются сейчас, это были механические приспособления. И их приходилось отсылать обратно на фабрику для ремонта. У нас не было специального мастера для их обслуживания, и поэтому их чинили только на фабрике. Машинки очень быстро ломались. Я и еще несколько парней начали вскрывать крышки машинок. По правилам это не разрешалось: «Если вы снимете крышку, мы не несем ответственности…» Мы все-таки сняли крышки и сделали целый ряд полезных открытий. Когда мы впервые открыли крышку, там обнаружились вал с отверстием и пружина, которая, очевидно, входила в отверстие — все было просто. Так или иначе, мы научились закреплять их; мы стали все лучше и лучше в них разбираться и проводили все более сложный ремонт. Когда нам казалось что-то чересчур запутанным, мы отсылали машинку обратно на фабрику, но чаще справлялись сами, и машинки работали. Я также чинил пишущие машинки. Я освоил ремонт всех компьютеров, а другие ребята бросили это дело. Я починил несколько пишущих машинок. В машинной мастерской был парень, который делал это лучше меня, на нем лежала ответственность за ремонт пишущих машинок, а на мне — ответственность за счетные машинки. Между тем мы решили, что это слишком большая и серьезная задача — вычислить, что произойдет в процессе взрыва бомбы, когда взрывчатка в нее закладывается и как она разлетается во время взрыва — такую задачу следует вычислять точно. Понять, что произойдет, — это значит точно вычислить, сколько высвобождается энергии и тому подобное — словом, необходим значительный объем вычислений, а мы не располагали такими вычислительными возможностями. И очень умный парень, Стэнли Френкель, сообразил, что это можно сделать на машинах IBM. Компания IBM выпускала машины для нужд бизнеса, счетные машины, которые назывались табуляторами для распечатки сумм, и мультипликаторы, большие коробки, в которые вы вкладываете перфокарты, а они считывают два числа с карты, перемножают их и печатают на карте ответ. Затем появились подборочные и сортировочные машины и ряд других. Стэнли решил, что напишет изящную программу. Если у нас в комнате будет достаточно таких машин, мы сможем прогонять перфокарты через цикл. Каждый, кто делает точные вычисления, знает, о чем я говорю, но тогда это было в новинку: поточная линия машин.

Мы уже проделывали подобные вещи со счетными машинками. Обычно вы полностью выполняете первый этап. Процесс вынуждает вас идти сначала к сумматору, потом к умножителю, опять к сумматору и так далее. Стэнли разработал и упорядочил процедуру, похожую на компьютеры компании IBM — мы быстро поняли, что это был оптимальный путь решения наших задач.

Мы раскопали, что кто-то в вооруженных силах имеет опыт работы с IBM. Нам нужен был человек для их ремонта, поддержания в рабочем состоянии и всего прочего. Военные собирались прислать нам этого парня, но, как всегда, вышла заминка. Надо сказать, что мы вечно пребывали в ужасной спешке — все, что мы делали, мы старались сделать как можно быстрее. В каждом конкретном случае мы разрабатывали все численные этапы, которые следовало выполнить и которые предполагалось поручить машинам: перемножить то, сделать это и вычесть что-то из чего-то. Все вычисления выполнялись в одной комнате, где сидели девушки, у каждой был «Маршан». Одна выполняла умножение, другая — сложение, третья возводила в куб — у нас были «карточки», «учетные карточки» — девушка возводила число в куб и передавала результат другой… Одна имитировала умножитель, другая — сумматор, мы проходили весь цикл — так мы устраняли ошибки и отлаживали программу. Да, именно так мы и делали. Выходило, что мы были способны только на такую скорость — мы никогда раньше не делали поточных вычислений, и каждый, кто выполнял вычисления раньше, выполнял сам все этапы. У Форда возникла полезная идея — эта проклятая машина будет работать чертовски быстро другим способом — и мы получили скорость системы, которая прогнозировалась для машин IBM. Единственная разница состояла в том, что машины IBM не уставали и могли работать три смены, а наши девушки уставали после одной. Так или иначе, в ходе процесса мы отладили программу — а тут наконец доставили машины, но не мастера по их ремонту. Мы поспешили собрать их. На тот день это были одни из самых технологически сложных машин, большие компьютеры, они прибыли в разобранном виде с огромным количеством проводов и схем для сборки. Мы их собрали — Стэн Френкель, я и еще один парень — и заволновались. Основным источником беспокойства были большие «шишки», которые постоянно к нам приходили и говорили, что вы что-нибудь нарушите, обязательно нарушите! Мы все-таки собрали эти компьютеры — и иногда они работали, а иногда не работали, поскольку некоторые из них мы собрали неправильно. Мы возились с ними, и они начинали работать. Заработали они не все, я копался с одним мультипликатором, увидел погнутую деталь внутри и побоялся ее выпрямить, чтобы не сломать. Отовсюду приходили люди и говорили, что мы все безвозвратно сломаем. Наконец из компании IBM прибыл мастер, конечно, в соответствии со своим графиком, он наладил остальные машины, которые мы не могли отладить, и наша программа заработала. Но он никак не мог справиться с той машиной, с которой и мне не удалось справиться. Прошло три дня, а он все возился с этой последней. Я сказал ему: «Я заметил там погнутую деталь». Он посмотрел: «Ну конечно! Всего-то одна деталь!» (Щелк!) Вот и ладненько — готово.

Мистер Френкель начал разрабатывать свою программу, но заболел болезнью — компьютерной болезнью — все, кто работает с компьютерами, знают об этом. Это очень серьезная болезнь — и она полностью блокирует работу. Это очень серьезная проблема, которую мы постарались искоренить. Компьютерная болезнь — это игра с компьютерами. А они так привлекательны! Вы, например, имеете х — если это четное число, вы делаете одно, нечетное — другое, и если вы достаточно умны, очень быстро можно научиться выполнять на одной машине все больше и больше операций. Через некоторое время выяснилось, что вся наша система рушится. Стэн ни на что не обращал внимания, никого не видел. Дела продвигались очень-очень медленно. Он сидел в компьютерной аудитории и размышлял, как заставить табулятор автоматически печатать арктангенсы х, и машина печатала колонки арктангенсов, и он получал таблицу арктангенсов одной операцией. Абсолютно бесполезное занятие. У нас были таблицы арктангенсов. Но если вы когда-либо работали с компьютером, вы поймете эту болезнь — наслаждение от того, что вы сделали. Но бедный малый, изобретатель многих полезных вещей, подхватил эту болезнь впервые.

