Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

В некоторых блюдцах творилось нечто странное. Среди нормальных обратно мутировавших Т4 Фейнман обнаружил фаги, растущие не так, как нужно. Он назвал их «идиотскими r». Что происходит на уровне ДНК, когда они возникают? Об этом можно было только догадываться. У Фейнмана было две теории: либо участок мутации rII в нити ДНК претерпел второе, дополнительное изменение, либо вторая мутация возникла на другом участке, но каким-то образом частично «обнулила» первую.

Инструментов прямого изучения генетической последовательности «буква за буквой», основная пара за основной парой, попросту не существовало. Но, упорно скрещивая «идиотскую» мутацию с исходным вирусом, Фейнман сумел доказать, что его вторая догадка оказалась верной: речь шла о взаимодействии двух мутаций, произошедших на соседних участках ДНК. Более того, он продемонстрировал, что характер обоих изменений был схожим: это были мутации rII. Таким образом, он обнаружил новый феномен — мутации, подавляющие друг друга внутри одного гена. Его друзья в лаборатории назвали их фейнтронами и попытались убедить Фейнмана опубликовать материалы своих исследований в научном журнале. Впоследствии аналогичное открытие сделали другие ученые; оно получило название внутригенной супрессии. Но Фейнман не смог предложить достойного объяснения своей теории. Биологи Калтеха не имели четкого представления о том, как читать генетический код и как информация, записанная в ДНК, трансформируется в биологически активные белки и более сложные организмы.

Сам того не осознавая, Фейнман подошел вплотную к одному из величайших открытий в современной генетике. Но преимущество все же осталось за специалистами: год спустя команда Фрэнка Крика из британского Кембриджа разгадала механизм прочтения генетического кода, и краеугольным камнем этого открытия стала внутригенная супрессия. Ученые выдвинули верное предположение: мутации действительно добавляли или аннулировали элемент цепочки ДНК, смещая ее вперед или назад. Первая мутация временно нарушает ход цепочки; вторая восстанавливает нормальную последовательность. В результате ученые вывели простейшую, хоть и странную, механическую модель расшифровки генетического кода: код следует читать линейно, одну основную пару за другой, от начала до конца. Вероятно, Крик изначально предполагал наличие такой модели. В 1966 году он заявил: «Загадка генетического кода, по сути, разгадана».

Так увлечение Фейнмана генетикой подошло к концу. Он мечтал вернуться к физике. И в свободное от измельчения микросом время стал все больше посвящать себя квантовой теории гравитации.

Призраки и черви

Изучение проблемы гравитации считалось занятием благородным, прямым продолжением величайших трудов Эйнштейна. Вместе с тем в начале 1960-х годов исследования гравитации находились на периферии теоретической физики высоких энергий, но никак не в центре. Близился полувековой юбилей общей теории относительности, а некоторые релятивисты и специалисты по математической физике по-прежнему бились над созданием квантовой теории гравитации, пытаясь квантовать гравитационное поле, как давно уже квантовали поля других сил. Это была трудная, запутанная работа. Квантовая теория поля для эйнштейновой гравитации означала, по словам Гелл-Манна, «квантово-механическое размытие понятий пространства и времени». Необходимость квантования гравитации не подтверждалась экспериментальными данными, но для физиков было просто невыносимо представлять мир, где одни поля подчинялись законам квантовой механики, а другие — нет.

С экспериментальной точки зрения сложность заключалась в том, что сила гравитации была очень слабой. Для возникновения ощутимого электромагнетизма достаточно всего нескольких электронов; для появления гравитации, отвечающей за падение листа с дерева, — величина, равная массе нашей планеты. Масштабы действия этих сил настолько различны, что при попытке их примирить теоретики сталкиваются с огромными математическими сложностями. Разница составляет 10⁴² — число, которому даже Фейнман не смог подобрать визуальный аналог. «Сила гравитации слаба, — заявил он на одной конференции, описывая свою работу по квантованию гравитационного поля. Черт-те что, а не сила!» В тот момент, видимо, под воздействием потустороннего вмешательства, с потолка рухнул оторвавшийся динамик и разбился об пол. «Она слаба — но ее нельзя игнорировать», — тут же нашелся Фейнман.