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1 發現的樂趣

此篇為電視訪談文字整理版。1981年,BBC科普節目《地平線》採訪了費曼,這期節目後來在美國的科普節目《新星》上播出。其時費曼已進入人生暮年(費曼於1988年去世),我們在節目中看到的是一位睿智的長者在反思自己的人生歷程和此生成就——唯有歷經歲月洗禮方能有此番感悟。採訪中,費曼言談率直、輕鬆,飽含感情,他談了很多內心的想法:為什麼說僅僅知道一個事物的名稱其實等同於對其一無所知;當廣島成千上萬人遭受原子彈荼毒之際,他和他的同事——曼哈頓計劃的原子物理學家們,即原子彈這種可怕的武器的研發團隊——何以能夠痛飲狂歡、慶賀勝利;還有,為什麼說即便沒有得諾貝爾獎,費曼照樣也能把自己的人生過得很精彩。

科學家眼中的花之美

我有一個朋友,他是個藝術家,他有些觀點我真是不敢苟同。他會拿起一朵花,說道:「看,這花多美啊!」是啊,花很美,我也會這麼想。他接著會說:「你看,作為一個藝術家,我會欣賞花的美;而你是個科學家,只會職業性地去層層剖析這花,那就無趣了。」我覺得他在胡扯。首先,我相信,他發現花很美,其他人和我也能看到,不過,我可能沒有他那樣精妙的審美感受,但是毋庸置疑,我懂得欣賞花的美。而我同時還能看到更多的東西:我會想像花朵裡面的細胞,細胞體內複雜的反應也有一種美感。我的意思是:美不盡然在這方寸之間,美也存在於更小的微觀世界,這朵花的內部構造也很美。事實上,一些進化過程很有意思,比如,一些花開始有了顏色,就是為了吸引昆蟲為自己授粉;這就意味著昆蟲也能看到顏色。這就帶來一個問題了:低級動物也能感受到美嗎?為什麼能稱之為「審美體驗」呢?所有這些有趣的問題都說明了一件事:科學知識只會增加花的美感和神秘感,人們對花更加興趣盎然、驚歎不已。是的,只增不減,我弄不懂為什麼有人不這麼想。

關於偏科

我向來就偏科偏得厲害,早些年,我幾乎把所有的精力都投入到學習自然學科上面。我沒有時間,也沒有耐心去學習所謂的人文學科,即便是大學裡那些必修的課程。我盡量逃避學習這些課程,不願在那上頭花費精力。後來,我年歲大了一些,生活節奏沒那麼快了,我的興趣也多了那麼一點點。我學了畫畫,也開始閱讀一些書。但是總的來說,我還是偏科很厲害的一個人,我知道的東西很有限。我的智慧有限,我只把它用在一個特定的地方。

父親教育我的方式

我們家有一套《不列顛百科全書》,當我還是小孩子的時候,我爸爸就經常讓我坐在他腿上,給我讀這套書。我們讀恐龍那部分,可能那裡描述了雷龍或者暴龍什麼的,書上會這麼寫:「這傢伙有25英尺(約7.6米)高,腦袋有6英尺寬(1.8米)。」這時,我爸爸就停下來,說:「我們來看看這句話什麼意思。也就是說,假如那東西站在我們家的前院,它那麼高,足以把頭伸進樓上的窗戶。不過呢,由於它的腦袋比窗戶稍微大了些,它要是硬把頭擠進來,就會弄壞窗戶的。」

凡是我們一起讀過的內容,爸爸都會盡量用現實生活中的事物來解釋。就這樣,我學到了一個方法——無論我讀到什麼內容,我總要設法通過這種思考方式,弄明白它到底在說些什麼(笑)。你看,我小時候讀《不列顛百科全書》就養成了這種習慣。那時想到院子裡有這麼一個龐然大物,這真的會讓一個小孩子很興奮。當然,我不害怕當真會有那麼一個大傢伙把頭伸進我家的窗戶裡。但是想想看,這些龐然大物突然一下子就滅絕了,而且沒有人知道其中的原因,這真的非常、非常有意思。