Меня попросили остановить работу над темой, которой занималась наша группа, спуститься в компьютерную и принять руководство группой IBM. Я заметил признаки болезни и попытался избежать ее. И хотя за девять месяцев были сделаны только три задачи, моя группа была очень сильной. Первая проблема состояла в том, что им не разрешалось разговаривать с нашими ребятами — их отобрали по всей стране и назвали отдел — специальное инженерное подразделение. Там были умные мальчики с высшим образованием, с инженерными способностями. Военные прислали их в Лос-Аламос. Их разместили в казармах, так чтобы им никто ничего не мог рассказать. Они являлись на работу — их задачей была работа на машинах IBM — перфорировать дырки, цифры, но для чего это нужно, они не знали, никто им об этом не сообщал. Дела шли очень медленно. Я сразу сказал, что технические специалисты должны знать, чем они занимаются. Оппенгеймер ходил разговаривать в отдел безопасности и получил специальное разрешение. Я прочитал подробную лекцию, в которой рассказал им, над чем мы работаем, в результате они очень разволновались. Мы боремся против войны. Мы понимаем, что это такое. Теперь они знали, что означают цифры, с которыми они работали. Если давление увеличится, значит, высвободится больше энергии и может случиться много-много непредвиденных ситуаций. Теперь они были в курсе дела — и произошло полное преображение! Они изобретали способы, как улучшить вычислительный процесс. Они усовершенствовали схему. Они работали по ночам. По ночам им не нужны были надзиратели. Они ничего не требовали и все понимали. Они изобрели несколько программ, которые мы использовали, и прочее, и прочее. Мои ребята действительно вписались в работу — им только приходилось говорить, для чего это делается, — вот и все. Только не говорите им: пожалуйста, пробейте дырки в перфокартах. В результате если раньше мы делали три задачи за девять месяцев, то теперь девять задач за три месяца, почти в десять раз быстрее. При решении задач мы пользовались одним из секретных методов: следует создавать циклы для задач, состоящих из кучи перфокарт. Сначала складывай, потом умножай — и вы проходите через цикл машин в компьютерной, правда, достаточно медленно, так как постоянно движетесь по кругу. Мы разработали способ, используя различные наборы окрашенных перфокарт, пропускали их тоже через цикл, но не в фазе. У нас одновременно решались две или три задачи — и мы придумали новые хитрости: пока одна машина складывала, другая производила умножение для другой задачи. Такие схемы управления позволяли решать гораздо больше задач.

В заключение в конце войны, как раз перед испытанием бомбы в Аламогордо, возник вопрос, сколько энергии будет высвобождаться? Мы вычисляли объем высвобождаемой энергии для различных конструкций, но для конкретной конструкции, выбранной для испытаний, мы расчетов не делали. Пришел к нам в компьютерную Боб Кристи и говорит, что нам нужен результат через месяц или раньше, а может быть, через три недели. Я отвечаю: «Это невозможно!» А он продолжает: «Смотри, вы решаете за неделю столько-то задач. Эта задача займет две, максимум три недели». Я возразил: «Я понимаю, что задача займет куда больше времени, но мы будем ее считать параллельно. Другого пути ускорить работу нет — обычный путь тут не пойдет». Он ретировался. А я начал думать, есть ли способ выполнить счет быстрей? Я продолжал думать, подошел к доске и написал на ней обращенный к ребятам вопрос: МОЖЕМ ЛИ МЫ СДЕЛАТЬ ЭТО? Они все ответили — да! Мы будем работать в две смены, сверхурочно, и все такое. Мы будем стараться! Мы попытаемся!!! Все другие задачи были отложены. Только одна задача — мы сконцентрировались на ней и начали работать.

Моя жена умерла в Альбукерке, и я вынужден был уехать. Я позаимствовал автомобиль Фукса. Он был моим товарищем по общежитию. У него был автомобиль. Он им пользовался для перевозки секретных материалов и переправлял их в Санта-Фе, он был шпионом; но я ничего об этом не знал. По дороге спустили сразу три шины. Как только я вернулся, сразу отправился в компьютерную аудиторию, мне полагалось за всем следить. Но в течение трех дней я не мог работать. У нас царила неразбериха, грандиозная суета перед первыми испытаниями бомбы в пустыне. Я шагнул в комнату и обнаружил там перфокарты различного цвета — белые, синие, желтые. Я начал было говорить: «Мы не договаривались делать несколько задач — только одну!» Они наперебой заорали: «Уходите, выйдите отсюда! Мы вам позже все объясним!» Я ждал, а произошло вот что. Когда прогоняли программу, машина иногда делала ошибку или в нее вкладывали случайно перфокарту с неправильным числом. Обычно при этом мы возвращались назад и проделывали всю процедуру заново. Но ребята заметили, что колода перфокарт фиксировала положение и глубину ошибки в машине, в пространстве или где-либо еще. Ошибка, сделанная в одном цикле, влияет только на соседние числа, следующий цикл влияет тоже только на соседние числа и так далее. Машина работает с колодой перфокарт. Если вы сделали ошибку в перфокарте 39, она влияет на 37, 38 и 39. Далее она влияет на 36, 37, 38, 39 и 40. Дальше ошибка распространялась, как бацилла. Они обнаружили ошибку, просмотрели все в обратном направлении, и у них появилась идея. Они могут обрабатывать заново только маленькую колоду, например десять перфокарт, в окрестности ошибки. И поскольку десять перфокарт машина обрабатывает гораздо быстрее, чем пятьдесят, они будут проходить программу быстро, пока бацилла не распространилась на все перфокарты. Они изолировали ошибку и исправляли ее — и вычисления шли быстрее. Остроумно! Ребята работали очень напряженно, очень умно — и получали выигрыш в скорости. Другого способа не существовало. Если бы они останавливались и фиксировали ошибку, мы теряли бы кучу времени. Мы не могли себе этого позволить. Вы, конечно, поняли, что произошло во время прогона программы. Они нашли ошибку в синей колоде. И они взяли желтую колоду с меньшим числом перфокарт, ясно, что она обрабатывалась быстрее, чем синяя. Но после того как они исправили одну ошибку, они обнаружили и вынуждены были зафиксировать ошибку в белой колоде. Они вынули перфокарты с ошибкой, заменив их другими — они были в отчаянии. Дальше программа обрабатывалась правильно, это всегда сбивает с толку: вы знаете, как все должно работать, и все-таки допускаете ошибки. И именно тогда, когда они запускали в машину эти три колоды перфокарт, устранив ошибки, заявился босс. Они взмолились: «Вы нам мешаете». Я ушел. И все у них заработало. Задача была решена вовремя. Такие вот дела.



Я хотел бы рассказать вам о некоторых людях, с которыми встретился в Манхэттенском проекте. Я был начинающим, мелкая сошка, правда, потом вырос до руководителя группы. Мне посчастливилось познакомиться с некоторыми великими людьми — кроме представителей координационного совета, я встретил в Лос-Аламосе великих ученых. Их было так много — это одно из самых ярких впечатлений в моей жизни, моя необыкновенная удача — встретить сразу всех этих удивительных физиков. Люди, о которых я слышал в большей или меньшей степени — они были самыми знаменитыми учеными. Это в первую очередь Ферми[13].

Он приезжал к нам однажды. Впервые он приехал из Чикаго отчасти проконсультировать нас и отчасти помочь по ряду проблем. У нас состоялась с ним встреча, и я сделал тогда некоторые вычисления и получил определенные результаты. Вычисления были хитроумными и весьма сложными. Сейчас, когда я стал экспертом, я всегда могу сказать, каким примерно будет ответ или, если я его получил, то объяснить почему. Но та задача была очень сложной, и я не мог объяснить, почему так получается. Я сказал Ферми, что работаю над одной задачей и начал вычислять, он же попросил: подождите, перед тем как расспросить меня о результате, дайте подумать. Все происходило таким-то образом (и он оказался прав), все будет происходить так-то и потому-то. И последовало совершенно очевидное объяснение… Он сделал то, в чем я был довольно силен, — лучше и за десять минут. Он преподнес мне хороший урок.

