继续闹吧,费曼先生
继续闹吧,费曼先生
100多年前,理查德·费曼在美国纽约出生。
费曼是谁?
他是理论物理学家、诺贝尔奖得主、开创量子电动力学、发明费曼图;他亦传奇无数,曾偷偷打开放有原子弹机密的保险柜、为脱衣舞厅老板出庭作证、在皇室面前边抽烟边讲烂笑话、身为物理系教授跑到生物系与学生一起上课做功课、飞到巴西参加音乐表演等。
费曼从不介意别人目光,他甚至写自传细说这些离经叛道的行径,使他可能成为物理学界里比爱因斯坦更有名的物理学家。
▌“拼爹”的费曼
按照费曼的经历和折腾程度,很多人都会认为他一定是那种天才神童。
其实,他和爱因斯坦一样,很迟才开口说话,他也从不认为自己是天才,而把自己对科学的聪明才智归功于父亲的启蒙。
费曼的父亲是个卖制服的商人,和物理学八竿子打不着,但费曼从父亲处学到了如何学习。
有一天,费曼在玩一辆玩具货车。他在玩具货车上放了一个球,然后他发现当他把玩具货车向前拉时,球会向后滚。
费曼觉得很奇怪,为什么玩具货车明明向前跑,但球却向后滚?
他跑去问父亲,父亲对他说,“其实球并没有向后滚,你试试水平看着玩具货车,就会发现这只是错觉。”
费曼照做,果真发现球其实是向前滚的。他再问父亲,为什么?
父亲的答案影响他一生往后看待宇宙万物的态度:“那是个神秘的现象,没有人知道为什么。普遍的原理是,运动中的东西会继续运动,静止的东西会继续静止。科学家们叫这做惯性,但事实上,没有人知道为什么有惯性。这只是一个称呼。”
父亲短短的回答,不仅教会小费曼如何区分“知道东西的名字”和“知道东西”。也教会费曼一种科学家精神:诚实地表达自己的无知。
费曼小时候常和父亲一起阅读《大英百科全书》,父亲喜欢图像化地为小费曼解释书中的内容。比如:“暴龙身高二十五尺,头阔六呎。这代表如果有一头暴龙站在窗外,它能从这里的二楼窗外看见我们。不过它的头太大了,穿不过窗户。”
费曼日后做物理研究,也喜爱从图像化方式入手把问题简化。他说:如果我们无法把一个理论简化至大学一年级的程度,我们就不算真正理解这个理论。
他发明的费曼图,大大简化了量子力学的计算方式,就是明证。费曼图帮助费曼推导出光与物质的互动——量子电动力学,费曼因而获颁 1965 年诺贝尔物理学奖。
▌不干正事的费曼先生
1942年,正在写博士论文的费曼,被奥本海默招募进入极机密的原子弹研发计划“曼哈顿计划”。
研究所是军事重地,保安非常严密。进入时必须在入口闸门经过冗长的安全检查,然而离开却只需出示证件就可以了。
费曼发现围篱上有个大洞,可以避开安全检查进入研究所,他认为军队安全意识不足,然而他爱玩的性格又驱使他不直接报告,而是跟军队开个玩笑。
费曼利用篱上的洞进入研究所,然后在闸门出示证件离开,不断地重复进进出出。负责检查的军人觉得奇怪,为什么这同一个人没有进入过,却不断离开?结果军方竟然拘捕了费曼,而不是去正视问题。
研究所内每个人都有自己的保险柜。费曼研究了保险柜运作方式后发现,很多人选的密码都很容易猜到。
于是,他练成了能在短时间内打开研究所内任何人保险柜的技术,经常偷走其他人保险柜内的重要文件,放在他们的办公桌上,希望提高他们的安全意识。
参加曼哈顿计划的科学家 左起:
冯·诺依曼,费曼,乌拉姆
费曼酷爱打邦哥鼓,他甚至因为作为爱打邦哥鼓的物理学家而为人所识。
1951年,费曼曾游学巴西,深受森巴音乐所打动,他学习了一种巴西独有的乐器,并参加了一个地道的乐团,更被选拔进入街头巡游表演。
表演那天,费曼入住的酒店一个相熟的侍应生知道费曼热爱森巴音乐,就跟费曼说:“教授,今天街上有森巴音乐巡游表演,你一定会喜欢!”费曼就说:“今天我有事要做。”
结果,当费曼的乐团经过费曼的酒店时,那侍应惊喜地发现费曼竟然是表演者之一!他就大叫:“那是教授!那是教授啊!”
