理查德·費曼(Richard Feynman, 1918~1988),美國著名物理學家,1918年出生于美國的一個猶太家庭,年少時就熱衷于觀察、思考和做實驗,喜歡惡作劇。他曾相繼就讀于麻省理工學院和普林斯頓大學,獲理論物理學博士;之后參加了研制原子彈的曼哈頓計劃,與愛因斯坦等偉大的物理學家和數學家共事;二戰后相繼執教于康奈爾大學和加州理工學院,深受學生歡迎。1965年,費曼因在量子電動力學方面的貢獻獲得諾貝爾物理獎。《別鬧了,費曼先生》(Surely You're Joking, Mr. Feynman)可以說是費曼的回憶錄,記述了費曼人生中精彩有趣的片段。他對物理和自己感興趣的領域專注執著的追求令人動容,他人生中那些像頑童似的惡作劇令人捧腹,他對科學的嚴謹治學與真知灼見也令人受益匪淺。
費曼為什么要研究物理?是奔著某個目標去做的嗎?讀完下文費曼的煩惱后,你就會明白,一切皆源于這是他喜歡做的事,與其他無關。
精彩片段
At Cornell, I'd work on preparing my courses, and I'd go over to the library a lot and read through The Arabian Nights and ogle1) the girls that would go by. But when it came time to do some research, I couldn't get to work. I was a bit tired; I was not interested; I couldn't do research! This went on for what I felt was a few years, but when I go back and calculate the timing, it couldn't have been that long. Perhaps nowadays I wouldn't think it was such a long time, but then, it seemed to go on for a very long time. I simply couldn't get started on any problem: I remember writing one or two sentences about some problem in gamma rays and then I couldn't go any further. I was convinced that from the war and everything else (the death of my wife) I had simply burned myself out2).
During this period I would get offers from different places—universities and industry—with salaries higher than my own. And each time I got something like that I would get a little more depressed. I would say to myself, \"Look, they're giving me these wonderful offers, but they don't realize that I'm burned out! Of course I can't accept them. They expect me to accomplish something, and I can't accomplish anything! I have no ideas ...\"
Then I had another thought: physics disgusts me a little bit now, but I used to enjoy doing physics. Why did I enjoy it? I used to play with it. I used to do whatever I felt like doing—it didn't have anything to do with whether it was important for the development of nuclear physics, but whether it was interesting and amusing for me to play with. When I was in high school, I'd see water running out of a faucet3) growing narrower, and wonder if I could figure out what determines that curve. I found it was rather easy to do. I didn't have to do it; it wasn't important for the future of science; somebody else had already done it. That didn't make any difference: I'd invent things and play with things for my own entertainment.
So I got this new attitude. Now that I am burned out and I'll never accomplish anything, I've got this nice position at the university teaching classes which I rather enjoy, and just like I read The Arabian Nights for pleasure, I'm going to play with physics, whenever I want to, without worrying about any importance whatsoever.
Within a week I was in the cafeteria and some guy, fooling around4), throws a plate in the air. As the plate went up in the air I saw it wobble5), and I noticed the red medallion6) of Cornell on the plate going around. It was pretty obvious to me that the medallion went around faster than the wobbling.
I had nothing to do, so I start to figure out the motion7) of the rotating8) plate. I discover that when the angle is very slight, the medallion rotates twice as fast as the wobble rate—two to one. It came out of a complicated equation! Then I thought, \"Is there some way I can see in a more fundamental way, by looking at the forces or the dynamics, why it's two to one?\"
I don't remember how I did it, but I ultimately worked out what the motion of the mass particles is, and how all the accelerations9) balance to make it come out two to one.
I still remember going to Hans Bethe10) and saying, \"Hey, Hans! I noticed something interesting. Here the plate goes around so, and the reason it's two to one is ...\" and I showed him the accelerations.
He says, \"Feynman, that's pretty interesting, but what's the importance of it? Why are you doing it?\"
\"Hah!\" I say. \"There's no importance whatsoever. I'm just doing it for the fun of it.\" His reaction didn't discourage me; I had made up my mind I was going to enjoy physics and do whatever I liked.