Потом — фон Нейман, он был великим математиком. Он сделал, не буду вдаваться в подробности, очень дельные замечания технического характера. У нас возникли очень интересные явления с числами при компьютерном счете. Проблема выглядела нестабильной, и он объяснил что и почему. Это был очень дельный технический совет. Мы часто прогуливались с ним в свободное время, по воскресеньям или когда удавалось. Мы гуляли в соседних каньонах часто в компании с Бете, фон Нейманом и Бачером. Удовольствие я получал необыкновенное! И еще фон Нейман высказал мне идею, которую считал любопытной. Вы не несете ответственности за то, что происходит в мире, в котором вы живете. Благодаря совету фон Неймана я развил в себе очень мощное чувство социальной безответственности. С тех пор я считаю себя очень счастливым человеком. Именно фон Нейман заронил семена, выросшие в мою активную безответственность!

Я также познакомился с Нильсом Бором[14]. Интересно, что он приехал к нам под именем Николаса Бейкера вместе с Джимом Бейкером, своим сыном, чье настоящее имя было Оге[15].

Они были очень знаменитыми физиками, как вы все знаете, и приехали из Дании с визитом. Все наши «шишки» сопровождали их; он был великим богом, его слушали с трепетом. А он рассказывал о задачах. Мы пришли на встречу с ним — все хотели увидеть великого Бора. Было множество людей, я сидел сзади где-то в углу, и мы обсуждали проблемы бомбы. Это был его первый приезд. Он приехал и уехал, и видел-то я его из своего угла да через чьи-то головы. В следующий раз его визит был запланирован; утром, в тот день, когда он должен был приехать, мне позвонили. «Алло, Фейнман?» — «Да». — «Это Джим Бейкер». Это был его сын. «Мы с отцом хотели бы побеседовать с вами». — «Со мной? Я Фейнман, я просто…» — «Все верно. Договорились?» Было восемь утра, еще никто не проснулся, а я уже спускался вниз в назначенное место. Мы прошли в офис в технической зоне, и Бор пояснил: «Мы обдумывали, как можно сделать бомбу более эффективной, и у нас возникла следующая идея». Я сказал: «Нет, это не сработает, эффективность не увеличится, и та-та-та…» Он возразил: «А как насчет того-то и того-то?» Я ответил: «Это звучит немного лучше, но все равно это паршивая идея». Обсуждаем идею со всех сторон, туда и обратно, туда и обратно. У меня есть одна черта — я совершенно забываю, с кем я говорю — меня волнует только физика; если идея выглядит паршиво, я так и говорю — паршиво. Если хорошо, я говорю хорошо. Простая жизненная позиция — я всегда так жил. Это разумно, это наконец приятно, если вы можете так поступать. Мне везет. Мне просто повезло тогда на заводе с чертежами, и мне повезло в жизни, что я могу так поступать. Наш разговор продолжался около двух часов, возвращался к одному, другому, мы обсудили массу идей, неслись галопом туда и обратно, спорили. Великий Бор, как всегда, беспрерывно раскуривал трубку. Он изъяснялся каким-то непонятным образом. Он, например, говорил: «Мамбл-мамбл». Понять было трудно, зато я лучше понимал его сына. В заключение он сказал, раскуривая трубку: «Полагаю, теперь мы можем пригласить важных шишек». Они пригласили остальных и стали беседовать с ними. А потом его сын рассказал мне, что произошло. Когда он был у нас в последний раз, он спросил сына: «Ты не помнишь фамилию того молодого парня в задних рядах? Он единственный меня не боялся и возражал, когда я высказывал глупые идеи. Когда в следующий раз нам нужно будет обсуждать какие-то вопросы, нет смысла говорить с теми, кто на все отвечает: «Да, доктор Бор, да, доктор Бор». Пригласи того парня, сначала поговорим с ним».

Следующий случай произошел, когда мы закончили вычисления для испытания бомбы. Мы должны были проводить испытания. В тот момент я был дома, мне дали короткий отпуск, думаю, потому, что скончалась моя жена. И тут я получаю сообщение из Лос-Аламоса: «Дитя должно родиться, по-видимому, в такой-то день». Я лечу обратно, только добираюсь до места, автобусы уже отправляются. Я не успеваю даже забежать в свою комнату. В Аламогордо мы ждали на достаточном расстоянии от места взрыва, в 20 милях. У нас была радиосвязь, и нам должны были сообщить, когда произойдет взрыв и так далее. Но радио не работало, и мы так и не поняли, что случилось. Только за несколько минут до взрыва радио заработало, и нам объявили, что осталось 20 секунд до взрыва. Людям, которые находились достаточно далеко, как мы, — некоторые были ближе, на расстоянии шести миль, — выдали затемненные очки, чтобы наблюдать картину взрыва. Затемненные очки!!! В двадцати милях от взрыва невозможно наблюдать этот чертов взрыв через затемненные очки. Тогда я прикинул только одно, насколько можно повредить глаза — яркая вспышка не может повредить глаза — это делает ультрафиолет. Я встал за ветровым стеклом грузовика — ультрафиолет не проходит через стекло, оно будет служить защитой, и я наблюдал этот дьявольский взрыв. Остальные никогда этого не увидят. Мгновения — и образовалась грандиозная вспышка, настолько яркая, что я сразу увидел пурпурный сполох на полу грузовика. Я пробормотал: «Это не то. Это послесвечение». Я повернулся и увидел, как белый свет сменился желтым, а затем оранжевым. Образовались облака и снова исчезли, сжатие и расширение образовали облака и заставили их рассеяться. В заключение огромный оранжевый шар, очень яркий в центре, стал целиком оранжевым, начал подниматься вверх и чуть-чуть колыхаться, стал немного чернеть по краям, а потом превратился в огромный шар дыма с огненными вспышками внутри и выделяющимся теплом. Я видел все это; все, что я описываю, произошло мгновенно, приблизительно за минуту. Это была последовательность яркого и темного — и все это я наблюдал. Я был почти единственным, кто действительно видел весь этот ужас, первое испытание Тринити. Все остальные были в темных очках. Люди, находящиеся в шести милях, ничего не могли видеть — им было приказано лежать на дне укрытия с завязанными глазами, так что никто этого не видел. А все находящиеся наверху, как я, надевали затемненные очки. Человеческими глазами наблюдал картину только я. Через минуту-полторы внезапно раздался чудовищный грохот, УДАР, а затем громыхание, как раскаты грома — то, что дошло до моего сознания. Минуту никто не мог произнести ни слова, мы наблюдали за происходящим молча, но этот звук как будто вывел присутствующих из оцепенения, особенно меня, так как мощность звука на этом расстоянии означала, что все действительно сработало. Человек, стоящий рядом со мной, Уильям Лоуренс, корреспондент «Нью-Йорк таймс», спросил, когда звук совсем ослабел: «Что это?» Я ответил: «Это была бомба». Он собирался написать статью, описав всю ситуацию. Я, видимо, был единственным, кто заговорил с ним. Объяснения для него оказались бы технически слишком сложными.

