“新的”物理學之父

曉 小

本期人物:理查德·費曼

科學語錄:在對科學的學習中,你學會通過試驗和誤差來處理問題,養成一種獨創精神和自由探索精神,這比科學本身的價值更巨大。

許多人認為,理查德·費曼是20世紀誕生于美國的最偉大的物理學家,一個獨辟蹊徑的思考者,一個熱愛生活和自然的人。

◎良好的啟蒙教育

1918年 5月11日,理查德·菲利浦·費曼出生于紐約市。他的父親麥爾維爾是個科學愛好者。

當理查德還坐著幼兒專用的高椅子時,麥爾維爾就買了一套浴室用的白色和藍色瓷磚。他用各種方法來擺放它們,教理查德認識形狀和簡單的算術原理。當孩子長大一點時,麥爾維爾就帶他去博物館,并且給他讀《不列顛百科全書》,然后用自己的語言耐心地解釋。

麥爾維爾教會了理查德怎樣思考。他讓理查德設想他遇見了火星人,火星人肯定要問很多關于地球的問題。比如說,為什么人在夜里睡覺呢?理蒂怎么回答這個問題呢?

這種培養和教導是很有好處的。年輕的理查德很快就開始自己讀《不列顛百科全書》了,他對上面的科學和數學文章尤其感興趣,并開始自學幾何。

高中畢業之后,費曼進入麻省理工學院學習,最初主修數學和電力工程,后來他在物理學中找到了最適合自己的位置。1939年,他以優異的成績畢業于麻省理工學院,又到普林斯頓大學念研究生。1942年6月,他獲得了理論物理學博士學位。

◎初展光芒

曼哈頓計劃是費曼研究生涯的起點。剛剛研究生畢業的費曼獲得了一個難得的機會,同一批最偉大的物理學家和數學家一起工作,其中就有漢斯·貝特。

貝特當時已經是一位知名度較高、很受尊敬的物理學家。可每當貝特說出一個費曼不同意的觀點時,費曼總是公開地強烈地表示反對。經過貝特耐心解釋他的推理過程,費曼才能平靜下來。可是等到下次觀點出現分歧時,這個過程又會重復一遍。貝特一點也不生氣,相反,費曼深入的思維給他留下了很好的印象。

貝特讓費曼到自己手下來工作,讓他做了計算組的組長。在那個時候,所有的計算都是由人工完成的,要使用對數表和笨重的機械計算器。在費曼的領導下,計算組的工作效率大幅度提高,老科學家們對費曼的工作非常滿意。讓老科學家們滿意的還有費曼那卓越的能力,他能運用邏輯來分析一切復雜問題,找出主要因素,并簡單明了地說明需要解答的關鍵問題。

◎親眼見證“蘑菇云”升起

當第一顆原子彈在美國新墨西哥州微明的天空中爆炸時,理查德·費曼可能是唯一用裸眼觀看的人。在場的每個人都發有一副電焊工用的眼鏡,費曼也不例外,但他沒有戴眼鏡,而是躲在一輛大卡車的擋風玻璃后面。

一道強光穿透了黑暗,頃刻之間它變得非常明亮,一瞬間費曼的目光不由自主地轉向一邊。然后,光好像滅了一會兒,等它重新出現的時候,已經形成了一個光芒四射的大火球,迅速變幻著顏色,一片由煙霧和爆炸碎片構成的黑云沖天而起,漸漸地形成了我們所熟悉的蘑菇形。

費曼感到一股強烈的喜悅之情,幾個月艱苦的工作終于結出了果實。

戰后,貝特邀請費曼到康奈爾大學跟他一起工作,費曼愉快地接受了。此后的幾年中,費曼對物理學的貢獻非常之大,以致很多物理學家把他稱為“新的”物理學之父,而愛因斯坦則是“早先的”物理學之父。

1965年,費曼和朱利安·薛溫格、朝永振一郎共同獲得了諾貝爾物理獎,他的主要貢獻在于對量子電動力學的理解,這個學科研究的是光和帶電粒子之間的相互作用,特別是光和電子之間的相互作用。他在弱核反應和超導研究當中也作出了巨大的貢獻。

(責任編校:陽曉婷)