I went on to work out equations of wobbles. Then I thought about how electron11) orbits start to move in relativity12). Then there's the Dirac Equation13) in electrodynamics14). And then quantum electrodynamics15). And before I knew it (it was a very short time) I was \"playing\"—working, really—with the same old problem that I loved so much, that I had stopped working on when I went to Los Alamos: my thesis-type problems; all those old-fashioned, wonderful things.
It was effortless. It was easy to play with these things. It was like uncorking16) a bottle: everything flowed out effortlessly. I almost tried to resist it! There was no importance to what I was doing, but ultimately there was. The diagrams17) and the whole business that I got the Nobel Prize for came from that piddling around18) with the wobbling plate.
在康奈爾大學,我除了備課,還經常跑到圖書館去讀《一千零一夜》,順帶“欣賞”一下從我身邊經過的女孩子們。而到了做研究的時候,我卻無法工作。我有點兒累,我沒有興趣,我做不了研究了!那時我覺得這種狀況持續了有好幾年,但當我回頭計算時間時,卻發現不可能有那么久?;蛟S現在我也不會覺得有那么久,但在那時,那種狀況讓我覺得好像持續了很長一段時間。我就是無法開始著手研究任何問題。我記得有一次我在寫關于伽馬射線某個問題的文章時,剛寫了一兩句就寫不下去了。這讓我相信,因為戰爭(編注:指二戰)和其他所有事情(包括我妻子的去世),我已經完全筋疲力盡了。
在這期間,我總會收到來自不同地方的邀請,其中有大學也有企業,而且薪水都比我當時的高。每次我收到那樣的邀請時,我就會變得更沮喪一點。我會對自己說:“瞧,他們給我開出了這么好的條件,但他們卻不知道我已經疲憊不堪了!我當然不能接受這些邀請。他們期望我有所建樹,但我卻什么也做不成!我腦子里一片空白……”
然后我又想,現在我有點兒討厭物理,但我以前很喜歡研究物理。我以前為什么喜歡它呢?我過去把物理當成游戲。我那時常常是想研究什么就研究什么,與這個問題對核子物理的發展是否重要毫不相關,而是看它是不是有趣、好玩,能否讓我玩起來。上中學時,我看到水龍頭里流出來的水越流越細,就會想我能否弄清楚水流的這種弧線是由什么決定的。我發現這很容易,我原本沒必要這么做,它對科學的前景又不重要,而且其他人已經做過這方面的研究了。但這些對我沒有任何影響:我還是會發明創造、游戲科學,只為自娛自樂。
就這樣,我有了這個新的心態。既然我已經筋疲力盡,永遠也做不出任何成績來了,同時我已經有了這份在大學教書的好工作,而且我也很喜歡這份工作,那么就像我為了消遣而讀《一千零一夜》一樣,我打算把物理當成游戲來玩,什么時候想玩就玩,不用擔心任何重要性之類的問題。
此后不到一周,我在學校餐廳里看到,某個干蠢事逗樂的人將一個餐盤拋到空中。當盤子向上飛時我看見它在擺動,我注意到盤子上紅色的康奈爾大學?;找苍谛D。我看得很清楚,?;盏男D速度超過了盤子的擺動速度。
我正好閑著沒事兒,于是就開始計算這個轉盤的運動。我發現當角度很小時,?;盏男D速度是餐盤擺動速度的兩倍,即2:1。這是從一個復雜的方程式推算出來的。然后我想:“有沒有更基礎一些的方法能讓我發現這一點呢,比如從力學或動力學的角度來看,為什么這個比例是2:1呢?”
我現在不記得我當時是怎么算出來的了,但最后我算出了各質點的運動,以及所有的加速度是如何相互平衡使得轉速與擺速比達到2:1的。
我還記得我跑到漢斯·貝特那里去說:“嘿,漢斯!我發現了一件有趣的事情。餐碟是這樣旋轉的,轉速與擺速之比為2:1是因為……”我向他展示了那些加速度。
他說:“費曼,這很有趣,但重要嗎?你為什么要做這事兒?”
