Pan raczy żartować, panie Feynman! - ebook

Richard P. Feynman –
urwisowaty geniusz

W życiu codziennym coraz częściej korzystamy z urządzeń, których działania nie rozumiemy – naciskamy klawisze lub przyciski, nie zdając sobie sprawy z tego, co się tam w środku dzieje. Już niemal każdy siedział przy komputerze, trzymał w ręku telefon komórkowy, robił zdjęcia aparatem cyfrowym, korzystał z kuchenki mikrofalowej lub odtwarzacza płyt kompaktowych. Niemal niepostrzeżenie te nowe gadżety pojawiły się w naszych domach.

Wiek XX przeszedł do historii jako okres niespotykanego wcześniej rozwoju nauki i techniki. Dokonano niezwykłych odkryć, wystarczy wspomnieć choćby bombę atomową, tranzystor czy laser. Rozszyfrowano strukturę DNA i kod genetyczny, sporządzono mapę genomu człowieka, rozwinięto bioinżynierię. Niewyobrażalnie powiększył się zakres obserwowalnych zjawisk. Okazało się, że żyjemy w ogromnym Wszechświecie złożonym z miliardów galaktyk, takich jak nasza Droga Mleczna, w której istnieją miliardy Słońc. Badamy niewyobrażalnie małe obiekty: wniknęliśmy we wnętrza protonów i neutronów – podstawowych składników jąder atomowych – i znaleźliśmy tam jeszcze mniejsze, bardziej fundamentalne cegiełki materii – kwarki. Pomimo tego oszałamiającego postępu nadal nie wiemy, jak funkcjonuje nasz mózg, jak powstało życie, czy istnieją jakieś bardziej fundamentalne cząstki na poziomie subkwarkowym, czy jesteśmy sami we Wszechświecie. Tę listę podstawowych pytań można by uzupełniać jeszcze bardzo długo.

Ogromny postęp to wynik pracy wielu zespołów naukowców i inżynierów, których liczba w ostatnim stuleciu wzrosła kilkudziesięciokrotnie. Niektóre wielkie, przełomowe odkrycia były dziełem genialnych jednostek. Sztandarowe przykłady to: Einstein, Planck oraz Crick i Watson. W tej plejadzie znakomitości nauki XX wieku poczesne miejsce zajmuje Richard P. Feynman.

Powszechnie uważa się, że naukowiec, a w szczególności genialny naukowiec, to bardzo poważny Pan lub Pani, którzy zupełnie zapomnieli o Bożym świecie i nie interesują się niczym prócz swojej wąskiej dziedziny badań. Taki obraz ascetycznego mnicha nauki (znajdującego się często na pograniczu normalności) propagowały i nadal propagują media. Jak się łatwo przekonać, czytając autobiograficzną książkę Feynmana _Pan raczy żartować, panie Feynman!_, są chlubne wyjątki od tej reguły.

Tak, Richard Feynman był inny.

Urodził się i wychował w zsekularyzowanej rodzinie żydowskiej na przedmieściach Nowego Jorku. Od wczesnego dzieciństwa przejawiał niezwykłe zdolności. Już w szkole podstawowej przeprowadzał różne eksperymenty chemiczne, a jego pokój przypominał raczej laboratorium niż dziecięcą sypialnię. Przyznam, że podziwiam wyrozumiałość i odwagę jego rodziców – niektóre eksperymenty kończyły się bowiem nie tylko pojawieniem się różnego rodzaju oparów, ale też wybuchami, a nawet pożarem. Młodziutkiego Feynmana pasjonowała nie tylko chemia: rozpoznawał różne ptaki, zbierał, a następnie rozbierał różne urządzenia i mechanizmy, aby sprawdzić, jak działają.

W szkole średniej tak bardzo wyprzedzał swoich rówieśników, że nauczyciel fizyki dał mu książkę o rachunku różniczkowym i całkowym i pozwolił czytać ją na lekcjach, aby go czymś zająć. Bez problemów dostaje się na studia do MIT – jednej z najbardziej prestiżowych technicznych uczelni amerykańskich. Tam na poważnie zajmuje się fizyką i doskonali swoje zdolności rachunkowe. Poznaje nowe teorie: mechanikę kwantową i szczególną teorię względności. Wśród studentów wyróżnia się niezależnością myślenia, bezkompromisowością i głęboką wiarą w swoją intuicję. Kolekcjonuje i rozwiązuje różnego rodzaju zagadki. Lubi być w centrum uwagi. Potrafi też używać oryginalnych i niestandardowych metod, aby dowodzić swoich racji. Gdy w gronie kolegów powstaje spór o to, czy siusiamy dzięki przyciąganiu grawitacyjnemu czy nie, staje na głowie i siusia, aby udowodnić, że ta czynność fizjologiczna od grawitacji nie zależy.