Позже приехал из Принстона мистер Смит, и я показал ему Лос-Аламос. Например, мы зашли в комнату, а там на верхушке пьедестала был помещен маленький шар, немного меньше, чем настоящий, с серебряным напылением — при прикосновении к нему вы ощущаете тепло. Это был плутоний, радиоактивный плутоний. Мы стояли у двери и разговаривали о нем. Плутоний — новый элемент, искусственно созданный человеком, которого никогда не было раньше на земле, кроме, возможно, очень короткого периода, в начале ее образования. У него особые свойства — он был полностью изолирован и радиоактивен. И мы его создали. Его ценность была сверхъестественной. Вы знаете, как обычно люди ведут себя во время разговора — они раскачиваются, жестикулируют, переминаются с ноги на ногу. Он пнул ногой упор двери. Я сказал, что упор более подходящее место, чем дверь. Упор был полусферической формы, из желтого металла, по существу, золотой. Золотая полусфера, довольно большая. Мы проводили эксперимент, сколько нейтронов отражается от разных материалов, чтобы сохранить нейтроны — у нас было мало плутония. Мы протестировали много различных материалов, тестировали платину, цинк, латунь, золото. После экспериментов с золотом кому-то пришла в голову остроумная идея использовать золотой шарик для дверного упора той двери, за которой лежал плутоний — весьма кстати.

После первого успешного испытания бомбы в Лос-Аламосе началось жуткое возбуждение. Кругом устраивались вечеринки, все носились с одной вечеринки на другую. Я сидел на крыле какого-то джипа и что есть мочи колотил по барабанам. В эйфории были все, кроме одного человека, Боба Уилсона, который и втянул меня в эту историю с бомбой. Он сидел как в воду опущенный. Я спросил: «Почему ты хандришь? Ты начал все это и втянул нас». Что касается меня и всех нас, мы начали работу из благих побуждений, очень напряженно работали и сделали кое-что; завершение такой работы — это действует возбуждающе. Мы перестали задумываться, после начального этапа мы перестали думать о последствиях. Он был единственным человеком, думающим о будущем, даже в этот особенный момент. Вскоре я возвратился в цивилизацию, уехал преподавать в Корнелл, и мои первые ощущения были очень странными, сейчас я их уже не смогу точно описать, но тогда я чувствовал это очень остро. Например, я сидел в Нью-Йорке, в ресторане, смотрел на дома, и в голове проносилось, каков радиус поражения бомбы, сброшенной на Хиросиму. И каков он будет, если ее сбросить в районе Тридцать четвертой улицы? Все эти здания — они погибнут. Я испытывал совершенно незнакомые ощущения. Я шел, смотрел на людей, строящих мост или новую дорогу, и думал — они сошли с ума, что ли, они просто не понимают, ничего не понимают. Зачем строить что-то новое, если это совершенно бессмысленно? Будет большой удачей, если эта бессмыслица продлится 30 лет, может быть, мы продержимся 30 лет. Я ошибся относительно 30 лет, и я рад, что нашлись люди, умеющие смотреть вперед. Но моя первая реакция после работы над бомбой была своеобразной — бессмысленно создавать что бы то ни было.

Я закончил, спасибо за внимание.

Вопрос: Не могли бы вы рассказать историю с сейфами?

Фейнман: У меня много историй с сейфами. Если вы дадите мне десять минут, я расскажу вам три истории с сейфами. Ладно? Мотивацией для вскрытия шкафов с документами и замков стало мое желание сохранять в безопасности наши материалы. Кто-то рассказал мне, как вскрывать замки. Тогда появились шкафчики для документов с сейфовыми комбинациями. Попытаться открыть что-нибудь секретное — одно из моих хобби. Итак, эти сейфовые замки компании «Mosler Lock» на шкафчиках, куда мы складывали все документы, притягивали меня как магнит. Как, черт возьми, они открываются? — эта мысль не давала мне покоя. Существуют разного рода истории, как можно нащупать цифры и вслушиваться в звуки замка. Это правда — я очень хорошо понимаю старомодные сейфы. Теперь они имеют новую конструкцию, так что не надо нажимать на колесики, когда пытаешься их открыть. Не буду вдаваться в технические детали, но ни один из старых методов здесь не работал. Я читал книги по конструкции замков. В этих книжках всегда вначале говорится, как они открыли сейф, сочиняли захватывающие истории — женщина уходит под воду, сейф вместе с ней уходит под воду, они тонут, а взломщик ныряет и все-таки вскрывает под водой сейфовый замок — глупейшая история. А в конце они рассказывали, как это сделали, но ничего сногсшибательного не рассказывали, непонятно, как на самом деле они открывают сейфы. Как угадать комбинацию, основываясь на психологии человека, которому принадлежит сейф? Я всегда считал, что они держат это в секрете. Так или иначе, я продолжал работать. Это как зараза, я продолжал работать, пока не обнаружил несколько особенностей. Первое — насколько велика цепочка цифр для комбинаций, открывающих сейф, насколько вы к ней близки. И потом я изобрел систему, с помощью которой можно испытать все комбинации, которые хочешь. Как выяснилось, число комбинаций равно восьми тысячам, так как вы можете оказаться в пределах каждых двух чисел. Тогда выходит, что каждое пятое число из сотни и… восемь тысяч комбинаций и так далее. Я разработал схему, с помощью которой мог испытывать числа, не меняя того числа, которое я уже установил, правильно передвигая лимбы — я мог сделать это за восемь часов. А дальше я понял — это заняло у меня около двух лет, — что ничего не надо упорядочивать, я попусту трачу время, и в конце концов я нашел способ, как просто сбрасывать два последних числа комбинации, если сейф открыт. Если выдвинуть ящик, можно поиграть с цифрой и увидеть, как поднимается болт, и развлечения ради найти, что он держит, и какая цифра снова возвращается, и прочее в том же роде. Используя некоторые хитрости, можно получить всю комбинацию. Понимаете, я практиковался целыми днями, как карточный шулер практикуется с картами. Все быстрее и бесцеремоннее я заходил к кому-нибудь поговорить, окидывая голодным взглядом его шкафчик с документами — как сейчас я легко поигрываю с часами, но вы этого даже не замечаете — я ничего не делаю. Я просто играю с часами — и все. Но тем временем я успевал установить две цифры! Я возвращаюсь к себе в комнату и записываю эти цифры. Последние две цифры из трех. Теперь, когда вам известны последние две цифры, у вас уйдет минута на испытание первой цифры, только двадцать вариантов — и сейф открыт.

Итак, я снискал замечательную репутацию взломщика сейфов. Мне говорили: «Мистер Шмультц уехал в город. Нам нужен документ из его сейфа. Можете его открыть?» Я отвечал: «Могу, конечно! Только захвачу свои инструменты». (Никаких инструментов у меня не было.) Я приходил в комнату и присматривался к числу на сейфе. У меня были две последние цифры. У меня были эти цифры для всех сейфов, стоящих в разных комнатах. Я клал отвертку в задний карман, учитывая, что сам же и говорил о необходимости иметь инструменты. Возвращался обратно в комнату, закрывал дверь. Я делал вид, что взлом сейфов — очень опасное дело, и никто не должен об этом знать, иначе все сейфы будут открыты. Я закрывал дверь, садился и читал журнал или чем-нибудь занимался. В среднем двадцать минут уходило у меня на ничегонеделание, затем я тотчас же вскрывал его, убеждался, что все в порядке, и сидел еще двадцать минут, чтобы доказать свою репутацию — не слишком-то просто вскрыть сейф без всякого обмана. Потом я выходил, слегка вспотевший, и говорил: «Пожалуйста, он открыт!» — или что-то в этом роде.