“哈!”我說,“一點也不重要。我研究這個就是覺得好玩而已?!彼姆磻]有讓我泄氣,我已經下定決心,我要享受物理,喜歡做什么就做什么。
我繼續研究,推算餐盤擺動的那些方程式。然后我又思考電子軌道在相對論框架里是如何開始運動的,接下來是電動力學里的狄拉克方程,再接著是量子電動力學。在我意識到之前(因為這一切發生在很短的一段時間里),我就已經在“玩”——實際上應該說是在研究——那些我曾經深愛、但去了洛斯阿拉莫斯實驗室(編注:研究核彈的地方)之后就不再研究的同樣的老課題:我的那些論題式問題,還有所有那些過時卻有趣的事情。
這毫不費力?!巴妗边@些事情很輕松,就像開瓶蓋一樣,一切不費吹灰之力就流出來了。我那時還差點兒試圖抗拒它!我當時做的事沒有任何重要性可言,但到頭來卻非常重要。那些圖表和幫助我獲得諾貝爾獎的整個研究都源自我浪費時間琢磨的那個擺動的餐盤。
1.ogle [???ɡl] vt. [詼諧]挑逗地注視;對……送秋波
2.burn oneself out: 使……精疲力竭
3.faucet [?f??s?t] n. (自來水管等的)開關,水龍頭
4.fool around: 裝傻相逗人笑
5.wobble [?w?bl] vi. (朝某個方向)搖晃而行
6.medallion [m??d?li?n] n. 大勛章,大獎章
7.motion [?m???n] n. 運動;移動
8.rotate [r???te?t] vi. 旋轉;轉動
9.acceleration [?k?sel??re??n] n. 【物】加速度
10.Hans Bethe: 漢斯·貝特(1906~2005),德國/美國著名核物理學家,出生于德國,曾與費曼一起在康奈爾大學教書,1967年獲得諾貝爾物理學獎。
11.electron [??lektr?n] n. 【物】電子
12.relativity [?rel??t?v?ti] n. 相對論,愛因斯坦關于空間、時間及運動的理論
13.Dirac Equation: 狄拉克方程,1928年英國物理學家保羅·阿德里安·莫里斯·狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac,1902~1984)提出的一個電子運動的相對論性量子力學方程
14.electrodynamics [??lektr??da??n?m?ks] n. 電動力學(一門研究電、磁和力學現象之間關系的學科)
15.quantum electrodynamics: 量子電動力學,是量子場論中最成熟的一個分支,研究的對象是電磁相互作用的量子性質(即光子的發射和吸收)、帶電粒子的產生和湮沒、帶電粒子間的散射、帶電粒子與光子間的散射等等。
16.uncork [??n?k??k] vt. 拔去……的塞子;打開(瓶子)
17.diagram [?da??ɡr?m] n. 圖表;圖解。這里指費曼圖。費曼圖是費曼所創立的一種用形象化的方法方便地處理量子場中各種粒子相互作用的圖。
18.piddle around: 把時間花在不重要的事情上
賞析
提到物理學家,恐怕很多人最先想到的是高深莫測的嚴肅外表、不食人間煙火的孤僻性情以及兩耳不聞窗外事的工作狂??墒?,諾貝爾物理學獎獲得者理查德·費曼教授的回憶錄《別鬧了,費曼先生》卻徹底顛覆了人們對物理學家的印象。從他的書中,我們看到的不是一個日日沉浸在實驗室里埋頭苦干的科研工作者,而是一個會解密碼鎖、會敲鼓、會畫畫、愛搞惡作劇、令人忍俊不禁的年輕人。難怪物理學家弗里曼·戴森教授在康奈爾大學初見費曼時對他的印象是“半是天才,半是滑稽演員”,后來隨著對費曼的了解加深,戴森又把原來的評價更正為“完全是天才,完全是滑稽演員”。
