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《费曼的彩虹》:“科学顽童”的“发现”

2007.9.13

美国加州理工大学校园内,费曼正全神贯注地凝视着一道彩虹,脸上充满热情。
 
我向他走过去,打了一声招呼后问道:“你知道是谁最早解释彩虹的由来吗?”
 
“笛卡儿。”他轻声回答,又问道:“那你觉得是彩虹的哪一个特色,让笛卡儿产生了做数学分析的灵感呢?”
 
“唔,当水滴被来自观察者后方的光线照射时,会呈现出弧状的光谱颜色。我想,笛卡儿的灵感来自于他发现可以藉由思考单一的水滴,以及它的几何位置来思考这个问题。”
 
“你忽略了这个现象有一个重要的特色……我会说,他的灵感来自于他认为彩虹很美。”

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智慧之光
 
1965年诺贝尔物理学奖得主、有“科学顽童”之美誉的理查德·费曼,一生都在向人们讲述他的传奇故事,诸如玩转大学同窗、捉弄女服务生、跟数学家抬杠,还有闪电般的演算速度、开绝密保险柜的技巧、敲打邦戈鼓的激情、解读古玛雅经文的手段,以及边看脱衣舞表演边思考物理学问题的嗜好,等等。
 
在费曼于1988年去世之后,有关他的种种逸闻趣事,就只能由他的朋友们和了解他的人来讲述了,这些事儿也同样生动、诙谐、启人心智。与费曼相关的图书早已出了中译本,而且大受欢迎,《费曼的彩虹》则是新近面世的又一个有趣的品种,本文开篇所引故事即出自该书。
 
《费曼的彩虹》从另一个侧面展现了费曼最后的智慧之光,其作者里昂纳德·曼罗迪诺曾是费曼在加州理工大学的同事,如今已改行成了好莱坞最为优秀的电视剧作家之一。在1981~1982年间,期盼能有一番作为的曼罗迪诺,跟身患绝症、来日无多的物理学大师费曼,围绕科学与人生两大话题,展开了长达两年的深入对话。事隔20多年后的一天,曼罗迪诺在家中无意间发现了一盘旧录音带,里面录下的正是20年前他和费曼的一些谈话内容。于是,他据此把这段尘封多年的对谈整理成书,命名为《费曼的彩虹》。
 
在此书开头部分,面对曼罗迪诺“我是否具备成为一名科学家所需要的资质?”的提问,费曼的看法是:别把科学家想得那么特别,普通人跟科学家的差距没那么远。“其实我们所做的事再正常、平凡不过,唯一不寻常的是,科学家做这些事的频率非常密集,以至于多年来,在某一个特定的主题上所获得的经验都会累积起来。”
 
在这本书的末篇,曼罗迪诺这样写道:“每次当我听到人们的构想被轻易遭到摒弃,或听到某人的人生目标被批评为无法达成时,我总是会想到费曼。他至少教会了我一件事:忠于我们真正想争取的目标是很重要的。”曼氏也反思自己:“想都没想”就去随大流追寻所谓的“传统的人生道路”,其结果却并不美妙。“对我而言,这就像追逐彩虹一样。更遭的是,这就像追逐别人的彩虹,而其实我连这些彩虹的美,都没真正看见。”
 
曼罗迪诺进而意识到:一旦你把别人的期许所造成的负担抛开,你才可以看出自己热爱的究竟是什么;追随自己的内心声音,才会真正体会到生命的乐趣与意义。于是他下定决心,要以有限的生命尽量去追求令他心动的目标,无论其他人认为这目标是否值得;决不要再对物理以及生活之美视而不见,无论对他来说那是什么样的美感。
 
科学之美
 
印象中,在詹姆斯·希尔顿的名著《消失的地平线》里,主人公对他的同伴说过这样一句话:当我们都不要去探讨一些事物的缘由时,我们的所见所闻或许会更有魅力。还记得曾有人批评科学,说科学的唯物论观点破坏了人们的想象空间。由于一切似乎都可以解释,甚至可以预测,反倒使得我们这个世界更加单调、沉闷了。
 
比如,科学家看不见星星的美丽——星星在他们眼里,仅仅是一堆聚集的气体原子而已。英国19世纪的著名诗人济慈也曾抱怨过自己的同胞牛顿,说他把彩虹所有的诗意都破坏了——彩虹在他眼里只不过是光谱的排列而已。所以,在一次文学家的聚会中,济慈于碰杯时提议:“让牛顿见鬼去吧。”尤为“可气”的是,科学家爱较真的秉性,将宇宙的种种迷人之处,如神祗、天使、星座的神奇魅力,也统统消除了。
 
