物理學(xué)史上最偉大的魔術(shù)師

世界上有兩種天才：普通的天才完成偉大的工作，但是讓其他人覺得，如果自己足夠努力的話，那樣的工作他們也能完成；另一種天才則像魔術(shù)師，你完全無法想象他們所做的事情。費(fèi)曼，就是一位魔術(shù)師。——漢斯·貝特（1967年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主）

理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman，1918年5月11日－1988年2月15日）就是一位魔術(shù)師般的天才。

○? 費(fèi)曼，出生于100年前。在1965年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的不久后，便在歐洲核子研究中心舉行了一場(chǎng)講座。

永無止境的好奇心

1918年5月11日，費(fèi)曼出生于美國紐約的皇后區(qū)。從小就熱愛科學(xué)的費(fèi)曼很聰明，在孩童時(shí)并沒有被貼上“天才”的標(biāo)簽。但是，小費(fèi)曼與其他聰明的孩子的不同之處在于他對(duì)所有事物都非常好奇。費(fèi)曼的好奇心使他一生在追求真理的途中，似乎被賦予了無窮無盡的精力。他總是樂此不彼地試圖去理解身邊的一切事物。

他的博士生導(dǎo)師約翰·惠勒曾回憶說：“費(fèi)曼擁有著巨大的活力。他對(duì)各種問題都充滿了興趣。”?費(fèi)曼的好奇心讓他不太在乎自己是否出錯(cuò)，而只是想要找到解決問題的辦法。他當(dāng)然知道自己有時(shí)也會(huì)犯錯(cuò)誤。

敢于挑戰(zhàn)權(quán)威

然而，純粹的好奇心并不是使費(fèi)曼成為傳奇的唯一原因。他的身上還有一個(gè)非常難得的氣質(zhì)，就是無論面對(duì)物理學(xué)還是生活，都從不屈服于權(quán)威。他總是能夠蔑視官僚主義、無視專家的意見，并敢于在最杰出的科學(xué)家面前提出不同見解。有次他讀了一些專家的論文，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們是錯(cuò)的，這延緩了他對(duì)β衰變的放射性形式的理解。于是他發(fā)誓——之后再也不要因?yàn)椤奥犘艑＜摇倍稿e(cuò)了。

年輕的費(fèi)曼就已經(jīng)顯露他在物理學(xué)上的非凡天賦，這使他在博士畢業(yè)之前便收到了“曼哈頓計(jì)劃”的邀請(qǐng)。他的工作是幫助計(jì)算核爆炸的量級(jí)。（在曼哈頓計(jì)劃期間，他與物理學(xué)家貝特共同推導(dǎo)出了“貝特-費(fèi)曼效率公式”。）突然之間，費(fèi)曼發(fā)現(xiàn)與自己同行的科學(xué)家是愛因斯坦、泡利等量子力學(xué)的先驅(qū)們。但即便當(dāng)時(shí)只是一名初出茅廬的物理學(xué)家，費(fèi)曼也毫不在乎與他打交道的是誰。

學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)

然而，在費(fèi)曼玩世不恭的外表下，其實(shí)掩藏著的是一顆敏感善良的心。早期對(duì)原子彈的研發(fā)所作出的貢獻(xiàn)讓他深陷痛苦與自責(zé)中。這些內(nèi)心的惡魔一直阻撓著他的研究進(jìn)展。直到1947年，在紐約參加的一個(gè)研討會(huì)上，物理學(xué)家蘭姆（Willis Lamb）談?wù)摿擞玫依朔匠填A(yù)測(cè)的氫原子的特定能級(jí)，與通過微波而激發(fā)的原子實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果之間的差異。受到貝特對(duì)蘭姆位移的快速計(jì)算，費(fèi)曼發(fā)展了新的技巧來解決了這一問題，并將研究擴(kuò)展到更廣泛的帶電粒子間的量子電動(dòng)力學(xué)（QED）相互作用。

QED描述的是電子與光之間的相互作用。1965年，費(fèi)曼因這項(xiàng)工作與另外兩位分別獨(dú)立提出QED的物理學(xué)家施溫格（Julian Schwinger）和朝永振一郎，共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

費(fèi)曼的QED是施溫格發(fā)展出的令人望而生畏的數(shù)學(xué)理論的另一版本。在費(fèi)曼的版本中，“費(fèi)曼圖”的發(fā)明讓深?yuàn)W晦澀的理論更加簡(jiǎn)潔易懂：在時(shí)空坐標(biāo)上，線段代表電子和正電子的運(yùn)動(dòng)，波浪線代表光子的釋放或吸收，環(huán)圈則表示一些更加神秘的相互作用。這些圖形可以變得非常復(fù)雜，但與大量的數(shù)學(xué)相比，它們實(shí)在太簡(jiǎn)潔了。

○??費(fèi)曼圖：兩個(gè)電子交換一個(gè)光子（左）；右：引力子遇到量子漲落。| 圖片來源：Olena Shmahalo/Quanta Magazine

從上世紀(jì)50年代開始，費(fèi)曼開始探索許多其他理論物理學(xué)的領(lǐng)域，其中包括超流體、超導(dǎo)、引力、質(zhì)子和中子的成分（他稱之為部分子，parton）。在每項(xiàng)研究中，他都進(jìn)行了各種變化和調(diào)試，直到得出明確的結(jié)論。

調(diào)查挑戰(zhàn)者號(hào)

他是一個(gè)如此復(fù)雜的綜合體，當(dāng)你覺得他像個(gè)玩世不恭的壞小子時(shí)，卻會(huì)發(fā)現(xiàn)他是最有氣節(jié)、最正直、最誠實(shí)的科學(xué)家。1986年，費(fèi)曼接受政府委派，調(diào)查載有7名宇航員的航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)災(zāi)難性事件的起因。當(dāng)他前往調(diào)查時(shí)，感受到了官僚和政治帶來的阻力，也察覺出問題的所在。此外，他還展示了其他委員所欠缺的道德勇氣，批評(píng)NASA的管理人員不接納工程師的警告，并指出了造成系統(tǒng)故障的設(shè)計(jì)問題。

如果說真有什么權(quán)威機(jī)構(gòu)是讓費(fèi)曼信服的，那就是真相。而他對(duì)這一神圣不容侵犯的標(biāo)準(zhǔn)的虔誠，為他與科學(xué)贏得了世人的尊敬。

教育家

除了以上提到的，費(fèi)曼還是一名出色的解說家和教育家。那些有幸聽過他的講座的學(xué)生無一不對(duì)他敏捷的思維感到贊嘆。他在加州理工學(xué)院教授大學(xué)一年級(jí)的一個(gè)課程——“物理X”，在課堂上學(xué)生可以會(huì)問他任何問題。費(fèi)曼喜歡沿用自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣，他常常拒絕向?qū)W生直接提供解決方案，而是啟發(fā)學(xué)生讓他們自己思考。

費(fèi)曼的課堂筆記被仔細(xì)記錄并作為書籍和文章出版，其中一個(gè)版本就是加州理工學(xué)院著名的三卷《費(fèi)曼物理學(xué)講義》（1964）。

費(fèi)曼的偉大之處不僅僅體現(xiàn)在卓越的科學(xué)貢獻(xiàn)上，他自由的思想、獨(dú)特的人格魅力、不畏權(quán)威堅(jiān)持質(zhì)疑的精神、以及對(duì)科學(xué)簡(jiǎn)潔生動(dòng)的解說，感染著所有的人。

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