在研制原子弹时,他用破解保险柜安全锁的方式来解闷

理查德·费曼是一位真正的科学奇人


他被誉为上世纪最聪明的科学家,在理论物理界享有崇高威望,曾参与著名的曼哈顿计划,并以量子电动力学上的开拓性理论获得诺贝尔物理学奖。但是,最令这位美国加州理工学院教授得意的并不是这些,而是他那多姿多彩的一生中率性而为的恶作剧和充满孩子气的智力游戏


———他的桑巴鼓技艺不凡,水平甚至使巴西本地的职业鼓手汗颜;


———他50岁开始学画,令他自豪的是,他可以像真正的画家那样卖掉自己的作品,并且没有人知道这些画竟是出自一位著名的物理学家之手;


———他是玛雅文化学者,只因偶尔得到了一本玛雅人的手抄本,奇怪的数字和符号引起了他的兴趣,由此用3个月时间,破译了其中的密码;


———他是天生的搞怪专家,在研制原子弹时,他用破解保险柜安全锁的方式来解闷,尽管研究基地的保安措施堪称世界之最,但没有一个保险柜能挡住费曼,他取出保密资料后还会留下字条:“这个柜子不难开呀”,把保安人员吓得心惊胆战;


——他不理俗务,拒绝任何行政工作,却对许多看上去毫无意义的智力游戏乐此不疲,不惜时间精力。他甚至向一群数学家宣称:“任何人如果能在10秒钟之内把题目说完,我就能在60秒之内说出答案,误差不超过10%!”令那些出题者遗憾的是,他还真的极少失手。


费曼教授传奇的一生,他的成长和他的成就,包含了太多启示。


“实验室”里的顽童


费曼11岁时,就拥有了自己的“实验室”。


当然,那不过是地下室里的一个小角落,一个装上间隔的旧木箱,一个电热盘,一个蓄电池,一个自制的灯座等等。就是用这些简单的设备,费曼学会了电路的并联和串联,学会了如何让每个灯泡分到不同的电压。对一个11岁的男孩来说,当自己可以控制一排灯泡渐次慢慢地亮起来,大约会有拿破仑征服世界的感觉。


后来,费曼得到了一架显微镜,于是他沉迷于微观的世界。这种沉迷使他发现课本常常自以为是地把世界简单化了。比如课本上说:“草履虫是种极端简单的生物,当它们碰到其他东西时会退后,转个角度重新出发。”


费曼经过观察发现,草履虫碰到东西后确实会转个角度再继续前进,可它们的动作一点都不机械———并不像课本形容的那样。它们移动的距离不一,转的角度也不同,更不一定都向右或向左转———看上去一切都是不规律的。这种观察让费曼产生了这样的印象:假如我们连单细胞动物的多姿多彩都不大了解,就更不要奢望能弄清更复杂的动物行为了。


费曼还常常为邻近的孩子表演魔术,比如把酒变成水等等。他还和朋友发明了一套戏法。桌上放着一个本生灯,费曼先偷偷地把手放在水里,再浸到苯里面,然后好像不小心地扫过本生灯,一只手便烧起来。他赶忙用另一只手去拍打已着火的手,结果两只手便都烧起来(费曼教授告诉我们,手其实是不会痛的,因为苯烧得很快,而皮肤上的水又有冷却作用)。他挥舞双手,边跑边叫:“起火啦!起火啦!”所有孩子都很紧张,全部跑出了房间,而他们的表演也就在一片惊叫中结束了。


费曼的“实验室”更像是一个“儿童园”,他的“实验”也只是一种游戏。但是,现代科学最基本的精神———实验精神,就在这些玩乐和游戏中得到了充分的展现。谁能说这些玩乐和游戏不是培养诺贝尔奖获得者的温床呢?


中国的父母,大概很少有人能接受费曼父母———一对犹太夫妇的做法,他们难道不怕失火、触电以及染上种种疾病?其中的差异或者就体现了东西方对待子女教育的不同态度,我们宁可给孩子们买昂贵的现成玩具,送他们去高价补习班,也不愿给孩子一些器材,让他们随心所欲地创造自己的乐园。


钱学森去世前感叹我们的高等教育培养不出“具有非凡创造能力的人才”,但谁能说这与我们的早期家庭教育毫无联系呢?顺便提一句,钱老盛赞的、令他“一下子脑子就开了窍”的美国加州理工学院,正是费曼教授后来长期执教和生活的大学。


只是好玩而已


费曼的好奇心极强,他对数学、生物学、化学均非泛泛涉猎,而他的出发点却常常没有什么明确目的,他并不关心他所做的有何作用,对核子物理或其他什么的发展是否重要,而只考虑这是否有趣,好不好玩。许多时候,他的种种努力不过都是为了满足单纯的好奇心。


有一次,费曼在杂志上看到一篇描写警犬的文章,提到它们的嗅觉特别敏锐。这样的文章相信许多人都看过,一般人看了就看了,不会有其它动作。但费曼却不会这样轻易放过。他想:警犬真厉害,不知道我们人类的嗅觉有多灵敏呢?