Как-то раз я открыл сейф по чистой случайности, что помогло поддержать мою репутацию. Это была сенсация, чистое везение, вроде везения с чертежами. Я рассказываю вам эти истории, поскольку после войны я вернулся в Лос-Аламос, чтобы закончить кое-какие статьи, и там мне пришлось открывать сейф — я мог бы написать книгу по вскрытию сейфов лучше любого пособия по этой теме. Вначале я объясню, как я открыл сейф абсолютно без подготовки, не зная комбинации. Этот сейф содержал больше секретных документов, чем любой другой, который когда-либо вскрывали. Я открыл сейф, в котором хранились секреты атомной бомбы, все ее секреты — формулы, скорости, при которых нейтроны высвобождаются из урана, сколько урана необходимо для создания бомбы, все теории, все вычисления — ЦЕЛОЕ ЖУТКОЕ ДЕЛО!

Там была вся проделанная работа. Я пытался написать доклад. Мне нужен был этот доклад. Была суббота, я думал, что все работают. Я думал, что там сохранились прежние порядки. Я пошел в библиотеку получить необходимые документы. В библиотеке Лос-Аламоса хранились все документы. Это было огромное хранилище с кучей разного рода ручек — я ничего о них не знал. Там и тут прохаживались вооруженные охранники. Не можете его открыть? Подождите, дайте подумать! Старый Фредди Дехоффман в отделе рассекречивания отвечал за рассекречивание документов. Какие документы теперь можно рассекретить? Он часто спускался в библиотеку и поднимался назад, и очень уставал от этого. И ему пришла в голову блестящая идея. Он может получать копии любого документа, сделанные в библиотеке Лос-Аламоса. Он запихивал их в свой файл, у него было девять шкафчиков для документов, установленных в ряд в двух комнатах, полный комплект документов Лос-Аламоса. Я поднимусь к Дехоффману и попрошу забрать на время документы — его копии. Я поднялся в его офис. Дверь офиса была открыта. Все выглядело так, как будто он вышел на несколько минут и сейчас вернется, и свет горел. Я ждал. Как всегда, когда я жду, я кручу ручки. Я попытался поставить числа 10–20–30 — не сработало. Я попытался поставить 20–40–60 — не сработало. Перепробовал все. Жду — делать нечего. Тогда я начал обдумывать, вы ведь знаете этот народ — взломщиков, я никогда не понимал, как открыть сейфы по-умному. Может быть, они не такие, может быть, все дело в психологии. Я начал открывать первый с помощью психологии. Первое, о чем говорилось в книге: «Секретарша очень разнервничалась, потому что забыла комбинацию». Ей называли комбинацию. Но она могла забыть ее, и босс мог забыть — она хочет вспомнить цифры. Она боязливо записала где-то код. Где именно? Список мест, где секретарша могла записать комбинацию? Начнем с наиболее разумной вещи — вы открываете ящик стола и сбоку, с внешней стороны ящика, небрежно записано число, похожее на номер накладной. Это и есть число комбинации. Итак, это сбоку ящика. Я вспомнил этот эпизод из книги. Но ящик стола заперт, я легко вскрываю замок, вытаскиваю ящик, смотрю на деревянную поверхность — ничего. Все правильно, все так и есть. В ящике куча бумаг. Я рыскаю среди бумаг и наконец нахожу его, симпатичный клочок бумаги с греческим алфавитом. Альфа, бета, гамма, дельта и так далее — аккуратно напечатанные. Секретари должны знать, как писать такие буквы и как с ними обращаться, чтобы они о чем-то говорили. Таким образом, они имели копии комбинаций. Но — небрежно нацарапанное сверху число π, равное 3,14 159. Зачем ей понадобилось численное значение π, она его никогда не вычисляла. Я бросился к сейфу. Честное слово, правильно! Это прямо как в книжке. Я шагнул к сейфу. 31–41–59. Не открывается. 13–14–95. Не открывается. 95–14–13. Не открывается. 14–13 — двадцать минут я гонял число π туда-сюда. Ничего не получилось. Я уже выходил из офиса, когда вспомнил, что говорилось в книжке о психологии — я считал, что это верно. Психологически я прав. Дехоффман — это как раз тот тип человека, который использует математические константы для своих сейфовых комбинаций. Есть еще константа е! Я вернулся к сейфу, 27–18–28, клик-клок, он открылся. Между тем я проверил, что все остальные комбинации те же самые. У меня есть масса других историй об этом, но уже поздно, довольно и одного рассказа, давайте поговорим об этом когда-нибудь в другой раз.

4. В чем состоит и в чем должна состоять роль научной культуры в жизни общества

Это лекция, которую Фейнман прочитал ученым на Галилеевском симпозиуме в Италии в 1964 году. Фейнман говорит о влиянии науки на религию, на общество и на философию, часто подтверждая свои слова ссылками на титаническую работу Галилея и его глубокие терзания, а также предупреждает, что положение ученого обязывает сомневаться в том, что определяет будущее цивилизации.



Пусть вас не смущает мой костюм, это действительно я — профессор Фейнман. Я обычно читаю лекции без пиджака, но когда сегодня утром выходил из гостиницы, жена сказала: «Ты должен надеть костюм». Я ответил, что обычно читаю лекции без пиджака. На что она возразила: «Да, но сейчас ты будешь говорить невесть о чем, поэтому нужно произвести хорошее впечатление…» Итак, я надел костюм.

Я собираюсь говорить о предмете, подсказанном мне профессором Бернандини[16]. В самом начале я хотел бы сказать, что, по-моему, определить место научной культуры в современном обществе — не значит решить проблемы современного общества. Существует множество проблем, с которыми нельзя справиться исходя из положения науки в обществе. Только в сновидениях можно предположить, что ответ на вопрос, насколько идеально наука и общество подходят друг другу, так или иначе, является решением всех проблем. Пожалуйста, поймите меня правильно, что хотя я и предлагаю некоторую модификацию взаимоотношений науки и общества, я не жду от нее решения общественных проблем.

Мне кажется, современному обществу угрожает целый ряд серьезных опасностей, на одной из них я хотел бы сконцентрировать внимание, она будет фактически центральной темой моего обсуждения, хотя существуют многочисленные небольшие дополнительные проблемы. Главная тема моей лекции — а я полагаю, что это одна из величайших опасностей современного общества, — это возрождение и распространение идей контроля над человеческой мыслью; так делали Гитлер или Сталин во время их пребывания у власти, или католическая религия во времена Средневековья, или современный Китай. Думаю, что основная угроза кроется в расширении контроля, в том, что он может охватить весь мир.

