Почему мы существуем? Величайшая из когда-либо рассказанных историй

Но не для Джулиана Швингера, потому что он не был обычным физиком. Этот вундеркинд в восемнадцать лет закончил университет, а в двадцать один год получил степень доктора философии. Трудно найти двух менее похожих физиков, чем Швингер и Фейнман, которые разделили Нобелевскую премию в 1965 г. за независимые, но эквивалентные по смыслу работы, развивающие теорию квантовой электродинамики. Швингер был блестящим и рафинированным ученым с прекрасными манерами. Фейнман был блестящим ученым, но манерами не блистал и рафинированным его никто не назвал бы. Фейнман часто полагался на интуицию и догадки, основанные на опыте и чудесном владении математикой. Швингер во владении математикой нисколько не уступал Фейнману, но работал очень организованно и оперировал сложными математическими выражениями с легкостью, недоступной простым смертным. Он шутил о диаграммах Фейнмана, придуманных для того, чтобы облегчить опасно трудоемкие расчеты в квантовой теории поля; он говорил: «Подобно кремниевым чипам последних лет, диаграмма Фейнмана несет вычисления в массы». Однако у них была и общая черта. Они шагали в разных ритмах… в противоположные стороны.

Швингер воспринял идею Янга – Миллса всерьез. Должно быть, его привлекла математическая красота этой теории. В 1957 г., тогда же, когда было открыто нарушение четности, Швингер сделал дерзкое и на первый взгляд в высшей степени маловероятное предположение о том, что именно для слабого взаимодействия, отвечающего за распад нейтронов с превращением их в протоны, электроны и нейтрино, возможность существования полей Янга – Миллса может оказаться полезной, но в неожиданном и замечательном смысле. Он предположил, что наблюдаемая калибровочная симметрия электромагнетизма может оказаться всего лишь одной частью более масштабной калибровочной симметрии, в которой новые калибровочные частицы служат посредниками для слабого взаимодействия, вызывающего распад нейтронов.

Очевидное возражение против подобного рода объединения состоит в том, что слабое взаимодействие намного слабее электромагнетизма. У Швингера нашелся ответ на это возражение. Если каким-то образом новые калибровочные частицы окажутся очень

тяжелыми – почти в тысячу раз тяжелее протонов и нейтронов, то взаимодействие, которое они могут переносить, будет действовать на еще более коротких расстояниях, намного меньших, чем даже размер ядра или даже отдельного протона или нейтрона. В этом случае, если вычислить вероятность того, что такое взаимодействие вызовет распад нейтрона, она окажется мала. Таким образом, если дальность действия слабого взаимодействия мала, то эти новые поля, сила взаимодействия которых с электронами и протонами на малых масштабах была бы сравнима с силой электромагнетизма, могли бы тем не менее на масштабах атомного ядра и более крупных проявляться намного слабее.

Грубо говоря, Швингер высказал дикую идею о том, что электромагнетизм и слабое взаимодействие, несмотря на вопиющие и очевидные различия между ними, представляют собой часть одной теории Янга – Миллса. Он считал, что фотон в принципе мог бы оказаться нейтральным членом комплекта из трех калибровочных частиц, необходимых по Янгу – Миллсу, если рассматривать изотопический спин как калибровочную симметрию; заряженные члены этого комплекта переносят слабое взаимодействие и выступают в роли посредников при распаде нейтронов. Почему при этом заряженные частицы должны обладать громадными массами, притом что фотон безмассовый, он понятия не имел. Но, как я часто говорю, недостаток понимания не свидетельствует ни о существовании Бога, ни об ошибочности гипотезы. Он говорит всего лишь о недостатке понимания.

Швингер был не только блестящим физиком, но и не менее блестящим преподавателем и наставником. Если у Фейнмана было всего несколько успешных учеников (вероятно, потому, что никто из них за ним не поспевал), то у Швингера, кажется, был настоящий талант вести за собой блестящих аспирантов. За свою жизнь он руководил более чем семьюдесятью аспирантами, и четверо его учеников стали впоследствии лауреатами Нобелевской премии.

Швингер заинтересовался возможной связью между слабым взаимодействием и электромагнетизмом в достаточной степени, чтобы рекомендовать эту тему для исследования одному из дюжины своих студентов. Шелдон Глэшоу окончил аспирантуру в 1958 г., защитив диссертацию по этому предмету, и еще несколько лет продолжал исследования в качестве сотрудника Национального научного фонда в Копенгагене. В своей нобелевской лекции двадцать лет спустя Глэшоу сказал, что он и Швингер планировали написать что-нибудь по этому вопросу после защиты Глэшоу, но кто-то из них потерял первую черновую рукопись и больше они к этому вопросу не возвращались.