Trzy lata później jest już doktorantem w Princeton, gdzie pod kierunkiem niewiele od siebie starszego Johna Wheelera wprowadza nowy opis oddziaływań między naładowanymi cząstkami. Główne idee tego podejścia referuje na seminarium, na które przyszedł nawet zaciekawiony nim Einstein i kilku innych laureatów Nagrody Nobla. Po takim „chrzcie bojowym” w 1942 roku zostaje zwerbowany do zespołu pracującego nad zbudowaniem pierwszej bomby atomowej. Jest najmłodszym członkiem tego zespołu. Na co dzień obraca się wśród najlepszych i najbardziej twórczych fizyków tego okresu. Daje się poznać jako błyskotliwy rozwiązywacz różnych trudnych problemów i znakomity organizator. Tworzy pierwszy, duży i efektywnie pracujący ośrodek obliczeniowy. Jego niezależność i bezkompromisowość często prowadzą do konfliktów z wojskowymi, którzy nadzorują całe to przedsięwzięcie.

Po wojnie przez kilka lat pracuje na Cornell University, gdzie dopracowuje swoje nowe podejście do opisu oddziaływań między cząstkami. Tu powstają słynne diagramy Feynmana, które pozwalają na dokonywanie bardzo skomplikowanych obliczeń i są wykorzystywane do dziś. W małomiasteczkowej Ithace Feynman nie jest jednak zbyt szczęśliwy. W 1950 roku przenosi się do California Institute of Technology (Kalifornijski Instytut Technologiczny, w slangu wtajemniczonych: „Caltech”), gdzie pracuje do końca życia.

Po odkryciu przez Cricka i Watsona struktury DNA przez kilka lat zajmuje się biologią molekularną i nawet sam wykonuje różne eksperymenty, ale bez większego powodzenia. W drugiej połowie lat pięćdziesiątych znowu całkowicie poświęca się fizyce. Opracowuje teorię nadciekłości – dziwnego zachowania się ciekłego helu, który sam z siebie wycieka z otwartego naczynia. Wspólnie z Murrayem Gell-Mannem opracowuje teorię oddziaływań słabych, które są odpowiedzialne za niektóre rozpady promieniotwórcze. Jego sława jako znakomitego fizyka sięga zenitu.

W lipcu 1962 roku w Jabłonnie koło Warszawy odbywała się 4. Międzynarodowa Konferencja Teorii Grawitacji. Był to dość ekskluzywny zjazd znakomitych fizyków, w którym uczestniczyli między innymi: Paul Dirac, John Wheeler, Herman Bondi, Vitalij Ginzburg, Vladimir Fock, Subramanyan Chandrasekhar i właśnie Richard Feynman. Kilka tygodni wcześniej obroniłem pracę magisterską, którą pisałem pod kierunkiem profesora Leopolda Infelda, głównego organizatora konferencji. Profesor Infeld pozwolił mi przysłuchiwać się referatom wygłaszanym na konferencji. Tam po raz pierwszy zobaczyłem Feynmana. Przez kilka dni codziennie specjalnym autokarem wracałem do Warszawy wraz z niektórymi uczestnikami konferencji, którzy mieszkali w Grand Hotelu. Feynman też mieszkał w tym hotelu. Któregoś wieczoru zapytał mnie, czy w Warszawie są jakieś kluby studenckie. W tamtych czasach najpopularniejszym klubem studenckim były Hybrydy. Ochroniarze nie mieli pojęcia, kto to jest Feynman, ale amerykański paszport i dolary zadziałały i po chwili byliśmy w środku. W Hybrydach zabawa trwała już na dobre. Feynman początkowo zwiedzał lokal, wypił dużego drinka przy barze i przyglądał się panienkom. Podczas przerwy, gdy kilkuosobowy zespół przestał grać, podszedł do muzyków i zaproponował, że zastąpi perkusistę i nauczy ich grać sambę. Nie wiedziałem, że kilka lat wcześniej Feynman był w Brazylii i aktywnie uczestniczył w słynnym karnawale, grając w jednym z zespołów. Piwo postawione całej kapeli ostatecznie przełamało lody. Zaczęli grać, początkowo nie bardzo składnie, ale po pewnym czasie wyraźnie dał się słyszeć rytm samby. Tłum na parkiecie niespecjalnie wiedział, jak się poruszać, i Feynman patrzył na nich z politowaniem. Gdy był już pewien, że zespół poradzi sobie bez niego, oddał pałeczki i porywając do tańca co ładniejsze dziewczyny, poprowadził spontaniczny kurs samby. Był niezmordowany, ale gdy zaczynało świtać, przypomniał sobie, że następnego dnia na konferencji ma wygłosić wykład, do którego nie był jeszcze w pełni przygotowany. Trzeba było szybko pożegnać się z rozbawionym towarzystwem i wracać do hotelu.