В дискуссии об отношении науки к научной культуре общества самым очевидным аспектом — первое, что сразу приходит в голову, — оказывается применение науки. Применение — это тоже культура. Однако я не собираюсь говорить о применениях — не по каким-то особым причинам. Я ценю, что все популярные дискуссии по вопросам отношения науки и общества почти полностью сосредоточены на применениях науки и, более того, на моральных вопросах, которые ученые в какой-то мере затрагивают в работе, когда они рассматривают ее применения. И все-таки я не буду говорить о них, поскольку существует много других проблем, которые пока не обсуждались в обществе, и чтобы немного взбодрить вас, я хотел бы обсудить эти проблемы, взглянув на них с несколько иной точки зрения.

Я буду, однако, затрагивать некоторые аспекты применения науки, которые, как вы понимаете, наука создает силой своего знания, силой, порождающей осязаемые предметы: вы можете создавать предметы только после того, как почерпнули научные знания о них. Но наука со всей своей мощью не дает рекомендаций, как противопоставить добро и зло. Давайте рассмотрим простую жизненную схему: кроме очевидной силы науки, не существует никаких инструкций, отвечающих на вопрос о ее применении, — это исключительно проблема организации ее применений, проблема получения максимальной пользы, а не вреда. Правда, иногда люди науки пытаются говорить, что не несут ответственности за применение науки, так как ее применение — это только право сделать что-либо, не зависящее от того, что вы делаете в науке. В некотором смысле это верно — человечество должно осуществлять контроль за мощью науки, за ее разумным применением независимо от возможных трудностей, связанных с желанием разгадать, как контролировать силу, чтобы она приносила добро, а не зло.

Думаю, что большинство здесь присутствующих — физики и, следовательно, оценивают проблемы общества с точки зрения физики. Однако я считаю, что самой уязвимой наукой, связанной с моральными сложностями ее приложений, является, несомненно, биология. И если проблемы физики с ее приложениями кажутся сложными, то проблемы развития биологической науки выглядят фантастическими. Об этих возможностях дает понять, например, книга Хаксли «О дивный новый мир», однако вы можете поразмыслить и о многом другом. Так, если энергию в далеком будущем можно будет получать легко и свободно с помощью физики, дело останется за чистой химией — расположить атомы таким образом, чтобы производить еду из энергии, которую сохранили атомы, — можно будет производить еды столько, сколько будет отходов жизнедеятельности. Таким образом, будут сохраняться материалы, и не возникнет проблем с едой. Мы сталкиваемся с очень серьезной социальной проблемой — проблемой контроля наследственности — как использовать контроль в нравственных или безнравственных целях. Предположим, что нам надо разработать физиологический базис счастья или каких-либо других чувств, например честолюбия. Предположим, что мы умеем контролировать чувство честолюбия — есть оно у человека или нет. Или, наконец, возьмите смерть.

Одна из наиболее поразительных вещей — во всей биологической науке нет объяснения необходимости смерти. Если мы хотим создать вечное движение, то знаем, что это абсолютно невозможно, — на этот счет мы открыли достаточно много законов физики; в противном случае законы работали бы неправильно. Но ничего подобного не обнаружено в биологии, ничего, что свидетельствовало бы о неизбежности смерти. Мне кажется, что такой неизбежности просто не существует и что это только вопрос времени, когда биологи откроют, что именно вызывает наши беды, и сумеют победить и ужасные глобальные болезни, и бренность человеческого тела. Как бы то ни было, вы увидите, что биология принесет нам проблемы фантастической значимости.

Теперь я буду говорить о другом.

Кроме вопроса о применении науки, существуют и другие идеи — идеи двух видов. Одна из них — это продукт науки как таковой, то есть вопрос мировоззренческий — что порождает наука. В каком-то смысле это наиболее привлекательная часть целого. Некоторые считают, что методы науки не являются чем-то вещественным. Это зависит от того, что для вас важнее: цель или средства — средства должны приводить к замечательным целям, но я не буду утомлять вас деталями (я не наскучу вам, если буду делать это деликатно). Я здесь беседую с подготовленной публикой — поэтому все вы знаете об удивительных фактах в науке, так что не буду заставлять вас восторгаться общеизвестными фактами: тем, что все мы состоим из атомов, что существует огромная протяженность времени и пространства, в которых обусловлено наше историческое положение в результате сложного эволюционного процесса. И положение всех нас в этом эволюционном порядке, и, кроме того, наиболее замечательная сторона нашего научного мировоззрения состоит в его универсальности в том смысле, что, хотя мы говорим о различных видах, приспособившихся к данной среде, никаких реальных различий нет. Одна из наиболее многообещающих гипотез в биологии — все, что делают животные или живые существа, можно понять на атомном уровне, то есть через физические законы. В конечном счете неугасающее внимание к такой возможности — до сих пор никаких исключений не было продемонстрировано — снова и снова показывает, какие механизмы встречаются в действительности. Еще не полностью осмыслен тот факт, что наше знание универсально, позиция теорий сформирована, мы ищем исключения и видим, что найти их очень трудно — по крайней мере в физике. Огромные затраты на все эти машины, например, ускорители и многое другое — это все поиск исключений из того, что уже известно. Существует и другая сторона этого факта — мир в каком-то смысле так удивителен и гармоничен, что звезды состоят из тех же атомов, что и коровы, и камни, и все мы.

Время от времени мы пытаемся поделиться своими знаниями о мире с друзьями, не занимающимися наукой, и очень часто сталкиваемся с непониманием. Очень трудно объяснить человеку смысл сохранения СР-четности[17], когда он не знает основных теоретических положений.

В течение четырехсот лет, начиная с Галилея, мы собирали информацию о мире, которого не знаем. Теперь мы разрабатываем путь в пределах нашего научного знания. Факты, появляющиеся в статьях и будоражащие воображение зрелого человека, всегда связаны с невозможностью их постичь, поскольку он не изучал множества интереснейших вещей, хорошо знакомых ученым. Слава Богу, этого не случается с детьми, по крайней мере пока они не станут взрослыми.

Думаю, все вы знаете по опыту, что люди — я имею в виду среднестатистического человека, — даже большинство людей, чудовищное их число, абсолютно игнорируют мировую науку и могут остаться навсегда на этой позиции — это прискорбно и достойно сожаления. Я не собираюсь предавать их анафеме; я полагаю, что они придерживаются своей позиции, ни о чем не беспокоясь, — скорее снисходительно — время от времени, когда в газетах упоминают о CP, они спрашивают, что это. Интересный вопрос взаимоотношения науки и современного общества: почему людям можно оставаться так прискорбно равнодушными и все-таки вполне счастливыми в современном обществе, когда колоссальный объем знаний проходит мимо них?

Как-то мистер Бернандини высказал мне свое мнение о знании и удивительном в науке: мы должны учить не удивительному, а только знанию.

Существует несомненная разница между этими двумя подходами. Я думаю, мы должны учить удивляться и что задача знания — даже в большей мере — уметь оценить чудо. Знание — это просто заключенное в четкие рамки удивление перед Природой. Возможно, я подменяю некоторые понятия, но, во всяком случае, я хочу ответить на вопрос, почему люди проявляют такое ужасающее равнодушие и не интересуются проблемами современного общества. Ответ заключается в том, что наука не имеет отношения к обществу. Через минуту я объясню, что под этим имею в виду. Так не должно быть, но таково существующее положение вещей. Я еще вернусь к этому тезису.