《別鬧了,費曼先生》以一個個生動有趣的日常故事告訴我們這位大物理學家是怎樣煉成的。童年時代的費曼熱衷于修理收音機,卻只是為了搶先聽完廣播節目給小伙伴劇透以顯示自己的“未卜先知”;上中學時他自學三角函數,自創數學符號和解題方法,還自制防盜鈴,以便在有人進入前報警;到了大學時期,他依然樂此不疲地進行著獨具費曼特色的惡作劇實驗:他用物理知識戲弄餐廳服務員,把手浸在苯里然后點火,和舍友爭論尿液是不是由于地心引力而向外排出時竟現場表演倒立撒尿,為了證明同時食用阿司匹林和可樂不會讓人暈倒而親自試驗了數次……他的一生似乎充滿了樂趣和惡作劇,令人忍俊不禁又倍覺新奇。除了物理之外,費曼對許多領域都充滿了好奇,并且樂于嘗試:他讀研時參加了生物研討組的課程,寫出了像樣的論文,并在工作后多次參與多所大學的生物研究課題;他花了一年多的時間研究密碼鎖,在原子彈研發基地那樣嚴密的安保系統下輕松破解密碼鎖,成為連鎖匠都要向他請教的開鎖專家;他去學習敲弗利吉得拉(一種金屬打擊樂器),后來在假借藝術家的身份參與大型公演時還獲得了好評;他跟朋友學畫畫,最終成功舉辦了個人畫展,有些作品還賣得了好價錢……在性格方面,他坦率而又不無得意地告訴我們他的特立獨行:在酒吧廁所里和醉鬼大打出手;在賭城中與職業賭徒研究輸贏概率;當他常去的酒吧以有礙風化遭到取締時,他上法庭為之辯護……費曼先生就是這樣一個好奇心極強且率性而為的人,他一生幽默機智、幾近頑童的言行堪與他在理論物理領域的成就齊名。
如同在年少時發明了屬于自己的三角函數符號一樣,費曼在看待和理解世界方面也有著獨特的方式——他靠追逐興趣來指引生活的方向。他喜歡在日常生活的點滴中,在隨意的時間、任意的地點親身驗證書本上的定理定律,探究這個世界上他感興趣而又未知的領域。他的有趣和他的成就都來自于他對世界始終保持的孩童般的好奇之心,以及不憚違背常理去探索的率性而為。大家都在意的他未必在意,大家不在意的他卻可能窮追不舍,因為在他看來,一切都是游戲,都是為了好玩、取樂??吹剿堫^里流出的水,讀中學的他會去計算水流的弧線;看到出來覓食的螞蟻,身為教授的他仍會興致勃勃地研究螞蟻的移動路線。費曼滿懷好奇探索著世界的奧妙,他享受著這個過程,隨心隨性。
費曼的經歷在很大程度上顛覆了我們傳統的成功觀。一直以來,我們認為偉大的成就往往等同于為了某一特定目標而進行的艱苦卓絕的奮斗,但費曼卻告訴我們,單純地追求自己的興趣也可以成就偉大的事業。即使在取得一定成就之后,他仍能找回自我,不忘初心。正如節選中所述,費曼在經歷無法做研究甚至開始討厭物理的瓶頸之后明白:沒有必要去憂慮課題對物理學、對人類發展是否重要,只要好玩即可。在費曼眼中,物理成了游戲,可以什么時候想玩就什么時候玩,不用再擔心這樣做有什么意義。這是一種摒棄了實用主義、功利主義的態度,也是一種自由靈動、無拘無束的性情。也正是這樣的態度讓他取得了重大的成就。
在費曼身上,天才的氣質和滑稽演員般的趣味絕妙地結合起來,成就了他絢麗多彩的人生。他以特立獨行的方式享受著生活,以孩童的眼睛來探索著世界的奧秘,所以世界將奇跡贈還給他。其實,摒棄功利心和實用主義,單純的喜歡和熱愛也是一種行動的理由和成功的途徑,而且這樣的感覺必當更加美妙,難道不是嗎?