那時候,我們常去卡茨基爾山度假。平時,我們住在紐約,卡茨基爾山是人們消夏的地方。去那裡度假的人很多,但平日裡父親們都去紐約上班,週末才回到山中。我爸爸回來時,會帶我去樹林裡散步,並且引導我觀察樹林裡正在發生的各種有趣的事情——稍後我會詳細說說這些事情——其他孩子的媽媽看到我爸這麼做,覺得這種做法簡直太棒了,她們想讓自己的丈夫也帶上兒子去散步,可是他們不干;於是她們又去求我爸帶上所有的孩子去散步,我爸也不幹,因為他和我就像哥們兒一樣——我們更願意兩人待在一起。這些媽媽只好作罷,等到下個週末的時候,那些爸爸不得不帶著自己的孩子去散步。週一,爸爸們都回紐約上班了,我們小孩子在田野裡玩。一個小夥伴問我:「你看!你知道那是什麼鳥嗎?」我說:「我可不知道。」他得意揚揚地說:「這是brown throated thrush」,他又加了一句,「你爸什麼也沒教你。」但事實恰恰相反,我爸教過我。他指著那隻鳥對我說:「你知道這是什麼鳥嗎?這是brown throated thrush,在葡萄牙語裡,它叫……,在意大利語裡,它叫……」,他還會說,「在漢語就叫……,用日語叫是……」等等。「你看,」他說,「你知道這鳥的名字,就算你會用世界上所有的語言去稱呼它,你其實對這鳥還是一無所知。你所知道的,僅僅是不同地方的人怎麼稱呼這種鳥而已。現在,我們來好好看看這隻鳥。」

通過這些事,父親教導我要去「觀察」事物。有一天,我在玩一種小孩子拉著玩的叫「貨運快車」的玩具,小車斗四周有一圈欄杆,車斗裡有一個球——我記得很清楚,裡頭有一個球——我拉著玩具車,注意到小球滾動了,我就跑去跟爸爸說:「爸,我發現了,當我拉著車往前走,球會往後滾;我突然停下來,球就會向前滾。這是怎麼回事?」他回答說:「誰知道怎麼回事呢?一般來說,運動著的東西會繼續運動下去;靜止的東西也會保持不動,除非你用力去推它們。」他接著說:「這就叫作慣性,沒有人知道怎麼回事。」這就需要深入理解這種現象了——他沒有光告訴我一個物理概念,他很清楚:知道一個概念和真正懂得這個概念有很大區別,而我很早也知道這一點。他接著說:「如果你仔細觀察,就會發現球並沒有向後滾,而是你拉著車向小球移動;那小球是靜止不動的,或是由於摩擦力的作用在向前移動,而不是向後移。」於是,我重新跑回來,把球又放在車斗裡,然後從旁邊觀察。我發現爸爸說的是對的!我拉著車往前移動的時候,小球並沒有往後跑,它是相對於車斗往後移動;但是相對於側面,小球稍稍往前移動了一點,可以說是車斗的移動超過了小球而已。這就是我爸爸教育我的方式,活生生的例子,接著是探討問題,這個過程毫無壓力,都是些輕鬆有趣的討論。

實幹家如何學知識

我表哥比我大三歲,那時他念中學。代數這門課,他學得很吃力,所以就請了個家教。老師給他補課時,允許我待在旁邊(笑)。那老師努力地教我表哥「2x+……」之類的代數問題。我問他:「你在算什麼?」因為我聽到他說到了x。他答道:「你個小孩子知道什麼?2x+7=15,要算出x等於多少。」我說:「4啊。」他回答:「對的,可是你是用算術做出來的,不是用的代數。」這就是我表哥永遠學不好代數的原因,因為他都不明白自己應該怎麼學。這真是沒有辦法。幸運的是,那時我沒上學,所以我學代數就知道一個目標,那就是算出x,不管你用什麼辦法——你知道,世界上沒有這麼一回事:這個問題你必須用算術做,那個必須用代數做。學校生造出這麼個東西是不對的,其實那些被迫學習代數的孩子完全可以不用學那個。那些人鼓搗出一套規則,你要是照做的話,根本不用動腦子也能算出答案:等式兩邊都減去7,假如還有一個乘數,那就兩邊再除以這個乘數,等等,走完這些步驟你就可以得到答案,即便你根本不理解自己在做什麼。