Другие важные стороны науки, имеющие отношение к обществу, кроме ее приложений и актуальных открытых фактов, — это идеи и методики научного исследования: ее средства, если хотите. Думаю, трудно понять, почему эти средства, которые кажутся такими очевидными, не были открыты раньше. Казалось бы, многие идеи достаточно просто испытать наделе, но почему-то этого не произошло. Возможно, человеческий мозг находится в стадии эволюции от мозга животного, и, как всякое новое средство, имеет свои недостатки. У него свои проблемы: он развращается собственными суевериями, запутывает сам себя, и открытие делается в конечном счете в соответствии с его уровнем развития, так что ученые добиваются лишь небольшого прогресса в определенном направлении, не кидаясь в разные стороны и не загоняя себя в жесткие рамки. Думаю, сейчас как раз подходящее время обсудить этот вопрос, поскольку начало новым открытиям было положено во времена Галилея. Вы все, безусловно, знакомы с этими идеями и методиками. Я ограничусь небольшим обзором; если бы я обращался к непрофессиональной аудитории, мне пришлось бы вдаваться в подробности; но вы наверняка хорошо разбираетесь в том, о чем я собираюсь говорить.

Первый вопрос очевиден — перед началом исследования вы не знаете ответа. Итак, вы начинаете с незнания ответа. Очень-очень важно, настолько важно, что я хотел бы задержаться на этом аспекте и еще упомянуть об этом в процессе выступления, — всегда начинать с сомнений и колебаний; если вы уже знаете ответ, не нужно собирать никаких доказательств. Когда ответ неясен, следующим шагом является сбор фактов. Научный подход начинается с испытаний. Другая, очень значимая и плодотворная часть работы, которой не стоит пренебрегать, — это попытка установить логическое соответствие между различными предпосылками, которые у вас есть. Очень полезно попытаться связать между собой известные вам вещи и понять их соответствие. Еще более плодотворно попытаться сопоставить идеи разных направлений — это самое лучшее.

После поиска фактов вы должны привести доказательства. Существуют общие правила сбора доказательств; неправильно собирать только то, что вам нравится, надо учитывать все факты, пытаться сохранить объективный взгляд на вещи и рассматривать факты полностью, независимо от влияния любого авторитетного мнения. Авторитетное мнение может служить намеком на истину, но не является источником информации. Пока это возможно, вы не должны обращать внимание на любое авторитетное мнение, если даже ваши наблюдения с ним не согласуются. И наконец, записи результатов следует вести в беспристрастной форме. Есть очень забавная фраза, которая всегда меня беспокоит, смысл ее таков: после того как ученый получил ответ, ему уже плевать на результаты. Это неправильная точка зрения. Незаинтересованность здесь означает, что ему не сообщили, как заставить рецензента вникнуть в идею.

И каждый из вас может оценить все возможные стороны проблемы.

Все, что мы делаем, все идеи и все методики соответствуют духу и позиции Галилея. Человек, чей день рождения мы отмечаем, сделал исключительно много, разработал, сообщил всему научному сообществу и, что более важно, продемонстрировал силу научных методов рассмотрения положения вещей. И через столетие, и через четыре сотни лет мы всегда, рано или поздно, испытываем чувство восхищения перед этим человеком, как будто он здесь, с нами, и мы показываем ему мир, о котором он нам рассказал. Конечно, вы можете меня упрекнуть, что это старомодно и не стоит говорить об этом в своей речи, но я все-таки повторю. Представьте, что Галилей присутствует здесь, и мы должны показать ему современный мир и доставить ему удовольствие. И мы будем рассказывать ему о доказательствах, о тех методах суждения о предмете, который он разработал. И мы обратим его внимание на то, что в точности придерживаемся тех же традиций, полностью следуем им — даже в деталях, при выполнении численных измерений и используем их как одно из лучших средств, по крайней мере в физике. И что все направления науки разработаны с помощью очень разумных методик, прямо и неизменно следующих из его первоначальных идей, в том же духе, с тех же позиций. И в результате — не существует больше ведьм и привидений.

Действительно, количественный метод работает в науке очень хорошо — это почти определение сегодняшнего научного подхода; были, конечно, разработаны науки, которые волновали Галилея, — физика, механика и подобные им вещи, но те же самые методики работают в биологии, истории, геологии, антропологии и других науках. Благодаря очень схожим методикам мы очень многое узнали о прошлом человека, прошлом животных и о Земле. Не совсем завершена из-за ряда трудностей эта система в экономике, но она все-таки работает с некоторым успехом. Но есть области, где методы поддерживаются только на словах — многие так поступают для проформы. Я бы постыдился рассказывать мистеру Галилею, например, об общественных науках — там научные методы действительно плохо работают. Например, мой собственный опыт, как вы понимаете, предполагает изучение ужасающего количества методов образования, особенно обучения арифметике — но если вы попытаетесь выяснить, что реально известно об оптимальном способе обучения арифметике, вы обнаружите, что существует несметное множество научных работ и статистики, но все они не связаны одна с другой, смешиваются в анекдотически неконтролируемые эксперименты или очень плохо контролируемые эксперименты, а в результате нет почти никакой информации.

А теперь наконец я хотел бы показать Галилею наш мир, я должен показать ему нечто с большой долей стыда. Если отвлечься от науки и посмотреть на мир вокруг нас, мы обнаружим весьма печальное зрелище: среда, в которой мы живем, активно ненаучна. Галилео мог бы сказать: «Я обнаружил, что Юпитер представляет шар с несколькими лунами и что нет Бога на небесах. Скажите, что случилось с астрологами?» А они по-прежнему процветают — публикуют свои прогнозы в ежедневных газетах, по крайней мере в Соединенных Штатах. Почему у нас еще есть астрологи? Почему кто-то может написать книгу вроде «Worlds in Collision» («Миры в столкновении»), фамилия автора начинается на «В», это, кажется, русская фамилия — Вининковский[18]? И почему она стала популярной? Что это за чушь о Мэри Броди или что-то в этом роде? Не понимаю — это просто дурацкая чушь. Некоторая доля чуши всегда существует. Есть бесконечное количество глупости, потому что мы идем по другому пути — общество активно и интенсивно ненаучно. Можно поговорить о телепатии — но она сегодня вымирает. Повсюду существует лечение внушением. Продолжается чудо исцеления у Лурдес. Может ли оказаться истинной наукой астрология? Может ли оказаться правдой, что вам лучше пойти к дантисту в тот день, когда Марс находится под прямым углом к Венере, а не в какой-то другой? Может ли оказаться правдой, что вас исцелит чудо Лурдес? Но если это правда, она подлежит исследованию. Почему? Для совершенствования. Если это правда и звезды действительно влияют на жизнь человека, то можно создать более мощную систему путем статистического исследования, путем научной, более тщательной оценки объективных фактов. Если процесс исцеления работает у Лурдес, то возникает вопрос, как далеко от места, где совершается чудо, может находиться больной человек? Или чудо срабатывает так хорошо, когда люди располагаются в соседней комнате, вблизи того места, где совершается чудо? Или это связано со святыми, которых недавно сотворили в Соединенных Штатах: один святой лечил лейкемию практически опосредованно — с помощью ленты, которой он касался простыни больного (лентой перед этим дотрагивались до реликвий святого) — эти ленты усиливали способ лечения лейкемии. Возникает вопрос: действительно ли симптомы болезни постепенно уменьшаются? Вы можете смеяться, но если вы верите в реальность исцеления, вы несете ответственность за исследование этого явления, за улучшение его эффективности и за удовлетворительный результат вместо мошенничества. Например, может оказаться, что после ста прикосновений больше ничего не происходит. Возможно также, что результаты этого исследования приведут к иным следствиям, а именно — к полному отсутствию чего бы то ни было.

