“我不能忍受诺贝尔奖的存在,它伤害了我。”

      本文首发于公众号“费米科学”(fermi_science),转载请联系原作者。

      大家好

      今天小编要跟大家分享一个

      特别的物理学家

      他24岁就参与了

      “曼哈顿计划”

      却因日本原子弹爆炸

      而不想继续研究

      他的发现开创了

      一个全新的学科领域

      却认为因此获得的诺贝尔奖

      伤害了自己

      他被《物理世界》评为有史以来

      十位最伟大的物理学家之一

      却又被人说成是

      “物理学界的叛徒”

      这个矛盾的传奇物理学家就是

      理查德·菲利普斯·费曼

      01

      1918年5月11日,费曼出生在纽约市郊区的一个普通的工人家庭。

      他还未出生前,他的父亲许下愿望,如果是个男孩,让他当科学家。

      于是在费曼还很小的时候,他的父亲就开始给他读《大英百科全书》,而且讲述的十分生动。

      据费曼自己回忆:

      一次读到恐龙,书上是这样说的,这种动物有7.6米高,它的头有1.8米宽。

      这时父亲会停下来说,我们来看看这是什么意思。这是说,如果它站在我们的院子里,它的高度足以让它把头伸进窗户里,但它伸不进来,因为他的头有点太宽了。

      想到世界上有如此庞大的动物,而那时还没有人知道,它们全部灭绝的原因,这是很令人兴奋激动的。

      受父亲的影响,费曼对探索世界产生了浓厚的兴趣。

      10岁时,他在家建立了自己的实验室,在里面修理收音机、做物理实验。

      17岁时,他在纽约的一次数学竞赛中获奖。

      同年,他被麻省理工学院录取。

      从麻省理工毕业后,他又以数学和物理满分,这一史无前例的成绩,考入菲林斯顿大学读研究生。

      24岁时,他被要求加入“曼哈顿计划”,和世界顶尖的物理学家一起研制原子弹。

      当时德国是理论物理的知识中心,为了抢先于德国制造出原子弹,时间成为了最大的关键。

      但一个棘手的问题,挡在了他们面前,当时还没有计算机,所有庞大的计算都只能靠手算完成,这使得研究的进程无法快速推进。

      ☉ 人力计算小组 来自腾讯视频

      这时,费曼的到来改善了这个状况。

      他发明了一种平行计算方法,大家同时计算,然后汇总。

      这支人力计算小组,开始以十倍于原来的速度运转,推动了原子弹研制的顺利进行。

      这也使得那些科学界的大人物们,第一次知道了费曼。

      ☉ 曼哈顿计划的科学家们 来自腾讯视频

      后来,原子弹研制成功,三周后,两颗原子弹从日本上空落下。

      实验室的人们兴奋不已,举办了庆祝派对,但费曼却感到不安,因为他觉得是自己的知识造成了那么多人的死亡。

      失落的情绪使他无心研究,于是他接受了康奈尔大学的邀请,来到学校教书。

      而此时物理学界正经历着一场混乱,关于原子运动的新发现,产生了一个全新的物理学领域——量子电动力学

      原先对自然基本构成元素的很多认识,被证明是错的,这让物理学家们对所有事物都产生了怀疑。

      而可以解释这一切的量子电动力学,又受到无穷大∞这一概念的困扰,时而准确,时而又差的离谱。

      世界上最聪明的物理学家们,为这个无穷大的预测感到困惑,甚至连量子电动力学之父,保罗·迪拉克也糊涂了。

      ☉ 量子电动力学 来自腾讯视频

      这时,学校的单纯环境,让费曼找回了发现的乐趣,一次食堂中的偶然发现,给他的研究生涯带来了

      那时他正在吃午饭,有个学生在食堂里扔盘子玩,盘子上有一个标志,随着盘子被抛起落下,标志转动起来。

      费曼被这不起眼的动作吸引,他开始好奇标志和盘子运动间的关系,于是他列出了旋转物体的运动公式,开始反复研究。

      盘子和标志的旋转,让他联想到了一个当时正困扰着整个物理学界的问题,就是根据迪拉克的方程,得出的电子的旋转

      受旋转盘子的启发,费曼认识到得出无穷大结果的方程式,本身并没有错,只是需要从另一个角度来看。

      他提出了一个革命性的想法,用简单图示法,将方程中每一个条件和一些小图画符号联系起来,这种做法避免了量子电动力学复杂的计算,人们现在把这种图示叫做费曼图

      ☉ 费曼图 来自腾讯视频

      费曼所触及的量子电动力学领域,成为了数值上最准确的物理理论。

      作为对费曼工作的肯定,1965年的诺贝尔物理学奖,颁给了费曼以及朱利安·施温格和朝永振一郎,他们都在相同的领域做出了贡献。

      02

      费曼是少数几个在大众心目中,形象生动鲜活的前沿科学家之一。

      他生来具有十分可爱的品格和个性,加上受到父亲儿时对他教育方式的影响,使他成为大家眼中才华洋溢又风趣幽默的老师

      1950年,他受到加州理工学院的邀请,重新设计了本科物理学课程,这套新课程涵盖了整个物理学的历史,被称为费曼讲座

      令人激动的专业内容,加上他富有感染力的授课风格,使得这门课程十分热门,学生们都视他为偶像。

      他对物理教学充满了热情,不仅在学校授课,他还在电视上向公众做讲座,他通俗易懂的教学方法,勾起了很多人对科学的兴趣。

      热爱教书的他,在加州理工学院上完一生中最后一节课后仅仅两周,终于未能战胜与之搏斗十年的癌症,永远地离开了他心爱的讲台。

      当天,加州理工学院的大学生们在学校十一层高的图书馆大楼上高高悬挂了一条横幅:“Dick,We Love You!”