數學教材從淺到深是這樣編排的:先是《實用算術》,再是《實用代數》,然後是《實用三角學》。我學了三角學,但是很快就忘了,因為我不是很理解。後來圖書館打算進這套書中最新的一本《實用微積分》。我讀了《不列顛百科全書》,知道微積分很重要也很有意思,我一定要學微積分。那時我大了一點,可能有13歲了。等這本書來的時候,我很興奮地跑到圖書館去借,圖書管理員看著我說:「啊,這麼大點一個孩子,你借這本書幹嗎?那可是給大人看的。」我記憶中有那麼幾次尷尬的經歷,這算是一次。於是我撒了個謊,說是替我爸爸借的,是他要看。最後我把書拿回了家,開始自學微積分。我給爸爸解釋微積分,他從這本教材的最開頭讀起,卻發現微積分很難懂。這真讓我有點兒難過:我不知道他竟然也有學不會的東西,他不懂書上那些東西;而我覺得那些很簡單、一目瞭然。這是我第一次發現自己在某些地方比他懂得多。

不向權貴低頭哈腰

父親教我物理知識(笑)——不管他說得對不對,他還教我不要向權貴低頭哈腰……有那麼幾件事情。比如說,我還是個小男孩的時候,輪轉影印技術剛剛出現,也就是在報紙上能印照片了——《紐約時報》是最早採用這一技術的。他經常讓我坐他腿上,翻看報紙上的照片。有一天是教皇的照片,他面前所有人都向他鞠躬。父親說:「瞧這些人,一個人站著,其他的人都在向他鞠躬。他們有什麼區別嗎?嗯,這個是教皇。」——他向來不喜歡教皇——他接著說:「區別在於有沒有肩章。」——當然,教皇的禮服上沒有肩章,將軍的制服上才有——但是,那個標誌性裝飾(肩衣,譯者注)就在禮服肩部這個位置,「和普通人一樣,他要吃飯,也要上廁所;他也是人,和其他人沒什麼區別。為什麼那些人要向他鞠躬呢?只是因為他有教皇這個頭銜,他坐在這個位置上,因為他穿著教皇的禮服。並不是因為他做了什麼了不起的事情,或者聲望很高,諸如此類的原因。」順便說一下,我爸是做制服生意的,所以他很清楚一個人穿上制服和脫下制服有什麼區別,可是在他看來,穿不穿制服同樣都是人。

我爸跟我在一起很開心,我相信這一點。有一次,我從麻省理工學院回家——我在那裡已經學了幾年了,他對我說:「這類知識,你現在已經學了不少了。有個問題,我一直理解不透,你是學這個的,我想讓你給我說說。」我就問他什麼問題。他說,他知道當一個原子從一種狀態躍遷到另一種狀態時,會釋放出一個叫作「光子」的光粒子。我說:「是這樣。」他接著問:「那麼,這光子原本就在原子內部嗎?」我說:「原子裡本來沒有光子,電子做了一次躍遷,就產生了光子。」他繼續追問:「那麼,它從哪兒蹦出來的?它是怎麼出來的呢?」當然,我可不能這樣跟他說:目前大家的觀點是,原子內部不存在什麼光子,電子運動才能產生光子。我也不能這樣向他解釋:比如我現在出聲說話,可是這聲音並不在我身體裡面。我的小兒子可不這樣理解,他在學說話時,突然說自己說不出的一個詞——「貓」這個詞——因為他的「詞彙口袋」裡沒有「貓」這個詞了(笑)。其實,你身體裡並沒有「詞彙口袋」這個東西,在你想說出這個詞的時候它卻用完了,你只是在說話時說出了這個詞。同樣地,原子裡也沒有「光子袋」,光子出現的時候,它們並不是從什麼地方出來的。我只能這樣去解釋,沒辦法說得更明白一些。我始終沒有能夠把他不理解的東西講明白,他對此不太滿意(笑)。想想他也不算很成功,一路供我上了那麼多學,就是為了找出這些問題的答案;可是他自己沒能弄明白這些事情(笑)。