Я уже упоминал, что наряду с другими меня волнует вопрос: что, не стыдясь, могут обсуждать теологи в наши времена? В своих дискуссиях они касаются многих проблем, о которых не стыдно говорить, но некоторые вопросы, которые поднимаются на конференциях по религии, и принимаемые по ним решения представляются нелепыми в современном мире. Я хотел бы объяснить, что одна из причин, почему этим надо заниматься — невозможно даже вообразить, насколько глубокие изменения последуют в нашем мировоззрении, если только один пример, одно из этих положений будет реально работать. Дело в том, что, если вам удастся установить истинность пусть не всей концепции астрологии, а хотя бы одного из небольших ее аспектов, это может оказать фантастическое воздействие на наше понимание мира. И причины, по которым мы подсмеиваемся над этим, состоят в том, что мы слишком самонадеянны в нашем взгляде на мир, пребывая в убеждении, что идеи астрологов не вносят никакого вклада. С другой стороны, почему бы нам не освободиться от этого? Прихожу к мысли, что лучше покончить с этими вопросами сейчас же, поскольку наука, как я уже говорил, не совместима с астрологией.

Теперь мне хотелось бы упомянуть другой аспект, несколько более сомнительный, но я все-таки верю, что в оценке доказательств, информации о фактах и прочем существует определенная ответственность ученых, которую они чувствуют по отношению друг к другу и которую можно рассматривать как разновидность морали. В чем разница между верным и неверным способом сообщения результатов? В объективности и беспристрастности — чтобы другой человек был способен точно понять, о чем вы говорите, и по возможности не подгонять факты под желанный результат. Очень важно, чтобы вопросы, которые помогают нам понять друг друга, разрабатывались не в угоду своим собственным интересам, а служили бы общему развитию идей. И это, если хотите, есть некая форма научной морали. Я отчаянно верю, что эта мораль будет распространяться все шире; идея научной морали очень похожа на пропаганду, а «пропаганда» — нехорошее слово. Описание страны, сделанное жителями другой страны, должно быть сделано в беспристрастной форме. Это будет чудесно — более сильно, чем чудо у Лурдес! Возьмите рекламу — это пример аморального с точки зрения науки описания продукта. Аморальная сторона так широко распространена, что человек пользуется ею в обычной жизни, даже не задумываясь, что это плохо. Думаю, что одна из важнейших задач ученых — объяснять и побуждать людей к постоянным умственным усилиям. Привычка получать информацию только в той форме, которая кажется интересной и занимательной, весьма опасна.

Существуют и другие области жизни, в которых научные методы достаточно ценны; они очевидны, но их все труднее обсуждать — я имею в виду принятие решений. Я не утверждаю, что это надо делать только научными методами; в Соединенных Штатах, например, компания «Rand» занимается арифметическими вычислениями. Это напоминает мне время студенчества в колледже, когда мы решили обсуждать женщин, используя электрическую терминологию — импеданс, магнитное сопротивление, электрическое сопротивление, нам казалось, что так мы глубже вникнем в науку привлечения внимания женского пола. И другая ситуация, повергающая современного ученого в ужас — это технология выборов лидера в каждой стране. Сегодня, например, в Соединенных Штатах обе политические партии решили нанимать агентов по связям с общественностью, то есть агентов по рекламе, которые обучены дозировать правду и ложь для раскручивания продукта. Идея не нова. Возможно, они просто обсуждают обстановку и не выдвигают лозунгов. (Я уверен, что каждая партия сейчас имеет миллионные банковские счета и оперирует весьма хитроумными лозунгами.) Но я не могу обобщать всю их деятельность.

Я стараюсь лишний раз подчеркнуть, что наука тут неприменима. Это странно звучит, и я хотел бы снова вернуться к этому вопросу. Конечно, наука применима даже для объяснения астрологии; если осмысливать мир, исходя из результатов наших исследований, мы не сможем понять, как сюда вписываются астрологические явления. И следовательно, наука не является лишней, ненужной. Однако для людей, которые верят в астрологию, это не имеет значения, поскольку ученые не снисходят до разумной аргументации и споров с ними. А людей, верящих в возможность исцеления, в свою очередь, не беспокоит наука, поскольку никто им не приводит контраргументов. Вы не будете изучать науку, если не чувствуете в ней надобности. Можно пренебречь такими делами, если они требуют столь сильного умственного напряжения. Почему можно пренебречь наукой? Потому что мы позволяем это. Нам следует набрасываться, критиковать те вещи, которые вызывают недоверие ученых. Не набрасываться методом «отсечения голов», а критиковать в форме дискуссии. Мы должны добиваться, чтобы в головах людей сформировалась более согласованная картина мира, чтобы они не позволяли себе роскоши расчленить свой ум на четыре или даже на две части — так что, с одной стороны, они верят в это, а с другой — верят в то, но не могут сопоставить обе точки зрения. Потому что мы изучали, что при попытке сопоставить точки зрения, существующие в наших головах, и сравнить одну с другой мы достигаем некоторого прогресса в осмыслении и оценке, где мы есть и что мы есть. И я полагаю, что наука так и будет невостребованной, если мы будем сидеть и ждать, не зададут ли нам вопросы или не пригласят ли сделать доклад по теории Эйнштейна тем, кто не понимает даже механику Ньютона. Правда, нас никогда не приглашают критиковать чудо-исцеления или астрологию с точки зрения современной науки.

Думаю, мы должны главным образом писать статьи. К чему это приведет? Человек, верящий в астрологию, узнает немного об астрономии. Человек, верящий в чудесное исцеление, немного узнает о медицине, о биологии благодаря аргументации, появившейся там и здесь. Иначе говоря, обращение к науке станет для него необходимостью. Я где-то прочитал высказывание, что наука истинна до тех пор, пока не затрагивает религию, и это ключ к пониманию проблемы. Пока она не затрагивает религию — тогда к науке не следует прислушиваться, и никто не должен ничего изучать. То есть ее можно исключить из современного общества, за исключением, возможно, ее приложений, и, следовательно, изолировать. Поэтому мы так жестко боремся за попытки объяснить суть вещей людям, у которых нет особых причин знать об этом. Но если они хотят защищать свою точку зрения, они должны видеть слабые стороны вашей точки зрения. Поэтому я полагаю — может быть, не совсем корректно, а возможно, и неправильно — мы чересчур вежливы. В прошлом веке шли споры по этим вопросам. Церковь понимала, что взгляды Галилея идут с ней вразрез. Церковь сегодня не чувствует, что научные взгляды ей противоречат. Никто об этом не беспокоится. Никто не критикует. Думаю, никто сейчас не пишет статей, вскрывающих несоответствия теологического и научного взглядов, к которым прислушивались бы различные люди.