Na porannej sesji nie było Feynmana, na swój wykład przyjechał w ostatniej chwili. Widać było, że jest zdenerwowany. Pierwszy raz miałem okazję słuchać jego wykładu. To nie był normalny wykład konferencyjny. Feynman postanowił przedstawić swoje próby stworzenia kwantowej teorii grawitacji, oparte na twórczej ekstrapolacji – podejściu, jakie zaproponował kilkanaście lat wcześniej do opisu oddziaływań między naładowanymi cząstkami. Feynman mówił bardzo szybko, często urywając słowa, znakomicie – jak mi później powiedziano – imitując brookliński akcent. Jego ręce były w ciągłym ruchu, chodził szybko, kołysząc się, wzdłuż tablicy, na której rysował swoje słynne diagramy i od czasu do czasu wypisywał różne równania. Można powiedzieć, że nie był to wykład, ale przedstawienie jednego aktora. Pamiętam go do dzisiaj. Zaraz po konferencji dostałem taśmy z nagraniem wykładu, z poleceniem spisania go i przygotowania do publikacji. Sam nie dałbym sobie z tym rady, przesłuchiwaliśmy te taśmy z Johnem Stachelem, młodym wówczas amerykańskim relatywistą, który został na kilka miesięcy w Warszawie, aby przygotować do publikacji materiały z konferencji. Nawet John miał kłopoty z rozszyfrowaniem niektórych fragmentów wykładu Feynmana i różne wątpliwości wyjaśniły się dopiero w trakcie autoryzacji ostatecznej wersji tekstu.

Feynmana spotkałem następnie siedem lat później na konferencji na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii. Wtedy był już laureatem Nagrody Nobla, ale to nie zmieniło jego stylu i nadal był bezpośredni i bardzo impulsywny. Wydawał się bardzo podniecony, bo okazało się, że ładunek elektryczny wewnątrz protonu nie jest rozłożony równomiernie – zaobserwowano wyraźne skupiska ładunku, które Feynman nazwał „partonami”. To był kolejny wielki przełom. Okazało się, że partony, jeżeli nie są tylko wymysłem teoretyków, ale faktycznie istnieją, powinny posiadać ładunek mniejszy od ładunku jednostkowego, który dotychczas uważano za podstawowy kwant ładunku. Sprawę wyjaśnił wkrótce wielki rywal Feynmana – Gell-Mann, wprowadzając koncepcję kwarków. Jeżeli pominąć znak, to ładunek elektryczny kwarków wynosi 1/3 lub 2/3 ładunku elementarnego. To był początek długiej drogi, która doprowadziła w końcu do powstania Standardowego Modelu cząstek elementarnych, który zaskakująco dobrze opisuje wszystkie znane obecnie cząstki elementarne i ich podstawowe własności.

Feynmana poznałem lepiej podczas sześciomiesięcznego pobytu w Caltech w 1974 roku. Pamiętam, jak kilka dni po przyjeździe Feynman oprowadzał mnie po całej uczelni. Zaprowadził mnie do atrium w budynku samorządu studenckiego. Na ścianach wokół atrium rozmieszczone były płaskorzeźby przedstawiające różnych znakomitych myślicieli i naukowców – były tam podobizny Arystotelesa, Platona, Euklidesa, Kopernika, Galileusza, Darwina, a wśród nich byli również Feynman i Gell-Mann. Feynman uśmiechnął się i powiedział: „Popatrz, oprowadza cię chodząca mumia”.