關於參加原子彈研製工作

〔當他寫博士論文的時候,費曼受邀參加原子彈研製工作。〕這工作和我原來的研究完全不一樣。這意味著我不得不中斷手頭的工作,騰出手做另一件事。一邊是自己心愛的研究;一邊是我認為自己有責任做的事情,為了保衛我們的文明。不是嗎?所以,我思想鬥爭很激烈。當時,我的第一個反應是,我不願意打亂自己的正常生活去做這件不同尋常的事情。當然,這裡還有戰爭的倫理問題。我不想和這個問題扯上關係,但是當我認識到這個武器的殺傷力時,我震驚了。如果這種武器能被造出來,那麼這種傷害就會存在。當時也沒有跡象表明,我們能研製這種武器,而他們造不出來。所以加緊合作來完成這個工作很重要。

[1943年初,費曼在洛斯阿拉莫斯[1]加入了奧本海默[2]的團隊]關於戰爭倫理問題,我確實有些話要說。啟動這個項目的初衷是對付德國人,因此我加入進來,第一期工作最初在普林斯頓開展,然後移到洛斯阿拉莫斯。我們努力研製原子彈,所有的努力都是為了重新設計這顆原子彈,使它的威力更大。團隊裡的每個人都拚命工作,合作得很好。像這樣一個項目,只要你決定去做,你就會堅持到底,直到成功。但是我所做的——我要說,這麼做是不道德的——是忘了我剛才說的參與這個工作的初衷,因為德國戰敗後,製造原子彈的理由就改變了,而我壓根兒沒有想到這個問題,我沒有去思考自己為什麼還要繼續幹這個,我根本沒有往這方面去想,難道不是嗎?

成功與痛苦

[1945年8月6日,原子彈在廣島被引爆]我能記得的唯一反應——也許我會被自己的感覺蒙蔽——就是非常激動和興奮。到處是狂飲歡慶的人群,洛斯阿拉莫斯和廣島可謂一個是天堂一個是地獄。我也加入了狂歡的隊伍,灌了很多酒,坐在吉普車的車蓋上——引擎罩——打鼓,車載著興奮的我們滿城轉。而與此同時,廣島的人民則在死亡線上掙扎。

在這場特殊的戰事之後,我的情緒反應很強烈。也許是因為原子彈,也可能是其他心理原因——我太太去世了。我記得,廣島原子彈爆炸後不久,我和媽媽在紐約一家餐館吃飯,我腦子裡就會把原子彈和紐約這個城市聯繫起來。我清楚投到廣島的原子彈的威力,也知道它爆炸時波及的範圍有多大。拿紐約來說,當時我們吃飯的地方可能在第59街——我記不大清楚了,如果在34街投下一枚原子彈,那麼衝擊波會一路蔓延到我們所在的第59街:這一片地區的所有人都會死掉,所有的東西都會被毀掉。可怕的是,不是只有一枚原子彈,它們很容易被大量製造出來。我很早就知道這個情況——比那些持樂觀態度的人要早得多,所以在我看來,所有東西都是注定要被毀掉的。國際關係和人們的行事方式沒有什麼改進,所以和其他事情一樣,人們對原子彈的使用也會走上老路。因此我堅信人們很快就會再次動用原子彈。所以我很不安,我覺得,應該是我堅信這點,現在看來是有些杞人憂天。那段時間,我看到人們造一座橋,我就會說:「這些人不瞭解時局啊!」我確實覺得,建造任何東西都是沒有意義的,因為它們很快就會被摧毀,可是他們就是不明白這個。看到任何一個建築工程,我都會有這種古怪的想法。我總是會想:這些人多傻啊,費這個勁去建造這些東西!當時我確實處於抑鬱狀態。

