Пол Халперн - Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность [litres]

Но диссертация была неполной, поскольку она не включала эффекты специальной теории относительности, квантовый спин и другие важные аспекты современной физики. Не спешили исчезать вопросы, поднятые Дираком, и такое большое количество аспектов квантового описания того, как ведет себя электрон, покоилось на шатком фундаменте.

Пришло время вернуться к работе, время развлечься как следует.

Когда Уилер и Фейнман трудились над теорией поглощения, они были далеки от задачи ликвидировать недостатки той системы уравнений, которую построил Дирак. Многие другие физики занимались этим, например Хендрик Крамерс, выдающийся голландский ученый, постоянно указывал на то, что он считал главными недостатками квантовой электродинамики.

Крамерс был правой рукой Бора много лет и поэтому имел авторитет в научных кругах.

Несмотря на всю красоту работы Дирака, Крамерс четко видел ее недостатки, и он провел специальное исследование, посвященное математическим недоработкам в теории. Многие из них можно было суммировать (точнее, суммировать как раз не получится) в единственном слове: расходимость. Мы упоминали, как бесконечная сумма, выводимая из одного уравнения Дирака, мотивировала Фейнмана на совместную работу с Уилером и привела к созданию теории поглощения.

Крамерс одно за другим указал те места в уравнениях Дирака, где наблюдалась расходимость. Бесконечности прекрасно чувствуют себя в математических моделях, но в физике они губят все. Бесконечная сумма делает любое вычисление бессмысленным, особенно если правильно проведенные эксперименты указывают на конечное значение.

В отличие от Уилера и Фейнмана Крамерс придерживался мнения, что электроны могут взаимодействовать с электромагнитным полем. В свете элегантности и простоты полевого объяснения электромагнетизма он не одобрял радикальную хирургию теории поглощения, где поля убирались совсем. Вместо этого он искал способы отделить полевые эффекты от электронов самих по себе.

«Самих по себе» в данном контексте означает ситуацию, где не существует поля.

Полученная в результате экспериментов масса электрона, утверждал он, комбинирует массу электрона самого по себе и массу, полученную взаимодействием электрона с полем, которое он создает (вспомним знаменитое уравнение Эйнштейна, согласно ему масса происходит из энергии). В процессе, названном «перенормировкой», доказывал Крамерс, массу самовоздействия можно вычесть из экспериментальной массы, чтобы получить более реалистичную величину.

В конечном итоге голландец надеялся удалить бесконечные величины из квантовой электродинамики, и тем самым получить возможность реалистично рассчитывать собственную энергию и другие физические величины.

Но любой революционный подход требует взвешенной проверки, чтобы подтвердить все его предсказания. Это применимо к гипотезам Крамерса, к теории поглощения Уилера – Фейнмана и ко всем другим попыткам разгадать загадку расхождения.

Результаты экспериментов начала 1947 года были обнародованы на конференции на Шелтер-Айленд, куда прибыли ведущие физики, включая Фейнмана, и после нее именно идеи Крамерса позволили поставить квантовую электродинамику на более прочное основание.

Конференция на Шелтер-Айленд и несколько последующих таких встреч начались с блестящей идеи, пришедшей в голову Дункану Мак-Иннесу из Рокфеллеровского института – почему бы не направить в единый поток энергию звезд науки, нацелить ее на решение важнейших проблем физики. Он предложил эту концепцию Национальной академии наук США (НАН), и ее функционеры поддержали начинание.

Серия встреч оказала невероятно мощное влияние на современную науку.

Президент НАН Фрэнк Джеветт вместе с Мак-Иннесом продумал структуру конференции: он предложил серию коротких встреч, расписанных по темам, каждой из которых занимается группа экспертов. Само собой, академия выделила щедрое финансирование, имея в виду, что понадобятся хорошие условия для работы.

После первой конференции, посвященной биологической физике, вторую решили посвятить фундаментальным проблемам квантовой физики. Для ее организации предложили помощь два выдающихся физика, Карл Дарров, громогласный секретарь Американского физического общества, и его друг Леон Бриллюэн, имевший опыт организации знаменитых Сольвеевских конгрессов в Европе.