科學頑童費曼的故事- 陳柏達的網誌- udn部落格

「我們愛你，迪克!」 ——科學頑童費曼的故事用裸眼觀看原子彈爆炸的人許多人認為，理查德·費曼(Richard Feynman)是本世紀誕生於美國的最偉大的物理學家 ... Contents... udn網路城邦 陳柏達的網誌　（到舊版） 文章相簿訪客簿 科學頑童費曼的故事 2006/08/0919:35 瀏覽1,009 迴響0 推薦0 引用0 「我們愛你，迪克!」 ——科學頑童費曼的故事 用裸眼觀看原子彈爆炸的人 　　許多人認為，理查德·費曼(RichardFeynman)是本世紀誕生於美國的最偉大的物理學家，一個獨闢蹊徑的思考者，超乎尋常的教師，盡善盡美的演員，一個熱愛生活和自然的人。

　　1945年7月16日清晨5點29分45秒，當第一顆原子彈在美國新墨西哥州微明的天空中爆炸時，理查德·費曼可能是惟一用裸眼觀看的人。

聚集在這裡的著名科學家和政要人物每人都發給一副電焊工用的眼鏡，費曼也不例外。

但他永遠都是個叛逆者，他沒有戴眼鏡，而是躲在一輛大卡車的擋風玻璃後面，他心想這麼厚的玻璃一定能夠阻擋住紫外線輻射。

費曼深知那天將要發生什麼事情，就是他領導一個小組，進行了第一個核裂變炸彈所需要的極其複雜的運算。

　　一道強光穿透了黑暗，頃刻之間它變得非常明亮，一瞬間費曼的目光不由自主地轉向一邊。

然後，光好像滅了一會兒，等它重新出現的時候，已經形成了一個光芒四射的大火球，迅速變幻著顏色，先是白色，然後是黃色，最後變成了橘黃色。

一片由煙霧和爆炸碎片構成的黑雲沖天而起，漸漸地形成了我們所熟悉的蘑菇形。

　　費曼感到一股強烈的喜悅之情，幾個月艱苦的工作終於結出了果實。

但是，由於這次爆炸及其後果，他的生活發生了急劇的變化。

　　此後的幾年中，費曼對物理學的貢獻非常之大，以致很多物理學家把他稱為「新的」物理學之父，而愛因斯坦則是「早先的」物理學之父。

1965年，費曼和朱利安·薛溫格、朝永振一郎共同獲得了諾貝爾物理獎，他的主要貢獻在於對量子電動力學的理解，這個學科研究的是光和帶電粒子之間的相互作用，特別是光和電子之間的相互作用。