我沒有義務去成全別人對我的期望

〔戰後費曼去了康奈爾大學與漢斯·貝特[3]共事。他謝絕了普林斯頓高等研究院提供的一份工作。]他們肯定認為,給我這麼一份工作我一定會幹得很出色。可是我並不想成為他們希望的樣子,同時我也有了一個新的做事原則,那就是我沒有義務去成全別人對我的期望。這樣一來,我就會輕鬆一些;我對自己說,你過去沒有幹成驚天動地的事情,以後也不會做成什麼大事。但是我向來喜歡物理和數學,因為我都是帶著興趣去研究它們,很快我就做出一些研究成果,而這些研究後來幫我獲得了諾貝爾獎。[4]

諾貝爾獎——夠格嗎?

〔費曼因其在量子力學的成就獲得諾貝爾獎〕我做的工作——另外還有兩個人在做同樣的努力,日本的朝永(振一郎)和(朱利安·)施溫格——就是找出辦法去控制、分析和探討1928年創立的電磁量子理論;如何去破解它、避免其局限性;如何計算出正確的結果並能被到目前為止的所有實驗印證,也就是量子力學理論適用於實驗的每一個細節——不包括核試驗——1947年我做的就是這個事情,因為這個,我得了諾貝爾獎。

〔BBC記者問:這項工作夠資格得諾貝爾獎嗎?〕事實上(笑)我對諾貝爾獎一無所知,我不知道設立它的目的和它的評獎標準。如果瑞典皇家科學院的人們決定了某某人獲諾貝爾獎,那就是合乎他們的標準了。我不會為了獲這個獎而刻意去做什麼……這很痛苦……(笑)。我不喜歡這些榮譽,可我感謝這個獎承認了我的工作,我也感謝那些讚賞我的工作的人。我也知道有很多物理學家在使用我的成果,我真的很知足了,我覺得沒有比這更有意義的事情了。瑞典皇家科學院的某位專家認為我這項工作夠資格拿諾貝爾獎,我並不覺得這有什麼了不起的——我已經獲得了獎賞,獎賞就是發現的樂趣以及看到人們運用我的研究成果,這都是真真切切的獎賞,而榮譽對我沒有意義。我不追求榮譽,榮譽是個煩人的東西,在我心目中,榮譽就是肩章,榮譽就是人們穿的制服。從小我爸爸就是這麼教我的。榮譽這東西,我無福消受,它只會傷害我。

念中學的時候,我獲得的一個榮譽是成為「阿里斯塔」的一個成員,那是成績好的學生的一個組織——呃——幾乎每個學生都想成為其中一員。我進入這個學生社團後,發現他們開會就是坐下討論還有哪個學生夠資格加入我們這個光榮的社團。僅此而已。那我就和他們一起坐下討論接下來誰能被批准加入。這種事情讓我感到很不自在,我自己也不知道為什麼——所謂榮譽——從那天起到現在,它都讓我很困擾。後來我成了國家科學院院士,最終還是退出了,因為這又是一個類似的組織——絕大多數時間其成員都在挑選誰有足夠的名望能加入進來。還有這些討論,比如:我們搞物理的是否應該團結起來,因為搞化學的那幫人要弄進來一個很棒的化學家,而我們沒有那麼多空位子,等等問題。我們研究物理,這跟化學家有什麼關係?整個事情都變味了,因為這個機構存在的目的絕大部分是為了決定還有誰能擁有這份榮譽,不是嗎?我不喜歡榮譽。

探究世界的遊戲規則

〔從1950年到1988年,費曼在加州理工學院任理論物理教授。〕我們為了理解自然規律所做的事情,有一個好玩的類比,那就是上帝在玩一個巨型遊戲。比如說下象棋吧,你不知道這個遊戲的規則,但是可以在一旁看棋局,至少是時不時可以看一眼,或許就躲在一個小角落裡。你努力從中看出這個遊戲的規則,以及棋子的走法。你可能會看出點門道,比如,當棋盤上只有一個象,那麼它將永遠走在一種顏色的格子上。再後來,你會看出象沿對角線走的規律,這將有助於你理解前面發現的那條規則——象只留在同一種顏色的格子上。這就好比我們理解一個原理的過程,你發現了一條規律,然後又發現了對這個規律的更深層次的理解。如此這般,看似每件事情都在向好的方向發展,你已發現了全部的規則……然而,突然在棋盤的某個角落發生了一些之前你沒有見過的奇怪的現象,那你就開始調查原因——原來是王車易位。順便提一下,在基礎物理研究中,我們總是試圖去研究那些我們不理解其結論的事物,然後努力去查找原因。在徹底研究之後,我們心裡才會釋然。

