Ричард Филлипс Фейнман (1918-1988 гг.) — американский физик. Один из создателей квантовой электродинамики. В 1943—1945 годах входил в число разработчиков атомной бомбы в Лос-Аламосе.
Выдающийся американский физик родился в Нью-Йорке в семье заведующего отделом сбыта фабрики по изготовлению форменной одежды. С детства питал большой интерес к естественным наукам и проведению экспериментов в домашней лаборатории, демонстрируя членам семьи и соседям нехитрые химические фокусы.
По окончании средней школы в 1935 г. он успешно поступил в Массачусетский технологический институт (МТИ) и в 1939 г. окончил его с дипломом бакалавра по физике. В 1942 г. Фейнман защитился в Принстонском университете, получив степень доктора философии, и продолжил там работать свободным исследователем. *
В 1940-х гг. принял самое непосредственное участие в создании ядерного оружия, проведя много уникальных исследований в Лос-Аламосской лаборатории.
Как все начиналось со слов Ричарда Фейнмана:
Когда началась война в Европе, но еще не была объявлена в Соединенных Штатах, возникло много разговоров о том, чтобы быть ко всему готовыми и стать патриотами. В газетах помещались большие статьи о бизнесменах, желающих ехать в Платтсбург, штат Нью-Йорк, чтобы пройти военную подготовку, и так далее. Я стал думать, что тоже должен внести какой-то вклад в общее дело. Когда я закончил Массачусетский технологический, мой друг по институту Морис Мейер, который служил в армии в войсках связи, свел меня с полковником из Управления корпусом связи в Нью-Йорке.
– Я бы хотел помочь моей стране, сэр, и поскольку у меня технические способности, то, может быть, я для чего-нибудь пригожусь.
– Ну что ж, тогда Вам лучше всего немедленно поехать в Платтсбург, в учебный лагерь новобранцев, и пройти там строевую подготовку. После этого мы сможем Вас использовать, – сказал полковник.
– Но разве нет способа применить мои способности более непосредственно?
– Нет, так уж устроена армия. Делайте, как все.
Я вышел от полковника и сел в парке обдумать все это. Я думал и думал. Может быть, действительно, лучший способ внести свой вклад – это пойти их путем. Но, к счастью, я подумал еще немного и сказал себе: «К черту все! Я немного подожду. Может быть, что-нибудь случится, и тогда они смогут использовать меня более эффективно». Я уехал в Принстон делать свою дипломную работу. Но потом в Принстоне все сильно заволновались. Появился армейский генерал Тричел, который заявил нам так: «Мы должны набирать физиков! Физики необходимы нам для армии! Нам требуется три физика!»
Я подумал: «Вот и шанс внести свой вклад», – и вызвался работать на армию. Приблизительно в конце лета мне дали мою первую настоящую конструкторскую работу: надо было спроектировать машину, которая будет рисовать непрерывную кривую по набору определенных точек – одна точка поступает каждые 15 секунд. Я испытал большое удовольствие, конструируя эту машину. Путем простого выбора шестеренок из середины списка и складывания моментов вращения с двумя числами, которые парень мне дал, я смог быть инженером-механиком!
Когда лето кончилось, армия не захотела, чтобы я вернулся в Принстон работать над моей диссертацией. Мне продолжали внушать всякую патриотическую чепуху и предложили целый проект, который я мог бы вести, если останусь.
Задача заключалась в том, чтобы спроектировать машину, похожую на предыдущую, – они ее называли прибором управления артиллерийским огнем.
Я думал, что моя задача состояла только в учете поправки на сопротивление воздуха. Вместо этого мне пришлось изобретать машину, которая заставляла бы снаряд взрываться в нужный момент, хотя взрыватель вовсе не горел.
Я решил, что это для меня слишком сложно, и вернулся в Принстон.
Однажды я работал в своей комнате в Принстоне, когда вошел Боб Вильсон и сообщил, что ему выделили фонды для секретной работы. Он рассказал мне о проблеме разделения разных изотопов урана для того, чтобы в конце концов сделать бомбу. Он сообщил мне об этом и сказал: «Будет собрание…»
Я ответил, что не хочу влезать в это дело. Он сказал: «Ладно, в три часа собрание, там и увидимся».
Тогда я сказал: «Нет ничего плохого в том, что ты открыл мне секрет, поскольку я не собираюсь кому-либо об этом рассказывать, но я не хочу этим заниматься».
И я вернулся к работе над моей диссертацией – на три минуты. Затем начал расхаживать взад-вперед и обдумывать ситуацию. У немцев был Гитлер, и возможность создания атомной бомбы была очевидна. Мысль о том, что они могут сделать ее раньше нас, очень всех пугала. Поэтому я все же решил пойти на собрание в три часа.
К четырем часам у меня уже был свой стол в некой комнате, и я пытался вычислить, ограничен ли данный конкретный метод полным током в ионном пучке и так далее.