他在弱核反應和超導研究當中也作出了巨大的貢獻。

　　費曼不僅僅是一個理論物理學家，他的引人注目之處還在於他的創造性、對科學的一絲不苟、幽默感、生活樂趣，以及他引起別人注意的能力。

他把這些東西都帶進了課堂，把深刻的洞察力與對自然的熱愛和迷戀結合在一起，使自己成為一個講課的行家。

科學家的誕生 　　1918年5月11日，理查德·菲利浦·費曼(RichardPhillipsFeynman)出生於紐約市。

他的父親是麥爾維爾·阿瑟·費曼，母親是露茜爾·菲利浦。

但是費曼是在長島南岸的法羅克維長大的。

他有一個妹妹瓊，比他小9歲，兩個人的關係非常親密，瓊後來也成了一名物理學家。

雖然麥爾維爾和露茜爾都是猶太人，但是他們對孩子的教育卻沒有狹隘偏執的宗教觀念。

　　麥爾維爾是1895年和父母一起來到美國的，那時他還是個5歲的孩子。

他們是白俄羅斯的明斯克人。

年輕的時候他對科學產生了濃厚的興趣，可是他沒有足夠的經濟來源來實現做物理學家的夢想。

幹了幾種雜活之後，他成了一個制服加工公司的業務代表。

在理查德出生之前，麥爾維爾就對妻子說：「如果生個男孩子，他準能當個科學家。

」為了確保自己的預言實現，他盡了最大的努力。

　　當兒子還坐著幼兒專用的高椅子時，麥爾維爾就買了一套浴室用的白色和藍色瓷磚。

他用各種方法來擺放它們，教理查德認識形狀和簡單的算術原理。

當孩子長大一點時，麥爾維爾就帶他去博物館，並且給他讀《不列顛百科全書》，然後用自己的語言耐心地解釋。

後來費曼愉快地回憶道：「沒有壓力，只有可愛的、有趣的討論。

」 　　麥爾維爾教會了理蒂(小理查德的暱稱)怎樣思考。

他讓理蒂設想他遇見了火星人，火星人肯定要問很多關於地球的問題。

比如說，為什麼人在夜裡睡覺呢？理蒂怎麼回答這個問題呢？ 　　這種培養和教導是很有好處的。

年輕的理查德很快就開始自己讀《不列顛百科全書》了，他對上面的科學和數學文章尤其感興趣。

他從閣樓上找到一本舊課本，於是就照著課本自學起幾何。

　　儘管理查德是一個智力早熟的少年，但是他卻覺得人文科學枯燥無味，他對歷史和文學毫無興趣。

他認為英語的拼寫太缺乏邏輯性，所以他即使到了成年以後也不擅長拼寫。

　　高中畢業之後，費曼進入麻省理工學院學習，最初主修數學和電力工程，後來他在物理學中找到了最適合自己的位置。

1939年，他以優異的成績畢業於麻省理工學院，又到普林斯頓大學念研究生。

1942年6月，他獲得了理論物理學博士學位。

一生的摯愛 　　理查德·費曼和阿琳·格林鮑姆從高中時代起就固定約會，甚至在理查德離開家鄉去上大學的時候，兩個人的關係也在不斷深入發展。

約會了六年以後，他們正式訂了婚。

儘管兩個年輕人的志趣很不相同，他們卻共同擁有一種古怪的幽默感。

經過多年的交往，理查德和阿琳深深地相愛了。

在理查德被普林斯頓大學錄取繼續深造時，這種兩地分離的戀愛仍然繼續進行。

在這段時間，阿琳發現自己頸部有一個腫塊，並且持續疲憊和低燒幾個月，被診斷為結核病。

理查德得知檢查結果後，認為自己應該跟她結婚以便很好地照顧她。

可是現在他的父母卻反對他結婚了，因為他們害怕理查德也傳染上結核。

他們建議他撕毀婚約，但他拒絕這樣做。

　　於是，就在理查德獲得博士學位後不久，他設法讓普林斯頓大學附近的一所慈善醫院同意接收阿琳。

他在轎車裡擺了一張床，讓阿琳躺在上面，帶她去醫院1942年6月29日，在去醫院的路上，一位治安官員主持了他們的結婚儀式。

儘管這時理查德已經在忙於曼哈頓計劃的研究工作，他還是盡心竭力地照顧阿琳。

從他們結婚那天直到阿琳去世，她一直在醫院裡臥床休養。

　　1943年春天，普林斯頓大學的科學家們被轉移到洛斯阿拉莫斯的實驗室，理查德非常不放心阿琳。

項目主持人羅伯特·奧本海默在洛斯阿拉莫斯以北60英里的阿布奎基找了一所醫院，讓阿琳住在那裡，這樣她的丈夫就可以安心工作。

每個週末，理查德都驅車趕到阿布奎基，與阿琳待在一起。

一周當中的其他日子，一對年輕夫婦就互相寫信。

就是在這種奇特而充滿悲劇色彩的情況下，兩個人也從來沒有失去過機智和幽默。

　　離試爆越來越近了，阿琳的病情卻在逐步地惡化。

1945年6月16日，她去世了，那時他們結婚才三年，離第一次核爆炸只有一個月了。

理查德陪她度過了生命的最後一刻，可是他很麻木，彷彿失去了知覺。

他對自己的缺乏感情感到很吃驚。

幾個星期以後，當他路過一家商店的時候，看到了一件連衣裙，他想要是阿琳穿上一定很美。

這時他才突然悲從中來，他失聲痛哭，無法自抑。

　　在理查德一生當中，阿琳一直都是他思想中的核心人物。

她教會了他欣賞藝術和音樂；他不斷地夢見她，並且給她寫信。

她去世兩年後的一封信是這樣開頭的：「我愛你，甜心。

」接下來理查德寫道：「我遇到了很多好姑娘，我也不想老是孤單一人，可是見過兩三次面之後她們就都隨風而去了。

只有你是我的。

你才是真的。

我最愛的妻子，我愛你。

」 　　可是就在這樣感情充沛的時候，他那愛逗趣的天性也不能完全受到壓制。

在信的結尾，他寫上：「又及：請原諒我沒有寄出這封信，可是我不知道你的新地址。

」 洛斯阿拉莫斯 　　曼哈頓計劃是費曼研究生涯的起點。

在洛斯阿拉莫斯，剛剛研究生畢業的費曼躍躍欲試，他獲得了一個難得的機會，同一批最偉大的物理學家和數學家一起工作，他們包括：奧本海默、漢斯·貝特、恩裡科·費米、愛德華·泰勒，還有約翰·馮·諾曼。

