Итак, когда я приехал в Принстон, я попал на чай в воскресный день, а вечером, не снимая академического плаща, – на ужин в «Колледже». А в понедельник первое, что я хотел сделать, – это пойти посмотреть на циклотрон.
Когда я был студентом в Массачусетском технологическом, там построили новый циклотрон, и как он был прекрасен! Сам циклотрон был в одной комнате, а контрольные приборы – в другой. Все было прекрасно оборудовано. Провода, соединявшие контрольную комнату с циклотроном, шли снизу в специальных трубах, служивших для изоляции. В комнате находилась целая панель с кнопками и измерительными приборами. Это было сооружение, которое я бы назвал позолоченным циклотроном.
К тому времени я прочел множество статей по циклотронным экспериментам, и лишь совсем немногие были выполнены в МТИ. Может быть, это было еще начало. Но была куча результатов из таких мест, как Корнелл и Беркли, и больше всего из Принстона. Поэтому, что я действительно хотел увидеть, чего я ждал с нетерпением, так это ПРИНСТОНСКИЙ ЦИКЛОТРОН. Это должно быть нечто!
Поэтому в понедельник первым делом я направился в здание, где размещались физики, и спросил: «Где циклотрон, в каком здании?»
– Он внизу, в подвале, в конце холла.
В подвале? Ведь здание было старым. В подвале не могло быть места для циклотрона. Я подошел к концу холла, прошел в дверь и через десять секунд узнал, почему Принстон как раз по мне – лучшее для меня место для обучения. Провода в этой комнате были натянуты повсюду! Переключатели свисали с проводов, охлаждающая вода капала из вентилей, комната была полна всякой всячины, все выставлено, все открыто. Везде громоздились столы со сваленными в кучу инструментами. Словом, это была наиболее чудовищная мешанина, которую я когда-либо видел. Весь циклотрон помещался в одной комнате, и там был полный, абсолютный хаос!
Это напомнило мне мою детскую домашнюю лабораторию. Ничто в МТИ никогда не напоминало мне ее. И тут я понял, почему Принстон получал результаты. Люди работали с инструментом. Они сами создали этот инструмент. Они знали, где что, знали, как что работает, не вовлекали в дело никаких инженеров, хотя, возможно, какой-то инженер и работал у них в группе. Этот циклотрон был намного меньше, чем в МТИ. Позолоченный Массачусетский? О нет, он был полной противоположностью. Когда принстонцы хотели подправить вакуум, они капали сургучом, капли сургуча были на полу. Это было чудесно! Потому что они со всем этим работали. Им не надо было сидеть в другой комнате и нажимать кнопки! (Между прочим, из-за невообразимой хаотической мешанины у них в комнате был пожар – и пожар уничтожил циклотрон. Но мне бы лучше об этом не рассказывать!)
Когда я попал в Корнелл, я пошел посмотреть и на их циклотрон. Этот вряд ли требовал комнаты: он был что-то около ярда в поперечнике. Это был самый маленький циклотрон в мире, но они получили фантастические результаты. Физики из Корнелла использовали всевозможные ухищрения и особую технику. Если они хотели что-либо поменять в своих «баранках» – полукружиях, которые по форме напоминали букву «D» и в которых двигались частицы, – они брали отвертку, снимали «баранки» вручную, чинили и ставили обратно. В Принстоне все было намного тяжелее, а в МТИ вообще приходилось пользоваться краном, который двигался на роликах под потолком, спускать крюки – это была чертова прорва работы.
Разные школы многому меня научили. МТИ – очень хорошее место. Я не пытаюсь принизить его. Я был просто влюблен в него. Там развит некий дух: каждый член всего коллектива думает, что это – самое чудесное место на земле, центр научного и технического развития Соединенных Штатов, если не всего мира. Это как взгляд нью-йоркца на Нью-Йорк: он забывает об остальной части страны. И хотя Вы не получаете там правильного представления о пропорциях, вы получаете превосходное чувство – быть вместе с ними и одним из них, иметь мотивы и желание продолжать. Вы избранный. Вам посчастливилось оказаться там.
Массачусетский технологический был хорошим институтом, но Слэтер был прав, рекомендуя мне перейти в другое место для дипломной работы. Теперь и я часто советую своим студентам поступить так же. Узнайте, как устроен остальной мир. Разнообразие – стоящая вещь.
