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《别逗了 费曼先生》

时间:2014-08-09

1945年7月16号凌晨,在美国新墨西哥州洛斯·阿拉莫斯试验场,一个橘红色的大球腾空而起,传来滚雷般的隆隆声,人类历史上首枚原子弹试爆成功

提示:本文共有 7143 个字,阅读大概需要 15 分钟。

《别逗了,费曼先生》讲的是物理学家费曼生前的奇闻趣事。

1945年7月16号凌晨,在美国新墨西哥州洛斯·阿拉莫斯试验场,一个橘红色的大球腾空而起,传来滚雷般的隆隆声,人类历史上首枚原子弹试爆成功。在20英里外,许多科学家带着墨镜,屏息凝神地观看试爆过程,而其中有这么一个人,扔掉了发给他的墨镜,就坐在一辆卡车当中,冒着被紫外线灼伤眼睛的风险,裸眼目睹了这一举世瞩目的盛况,他说:“我要一个完全立体的经历,因此我决定不戴眼镜、直接观看爆炸过程。”他就是参与原子弹研发的著名物理学家理查德·费曼。

费曼是1965年诺贝尔物理学奖得主,被认为是爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家,也是微软创始人比尔·盖茨、谷歌创始人谢尔盖·布林、商业大亨埃隆·马斯克共同的偶像。作为知名的物理学家,费曼在科研和教学方面成果颇丰,像量子引力理论、超流理论、费曼图等等,都是他的杰作。他的费曼物理学讲义被译成了十种不同的语言,被奉为物理学领域的经典。不过,人们喜欢他不仅是因为他的科研水平杰出,更多的是因为他源源不断的好奇心、求知欲、正直幽默的品行,以及他在解决问题过程当中享受快乐的精神。除了物理学家的身份之外,他还是无线电维修师、电镀工人、保险柜密码破解高手、画家、鼓手、玛雅象形文字的破译者。费曼的有趣打破了人们对科学家一本正经的刻板印象。比尔·盖茨就说过:“费曼是令人快乐的楷模”。

《别逗了,费曼先生》这本书的内容来自于费曼的聊天记录,多年来费曼经常和同事的儿子拉夫·雷顿(Ralph Leighton)玩打鼓。费曼一边打鼓一边聊自己的故事,雷顿就在一旁录音,后来雷顿将录音素材整理成了这本书,费曼还亲自拟定了书名。全书由四部分构成,讲述了费曼从童年到研究生,之后从军参加曼哈顿计划,再后来回学校任教的故事。文风轻快幽默、引人发笑,展示了费曼的科学家精神和特立独行的性格特点。《洛杉矶时报》评论说:“任何读这本书而不大笑出声的人,心里一定有毛病。”

一、故乡小镇的童年时光

1918年费曼出生在纽约郊区的一个靠海的小镇,他的童年既轻松又愉快,在他出生之前父亲就对母亲说:“要是个男孩的话,那么他就要成为一名科学家。”父亲没有开玩笑,他对小费曼的启蒙花了很多心思,采用了新进的开放式教育,在生活和游戏当中培养了费曼的好奇心、求知欲、发现问题和解决问题的能力。当费曼还坐在婴儿椅上的时候,父亲就拿回了一堆蓝白相间的浴室瓷砖让费曼玩,父亲并不是让费曼随意敲打瓷砖,而是教他按照两片白色、一片蓝色的顺序垒起来。母亲感到不解,父亲解释说:“我正教他什么是序列,并且告诉他这是多么的有趣呢,这是数学的第一步。”就这样,在费曼还很小的时候父亲就教他认识数字和图形,随着费曼的成长父亲还一直培养他细心观察的习惯。

有一天,费曼在玩马车玩具,马车的车斗里有一个小球,费曼注意到拉动马车的时候小球往后走,而他把马车停住的时候小球往前滚,这是为什么呢?他把自己的困惑告诉了父亲,父亲并没有直接回答这是惯性,而是让他仔细观察。父亲说:“真的没人知道为什么会这样,可是你看,拉动马车的时候,如果从边上看车头的板子摩擦着小球,小球相对于地面来说其实啊还是往前挪了一点,这不是向后走的。”费曼又跑回去把球放在车上,从旁边观察,果然父亲没错,车往前拉的时候,球相对于地面确实是向前挪了一点。父亲虽然说没有直接给出确定的答案,却让费曼有了观察的兴趣和表达意见的机会。