　　在此之前，費曼發現自己總是跟貝特唱反調。

貝特當時已經是一位知名度較高、很受尊敬的物理學家。

當貝特說出一個費曼不同意的觀點時，費曼總是公開地強烈地表示反對。

經過貝特耐心解釋他的推理過程，費曼才能平靜下來。

可是等到下次觀點出現分歧時，這個過程又會重複一遍。

貝特一點也不生氣，相反，費曼深入的思維給他留下了很好的印象，因此他對費曼產生了一種尊敬。

　　貝特讓費曼到自己手下來工作，讓他做了計算組的組長。

於是費曼成了幾位組長當中最年輕的一位。

在那個時候，所有的計算都是由人工完成的，要使用對數表和笨重的機械計算器。

在費曼的領導下，計算組的工作效率大幅度提高，老科學家們的工作都要依賴這些計算結果，所以他們對費曼的工作非常滿意。

　　讓老科學家們滿意的還有費曼那卓越的能力，他能運用邏輯來分析一切複雜問題，找出主要因素，並簡單明瞭地說明需要解答的關鍵問題。

令他們同樣滿意的是這位年輕的科學家對物理學那富於感染力的熱情。

很快，貝特就自豪地宣稱：「費曼能做任何事情，所有的事情。

」奧本海默寫道：「他是這裡最才華橫溢的年輕物理學家，……他有著非常吸引人的性格與個性，……他是一個優秀的教師，對物理學的各個方面都有著熱烈的感情。

」 　　戰後，貝特邀請費曼到康奈爾大學跟他一起工作，費曼愉快地接受了。

獨闢蹊徑的思考者和「天才」 　　親自參與了釋放毀滅性的核能量，又看到摯愛的妻子去世，這使費曼陷入了深深的憂鬱，這種情形持續了差不多兩年。

他不知道自己的憂鬱在多大程度上來自於原子彈，又在多大程度上來自於他深愛的阿琳的去世。

但是他不能進行物理學研究了，他的創造靈感枯竭了。

然而，他戴上勇敢的面具繼續教學，並從中獲得了極大的安慰。

康奈爾大學給費曼提供了一個避風港，讓他集中精力從事教學，而不要求他拿出研究成果。

　　1946年10月，麥爾維爾在一次中風後去世，這更加重了費曼的憂鬱。

但是他既沒有悶悶不樂也沒有與世隔絕。

正如貝特解釋的那樣：「費曼憂鬱的時候也比任何其他人興高采烈的時候還要高興。

」 　　最終，費曼用一種完全是費曼式的方法打破了憂鬱的惡性循環。

有一天，他在康奈爾大學的咖啡廳裡看見一個學生拋起了一個餐盤。

他給自己提出一個挑戰，用公式來描述盤子的轉動和擺動之間的關係。

經過一番努力，他終於能夠證明，就像他觀察到的一樣，當擺動角度很小時，轉動速度是擺動速度的兩倍。

當費曼興奮地把這一結果告訴貝特的時候，貝特很有興趣地聽完了他的話，然後問他：這有什麼實際價值呢？ 　　費曼只好承認這的確沒有任何實際價值。

對於費曼來說，這是一次深刻的領悟。

他決定從今以後，他只為了自己的興趣而研究物理。

被這個決定激勵著，他重新開始研究量子電動力學的問題，早在普林斯頓大學的時候他就開始涉足這個領域了，最終就是這方面的研究使他獲得了諾貝爾獎。

具有諷刺意味的是，他發現他出於感興趣而研究的旋轉餐碟的運動，也適用於電子旋轉的問題。

　　在康奈爾大學待了四年以後，費曼厭倦了綺色佳城冬季的氣候和小鎮的氣氛。

他對那裡學術自由的環境和周圍眾多的人文學科教授也感到不舒服。

所以當他接到加利福尼亞理工學院具有吸引力的邀請時，他馬上接受了。

此後費曼的全部時間都是在加州理工學院度過的，在那裡他進行了最有成果的研究工作。

　　在加州理工學院，費曼作為一個傳奇人物的名聲確立起來。

隨著他越來越顯示出在數學上直覺性的才能和對物理學的深刻的洞察力，「天才」這個詞也越來越多地與他聯繫在一起了。

超乎尋常的教師 　　對於費曼的教學生涯來說，父親對他早年的訓練是無價之寶。

最重要的是，麥爾維爾在他身上灌注了一種對於大自然的美的讚歎和欣賞，並使他產生了與他人分享這種感受的灼人的慾望。

聽費曼講課確實是一種觸電的經歷。

在講台上，他總是處於動態，正如他喜歡談論的原子一樣。

他像個舞蹈演員一樣昂首挺胸地在台上走來走去，他的胳膊和雙手劃出複雜而優美的弧線，配合著他的語言。

他的聲音時高時低，用來證明他的論點。

總而言之，他能牢牢地抓住聽眾的注意力。

　　費曼從教學當中得到了活力。

學生們經常提出一些深刻的問題，這常常會進一步激發他的頭腦，提供研究的課題。