Później spotykałem Feynmana wielokrotnie, czasami zapraszał mnie na lunch do Faculty Club, wypytywał o czarne dziury i początek Wszechświata. Kiedy zrobiło się bardzo gorąco, Feynman zabrał mnie na plażę na południe od Los Angeles. Poszliśmy na długi spacer i gdy zrobiło się już pusto, usiedliśmy na piasku. Feynman powiedział mi: „Popatrz na tę biegnącą falę, góra cząstek, każda bezmyślnie zajęta sobą, są ich miliardy, a jednak wspólnie tworzą tę pieniącą się falę. W niewyobrażalnie zamierzchłej przeszłości, zanim jakiekolwiek oczy mogły je oglądać, rok po roku, dzień po dniu z szumem rozbryzgiwały się o brzeg tak jak teraz. Dla kogo, po co? Na martwej planecie bez żadnych śladów życia… Zawsze w ruchu, napędzane energią traconą rozrzutnie przez Słońce, wyrzucaną w bezmiar przestrzeni. Ten strumień fotonów powoduje falowanie i szum morza. W głębinach morskich wszystkie cząstki powtarzają te same ruchy – jak niekończący się balet – aż w końcu powstają bardziej złożone cząstki. One tworzą inne, podobne do siebie i zaczyna się nowy taniec. Stopniowo powiększają się i stają się coraz bardziej złożone. Zaczynają się odtwarzać – pojawia się życie, ogromne skupiska zorganizowanych atomów, DNA, białka – choreografia się komplikuje, staje się coraz bardziej złożona. Z tej wodnej kołyski życie wychodzi na ląd i oto tu stoi – układ wielu miliardów atomów obdarzony świadomością – materia obdarzona ciekawością. Stoję na brzegu morza zadumany nad tym zadziwiającym światem, ja-wszechświat atomów, jak jeden atom w tym ogromnym wszechświecie. Dlaczego? Po co?”.

Na zakończenie roku akademickiego w każdej uczelni amerykańskiej uroczyście rozdaje się dyplomy abiturientom. Wszyscy przebierają się w togi i w długiej procesji zasiadają przed podium. Ktoś wybitny wygłasza mowę, a następnie każdy z abiturientów indywidualnie odbiera dyplom od prezydenta uczelni. W 1974 roku w Caltech przemawiał Feynman. Zaczynającym samodzielne życie zawodowe młodym ludziom powiedział: „Miejcie oczy szeroko otwarte, bądźcie krytycznie nastawieni do wszystkiego, nie przyjmujcie żadnej prawdy bez głębokiego zastanowienia, obnażajcie i tępcie półprawdy i demagogię, nauczcie się podziwiać piękno otaczającego nas świata i nad wszystkim – i o wszystkim – myślcie!”.

Te rady Feynman sam stosował w codziennym życiu. Jak są efektywne (choć bardzo proste!), pokazał, występując przed specjalną komisją Kongresu Stanów Zjednoczonych badającą przyczyny tragedii promu kosmicznego Challenger, który 28 stycznia 1986 roku eksplodował chwilę po starcie. Na oczach całej komisji i milionów widzów, którzy śledzili przebieg jej prac przed telewizorami, przeprowadził prosty eksperyment. Do dużego szklanego naczynia wypełnionego wodą z lodem włożył kawałek gumowej uszczelki, która miała uniemożliwiać ucieczkę gorącego gazu z tulei łączącej dwa segmenty rakiety. Okazało się, że po ochłodzeniu do temperatury bliskiej zeru guma stawała się krucha. Tak się fatalnie złożyło, że noc poprzedzająca start Challengera była bardzo zimna i cały prom pokrył się cienką warstwą lodu. Start został opóźniony do czasu roztopienia się lodu, ale to nie wystarczyło i przynajmniej jedna uszczelka nie odzyskała elastycznych własności.