费曼回忆说相比于其他的玩伴,父亲能够从繁忙的工作当中抽身,给予他更多的陪伴。父亲常在周末带他爬山,一边在丛林里漫步,一边给他讲解动植物的知识。父亲还常常抱着费曼给他讲大英百科全书当中的内容,把里边抽象的概念比作看得见摸得着的东西。就这样,得益于父亲的启发和培养,费曼小小年纪就对世界产生了极其强烈的好奇心。

当然,想当科学家只有观察力是不够的,还要有动手实验的能力。十一二岁的时候,费曼就在家里建造了一个小实验室,把加热器、电路当做实验工具。有一天,费曼在房间里做电路实验,正巧妈妈的朋友来家中做客,听到房间里传来噼里啪啦的声音,担心地问道:“哎呦,你们不怕他把屋子给毁了吗?”费曼的妈妈却不介意地说:“没关系,这是值得的。”

家庭教育不仅帮助费曼在科学上启蒙,还在潜移默化当中影响了他的性格。费曼的父亲是一名做制服的商人,他给许多官员做过官服,看过很多人穿着官服和脱去官服的样子,知道体面的外表不过是包装罢了。在费曼很小的时候,他坐在父亲腿上读新出的《纽约时报》,看见了一幅画,画上是一群教徒在向教皇叩首,父亲说:“他呀不过只是戴着一顶皇冠罢了,教皇也是人,也要吃喝拉撒,他有着所有人都有的优缺点。”费曼说是父亲教会了他对某些东西的不看重、不遵守。他深受父亲的影响,不贪慕名利、不畏惧权贵,这种耿直的性格贯穿了费曼的一生。

总之,在费曼成才的道路上,离不开父母的良苦用心。天资聪慧加上自身的努力,他终于从自己建造的小实验作坊,一步步走进了知名学府的大实验室。

二、费曼的求学之路

十七岁那年,费曼考上了麻省理工学院,之后又去普林斯顿大学攻读研究生。在麻省理工学院,费曼最初主修数学和电力工程,后来转修物理学。物理课上的内容对于他来说太简单了,于是他就在物理课上研究高等数学。有的时候还去生物系旁听,甚至还能够成功冒充化学家,这源于一次课余的打工经历。

一次他去朋友的电镀公司打工,这公司只有四个人,费曼就被封为了“首席化学家”。虽然说是一个门外汉,费曼也得对得起自己的名号,他不满足于现有的电镀方法,不断地做化学实验,推出了新的电镀产品,还在杂志上给公司产品做了广告。费曼有个朋友恰好也从事电镀行业,看了这个广告之后非常惊讶,感叹地说:“哎呦,这个公司一定有一个真正的化学家,而且肯定还有几十个化学专业的员工,这样的水平我们根本赶不上啊。”费曼心中窃喜:“化学家?其实搞电镀的只有我这个物理学专业的大学生了,再加上一个负责洗瓶子的手下。”

费曼就是这样一个头脑聪明、还非常勤奋的大学生,他有一股求真的蛮劲,为了真相甚至不惜拿自己做实验。在麻省理工读书的时候,有人说把阿司匹林和可口可乐一块咽下去你立刻就会不省人事。费曼觉得这简直是胡扯,必须要亲自实验一下打破谎言,所以自告奋勇地把阿司匹林和可乐一块地吃了进去,围观的同学看到费曼安然无恙非常失望,他们不甘心,说:“一定是费曼吃的顺序不对,首先要吃阿司匹林再喝可乐,或者说是先喝可乐再吃阿司匹林,总有一种情况会让你晕过去的。”费曼为了实验验证,先后用三种方式吃了六片阿司匹林、喝了三瓶可乐,观众们等着看好戏,甚至都做好了打急救电话的准备。可是看到费曼跟没事人一样,只有目瞪口呆的份儿。

就这样,费曼在学校里如饥似渴地学习知识,也成为了大家的开心果。很快,四年的本科生活结束了,1939年费曼以优异的成绩在麻省理工学院毕业,他想要去别的学校见见世面,就来到了普林斯顿大学研究生院,跟随著名理论物理学家约翰·惠勒教授研究量子力学,并且在1942年获得理论物理学博士学位。

费曼说在普林斯顿研究生院常常会遇到一些魔鬼头脑,与这些大人物的交流给了他成长的机会。费曼回忆说他在做学术生涯的第一个研究报告时,座上竟然有罗素和冯·诺依曼,他一开始非常害怕,吓得脸都绿了,心想自己这一个毛头小子怎么能够在大物理学家面前班门弄斧呢,他一边在黑板上写方程式一边紧张。正在这个时候,爱因斯坦突然走进来听报告,还问费曼茶杯在哪儿,这个时候费曼鬼使神差地淡定了起来,给爱因斯坦指出了茶杯的位置之后,转身继续写方程式,然后他集中精力、摒弃一切杂念,仿佛对屋子里的大人物产生了免疫力,开始自信地做报告。

还有一次费曼参加物理学家玻尔父子召开的讨论会,玻尔因为对原子结构以及原子辐射的研究,获得了1922年诺贝尔物理学奖,算得上是物理界的神人了。会场上的人非常多,费曼坐在后面的一个角落里,当他觉得玻尔的说法有什么不妥的时候,就直截了当地指了出来。后来,玻尔私下里对儿子说:“你记得坐在最后边的那个小家伙吗?他是唯一一个不怕我的人,下次咱们要讨论的时候,不能够和其他人先谈,他们只会说‘对对对对对,先生说的没错’,我们要找那个家伙,我们先跟他谈。”后来玻尔也给了费曼很高的评价,他说:“费曼自信且正直,这是唯一一个不怕我、敢于指出我错误的人。”

波尔

费曼在普林斯顿读博士的时候正值二战,美国虽然说迟迟没有参战,但是战争的氛围已经弥漫到了整个国家,美国也开始着手备战。因为考虑到希特勒极有可能正在搞原子弹,所以美国方面十分急迫地开启了研发原子弹的曼哈顿计划,并且想要吸纳物理学家参与到研发过程当中。

三、费曼从军记

1943年,美国陆军的一位将军跑到普林斯顿招揽人才,他大声疾呼:“物理学家对军队来说太重要了,我们想要聘请物理学家。”费曼觉得报效祖国的机会来了,一腔热血地报了名,他成功入选,进入了洛斯·阿拉莫斯国家实验室,成为了曼哈顿计划天才小组的成员。

谁想到刚来到军营,费曼的任务是查看齿轮设计图、核对数据。费曼可不甘心,他每天都研究着各种相关资料,还参加专家讨论会,积极地发表见解。渐渐地,军队发现他大有用处,任命他为理论小组的组长,但是这个项目是需要保密的,他到底在做些什么,连妻子都不知道。就这样,在封闭的军营当中,费曼开始了紧张而忙碌的工作,通常是通宵达旦。

但是他是一个非常擅长自我调节的乐天派,不管是遇到科研的难题,还是遭遇了人生的逆境,他都能乐观面对。工作压力大的时候,打鼓就成为了费曼的消遣,他会绕着树,看着月亮边走边打鼓,想象自己是一个印第安人,把烦恼都敲打走。没有鼓的时候,他就把垃圾桶翻过来当鼓敲,也能够打出动人的节奏。

费曼在打邦戈鼓

为了给枯燥的生活加点料,他还专门买了两本教人开锁的书,凭借自己的数学头脑,把破解密码的本事练得炉火纯青,几乎打开部队所有的保险箱。有一次,费曼到老同事的办公室里找资料,门是开着的,人却不在,他又觉得手痒,开始转动人家文件柜上的密码牌,不过一会儿只听到“哐当”的一声,文件柜是应声而开,接着他试了试别的保险柜,所有的保险柜密码居然都一样。他心血来潮,在第一个柜子里留字条说,“撬锁专家费曼借了一份文件。”然后在第二个柜子里留字条说,“这个柜子也不难开呀。——聪明鬼留。”又在第三个柜子里面写道,“嘿呦,密码居然都一样。——同一人留。”过了一会儿,同事回来了,然后先是看到后两个字条,以为受到了间谍袭击,吓得面无血色,直到是看到了第一张字条才知道这是费曼的诡计,居然是感激涕零地说:“嘿呦,还好是你呀。”就这样,军营里的保险柜全部升级换代,他们防的不是间谍,而是调皮捣蛋的费曼先生。