我想,对于上述这些“非难”科学的看法,费曼一定会“回敬”一个费曼式的嘲笑。在拉尔夫·莱顿记录的费曼故事《科学家是怎样做成的》一文中,费曼开篇即谈到,他不能同意他的一位艺术家朋友对于花的观点。那位艺术家说:“你看,作为艺术家,我用欣赏的眼光看出一朵花儿有多美,可是你们科学家,用分析的方法把花儿剖析开来看,就把它弄得索然无味了。”
 
就此,费曼评论道:尽管他的审美眼光可能没有那位艺术家那么精致,但一朵花儿的美他还是能够欣赏的。“与此同时,我从这朵花中所见到的东西,却要比他多得多。我能想象到其中的细胞,那些细胞里面复杂的运动也自有一种美。不光在厘米的尺度上有美,在更小的尺度上或者内部的结构上,也同样有美。”
 
进而费曼讲道:花为了吸引昆虫来授粉而进化出色彩,这本身就是很有意思的事情——它意味着昆虫能够看到色彩。这又引出了另一个问题:这些较为低等的生命形式也有美感吗?颜色为什么会引起美感呢?所有这些有趣的问题,表明科学知识只会增加你对花的兴味、神秘感,甚至敬畏。“我真的无法理解艺术家们的想法——科学知识怎么会有损于美呢?只会增进美!”
 
在1955年所作的题为《科学的价值》的演讲中,费曼曾谈到科学的另一价值是趣味,也叫做心智的享受。这种享受,有人读科学、学科学得到,也有人从研究科学得到。这一点很主要,也是那些告诉我们要考虑科学对社会影响的人们所忽视的。他还说,倘若社会的目标就是要人们能够享受自己所做的事情,那么,科学带来的享受就会像别的事情一样重要。他相信,如果以负责任的态度运用科学,科学就不仅有趣,而且对人类社会的未来会有不可估量的价值。
 
发现之乐
 
费曼常说他研究物理不是为了荣誉,也不是为了奖章和奖金,而是因为它好玩,是为了一种纯粹的发现的快乐——探明自然如何运作,什么使它如此准确。他曾提到,当人们问他每周用多长时间搞物理时,他真的没法说,因为他不知道他什么时候是在工作什么时候是在玩乐——看起来他是为了消遣而玩赏物理。
 
“科学家是探险家,而哲学家是观光客……我是一名探险家,我喜欢发现。”《费曼的彩虹》记述说,费曼称发现总是令他感到兴奋,而且这个兴奋感不是来自于自己创造了某个事物,而是因为自己找到了某个原本就已经存在的美丽事物。的确,对费曼而言,发现的满足感一直都存在,即使他发现的是别人已经知道的事物,即使他只是以自己的方式重新得出别人的结果,发现的满足感也依旧存在。
 
作为20世纪后期物理学的偶像,费曼对这个领域的主要贡献是全面发展了将量子理论应用到当代前沿研究领域所使用的独特方法,并且对这个领域的当代图景产生了重大的影响。而他的风格在很大程度上来自于他的个性。
 
面对物理世界所呈现出来的一系列迷人的难题和挑战,费曼似乎总是在玩着思想的游戏。在他看来,物理学就像是试图找出神灵们下棋时的游戏规则。可他在以一种优雅的骑士风度追求自己的兴趣和发现时,又显示了对严格的形式体系的极端蔑视。正如他的同行保罗·戴维斯所评价的那样,他一辈子都是一个爱开玩笑的人,他对权力当局和学术权威,就像他对呆板的数学形式体系一样不尊重。他绝不是一个甘心被愚弄的人,只要他发现现有的规则是专横无理或愚蠢荒谬的,他就毫不客气地打破它们。
 
1988年2月,费曼富于传奇色彩的辉煌人生走到了尽头。他说他最后一个发现就是:死亡的情形。他告诉一位朋友,从7岁起就知道会有这一天,他没有必要从现在才开始抱怨。在第一次因癌症而做手术时,他对医生说,如果看起来他不能康复的话,他希望不要被麻醉,以便他能够“看到离去时的状况”。他认为处在麻醉的状态下是对于死亡的欺骗。如果他快死了,他想看看那是一种什么样的情景。
 
费曼终于有了他最后的发现,时间是在2月15日、距他70岁生日只剩几个月的时候。就在那一天,他短暂地从昏迷中醒来,嘟囔了一句:“死的过程真烦人。”接着又陷入到昏迷状态。这便是费曼的临终遗言了。当天晚上10点34分,他安详地离开了人世。

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