"«Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»" - читать интересную книгу автора (Фейнман Ричард Филлипс)

Взрыватель, который шипит, но не взрывается

Когда началась война в Европе, но еще не была объявлена в Соединенных Штатах, возникло много разговоров о том, чтобы быть ко всему готовыми и стать патриотами. В газетах помещались большие статьи о бизнесменах, желающих ехать в Платтсбург, штат Нью-Йорк, чтобы пройти военную подготовку, и так далее.

Я стал думать, что тоже должен внести какой-то вклад в общее дело. Когда я закончил Массачусетский технологический, мой друг по институту Морис Мейер, который служил в армии в войсках связи, свел меня с полковником из Управления корпусом связи в Нью-Йорке.

– Я бы хотел помочь моей стране, сэр, и поскольку у меня технические способности, то, может быть, я для чего-нибудь пригожусь.

– Ну что ж, тогда Вам лучше всего немедленно поехать в Платтсбург, в учебный лагерь новобранцев, и пройти там строевую подготовку. После этого мы сможем Вас использовать, – сказал полковник.

– Но разве нет способа применить мои способности более непосредственно?

– Нет, так уж устроена армия. Делайте, как все.

Я вышел от полковника и сел в парке обдумать все это. Я думал и думал. Может быть, действительно, лучший способ внести свой вклад – это пойти их путем. Но, к счастью, я подумал еще немного и сказал себе: «К черту все! Я немного подожду. Может быть, что-нибудь случится, и тогда они смогут использовать меня более эффективно».

Я уехал в Принстон делать свою дипломную работу, а весной еще раз приехал в Нью-Йорк в лабораторию телефонной компании Белла, чтобы найти там работу на лето. Я любил бродить по лаборатории. Билл Шокли, человек, который изобрел транзисторы, все мне там показывал. Я помню чью-то комнату, где все окно было размечено. Дело в том, что тогда строился мост Джорджа Вашингтона, и ребята из лаборатории наблюдали за строительством. Сразу, как только подвесили основной трос, они нарисовали исходную кривую и потом измеряли малейшие изменения. По мере того как элементы моста подвешивали к тросу, кривая превращалась в параболу. Именно такими вещами и я хотел бы заниматься. Я восхищался этими парнями и всегда надеялся, что когда-нибудь смогу работать с ними.

Несколько человек из лаборатории вытащили меня в рыбный ресторан позавтракать, и все были очень довольны, собираясь есть устриц. Я жил на берегу океана и даже смотреть не мог на эту дрянь. Я был не в силах есть даже рыбу, не говоря уже об устрицах.

Однако про себя я сказал: «Я должен быть храбрым. Я должен съесть устрицу».

Я проглотил одну, и это было совершенно ужасно. Но я сказал себе: «Это еще не доказывает, что ты настоящий мужчина. Ты просто не знал, как отвратительно это будет. Ведь съесть то, что не пробовал раньше, совсем легко».

Все остальные только и говорили о том, как хороши устрицы, поэтому я взял еще одну, и вот ее-то действительно было труднее съесть, чем первую.

В этот раз, четвертый или пятый из моих поездок в лабораторию компании Белла, меня приняли. Я был очень счастлив. В те дни было трудно найти такую работу, где можно было бы находиться бок о бок с другими учеными.

Но потом в Принстоне все сильно заволновались. Появился армейский генерал Тричел, который заявил нам так: «Мы должны набирать физиков! Физики необходимы нам для армии! Нам требуется три физика!»

Вы должны понять, что в те дни люди с трудом представляли себе, что такое физик. Эйнштейн, например, был известен как математик, а физики были редко кому нужны. Я подумал: «Вот и шанс внести свой вклад», – и вызвался работать на армию.

Я спросил в лаборатории Белла, дадут ли они мне летнюю работу, нужную для армии. Они сказали, что у них тоже есть военный заказ, если уж я так этого хочу. Но меня уже захватила патриотическая лихорадка, и хорошая возможность была потеряна. Было бы гораздо разумнее поработать в лаборатории. Но в то время все как бы слегка поглупели.

Я поехал во Франкфортский арсенал в Филадельфии и работал там над «динозавром» – механическим компьютером для управления артиллерийским огнем. Когда мимо пролетали самолеты, артиллеристы смотрели в наводящее устройство, а этот механический компьютер с шестернями, кулачками и прочими штуками должен был предсказать, в каком месте окажется самолет. Это была необычайно красивая по конструкции и исполнению машина, и одной из важных идей, заложенных в ней, были эксцентрические шестерни – такие, которые не были круглыми, но тем не менее должны были зацепляться. Из-за изменения радиусов шестерней скорость вращения каждого из валов функционально зависела от скорости другого. И все же эта машина была в конце эволюционной линии. Очень скоро появились электронные компьютеры.

После того как нам рассказали всю эту чепуху о том, насколько важны физики для армии, первое, что меня заставили делать, – это проверить чертежи шестеренок, чтобы выяснить, все ли числа сходятся. Это продолжалось довольно долго. Затем, мало-помалу человек, который заведовал отделом, начал понимать, что я гожусь и для других вещей, и пока шло лето, он все больше времени проводил со мной в обсуждениях.

Один инженер-механик во Франкфорте все время пытался изобретать, но никогда не мог придумать ничего толкового. Как-то раз он изобрел коробку передач, полную шестеренок, одна из которых была большая, восьми дюймов в диаметре, да еще с шестью спицами. Парень взволнованно воскликнул: «Ну что, босс, как она? Как она Вам?»

– Прекрасно, – ответил босс. – Единственное, что нужно еще сделать, – это предусмотреть пропускник для оси на каждой из шести спиц, чтобы шестеренка все же могла вращаться! – Этот умник спроектировал устройство так, что ось другой шестеренки находилась прямо между спицами.

