Read the book: «КЭД – странная теория света и вещества»

Font::

Richard P. Feynman

QED: THE STRANGE THEORY OF LIGHT AND MATTER

Под редакцией действительного члена Российской академии наук Л. Б. Окуня

Печатается с разрешения издательства Princeton University Press при содействии литературного агентства Synopsis.

Уникальный автограф знаменитой диаграммы Фейнмана, подписанный самим Фейнманом; изображение любезно предоставил Дж. М. Пасачофф (Jay M. Pasachoff, Fields Memorial Professor of Astronomy at Williams College). Диаграмма была изображена на первых страницах его экземпляра первого издания КЭД

Послесловие к зарубежному изданию 2006 года

История того, как мы поняли, что такое свет, – это захватывающая драма, полная и неожиданностей, и поворотов судьбы.

Фотон – наиболее часто наблюдаемая из всех элементарных частиц: зайдите солнечным днем в пыльную комнату с одним маленьким окном и вы увидите сонм пересекающих комнату маленьких козявок. Ньютон совершенно естественно предположил, что свет состоит из потока частиц («корпускул»), но уже он испытывал некоторые сомнения; ведь даже в семнадцатом столетии можно было наблюдать дифракцию света. В конце концов дифракция и другие эффекты, казалось бы, убедительно показали, что свет является электромагнитной волной. В квинтэссенции физики девятнадцатого века, уравнениях электромагнетизма Максвелла, свет рассматривался исключительно как волна. Потом появился Эйнштейн и объяснил фотоэффект, запостулировав, что свет есть сумма маленьких порций («квантов») энергии. Тут возникли и слово «фотон», и квантовая теория света. (Я не буду здесь отвлекаться и обсуждать знаменитое недовольство Эйнштейна квантовой механикой, хоть он и способствовал ее рождению.) Тем временем с 1920-х по 1940-е годы физики весьма глубоко поняли квантовое поведение материи («атомов»). При этом самым удивительным оказалось то, что квантовое поведение света и его взаимодействия с электронами не поддавались усилиям сильнейших и ярчайших физиков, таких как Поль Дирак и Энрико Ферми. Физике пришлось дожидаться появления трех молодых людей – Фейнмана, Швингера и Томонаги, получивших заряд как оптимизма, так и пессимизма, возможно благодаря Второй мировой войне, – чтобы возникла правильная формулировка квантовой электродинамики, или КЭД.

Ричард Фейнман (1918–1988) был не только экстраординарным физиком, но экстраординарной и нетривиальной личностью. Подобных ему теоретическая физика не видела ни до, ни после. Иногда в свободную минуту физики-теоретики любят сравнить вклад в науку Фейнмана и Швингера – двух блестящих еврейских мальчиков из Нью-Йорка и почти ровесников. Это совершенно никчемный спор, но факт тот, что в отличие от застенчивого и скромного Джулиана Швингера (впрочем, за маской отстраненности скрывался человек милый и добросердечный) Дик Фейнман был полным экстравертом, человеком-легендой. Со своими барабанами бонго, танцовщицами и другими атрибутами тщательно выстроенного имиджа, который с энтузиазмом поддерживался легионом почитателей, он, безусловно, стал самым популярным физиком-теоретиком после Эйнштейна.

Известно, что блестящий русский физик Лев Ландау использовал логарифмическую шкалу для оценки уровня физиков-теоретиков, с Эйнштейном на вершине. Так же хорошо известно, что после создания теории фазовых переходов Ландау передвинул себя вверх на половину деления. У меня тоже есть своя шуточная шкала, куда я помещаю известных мне лично или по работам физиков-теоретиков. Увы, большинство физиков-теоретиков невыносимо скучны и в этой логарифмической шкале занимают место неподалеку от минус бесконечности. Я бы поместил Шрендингера (о котором чуть ниже) на вершину, но Фейнман, очевидно, на следующей под ним ступеньке. Не скажу, в каком месте шкалы я помещаю себя, но стараюсь не быть занудой по мере отпущенного мне таланта и возможностей.

Но каким шутником был Фейнман! В начале моей карьеры Фейнман пригласил меня сходить вместе в ночной клуб. Один из коллег Фейнмана объяснил мне, что такое приглашение показывает, что он воспринимает меня как физика достаточно серьезно. Но как я ни старался изложить Фейнману свои соображения о теории Янга—Миллса, он интересовался лишь моим мнением о ножках танцовщиц на сцене. Разумеется, никто не будет создавать себе кумира из балбеса-физика, если он только играет на барабане и интересуется танцовщицами. Так что моя шкала на самом деле – это блеск, умноженный на талант, – или шкала Ландау с дополнительным сомножителем – блеском, – где акции Эйнштейна падают, а Ландау – растут (он и сыграл несколько хороших шуток, пока не попал под удар КГБ).

Теперь, спустя примерно тридцать лет после того посещения ночного клуба, я польщен тем, что Ингрид Гнерлих из «Принстон юниверсити пресс» попросила меня написать предисловие к переизданию 2006 г. знаменитой книги Фейнмана «КЭД: странная теория света и вещества». Прежде всего признаюсь: я никогда не читал этой книги. Когда она появилась в 1985 году, я только что закончил писать свою первую популярную книгу по физике «Страшная симметрия»¹ и старался не читать другие популярные книги по физике из опасения, что они повлияют на мой стиль. В результате я прочел присланную Ингрид книгу свежим взглядом и с огромным удовольствием. Я бесконечно ею наслаждался, кратко записывая свои соображения и замечания по мере чтения.

Я сильно пожалел, что не прочитал эту книгу раньше, поскольку это вовсе не популярная книга по физике в обычном смысле. Стив Вайнберг, предложивший мне в 1984 году написать популярную книгу по физике и познакомивший меня со своим издателем в Нью-Йорке, дал мне полезный совет. Он сказал, что большинство физиков, пишущих такие книги, не могут устоять перед искушением все объяснять, в то время как читатель хочет получить лишь иллюзию понимания и подхватить несколько словечек, чтобы блеснуть в обществе.

Я думаю, что мнение Вайнберга, пусть несколько циничное, в целом верное. Вот, например, феноменальный успех «Краткой истории времени» Хокинга (которой я не читал в соответствии со своими принципами, описанными выше). Один мой бывший коллега по Калифорнийскому университету, весьма известный профессор, теперь занимающий кафедру в Оксфорде, показал мне однажды фразу из этой книги. Мы вдвоем пытались понять ее смысл и не смогли. И, наоборот, я хочу уверить всех озадаченных читателей, что каждое предложение в этой книге, сколь бы странным оно ни казалась, имеет смысл. Но вы должны внимательно обдумывать каждое предложение и изо всех сил стараться понять, что же хотел сказать Фейнман, прежде чем продвигаться дальше. В противном случае я гарантирую, что вы безнадежно запутаетесь. И дело в странности физики, а не в изложении. В конце концов, заглавие обещает «странную теорию».

1.Fearful Symmetry. The Search for Beauty in Modern Physics, 1st ed. published by Macmillan, 1986; 2nd ed. Princeton University Press, 2006. Книга не переводилась на русский. Данное предисловие является очевидной рекламой ее переиздания в PUP (как и учебника того же автора, см. ниже). В названии используется цитата из знаменитого стихотворения Уильяма Блейка «Тигр» (Tyger! Tyger! // burning bright // In the forests of the night, // What immortal hand or eye // Could frame thy fearful symmetry?). – Примеч. пер.

The free sample has ended.