有一次他寫道：「教學和學生使我的生命得以延續。

如果有人給我創造一個很好的環境，但是我不能教學的話，那我永遠不會接受。

永遠不會。

」 　　費曼也相信，人們記住他首先是因為他的教學工作。

加州理工學院把他的一系列講座收集在一起，出版了《費曼講物理》，這本書馬上成了經典著作，成了全世界的熱銷書。

這本書本來是面向加州理工學院的一二年級學生的，可是最能認識到這本書價值的卻是物理教師，他們從中找到了自己講座的靈感。

所以，費曼被稱做「老師的老師」是當之無愧的。

奇特的性格 　　費曼最可親的品質之一，是他對於自然的奇跡無休止的好奇心和從全新的角度看問題的能力。

費曼喜歡觀察最普通的自然現象，並找出其中的道理，這些現象大部分人，包括物理學家在內，都不會注意到。

費曼常說，如果一個人學會了解釋簡單的東西，他就懂得了解釋是什麼；也就是說，他理解了科學本身。

　　費曼具有一種奇特的性格。

第一次遇到費曼的人馬上會為他的才華所傾倒，同時又會對他的幽默感到吃驚。

第二次世界大戰後不久，物理學家弗裡曼·戴森在康奈爾大學見到了理查德·費曼，他說他的印象是：「半是天才，半是滑稽演員。

」後來，當戴森對費曼非常瞭解之後，他把原來的評價修改為：「完全是天才，完全是滑稽演員。

」 　　費曼總是用通俗的語言說話，從來不用高深的詞語或者詞組。

他的句子經常不合語法規範。

偉大的德國物理學家沃爾夫岡·鮑利曾經表示過對費曼的疑惑：「為什麼這個聰明的年輕人談吐像個無業遊民呢？」費曼喜歡聽到別人這樣描述他。

貝特認為費曼經常「模仿布魯克林口音和作派」來故意「掩蓋他那其實很脆弱的靈魂」。

確實，人們很容易看出，他是用插科打諢來掩飾因為失去阿琳而帶來的永遠揮之不去的悲傷。

　　雖然費曼一直使用通俗的語言，但是如果他願意的話，他可以很雄辯地講話(完全符合語法規範)，他還能寫出非常優美的詩句。

這也許正是對他的天才和自信的最好註釋。

在他的晚年，費曼努力地做好阿琳認為重要的事情。

他開始繪畫，並畫出了很好的素描和油畫作品。

「我們愛你，迪克!" 　　當費曼決定只為了興趣而研究物理時，他似乎也認定，為了撫平失去愛妻阿琳的傷痛，最好的辦法就是只為了好玩去跟其他女人交往。

他開始無所顧忌地放蕩起來。

他同本科生們約會，勾搭陪酒女郎，甚至引誘研究生們年輕的妻子。

　　1952年，他試圖通過結婚使自己的生活穩定下來。

他的妻子瑪麗·露易絲·貝爾是他在康奈爾大學的咖啡廳裡認識的，兩個人在許多方面都截然相反。

這段婚姻四年後就解體了。

　　1958年，費曼在歐洲之行中遇到了24歲的格溫妮絲·霍伍茲，她比他小16歲，是一個家庭服務員。

他勸她到美國來給他做管家，她最終同意了。

後來兩個人相愛，並於1960年結婚。

格溫妮絲給費曼的生活帶來了他迫切需要的穩定性，他們的婚姻幸福而寧靜，直至他1988年去世。

格溫妮絲還讓費曼經歷了以前沒有經歷過的事情，她使他做了父親。

1962年，他們有了兒子卡爾，6年以後，他們又收養了一個女兒美霞。

　　1986年，「挑戰者」號航天飛機發生了災難性的爆炸，諾貝爾獎獲得者費曼加入了負責調查工作的羅傑斯委員會，並賦予它科學上的權威性。

然而費曼的調查方式很快就跟委員會產生了分歧。

他不滿足於從經理們的吹風會上收集信息，而是直接去跟設計、製造、操作航天飛機的技術人員和發射人員交談。

　　費曼一度違背委員會主席的意願，收集到有關航天飛機史上遇到的所有問題的第一手資料；他確信爆炸是由橡皮環設計不合理引起的。

他用富於戲劇性和說服性的方式演示了寒冷天氣對橡皮圈的影響，他的發言搶盡了委員會的風頭，這是典型的費曼作風。

　　在生命即將結束的時候，費曼患了好幾種罕見的癌症，他的腎也幾乎衰竭。

1988年2月15日，他與世長辭，終年69歲。

他去世後的第二天，學生們在加州理工學院10層高的圖書館頂樓掛起一條橫幅，上面寫著：「我們愛你，迪克。

」九泉之下，理查德·費曼對這句質樸的悼詞一定會感到滿意和感動的。

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