Вскоре было решено окончательно, что наш проект не будет тем, который собирались использовать для разделения урана. Нам сказали, что следует остановиться, поскольку в Лос-Аламосе, в штате Нью-Мексико, начинается программа, которая действительно даст нам бомбу, и мы все должны туда поехать, чтобы ее делать. Там будут эксперименты, которые нам придется проделать, и теоретическая работа. Лично я участвовал в теоретической работе, а все остальные – в экспериментальной.
Первое испытание атомной бомбы со слов Ричарда Фейнмана:
После того, как были закончены вычисления, следующее, что произошло, это, конечно, испытания. Так получилось, что в то время я был дома, в краткосрочном отпуске после смерти моей жены, и именно там я получил послание, в котором говорилось: «Ожидаем рождения ребенка такого-то числа».
Я вылетел обратно и приехал прямо в тот момент, когда отъезжали автобусы, поэтому я оказался сразу на месте испытаний, и мы ждали там, на расстоянии двадцати миль. У нас-было радио: предполагалось, что нам объявят, когда эта штучка взорвется, но радио не работало, и мы не знали, что происходит. Вдруг за несколько минут до предполагаемого момента взрыва радио заговорило, и нам сообщили, что осталось 20 секунд, — для людей, которые были далеко, вроде нас. Другие были ближе, в шести милях.
Нам раздали темные очки, через которые мы якобы могли бы все наблюдать. Темные очки! В двадцати милях в темные очки невозможно разглядеть, черт побери, вообще ничто. Я решил, что единственное, что может повредить глазам, — это ультрафиолет (яркий свет никогда не может повредить глазам). Я разместился за ветровым стеклом грузовика, рассчитав, что поскольку ультрафиолет не проходит через стекло, то это было безопасно, и можно было увидеть чертову штуку.
Время подошло, и внезапный чудовищный всплеск пламени там настолько ярок, что я мгновенно сгибаю голову и вижу на полу машины пурпурное пятно. Я сказал: «Это не то, это видение». Я опять поднимаю голову и вижу, что белый свет сменяется желтым, а затем оранжевым. Образуются и исчезают облака – все это от сжатия и расширения ударной волны.
Наконец, огромный шар оранжевого цвета — центр его немыслимо ярок — начинает подниматься, понемногу становясь слегка волнистым, вблизи его краев появляется чернота, а потом вы видите, что это огромный дымовой шар, с языками пламени, вырывающимися изнутри наружу, жар так жар!
Все это продолжалось около минуты. Это была цепочка переходов от яркого к темному, и я все видел. Я был почти что единственный, кто действительно смотрел на эту чертову штуку, первое испытание под названием «Тринити». Все остальные были в темных очках, а люди на шестой миле не могли ничего увидеть, потому что им всем приказали лежать на полу. Возможно, я единственный человек, видевший это невооруженным глазом.
Наконец, примерно через полторы минуты, ужасный шум — ТРАХ! – затем грохот, как раскат грома, и именно это убедило меня. За все время никто не сказал ни слова. Мы просто тихо наблюдали. Но этот звук освободил всех, а меня в особенности, потому что сила звука на таком расстоянии означала, что устройство действительно сработало.
Рис.: Испытание первой атомной бомбы «Тринити» на полигоне Аламогордо, 16 июля 1945 года.
- Нобелевская премия
После окончания войны лето 1945 г. Фейнман провел, работая с Хансом А. Бете в компании «Дженерал электрик» в Скенектади (штат Нью-Йорк). Затем он стал адъюнкт-профессором теоретической физики в Корнеллском университете. Тем временем перед квантовой электродинамикой встали новые вопросы. Так, в 1947 г. Уиллис Э. Лэмб с помощью прецизионных экспериментов показал, что два энергетических уровня, которые, по теории Дирака, должны были бы соответствовать одному и тому же значению энергии, в действительности слегка отличаются («лэмбовский сдвиг»). Другое расхождение между теорией и экспериментом было установлено Поликарпом Кушем, обнаружившим, что собственный магнитный момент электрона более чем на 0,1 % превышает его орбитальный магнитный момент.
Опираясь на основополагающие работы Бете, Фейнман приступил было к решению этих фундаментальных проблем, но вскоре у него наступил период застоя. По прошествии какого-то времени он случайно оказался свидетелем того, как в кафетерии Корнеллского университета некто развлекался, подбрасывая тарелку в воздух, и заинтересовался зависимостью между скоростью вращения тарелки и ее «рысканием». Ричарду удалось вывести уравнения, описывающие полет тарелки. Это упражнение позволило ему восстановить душевные силы, и он возобновил свою работу над квантовой электродинамикой. «То, что я делал, казалось, не имело особого значения, – писал впоследствии Фейнман, – но в действительности в этом был заложен великий смысл. Диаграммы и все прочее, за что я получил Нобелевскую премию, берут свое начало в той, казалось бы, бессмысленной возне с летающей тарелкой».
(Нобелевская премия по физике 1965- За фундаментальные работы по квантовой электродинамике, имевшие глубокие последствия для физики элементарных частиц)*
Источники:
