Sunday, January 1, 2012

宇宙的精灵 #18.2




理查德·菲利普斯·费曼(Richard Philips Feynman1918511日在曼哈顿诞生。我们这部史书已经见过不少犹太人,小费曼的祖上也是从东欧移民过来的犹太人。父亲把年轻时未能圆的科学梦寄托到了孩子的身上。从小父亲就为儿子买了一套《不列颠百科全书》,把书的内容转换成很浅显的语言激发儿子的科学兴趣。母亲则是一个幽默大王,经常讲故事能让孩子笑到从椅子上滚下来。费曼自小就有探索的热情,和小伙伴一起,收集旧电线废电池什么的建立自己的“实验室”。到大一点,他就能安装和修理晶体管收音机。受父母亲影响,费曼从小“好为人师”,妹妹琼就成了他的第一个学生。1930年代,一个女孩子要成为科学家是一种很疯狂的想法,但在这种家庭氛围中,琼最终也成了物理学家。1950年代,琼对极光发生了兴趣,就跟哥哥达成了一个“瓜分宇宙”的协议:“只要你不研究极光,我就把宇宙其他部分都让给你。”费曼果然忠实执行这个条约三十年,直至1980年代,他的生命已经接近尽头,在请求到妹妹的同意后才涉足这一领域。

从小学到中学,费曼就表现出过人的数学天才,被称为“数学神童”。小学的时候老师就让他在学校里巡回宣讲他的独创的减法计算法。他喜欢基本原理的探索,但从不拘泥于现成的规则和方法,他经常说,只要得出正确的结论,用什么方法并不重要。像费米一样,学校能教给他的东西很少,大部分靠的自学,微积分就是在中学阶段自学的。美国1930年代的经济大萧条使一名物理学家巴德“屈尊”来到了费曼的中学当教师,他曾是著名物理学家拉比(1944年诺奖获得者,在洛斯阿拉莫斯赌赢了“大男孩”当量的那个)的博士生。发现费因曼的天才巴德常给他开小灶。一直到费曼的晚年他还清晰地记得巴德给他讲“最小作用量原理”时的情形,精确到在哪个房间,巴德站在哪里,他站在哪里,黑板挂在哪里,都说了些什么话。

1935年费曼中学毕业,报考了两所大学——哥伦比亚大学和麻省理工学院。前一所大学通过了考试,但因为犹太学生的配额已满而不被接收。剩下的就是麻省理工学院。之前费曼都自认为是数学家,现在他觉得学数学除了当教师别无他用,因此改报了物理专业。以后他一直都很感谢自己17岁的选择,成名后关于数学和物理学的关系他有句名言:“Physics is to math what sex is to masturbation。”(物理学之于数学就好比做爱之于手淫)——转述不代表我赞同,学数学的朋友你们扁费曼去,呵呵!

该学院的物理系主任是约翰·斯雷特(John Slater),就是“BKS理论”中的“S”。同宿舍两个大四的校友正听斯雷特的课,在房间里常讨论听课的内容。费曼入学后就自学狄拉克刚在美国再版的《量子力学原理》,书中的一句话成了他一生的信条,一直到晚年,只要碰到棘手的问题,他就会习惯性地踱着步吟诵这句话:“看来这里需要全新的物理思想。”第一学期的物理课由一位叫斯特拉顿(Stratton)的年轻物理学家讲授,他造诣很深(以后当了麻省的校长)就是有时不认真备课,因此经常讲到一半就卡了壳。这时他就会向学生席问:“费曼先生,你是如何处理这个问题的?”接下来的课就交给了这位“费曼先生”。

第二个学期开量子力学课,授课的也是一个很有造诣的年轻物理学家叫莫尔斯(Morse)。费因曼和另一个同样的神童学生韦尔顿在班里出类拔萃,因此得到莫老师的特别关照。有一次莫尔斯开一门麻省从没有的新课,费曼和韦尔顿赶到时教室里已经坐了一大群学生,而莫老师还坐在窗台上,像在等着什么。见他俩进来,莫老师就急切地问:“费曼,你要注册这门课吗?”“那当然。”“你呢,韦尔顿?”“我也是”,韦尔顿答道。“好!”莫老师高兴得从窗台上蹦了下来:“这就意味着我们可以开课了!”——原来学校规定一门课至少有三名学生注册才能开课,许多研究生都想听这门课但又怕考试不及格影响了平均分而选择旁听,只有一名研究生注了册,这门向研究生开的课最后居然是靠两名本科生才凑足了最低注册数。最后他发现,通过考试并不像那些研究生想像的那么困难。

1939年,费曼从麻省理工学院毕业。这时他已经认为,麻省是世界上最好的地方,他打算在这里继续攻读,直至拿到博士学位。斯雷特说:错,你一定要换个地方读研究生——他在波尔那儿工作过几年,太知道学术的“杂交优势”了,而且这孩子又是那样的潜质无限前途无量!于是才有了费因曼报考普林斯顿大学研究生。录取并不顺利,物理和数学的优秀跟英语和哲学的糟糕同样让录取委员会吃惊,此外他还是个犹太人。斯雷特和莫尔斯极力举荐,百般说服,捶胸顿足地打包票,最后才被勉强接受了下来。天上给普林斯顿掉了一块大馅饼!

给费曼指派的导师是约翰·惠勒(John Wheeler),一个28岁的年轻物理学家,此时名气不大,抱负不小,确实也有真才实学,现在妇孺皆知的“黑洞”概念就是他提出的。第一次见面辅导惠勒就给迪克一个下马威,从兜里掏出一块名贵的怀表摆在桌子上,言下之意——地位尊贵,时间宝贵,敬请珍惜。21岁迪克还在斗狠的年龄,心想:给我脸色瞧?谁怕谁呀!下来就去地摊上买了块廉价表,下一次等惠勒把表摆好后,他把自己的这块也掏出来摆在旁边,言下之意——好表孬表,计时功能一样;贵人贱人,时间同样宝贵。突然间,双方都觉得这个场景十分滑稽,于是爆出一阵大笑。“讨论转为大笑。大笑转为玩笑,玩笑再转为讨论”(惠勒语),就成了这对师生以后相处的模式。这哪还像师生呐?纯粹就一对哥们儿。

普林斯顿期间费曼的天空出现了两条乌云。一是刚入学那年第二次世界大战爆发,1941年日本偷袭珍珠港,美国被拖进战争。惠勒去芝加哥与费米一起设计建造了世界上第一座反应堆,费曼则在普林斯顿参加了分离铀235的实验。第二就是女朋友阿琳得了结核病。费曼与阿琳开始相爱大概是13岁,正读着初中。当费曼听说她只能活两年时,他的第一个念头就是马上结婚,以便在阿琳的最后岁月里照顾她。但这就意味着学校将取消他的奖学金——那时的大学是不允许学生结婚的,他攻博的生活将难以为继。后来确诊为淋巴腺结核,还可以活五年,他才放弃了这个想法。但从此他就要承受家人和朋友们的压力,要他放弃这个注定没有未来的婚姻。但你想想,跟妹妹一个玩笑式的“瓜分宇宙协议”都可以坚守几十年,他又怎么会放弃对爱人的慎重承诺?19426月刚取得博士学位,他就与阿琳履行了婚约。“新房”是一辆借来的汽车,费曼把它改装成了一个阿琳可以在上面休息的“小型救护车”。开着“新房”他们进行了一个浪漫的结婚旅行,途中在一个教堂举行了婚礼,出来就把阿琳送进了医院。

19433月,普林斯顿的曼哈顿工程小组入住洛斯阿拉莫斯。为了费曼奥本海默还专门在附近找了一家疗养院安置阿琳。阿琳在生命的倒计时中并不悲悲切切,她要让自己和费曼都过得快活。在每天写给迪克的信中依然是那样调皮、玩笑和幽默。迪克则每周末都会去疗养院看望阿琳。费曼成了洛斯阿拉莫斯的一块活宝,大家都喜欢这个洋溢着快乐气息精力过剩的大男孩。奥本和贝特更是检到了一块宝,很快费曼就被任命为贝特领导的理论部的计算组长,这个绝顶聪明又充满活力的组长使小组的工作效率不可思议的提高。

波尔到洛斯阿拉莫斯,在一次报告前,他单独跟费曼讨论了他的论题。外面的人只听见里面高声争论,还听见费曼大叫:“你简直是发疯啦!”出来波尔跟助手说,以后讨论问题就找这家伙,因为只有他敢对我说“不”。

原子弹接近成功的1945年,他们知道阿琳来日无多了,这对结婚了三年的夫妻才开始圆房,原因是阿琳想为费曼留个孩子,可是已经来不及了。送别了阿琳的费曼回到洛斯阿拉莫还像从前那样干劲十足快乐依旧。有人说“费曼即使在忧伤的时候也比别人如意的时候快乐”。原子弹试爆时每人都发了墨镜,迪克偏偏就只隔着汽车的挡风玻看,成了唯一用裸眼观看第一颗原子弹爆炸的人。试爆成功后他叮叮咚咚敲着个小鼓以示庆贺。直到阿琳去世几个月后,有次在一家小商店里看见一件女装,想起阿琳穿上一定很漂亮,心底那颗忧伤原子弹一下就超过了临界质量而爆炸,悲痛的冲击波撕裂五脏六腑,酸楚的辐射穿透七魂八魄,迪克泪如决堤,他说:“我心都碎了!”

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