Радость познания
Шрифт:
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 тс 2,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
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.
9
Название, данное колоссальному проекту по созданию атомной бомбы, который начался в 1942 году и достиг кульминации при бомбежке Хиросимы и Нагасаки соответственно 6 и 9 августа 1945 года. Проект охватывал все Соединенные Штаты, с отделениями, например, в университетах Чикаго, Хэнфорда, Вашингтона; в Ок-Ридже, Теннесси. Лос-Аламос в штате Нью-Мексико, где бомба была изготовлена, являлся, по существу, штаб-квартирой всего проекта. — Примеч. ред. иностр. издания.
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.
10
В Принстонском университете. — Примеч. ред. иностр. издания.
11
Роберт Уилсон (1914–2000), первый директор Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми, 1967–1978. — Примеч. ред. иностр. издания.
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 большимзабором — 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.