Czytając autobiografię Feynmana, warto pamiętać o tym, że opisane tam żarty i anegdoty zawierają głęboki przekaz. Uczmy się od niego patrzeć na otaczający nas świat inaczej, tak jakbyśmy byli przybyszami z innej planety, krytycznie analizujmy zwyczaje i poglądy Ziemian. Choć pewnie nie zmienimy przez to świata, będziemy go widzieli bardziej prawdziwym, bardziej takim, jaki jest naprawdę.

Marek Demiański
Instytut Fizyki Teoretycznej
Uniwersytetu WarszawskiegoNota do wydania rocznicowego

Niegasnące zainteresowanie Richardem Feynmanem ponad trzydzieści lat po publikacji _Pan raczy żartować, panie Feynman!_ przypomina mi o słowach, które pod koniec życia często wypowiadał z błyskiem w oku: „Jeszcze nie umarłem!”.

Setna rocznica urodzin Feynmana zainspirowała mnie do przemyśleń, które są zbyt długie, aby je tutaj zamieszczać. Można je znaleźć (zakładając, że Internet wciąż będzie istniał w swojej obecnej formie, kiedy będziecie to czytali) na Feynman.com.

RLWstęp

Dokładnie pamiętam, kiedy zakochałem się w Richardzie Feynmanie.

Byłem ze znajomą na wakacjach w Santa Barbara. Jednym z moich ulubionych sposobów na odpoczynek jest uczenie się, więc poszliśmy do biblioteki i zaczęliśmy grzebać w kartotece filmów na szpulach (było to w połowie lat osiemdziesiątych). Znaleźliśmy między innymi słynne wykłady Feynmana z Cornell University.

W ciągu dnia chodziliśmy na plażę. Wieczorem włączaliśmy projektor i oglądaliśmy Feynmana. Byłem jak zahipnotyzowany. Zawsze interesowałem się naukami ścisłymi, ale nigdy wcześniej nie widziałem, żeby ktoś mówił o fizyce w tak rozrywkowy i przystępny sposób. Skomplikowane tematy, takie jak prawo ciążenia, Feynman tłumaczył prostym językiem, który potrafi zrozumieć każdy, i przykuwał uwagę studentów wciągającymi historiami. Jego wykłady zrobiły na mnie takie wrażenie, że w końcu Microsoft zamieścił je w Internecie, aby każdy mógł je oglądać za darmo.

Feynman był jednak kimś więcej niż tylko niesamowitym naukowcem i genialnym nauczycielem. Był również jedną z najciekawszych postaci swojej epoki. Łatwo to docenić, kiedy się widzi, jak rektor Cornell przedstawia go na początku pierwszego wykładu. Szybko odbębnia standardowe informacje biograficzne, a potem mówi o tym, co wyróżnia Feynmana: o szacunku, jakim darzą go inni naukowcy, o umiejętności otwierania sejfów i talencie do gry na bongosach.

Kiedy Feynman w końcu wstaje, żeby zabrać głos, rzuca następujący żart: to dziwne, mówi, że kiedy zapraszają go, żeby zagrał na bongosach, „prezentująca mnie osoba jakoś nigdy nie uznaje za wskazane wspomnieć, że zajmuję się również fizyką teoretyczną”.

Ta uwaga to Feynman w pigułce. Jego poczucie humoru i umiejętność tworzenia mitów o sobie samym to bardzo ważne powody, dla których _Pan raczy żartować, panie Feynman!_ ponad trzy dekady po publikacji nadal zalicza się do klasyki.

Zawarte w tej książce historie są tak urocze, że będziecie chcieli się nimi podzielić ze znajomymi i rodziną. Moja ulubiona dotyczy pierwszej wizyty Feynmana w Oak Ridge National Laboratory, w związku z udziałem w projekcie Manhattan. Grupa wojskowych poprosiła go o wskazanie słabych punktów na podstawie rzutu laboratorium, ale Feynman nie umiał czytać rzutów. Pokazał na kwadracik z iksem i spytał, co by się stało, gdyby zawór się zatkał, licząc na to, że ktoś go poprawi i przy okazji poinformuje, co ten symbol naprawdę znaczy.

Feynman nie tylko był genialny, ale również miał fart, ponieważ nie dość, że ten symbol oznaczał zawór, to jeszcze istniał w tym obszarze problem, który wymagał naprawienia. Koledzy podziwiali go za bystrość umysłu i spytali, jak on to robi. Jego odpowiedź jak zawsze była szczera i rzeczowa: „Próbujesz ustalić, czy to jest zawór, czy nie”.