      这句简单的话语,胜过千言万语!

      03

      在美剧《生活大爆炸》中,谢尔顿戏称费曼是物理学界的叛徒,这应该说出了很多物理学家们的心声。

      这倒不是因为费曼做了什么伤害物理学的事情,而是因为他跑去别的领域,做了很多与物理不相关的事情

      在“曼哈顿计划”紧张的推进时,他抽空研究了撬锁技术,整个实验基地的保险柜无一幸免,全被他打开过。

      在巴西的大学任教时,他又跑去街头学鼓,业余时间在巴西桑巴乐团担任鼓手,后来参加嘉年华游行,还赢得了当年的冠军。

      在加州理工学院任教时,他又迷上了画画,从头开始学习素描,他还和他的画家朋友约定,周日互相教学,他教画家物理,画家教他绘画。

      他还常去帕萨迪纳的一家脱衣舞酒吧,画那里的女孩,同时解一些物理方程。

      ☉ 费曼笔记手稿

      其他科学家无法理解他的做法。

      他们认为费曼是一个才华横溢的物理学家,他应该将时间投入到研究和讨论中来,而不是浪费在舞女、鼓手和艺术家们身上。

      所以,“物理学界的叛徒”,其实是一个由爱生恨的称呼。

      其他科学家们觉得,费曼在这些艺术家们身上,得不到任何有价值的东西,但用费曼自己的话来回答,他得到了“发现新事物的乐趣”。

      在晚年接受BBC采访时,他就自己的工作是否值一个诺贝尔奖是这样回答的:

      我不觉得,关于诺贝尔奖我什么都不了解,我不懂它是什么,什么样的东西能得奖。

      如果瑞典皇家科学院说某人可以得诺贝尔奖,那他就得奖了。

      瑞典皇家科学院的人判定某项工作能够得诺贝尔奖,但我不知道这有什么意义。

      我已经获得了应得的奖赏,那就是发现新事物的乐趣,并看到别人在使用它,这才是真正重要的事情。

      荣誉对我来说是不真实的,我不相信荣誉,它让我觉得很困扰。

      荣誉困扰着我,荣誉是肩章,是制服,我的父亲是这样教育我的,我不能忍受它的存在,它伤害了我。

      04

      这种抛弃权威的想法也来自于他的父亲。

      他的父亲在一家军服公司工作,和军队的接触导致了他对权威的强烈反感。

      他会指着报纸上的照片,对年少的费曼说:看看这些人,一个人站着而其他人就得向他鞠躬,只是因为他的名字、身份和制服,而不是他做了什么特别的事情。

      父亲对费曼的影响很大,所以他发誓远离华盛顿,但1986年1月28日“挑战者号”的重大事故,让他打破了自己的原则。

      为了找出事故的真相,他加入了事故调查委员会,还不辞辛苦的乘坐飞机穿梭于全国各地,找到地面工作人员。

      终于他发现了事故的真正原因,火箭助推器的O型环密封圈出了问题,天冷导致密封圈无法正常工作,但各级管理者不顾工程师们的警告,执意按时发射以借此邀功。

      真相令NASA难堪,所以委员会想压下来。

      但费曼并不想妥协,他在事故调查发布会上,做了著名的“冰水实验”。

      他将NASA提供的O型环密封圈放入手边的冰水中,几秒钟后拿出,密封圈失去了膨胀性。

      这下所有观看这次发布会的民众,即使没有一点科学知识,也了解到了事故的真正原因。

      其实,其他成员也认识到这个问题。

      但他们对NASA抱着同情心,作为航天飞行的支持者,调查团其他成员倾向于让NASA内部处理此事,避免过多的批评。

      但是费曼却始终坚持自己的意见,这样严重的事故和漏洞令他无法安然顺从。

      于是,他以个人名义起草了一份尖锐有力的事故分析报告,并强烈要求将之纳入到罗杰斯调查团报告中。

      并表示如果不把他个人报告放入最终报告中,他将辞去调查员职务。

      他在报告的最后写道:

      'For a successful technology,reality must take precedence over public relations,for nature cannot be fooled.'

      (对于一项成功的技术,现实必须凌驾于公共关系之上,因为自然是不会被愚弄的。)

      可能是受到了辐射的影响,晚年的费曼一直在和癌症斗争,在第二次癌症复发时,他跟朋友们告别。

      朋友们非常难过,而他却反过来安慰他们说:

      “有时我也感到很烦恼,但我意识到,在人生中的某些时刻,你可以讲很多故事,甚至你走了之后,故事还在。

      费曼的预测

      再一次成功了

      到今天

      他已经去世31年了

      通过网络这项他没有见到发明

      他的故事被继续流传下来

      在人们眼中

      他不只是科学家

      他不只是艺术家

      他也不只是教育家

      他是人性化的物理学家

      他用自己的经历证明

      在做一名顶尖物理学家的同时

      也可以是一个有趣的人

      以上

      就是本期的全部内容

      来源:费米科学                                                           

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