Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

Какое-то время физики из Принстона и из Института перспективных исследований активно обсуждали за чаем принцип работы спринклера — поливочного разбрызгивателя S-образной формы, приспособления, вращающегося за счет поступающей в него воды. Точнее, физиков-ядерщиков, физиков, разрабатывающих квантовую теорию, и даже математиков волновал вопрос, что произойдет, если этот простой механизм поместить под воду и вместо того, чтобы разбрызгивать жидкость, заставить ее всасывать? Будет ли аппарат вращаться в обратном направлении из-за того, что направление потока воды изменилось на противоположное? Или же оно не изменится, потому что зависит от действия скручивающей силы, которая, в свою очередь, определяется формой изделия, изогнутого в виде буквы S? («Мне все ясно с первого взгляда», — несколькими годами позже сказал Фейнману один из его друзей. «Всем все ясно с первого взгляда, — ответил Фейнман. — Проблема в том, что одним с первого взгляда ясно одно, а другим — совершенно противоположное».)

Даже в век открытий простые вещи все еще могут удивлять. И совсем не обязательно нужно глубоко погружаться в осмысление ньютоновских законов физики, чтобы достичь дна на мелководье. Каждое действие вызывает равное ему по силе противодействие; именно таков был принцип работы спринклера — как и в ракете. Обратная задача заставила физиков задуматься над тем, насколько они понимают принцип работы механизма. Где именно проявляется противодействие? В форсунках? Или где-то в S-образном изгибе, где вода изменяла направление движения? Когда у Уилера спросили, что он думает по этому поводу, он ответил, что Фейнман накануне убедил его, что механизм будет вращаться в обратном направлении, однако сегодня Фейнман убедил его, что направление вращения не изменится, и поэтому он не может с уверенностью сказать, в чем Фейнман убедит его завтра.

Хотя наш ум — наиболее удобная для нас лаборатория, которая всегда под рукой, но, увы, она не самая надежная. Так как мысленный эксперимент не удался, Фейнман решил провести эксперимент с разбрызгивателем в мире физическом, используя металл и воду. Он изогнул отрезок трубы в форме буквы S и просунул через него резиновый шланг. Теперь нужен только удобный источник сжатого воздуха.

Физическая лаборатория Палмера при Принстонском университете была укомплектована самыми разными приборами, однако все же по оснащенности недотягивала до лаборатории МТИ. Она состояла из четырех больших и нескольких маленьких лабораторий, занимавших целый этаж площадью более 8 тыс. кв. м. Мастерские были оборудованы электрическими зарядными устройствами, батареями, распределительными щитами, химическим инвентарем и дифракционными решетками. На третьем этаже располагалась лаборатория для работы с электрическим током при напряжениях до 400 кВ. В лаборатории низких температур стояли установки, позволявшие получать жидкий водород. Но больше всего Палмер гордился новым циклотроном, сконструированным в 1936 году. Фейнман узнал о нем на следующий день после приезда в Принстон, когда после чаепития с деканом бродил по помещениям лаборатории. Ему было любопытно сравнить его с более новым циклотроном Массачусетского технологического, который выглядел как безупречный футуристический шедевр из сверкающего металла с геометрически встроенными кругами. Когда руководство университета приняло решение вложиться в физику высоких энергий, оно ни в чем не ограничивало себя. Циклотрон Принстона поверг Фейнмана в шок. Ричард спустился в подвал Палмеровской лаборатории, открыл дверь и увидел свисающие с потолка, словно паутина, провода. С предохранительных кабелей капала вода. Инструменты валялись на столах. Вряд ли можно было придумать что-то, настолько не соответствующее Принстону. Ричарду вспомнилась его домашняя лаборатория, умещавшаяся в деревянном ящике в доме в Фар-Рокуэй.

Загадка поливочного разбрызгивателя. Распыляя воду, он вращается против часовой стрелки. Но что произойдет, если он будет всасывать воду?

Учитывая беспорядок, царивший в помещении, Фейнман решил, что он вполне может воспользоваться выходным отверстием баллона с сжатым воздухом. Он присоединил к нему резиновый шланг, конец которого пропустил через большую пробку. Затем поместил свой миниатюрный разбрызгиватель в огромную стеклянную емкость, заполненную водой, и запечатал ее пробкой. Вместо того чтобы пытаться высасывать воду из трубки, Ричард решил закачать воздух в верхнюю часть бутылки. В результате давление воды увеличится, и она начнет затекать назад в S-образную трубку, вверх по резиновому шлангу, а затем вытекать из бутылки.