Однажды я проводил эксперимент в циклотронной лаборатории в Принстоне и получил поразительные результаты. В одной книжке по гидродинамике была задача, обсуждавшаяся тогда всеми студентами-физиками. Задача такая. Имеется S-образный разбрызгиватель для лужаек – S-образная труба на оси; вода бьет струей под прямым углом к оси и заставляет трубу вращаться в определенном направлении. Каждый знает, куда она вертится – трубка убегает от уходящей воды. Вопрос стоит так: пусть у вас есть озеро или плавательный бассейн – большой запас воды, вы помещаете разбрызгиватель целиком под воду и начинаете всасывать воду вместо того, чтобы разбрызгивать ее струей. В каком направлении будет поворачиваться трубка?
На первый взгляд, ответ совершенно ясен. Беда состоит в том, что для одного было совершенно ясно, что ответ таков, а для другого – что все наоборот. Задачу все обсуждали. Я помню, как на одном семинаре или чаепитии кто-то подошел к профессору Джону Уилеру и сказал: «А Вы как думаете, как она будет крутиться?»
Уилер ответил: «Вчера Фейнман убедил меня, что она пойдет назад. Сегодня он столь же хорошо убедил меня, что она будет вращаться вперед. Я не знаю, в чем он убедит меня завтра!»
Я приведу вам аргумент, который заставляет думать так, и другой аргумент, заставляющий думать наоборот. Хорошо?
Одно соображение состоит в том, что, когда вы всасываете воду, она как бы втягивается в сопло. Поэтому трубка подается вперед, по направлению к входящей воде.
Но вот приходит кто-то другой и говорит: «Предположим, что мы удерживаем устройство в покое и спрашиваем, какой момент вращения для этого необходим. Мы все знаем, что, когда вода вытекает, трубку приходится держать с внешней стороны S-образной кривой – из-за центробежной силы воды, проходящей по контуру. Ну а если вода идет по той же кривой в обратном направлении, центробежная сила остается той же и направлена в сторону внешней части кривой. Поэтому оба случая одинаковы, и разбрызгиватель будет поворачиваться в одну и ту же сторону вне зависимости от того, выплескивается ли вода струей или всасывается внутрь».
После некоторого размышления я, наконец, принял решение, каким должен быть ответ, и, чтобы продемонстрировать его, задумал поставить опыт.
В Принстонской циклотронной лаборатории была большая оплетенная бутыль – чудовищный сосуд с водой. Я решил, что это просто замечательно для эксперимента. Я достал кусок медной трубки и согнул его в виде буквы S. Затем в центре просверлил дырку, вклеил отрезок резинового шланга и вывел его через дыру в пробке, которую я вставил в горлышко бутылки. В пробке было еще одно отверстие, в которое я вставил другой кусок резинового шланга и подсоединил его к запасам сжатого воздуха лаборатории. Закачав воздух в бутыль, я мог заставить воду втекать в медную трубу точно так же, как если бы я ее всасывал. S-образная трубка, конечно, не стала бы вертеться постоянно, но она повернулась бы на определенный угол (из-за гибкости резинового шланга), и я собирался измерить скорость потока воды, измеряя, насколько высоко поднимется струя от горлышка бутылки.
Я все установил на свои места, включил сжатый воздух, и тут раздалось: «пап!» Давление воздуха выбило пробку из бутылки. Тогда я прочно привязал ее проводом, чтобы она не выпрыгнула. Теперь эксперимент пошел отлично. Вода выливалась, и шланг перекрутился, поэтому я чуть подбавил давление, потому что при большей скорости струи измерять можно было более точно. Я весьма тщательно измерил угол, затем расстояние и снова увеличил давление, и вдруг вся штука прямо-таки взорвалась. Кусочки стекла и брызги разлетелись по всей лаборатории. Один из спорщиков, пришедший понаблюдать за опытом, весь мокрый, вынужден был уйти домой и переменить одежду (просто чудо, что он не порезался стеклом). Все снимки, которые с большим трудом были получены на циклотроне в камере Вильсона, промокли, а я по какой-то причине был достаточно далеко или же в таком положении, что почти не промок. Но я навсегда запомнил, как великий профессор Дель Сассо, ответственный за циклотрон, подошел ко мне и сурово сказал: «Эксперименты новичков должны производиться в лаборатории для новичков!»