那些不合常理、出乎你意料的事情才是最有意思的。同樣地,通過這些不合常理的現象,我們也掀起了物理學革命。就像下象棋,你注意到象停在相同的顏色格子裡,沿著對角線走子等,所有這些規則,大家都知道它們是正確的,長期以來也都習以為常。突然有一天你發現有些棋局裡像的走法變了,不再只停在一種顏色的格子裡。之後你才發現了另一種可能性,在象被吃掉後,卒一路走到對方底線後,那它就成了新的象,這種情況下象就要變色。這種情況是可能發生的,不過之前你並不知道。這跟我們探索自然法則一樣,科學家們都認定了一些定律,他們研究研究著,突然發現一些不合常理的現象顛覆了他們的看法,然後我們就得去研究像這個棋子在什麼情況下會變色,然後再逐漸掌握這條能解釋新現象的新規則。可是,物理研究跟下棋不同:下棋的時候,你會發現規則越變越複雜;而搞物理研究的時候,新發現的規律會越發簡潔。從總體上看,它可能變得更複雜,因為我們發現了更多的現象,比如說新的粒子和新物質,因此這些規則再次變得複雜起來。但是,如果你總能意識到這是件有意義的事情,也就是說,我們的認識範圍不斷擴大,每一次我們都有新的收穫,最終把這些認識統一起來,那麼我們得到的理論比以往任何一次都要更簡潔。

如果你有興趣探究物理世界乃至整個世界的本質,在我們這個時代,我們唯一的工具就是數學推理。一個不懂數學的人,他就不能理解——至少不能完全理解——世界上這些特殊的現象、這些自然法則最本質的東西以及事物間的聯繫。除了數學,我不知道還有什麼其他辦法可以做到這一點——去準確地描述這個世界……或是去弄清楚世間萬物的互相聯繫。所以,我認為一個沒有數學素養的人是無法完全理解這個世界的——請不要誤解我的意思,世界上有很多東西是用不到數學的,比如說愛情,它讓人愉悅,能給人帶來神奇的體驗,人們對愛情心馳神往,卻又覺得它捉摸不定。我不是說物理學是這個世界的唯一,可是要說到物理學,要從物理學的角度去理解這個世界,那麼不懂數學就是一個很大的障礙。

剖析原子

我目前所做的研究工作,屬於物理學的一個特殊領域,之前我們討論過,接下來,我來詳細說說我的工作。你們都知道,世間萬物都是由原子構成的,我們的研究早就證明了這一點,大多數人也知道這個常識,還有,原子裡面有個原子核,電子圍著它運動。原子核外電子的運動,我們現在已經完全弄清楚了,至於它的運動規則,用我所說的量子電動力學來解釋就很好理解。這個問題解決之後,接下來的問題是:原子核如何運動?核內粒子如何相互作用?它們如何結合在一起?研究這些問題得到的一個副產品,就是發現了核裂變,並利用它製造原子彈。但是,研究把核粒子結合在一起的力,需要很長時間。起初,人們認為這是內部粒子的某種置換。湯川秀樹[5]發現了這些粒子,把它們叫作介子。他推測,如果用質子——質子是原子核裡的一種粒子——撞擊原子核,介子就會被撞擊出來。事實確實如此。