在费曼投身于原子弹研发期间,不幸遭遇了爱妻阿琳的离世,费曼从基地赶到医院之后,发现他送给妻子的钟表刚好停在了她去世的那一刻。回到了工作岗位之后,他不愿意让朋友看到自己愁眉苦脸的模样,就更加专注地投入工作。朋友们问费曼:“发生了什么事儿?”费曼只是轻描淡写地说:“她过世了。工作进行得怎么样了?”

几个月之后,费曼路过一家百货公司,看见橱窗里的一件洋装,他想到阿琳一定会喜欢,那一刻他哭的像一个孩子一般。费曼不是没心没肺,只是他不愿意沉湎于悲伤。阿琳离世一年之后,费曼为亡妻写了一封信,这封信在费曼去世之后才被拆封,他在信尾以自己一贯的幽默方式写道:“请原谅我没有把这封信寄出去,这是因为我不知道你的新地址呀。”

费曼和妻子

曼哈顿计划期间,费曼的学术水平得到了认可,他很快在学术圈里有了名气,二战还没结束他就已经炙手可热,很多科研机构都想请他过去。战争结束之后,物理学家汉斯·贝特教授,推荐费曼去康奈尔大学当教授。

四、费曼的教授生涯。

费曼认为传道授业的工作比在军营当中更能发挥自己的作用,于是在1945年的服兵役体检当中,费曼假装患有妄想症,成功地骗过了精神科医生,在被军队拒之门外之后,他来到了康奈尔大学教书,当时费曼只有27岁。

费曼教授对于教育颇有见解,他讨厌死记硬背,主张大胆探索和创新。费曼总结了学习物理的五个理由:第一是培养会测量和计算的工程师,第二是培养致力于人类知识进步的科学家,第三是认识自然和宇宙的美妙,第四是培养科学的求知方法,第五是塑造自由探索的创造精神。

在他心中,科学是神秘的,物理是美好的,研究是一种享乐的事情,应试教育断然不可取。在一次访学过程当中,他就毫不留情地抨击了巴西的教育体制。1949年,费曼来到巴西访学,他发现巴西的学生从不提问,只会死记硬背,接受的是彻头彻尾的应试教育。学期末费曼来到了巴西科学院做演讲,听众不只有学生,还有很多的教授和政府官员,费曼可不顾及听众的面子,他坦率地说:“巴西那么多小学生在书店里买物理书,比美国小孩起步都早,可是为什么整个巴西却找不出几个物理学家呢?因为孩子们做的都是无用功。”他举起了一本物理权威教材说:“随便把书翻开,指到哪一行,我都可以证明书里包含的不是科学,而只是死记硬背而已。”演讲结束之后,巴西教育部长非常汗颜,痛心疾首地说:“费曼先生的批评很有诚意,我早就知道我们的教育体制‘有病’,但是现在才发现我们‘得了癌症’啊。”

这样的行事风格难免会让一些人觉得他有点嚣张和固执,但是这也说明了费曼在教育事业上有着自己的原则和坚持。他一心扑在科研上,对于名利权势非常淡漠,在康奈尔大学执教五年的时间里,很多科研机构都想用重金挖他过去,费曼都不为所动。他渴望的是在讲台上传授知识,他说:“教学和学生使我的生命得以延续,如果有人给我创造一个很好的环境,但是不能教学,那么我永远不会接受。”

直到1951年,他得知加州理工学院建立了第一台密度梯度离心分离机,这正是他在研究当中最需要的仪器,于是费曼决定加入加州理工学院,并永远留在那儿。在加州理工学院费曼继续醉心于研究和教学,成为了学生心目当中最可爱的教授之一。不仅如此,他还收获了沉甸甸的诺贝尔奖。