Fizyk jądrowy Hans Bethe nazwał kiedyś doktora Feynmana „magikiem”. Miał rację. Potrzeba trochę magii, żeby nauki ścisłe wydawały się takie rozrywkowe, wciągające i proste jak u Feynmana. Niezależnie od tego, czy czytacie _Pan raczy żartować, panie Feynman!_ po raz pierwszy czy piąty, mam nadzieję, że sprawi wam to nie mniejszą przyjemność niż mnie.

Bill GatesWstęp do poprzedniego wydania

Mam nadzieję, że nie będą to jedyne wspomnienia Richarda Feynmana. Z pewnością dają one prawdziwy obraz wielu cech jego charakteru – jego niemal nałogowej potrzeby rozwiązywania zagadek, prowokacyjnej figlarności, odrazy do snobizmu i obłudy oraz umiejętności przelicytowania każdego, kto usiłuje przelicytować jego! Ta książka to wspaniała lektura: skandaliczna, szokująca, pulsująca życiem i bardzo ludzka.

Przecież zaledwie zahacza o to, co w życiu Feynmana najważniejsze: o naukę. Widzimy ją tu i ówdzie, jako tło tej czy innej anegdoty, lecz nigdy jako sedno życia Feynmana, a o tym, że nauka była sednem jego życia, wiedzą całe pokolenia jego studentów i kolegów. Może za dużo wymagam. Może nie istnieje sposób, by w tak rozkosznych opowieściach oddać sens pracy Feynmana, wyzwania i frustracje, entuzjazm odkryć i głęboką radość poznania naukowego, które było źródłem szczęścia w jego życiu.

Byłem jego studentem i dobrze pamiętam atmosferę wykładów. Gdy wchodziliśmy, stał uśmiechnięty, a o blat stołu wystukiwał palcami skomplikowany rytm. Gdy spóźnialscy usiedli na miejscach, brał do ręki kredę i obracał nią szybko w palcach, jak zawodowy hazardzista sztonem w kasynie, wciąż uśmiechając się radośnie, jakby przypomniał sobie jakiś dowcip. A potem – wciąż uśmiechnięty – mówił do nas o fizyce, za pomocą wykresów i równań dzielił się z nami swym pojęciem o świecie. Tego uśmiechu i błysku w oku nie wywołał jakiś przypomniany dowcip, lecz fizyka. Radość fizyki! Radość zaraźliwa. Mieli szczęście ci, którzy się od niego zarazili. Teraz Wy macie okazję zarazić się radością życia _à la_ Feynman.

Albert R. Hibbs
Profesor fizyki doświadczalnej
Laboratorium Napędu Odrzutowego
Kalifornijski Instytut TechnologicznyVita mea

Trochę chronologii: urodziłem się w 1918 roku w małym miasteczku Far Rockaway na obrzeżach Nowego Jorku, blisko morza. Mieszkałem tam do siedemnastego roku życia. Od 1935 roku przez cztery lata studiowałem na MIT, potem przeniosłem się do Princeton. Podczas studiów w Princeton zacząłem pracować dla projektu Manhattan, by w kwietniu 1943 roku przenieść się do samego Los Alamos, skąd w październiku lub listopadzie 1946 roku pojechałem do Cornell.

W 1941 roku ożeniłem się z Arlene, która zmarła na gruźlicę w 1946 roku, kiedy ja byłem w Los Alamos.

W Cornell pracowałem do 1951 roku. Latem 1949 roku pojechałem do Brazylii, gdzie spędziłem jeszcze dziesięć miesięcy w 1951 roku, po czym przeniosłem się na Caltech, gdzie jestem do dziś.

Pod koniec 1951 roku pojechałem na parę tygodni do Japonii, a rok lub dwa lata później jeszcze raz, tuż po ślubie z moją drugą żoną, Mary Lou.

Teraz jestem żonaty z Gweneth, która jest Angielką, i mamy dwoje dzieci, Carla i Michelle.

R.P.F.

Massachusetts Institute of Technology (przyp. tłum.).

Prace nad budową pierwszej bomby atomowej (przyp. tłum.).