费曼的不凡之处在于他不仅是想想,而且真的趴在地上像猎犬那样爬来爬去。他的实验表明,猎犬固然在嗅觉上强于人类,但人类也不像他们自认的那样无能,事实上,问题只在于人们的鼻子常常离地面太高而已!


以后,这成了费曼教授的保留节目:他先走出房间,屋里的其他人各自从书架上抽出一本书来,堆在一起,然后他走回来,能准确地指出某一本书是哪个人碰过的,而且屡试不爽!别人都以为这是什么魔术,无论如何不肯接受费曼的解释:人手的气味差异很大,你自己试试就行了!


费曼兴趣广泛,但也仅是对科学感兴趣。他在麻省理工学院读书时,学校规定必须选几门人文课程,无奈,他只好选了同科学联系最紧的哲学课。课程结束,要写论文,因为整个学期费曼只从口齿含混的教授口中听清了“意识流”三个字,所以他决定以此作为自己论文的题目。


按照国内文科学生的做法,接下来要做的事大概就是跑图书馆、查资料,先看看别人怎么说,再决定自己能怎么说了。但费曼的做法完全不同。他想解答这个问题:睡觉时我们的思想会突然停顿下来吗?如果是,那么我们的意识流是如何停顿下来的呢?


接下来的4个星期,每天中午费曼把房间里的窗帘拉下,关掉灯、睡觉,然后观察自己入睡时发生的事情。晚上再睡一次,这样他每天就有两次观察的机会。


他的论文获得通过并获得好评。但这个结果并不重要,重要的是他为了一门他并不看重的功课而宁愿捱过4个星期昏昏沉沉的日子,重要的是他面对论文题目时首先想到的是自我实验而不是跑图书馆。


费曼常常会花许多时间在那些看上去毫无意义的事情上,对一个科学家来说,不知这算是生命的浪费,还是必须的执着。


有一个星期天,他坐在普林斯顿研究院的餐厅里。旁边有些人在玩耍,把一个餐碟丢到空中,碟子升起时,边飞边摆动,碟子边缘上的红色校徽也随之转来转去。


闲坐的费曼开始着手计算碟子的运动。结果发现,当角度很小时,校徽转动的速度是摆动速度的两倍。他兴冲冲地跑去把他的发现告诉同事。同事的反应是:“费曼,那很有趣,但那有什么意义?你为什么要研究它?”


费曼老实地回答:“不为什么,我只是觉得好玩而已。”


这个回答不能代表所有科学家从事科学研究的动机,却能告诉我们,对这个世界缺乏敏锐关注和好奇的人,注定不会在科学研究上有什么出息。因为在这个世界上,没有一件事情是毫无意义的。


费曼继续推算盘子转动的方程式,并进一步思索电子轨道在相对论状态下如何运动,接着是量子电动力学。看上去这一切都毫不费力,也毫无意义,可结果呢?


费曼后来这样总结他的工作:“结果却恰恰相反。后来我获颁诺贝尔奖的原因———费曼图以及其他的研究———全都来自于那天我把时光浪费在一个转动的餐碟上!”


“我们的教育患了癌!”


费曼一生的大部分时光是在学院度过的,有40年之久。他最不理解的是,为什么有的人不是通过了解而学习,只是靠死记硬背,把乐趣变成了刑罚。费曼的困惑来自于他的巴西之行。


在巴西里约大学,费曼做了一年的客座教授。授课内容是电磁学方面的高级课程。在那里,他发现了两个奇怪的现象:


一是学生们从不提问。有个学生告诉他原委:如果我提问,课后大家都会跑来怪我,为什么要浪费大家的时间?我们的目的是学东西,你却要打断他去提问。


二是面对同一个问题,有时学生马上答得出,有时却又一片茫然,完全不知所云。


渐渐地费曼发现,巴西的学生上课时唯一要做的就是坐在那里,把教授讲的每个字记下来,当教授重复那句话时,他们逐字检查,确保没有写错。


有次下课时,费曼问一个学生:“你抄了那么多笔记———接下来会怎样处理它们?”


“噢,我要好好地读,”学生回答,“然后考试。”


“怎么考试?”