费曼的诺贝尔奖来自于他对量子力学理论的贡献,但是他自己却说他的诺贝尔奖来自于一个旋转的盘子。有一天,费曼在大学食堂里吃饭,看到有人往空中扔的一个盘子,盘子边飞边转,边缘那挂着的大学徽章也在摆动。费曼发现徽章摆动的速度,比盘子转得快,他反复地观察,发现在角度很小的时候,徽章的转速是盘子的两倍,然后他联想到了相对论当中电子轨道的运动方式,又想到了电动力学的狄拉克方程式,最后费曼延伸到了量子动力学,发明了一种简单的图解方法,对量子世界粒子之间的相互作用进行模拟,就是这项发明带给了费曼诺贝尔奖的殊荣。

费曼图

1965年的一天,凌晨三点多,费曼家的电话突然响了,他气恼地说:“这个点儿你给我打哪门子电话呀?”其实要对方是要告诉费曼他获得了诺贝尔奖,一般人听到这个消息一定是十分激动的,可是费曼却淡定地说:“我在睡觉,你应该在上午打来呀。”到了白天的时候上课了,学生们问费曼是否做好了领奖的准备,费曼为难地说:“嗯,确切地说,我还没有做好领奖的准备。”因为他听说从瑞典国王手里领取诺贝尔奖的时候,必须要毕恭毕敬,领完了之后还不能够背对国王走下台,必须要后退到自己的座位上,费曼对此嗤之以鼻,他说:“我怕在后退的途中会摔倒在地。我能不能像青蛙一样跳着过去,数清楚跳了多少步,等领完了奖我再往后跳回去。”这话传到了瑞典诺贝尔奖委员会,他们马上打电话告诉费曼,说:“亲爱的费曼先生,你不必像青蛙那样跳着去领奖,你在领完了奖之后完全可以背对国王走到自己的座位上的。”费曼这才放心地去领奖。

在颁奖典礼上费曼照例要发表一段获奖感言,大多数人都是要说一些感谢的话,可是费曼却说在发现了他所做事情的乐趣之后,在发现别人运用他的研究成果之后,他已经得到了奖赏。领了诺贝尔奖之后,同事用10美元和他打赌,说费曼总有一天会当领导。不过这场赌局费曼全胜,成功拿到了那10美元。为了不做美国国家科学院院士,他连续推辞了五年,因为他觉得当官的责任太令人困扰,他说这是他保卫自由的方式。

正是这种不拘小节、特立独行的性格,让费曼少了一些严肃、多了一点情趣,成为科学家当中的顽童。有些人一直在一个领域苦苦挣扎,很可能才思枯竭。与此相反,随心所欲、率真可爱的费曼,可以从头到尾保持童心、嬉笑怒骂、生活多姿多彩、充满激情。五十岁的时候,费曼报名参加国际函授学院的美术课程,他认为艺术与科学都是表达自然界美的方式,他希望通过绘画让人们感受到宇宙的美妙。得益于科学家的观察力,他在画画上也成为了一把好手。后来还画起了模特儿素描,参加了画展。这其中却有不少趣事。

有一次,有一家按摩院出60美元要他画一幅裸体女郎斗牛图挂在店里,费曼觉得这个构思太淫秽了,就特地花80美元雇了一个模特儿,准备画一幅古罗马女奴按摩图,画好了之后,却发现按摩院的老板犯了事儿,已经被警察抓进了局子。还有一次,他把居里夫人画成了一个长发飘飘、袒胸露背的大美女,起名叫做“居里夫人观察镭辐射”。可怜的居里夫人就这样成为了费曼搞怪的牺牲品。

1988年2月16日费曼因患癌症去世,他临终前说:“死亡太烦人了,我可不愿意死两次。”第二天,他的学生们在加州理工学院图书馆的顶层挂起了一条横幅,上面写着“我们爱你,费曼”。

费曼正直率真、才华横溢、特立独行,小时候是聪明的邻家小孩,读书的时候是执著认真又喜欢搞怪的学生,从军时创造并且见证了首枚原子弹爆炸的历史,走上讲台后又是耿直率真、播撒智慧的教授。《时代杂志》评价他说:“费曼的生命就像是连锁反应,向四面八方炸开,散发出光和热,在历史的长河中,费曼正如他喜欢谈论的原子微粒一样,昂首挺胸,走来走去,留下灵动而优美的弧线。他的光芒,一直指引着后人。不做世界的观光客,而做科教的探险者。”

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