费曼从不摆教授的架子。他试过在休假年走到生物学系上课,因为他对生物学感兴趣。生物系的教授就说:“你可以跟其他学生一起上课和实习,条件是你要跟他们一样交齐功课和报告。”结果费曼真的照做了。
费曼喜欢光顾一家脱衣舞酒吧,他会点一支可乐,然后计算一些物理问题,或是练习素描。酒吧顾客也不乏其他专业人士,有律师、老师等等。
后来,这家酒吧被人告上法院,说他们破坏社区形象之类的。酒吧老板请求常客们帮他辩护,可是那些专业人士们一个也没答应,除了费曼。
费曼想,我喜欢这里,而且也没有做什么违法的事情,怕什么?费曼就出庭作证了。结果,第二天报纸就刊登了“物理学教授经常光顾脱衣舞酒吧”。
▌无用之用,方为大用
二战后,费曼在康奈尔大学当物理学教授。他曾有一段时间因为想不出新的物理构思而非常苦恼。
费曼觉得自己不值得大学高薪聘请,他走去跟物理系主任说:“我想不到重要的问题去研究。”系主任就跟他说:“别担心,聘人是我们应该承担的风险,你尽管做自己感兴趣的东西就好。”
从此,费曼就真的不管任何人,只做自己感兴趣的事。
有一天,费曼在餐厅看到几个学生在抛餐碟。餐碟上印有学校的标志。费曼发现标志旋转和摆动的频率似乎有着某个数学关系。他觉得这个现象很有趣,于是立即埋首计算。他把计算结果交给系主任看,主任问他:“这很有趣,可是有什么用?”费曼回答:“我只是觉得这很有趣,我不管它有什么用!”
但是没想到,这个“没用”的研究,最后却产生了“大用”。费曼在 1965 年获颁诺贝尔物理学奖,原因是他成功推导出电磁辐射与物质的交互作用的一个完整理论,称为量子电动力学 。其中一部分计算灵感就是来自于当年餐碟标志的计算。
除了费曼,1965年这个诺贝尔物理学奖,还有另外两位科学家共同获得,因为他们各自使用不同方法推导出相同结论。其中,费曼的方法与别不同,他用图象方法代替繁琐的代数运算,使整个物理过程能表达得更清晰,这种方法就是费曼图,最初来自于费曼父亲对他的教导。
费曼最值得我们学习的地方,可能并非他的科学成就,而是他对知识的态度。
费曼得到诺贝尔奖后,他以前的一个学生写信祝贺他。费曼回信问学生现在做些什么研究, 学生回覆说自己的研究是“卑微”的。
费曼看了,就回信说:“那些你能解决、能帮助解决、能够出力的问题,就是值得花时间研究的问题。……如果我们能够做些东西,这问题就不小、不琐碎。你说你名不见经传?对你妻儿来说,没有这回事。”
费曼的艺术家朋友曾对他说:“科学拿走了花朵之美,令花朵变得枯燥乏味。”
费曼回答道:“我也可以感受到花朵之美。但同时我看到其他人并不一定能立即看出的更深刻的美丽。我能看见花朵之中复杂的互动之美。花是红色的。这代表花朵演化出颜色去吸引昆虫吗?这带出另一个问题:昆虫能看见颜色吗?它们会审美吗?如此类推。我看不出研究花朵何以拿走它的美丽。这只会加深。我不明白这如何减少。”
费曼认为,世界的美丽是每个人都可以看见的。但透过科学,除了世界外表上的美,我们更可以看见大自然运作的美丽。
▌骄傲的费曼先生
费曼蔑视政治权威,且并不喜欢诺贝尔奖或任何其他荣誉,他认为荣誉只会为他带来烦恼。
1965 年,当诺贝尔奖委员会于美国半夜时间从斯德哥尔摩打电话给费曼时,他生气地说:“现在什么时候?明天早上再打来!”就挂了电话。很多记者一个接一个打电话给费曼,使得他要把电话线拔掉。
费曼苦恼地问妻子,他应不应接受这个奖。他妻子就说:“如果你不接受这个奖,你会更加出名。”于是,他无可奈何地就接受了诺贝尔奖。
费曼在诺贝尔奖晚宴上看见丹麦公主,他就问可否坐在旁边,公主说:“可以,你不是其中一位得主吗?你是做什么领域的?”费曼回答:“我做物理的。”公主就说:“噢!我们不能谈论物理,因为那是没有人明白的领域。”费曼却说:“正好相反。正是没有人明白的东西,我们才要去讨论。人人都明白的东西,就不需要讨论了。”