“很容易的。我可以告诉你一道考题:在何种情形下两个物体是相等的?答:如果相同力矩造成同等的加速度,那么两物体是相等的。”


费曼只能摇头,他们有办法通过考试,但除了背下来的东西外,他们什么也不会。


这样的情景我们似曾相识,我们与巴西同列“金砖四国”,连课堂都如此相像。


在学年终了的时候,费曼应邀作了一次演讲,这是一次令巴西教育界深受震动的演讲。他坦率地告诉巴西人,他看到的令人震惊的事实:那么多小学生在书店里购买物理书,那么多巴西小孩在学物理,比美国小孩更早起步,可是整个巴西却找不出几个物理学家———为什么会这样?那么多孩子如此用功,却都是无用功!


费曼举起一本公认写得非常好的大一物理教科书,“在这本书里,从头到尾都没有提及实验结果。随便把书翻开,指到那一行,我都可以证明书里包含的不是科学,而只是生吞活剥的背诵而已。”


费曼随手翻开一页,念道:“摩擦发光:当晶体被撞击时所发出的光……”


他说:“这样的句子,是否就是科学呢?不!你只不过是用一些字说出另一些字的意思而已。有没有看到过任何学生回家试着做个试验?我想,他没有办法做,他根本不知道该怎样做。”


“但如果你写:‘当你在黑暗中用钳子打在一块糖上,你会看到一丝蓝色光。其他晶体也有此效应,没人知道为什么。这个物理现象被称为摩擦发光。’那么就会有人试着回家自己做,这就是一次与大自然相遇的美妙经验”。


几乎所有奔向现代化的后发国家,都曾经或正在面临着巴西人的困扰:他们需要科学,他们努力地学习科学,但他们却不了解:科学不是教义,而是一次次的“与大自然相遇的美妙经验”。


据说,在费曼教授结束演讲之后,巴西教育部长站起来痛心疾首地说:“我早已知道我们的教育体制有病,但直到今天我才发现我们患了癌!”———那种大家努力考试,然后教下一代继续努力考试的教育,何时才是尽头呢?


一个简单而优雅的实验


费曼不仅仅是一个大科学家,还是一位杰出的教育家。他总能将深刻的科学思想、对大自然独特的洞察力与他特有的幽默感完美地结合起来,带进课堂。他是最受学生欢迎的老师。


有一个著名的故事。


一次学术会议的间隙,速记员问费曼:“您肯定不是教授吧?”


“为什么这么问?”


“您知道,我是个速记员。在这里,大家说的每句话我都得记下来。但其他人的话,我一句也不懂。可你提问和发言时,我全懂。我想您不可能是位大教授。”


在学生的回忆里,听费曼讲课有一种“触电”的经历。在讲台上,他总是处于亢奋状态,像舞蹈演员一样走来走去,胳膊和双手配合着语调划出复杂而优美的弧线。无疑,对学生而言,听他的课不仅是一种“智力体操”,还是一种感官享受。加州理工学院将他讲课内容编辑整理成《费曼讲物理》(有中文译本)一书,很快成为经典科普著作,至今仍热销全世界。


费曼的天才之处在于,他能在别人都不注意的地方,在最普通的自然现象里,发现出人意料的东西。他说过:“如果一个人学会了解释简单的东西,他也就理解了科学本身。”


1986年,美国“挑战者”号航天飞机失事,费曼作为科学权威加入了罗杰斯委员会,参与调查这起灾难性的爆炸事故原因。他与委员会的工作方式非常不同,他不是根据提交来的报告和会议信息做判断,而是直接去到设计、制造、操作航天飞机的技术人员和发射人员那里了解情况。


于是,戏剧性的一幕在最后的调查会议上出现了:


其他调查人员出示了各种各样杂乱而繁多的数据资料,显示失事原因极其复杂。


轮到费曼,他只告诉会场的负责人:“请给我一杯冰水。”


只见这位物理学家从左边口袋里掏出一把刚从五金店买来的尖嘴钳,从右边口袋里拿出一个航天飞机推进器上使用的橡皮环,然后用尖嘴钳夹住橡皮环,塞进冰水里。


5分钟后,他提出冻硬的橡皮环,松开钳子说:“发射当天的低气温使橡皮环失去膨胀性,导致推进器燃料泄漏,这就是问题的关键。”


第二天,《华盛顿邮报》这样报道:“费曼用一个简单而优雅的实验,让所有人明白了失事的原因。”


一个简单而优雅的实验,不仅告诉世界这场巨大灾难的背后原因,也解释了一个伟大物理学家诞生的真正秘密。


1988年2月15日,费曼因患癌症辞世,终年69岁。那天,他从昏迷中醒来,嘟囔了一句:“死亡太烦人了,我可不愿死两次。”接着又陷入昏迷,这便是他的临终遗言。


第二天,他的学生们在加州理工学院10层高的图书馆顶楼挂起一条横幅,上面写着:“我们爱你,迪克。”这位科学奇才如果地下有知,又会露出他那孩子般的顽皮笑容吧?



启 君

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