Потом босс рассказал нам, что такая вещь, как пропускник для оси, действительно существует. (Я было подумал, что он шутит.) Это устройство было изобретено немцами во время войны, чтобы не дать британским минным тральщикам захватывать тросы, на которых держались немецкие мины, плавающие под водой на определенной глубине. Немецкие тросы с пропускниками позволяли тралам англичан проходить насквозь, как если бы они проходили через вращающуюся дверь. Так что в принципе можно было сделать пропускники на всех спицах, но босс вовсе не считал, что изготовители должны были пойти на все эти премудрости. Просто тот парень должен был спроектировать все заново и поместить ось в какое-нибудь другое место.

Время от времени армия спускала к нам некоего лейтенанта проверять, как у нас идут дела. Наш босс сказал нам, что, поскольку мы принадлежим к штатским, лейтенант выше по рангу каждого из нас. «Ничего лейтенанту не говорите, – сказал он. – Если он начнет думать, что знает, что именно мы делаем, то начнет отдавать дурацкие приказания и „закручивать гайки“».

К тому времени я уже что-то разрабатывал, но когда лейтенант приходил, я притворялся, что толком не знаю, чем я занят, что я просто выполняю указания.

– Что Вы здесь делаете, мистер Фейнман?

– Видите ли, я нарисовал ряд линий под последовательными углами, а затем предполагается, что я буду измерять различные расстояния от центра согласно вот этой таблице и все раскладывать.

– А это что?

– Я думаю, это кулачок. – На самом деле я изобрел эту штуку, но вел себя так, как будто кто-то мне сказал, что в точности я должен сделать.

Лейтенант не смог ни от кого получить никаких сведений, и мы продолжали успешно работать над механическим компьютером без всякого вмешательства.

Однажды лейтенант вошел и задал нам простой вопрос: «Предположим, что наблюдатель находится не там, где артиллерист, а в другом месте, – как вы решите такую задачу?»

Мы испытали ужасный шок. Всю эту машину мы разработали в полярных координатах, используя углы и расстояния по радиусу. Если у вас координаты x и y, то ввести поправку на смещение наблюдателя легко. Это просто дело сложения или вычитания. Но для полярных координат все чертовски запутывается!

Оказалось, что этот лейтенант, которому мы старались не дать ничего сказать, разъяснил нам нечто очень важное, что мы совсем забыли при разработке устройства: возможность того, что орудие и наблюдательный пункт находятся в разных местах! И стоило больших трудов это исправить.

Приблизительно в конце лета мне дали мою первую настоящую конструкторскую работу: надо было спроектировать машину, которая будет рисовать непрерывную кривую по набору определенных точек – одна точка поступает каждые 15 секунд. Все это имело отношение к новому изобретению, разработанному в Англии для отслеживания самолетов и названному радаром. Конструированием механической системы мне пришлось заниматься впервые, поэтому я немного испугался.

Я пошел к одному из сотрудников и сказал:

– Ты инженер-механик, я не знаю, как проектируются механические устройства, а мне как раз подбросили эту работенку.

– Ничего страшного, – сказал он. – Посмотри, я тебе сейчас покажу. Есть два правила, которые нужно знать, чтобы конструировать эти машины. Первое: трение в каждом подшипнике такое-то, а в каждом сопряжении шестеренок – такое-то. Из этого ты можешь вычислить, какая понадобится сила, чтобы привести эту штуку в движение. Второе: когда у тебя передаточное число, скажем, два к одному, и ты хочешь знать, надо ли тебе сделать 10 к 5, или 24 к 12, или 48 к 24, то вот как это решается. Ты смотришь в «бостонский каталог шестеренок» и выбираешь те шестеренки, которые находятся в середине перечня. У тех, которые в верху перечня, так много зубьев, что их трудно сделать. Если бы удавалось делать шестеренки с более тонкими зубьями, перечень продолжали бы еще дальше вверх. Шестеренки в нижней части перечня имеют так мало зубьев, что легко ломаются. Поэтому в лучших конструкциях используются шестеренки из середины списка.

Я испытал большое удовольствие, конструируя эту машину. Путем простого выбора шестеренок из середины списка и складывания моментов вращения с двумя числами, которые парень мне дал, я смог быть инженером-механиком!

Когда лето кончилось, армия не захотела, чтобы я вернулся в Принстон работать над моей диссертацией. Мне продолжали внушать всякую патриотическую чепуху и предложили целый проект, который я мог бы вести, если останусь.

Задача заключалась в том, чтобы спроектировать машину, похожую на предыдущую, – они ее называли прибором управления артиллерийским огнем. На этот раз, подумал я, проблема будет проще, потому что артиллерист должен следовать сзади в другом самолете на той же высоте. Стрелок будет закладывать в мою машину свою высоту и оценку расстояния до другого самолета. Моя машина должна автоматически наклонять орудие под правильным углом и устанавливать взрыватель.

Как руководитель этого проекта я должен был ездить в Абердин за таблицами ведения огня. Кое-какие предварительные данные у них уже были. Я обнаружил, однако, что для больших высот, на которых эти самолеты будут летать, как правило, не было вообще никаких сведений. Тогда я позвонил, чтобы выяснить, почему нет никакой информации, и оказалось, что взрыватели, которые собирались использовать, были не с часовым устройством, а с пороховым механизмом. Они не работали на таких высотах, а только с шипением сгорали в разреженном воздухе, не производя никакого действия.

Я думал, что моя задача состояла только в учете поправки на сопротивление воздуха. Вместо этого мне пришлось изобретать машину, которая заставляла бы снаряд взрываться в нужный момент, хотя взрыватель вовсе не горел.

Я решил, что это для меня слишком сложно, и вернулся в Принстон.