Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

Однако на самом деле их методы не так уж различались. Коллеги, хорошо знавшие обоих как серьезных ученых, видели, что им несвойственно прятаться за формализмом и подменять математикой физическое понимание. Даже те, кто считал Гелл-Манна лингвистическим и культурным снобом, признавали, что в физике его, как и Фейнмана, отличали честность и прямота. За годы своей долгой карьеры Гелл-Манну удалось не только объяснить свое видение, но и очаровать им тысячи ученых. Напав на новый след, они оба неустанно шли по нему, проявляя абсолютную концентрацию и готовность испробовать любые методы.

А еще каждый из них придумал себе определенный образ, что не осталось незамеченным для наблюдательных коллег. «Мюррей носит маску человека высококультурного, — говорил Сидни Коулман. — А Дик — рубахи-парня, мальчишки из пригорода, который видит то, чего не замечают городские пижоны». Оба пытались соответствовать этим шаблонам, и в конце концов реальность стало невозможно отличить от притворства.

Гелл-Манн — натуралист, коллекционер и специалист в области классификаций — как нельзя лучше подходил на роль ученого, способного интерпретировать стремительно растущую вселенную частиц в 1960-е. Новые технологии в сфере ускорителей (на этот раз пузырьковые камеры с жидким водородом и компьютеры, позволяющие автоматизировать анализ треков столкновения) открыли ящик Пандоры, и сотни доселе неизвестных частиц вырвались на свободу. В 1961 году Гелл-Манн и — независимо от него — израильский физик-теоретик Юваль Неэман нашли способ свести в единую систему различные симметрии спинов и странности. В алгебраической терминологии это была группа, известная как SU(3), — хотя Гелл-Манн вскоре в шутку окрестил ее «восьмеричным путем»[163]. Восьмеричный путь напоминал сложный прозрачный объект, в котором, если поднести его к свету, обнаруживались семьи из восьми, десяти или даже двадцати семи частиц. Эти семьи были разными, но некоторые их свойства совпадали, в зависимости от того, как на них смотреть. Восьмеричный путь стал новой периодической таблицей, которая считалась триумфом классификации прошлого века, так как выявила скрытые закономерности в мире разрозненных химических элементов, между которыми существовала численная взаимосвязь. Но по сравнению с таблицей Менделеева открытие Гелл-Манна являлось более динамической системой. В теории групп одна операция влекла за собой множество других, как перетасовка карточной колоды или поворот граней кубика Рубика.

Теория Гелл-Манна обладала такой силой, потому что была воплощением концепции, которую любой физик высоких энергий считал краеугольным камнем своего метода, — концепции неточной симметрии, «почти-симметрии», или — термин, который укоренился в итоге, — нарушенной симметрии. В мире частиц было полно таких почти-симметрий, представлявших опасность для теоретика: они служили своего рода «запасным выходом» на случай, если ожидания не совпадут с реальностью. Нарушенная симметрия подразумевала процесс, изменение состояния. Когда вода замерзает, она утрачивает свою симметрию; система временно выглядит иначе, если взглянуть на нее с другой стороны. Типичный пример нарушения симметрии — магнит, который сам «выбирает», как себя вести. В физике частиц такие примеры часто казались выбором, сделанным Вселенной, когда она сгущалась и из горячего хаоса превращалась в прохладное вещество, cодержащее многочисленные случайные асимметрии.

В очередной раз доверившись своим расчетам, Гелл-Манн предсказал существование доселе неизвестной частицы, которая является следствием нарушения симметрии. Омега-гиперон обнаружили в 1964 году; для этого команде из тридцати трех физиков-экспериментаторов пришлось просмотреть более трехсот тысяч метров фотопленки. Через пять лет Гелл-Манн получил свою Нобелевскую премию.

Его следующее и самое знаменитое открытие было сделано в результате попыток понять и объяснить эффективность «восьмеричного пути» для описания поведения частиц. SU(3) наряду с восьмикомпонентными и десятикомпонентными семьями должна была включать основную семью из трех элементов. Это выглядело странным упущением. Согласно теории групп эта троица должна была обладать дробными электрическими зарядами: ²/₃ и ^–1/₃. Поскольку до сих пор заряд всех частиц был единичным, это казалось невообразимым даже по современным стандартам. И тем не менее в 1963 году Гелл-Манн и — независимо от него — молодой физик-теоретик из Калтеха Джордж Цвейг выдвинули такое предположение. Цвейг назвал свои частицы тузами, но верх в лингвистической битве снова одержал Гелл-Манн, предложивший в качестве названия бессмысленное кряканье, кварк. (Вообще-то Гелл-Манн настаивал, что придуманное им слово произносится иначе — «кворк», но название прижилось. А позже он обнаружил, что в литературе слово «кварк» уже встречалось: в романе Джойса «Поминки по Финнегану» была фраза «три кварка для мистера Марка».)