除了能撞擊出介子,我們還能撞擊出其他粒子,我們差不多把能用的名字都用完了——像k中介子、Σ粒子、Λ粒子等等,現在它們都被稱作強子了——隨著我們加大撞擊的力度,我們找到越來越多不同的粒子,有幾百種不同的粒子。接下來的問題——當然,這個時期是指20世紀四五十年代,一直到現在——就是:找出它們的結構模式。這些粒子看起來像是有許許多多有趣的聯繫和構成模式,直到人們發現了一個理論來解釋所有這些模式:所有這些粒子都是由一種叫夸克的粒子構成的——比如,3個夸克就形成1個質子,質子是構成原子核的一種粒子,它和中子一起構成原子核。夸克有許多種——事實上,只需3種夸克就能解釋清楚所有這幾百種粒子——u-型夸克、d-型夸克和s-型夸克。2個u夸克和1個d夸克構成1個質子,2個d夸克和1個u夸克構成1個中子。如果它們在原子核內部的運動方式發生變化,那就會變成其他種類的粒子。現在的問題是:夸克究竟是怎樣運動的?是什麼力量把它們吸引在一起的?人們想到一個非常簡單的理論,與量子電動力學的理論非常相似——不完全相同,但十分相似——在這個理論中,夸克就像電子,而一種叫膠子的粒子就像穿梭在電子之間的光子,它使「電子」與「電子」之間產生電引力。它們的數學表達式很相似,不過有細微的差別。這些差別是依據極美、極簡單的原理推測得來的。雖說這些方程式本身也是基於我們的推測,但是這個原理絕不是我們妄加猜測的,它的存在是十分確定的。不管存在多少種不同的夸克——這個數字是不確定的,而它們之間作用力的性質是確定的。

按電動力學的理論,兩個電子可以被任意分開很遠,當分開足夠遠時,它們之間的作用力就減弱了。而夸克不同。假設電動力學的理論也適用於夸克,那麼你用足夠大的力量撞擊兩個物體時,就會撞擊出夸克來。但是與之相反,如果你做這麼一個實驗,期待以高能撞擊出夸克來,結果卻發現出來一股粒子流——也就是說,所有的粒子都朝著一個方向運動,就像之前的強子一樣,根本沒有出現夸克。如果要用電動力學的理論來解釋,我們只能這麼解釋:撞擊後可能出現了新的夸克,並且它們聚在一起形成了強子。

問題是,為什麼電動力學理論內部如此不一致?這些方程式裡的細微差別,怎麼會造成這麼大的差別呢——可以說是完全不同的結果?實際上,對大多數人來說,這是很奇怪的事情:剛開始你可能認為是理論出錯了;但越深入研究,你就會發現問題可能就出在這些細微的差別上。現在,我們正處在物理學發展的一個特殊的關鍵時期。我們已經有了一套關於強子的完整的、確定的理論,我們也做了大量的實驗,掌握了豐富的細節,那麼我們為什麼不能立即檢驗一下這套理論,看看它到底對不對?因為我們必須要做的事情是計算出這套理論的結果。如果這套理論正確的話,應當發生什麼情況,而且事實是否如此?這時我們的困難在第一步。如果理論正確的話,很難計算出將會出現的結果。在目前,推算出這個結果所需的數學手段,我們確實很難去掌握。至少在現在是這樣,不是嗎?所以很顯然,目前我的任務是找出一個方法,從這套理論中找出數學工具,再來檢驗這套理論,不僅僅是定性,而是真正仔細地檢驗它能否給出正確的結果。

我花了幾年時間研究數學工具,希望它能幫助我解決理論問題,可惜沒有成功。然後我發現,要做到這一點,首先我必須弄清楚答案可能是什麼樣的。這很難解釋明白,總之,在我得到一個好的定量工具之前,我首先要有個定性的觀念。換句話說,至今人們還不知道(粒子)如何運轉的,所以最近一兩年我的工作就是努力弄明白它「大致」的運轉規律,還沒有進入定量研究的階段。希望將來這種大致的理解能夠演變成一個確切的數學工具或運算法則,來幫助完善粒子理論。你看,我們現在的境況很滑稽:我們不是在探索理論,我們已經有理論了——而且是一個很好的理論,我們正處在用實驗來驗證理論的階段,利用實驗結果檢驗理論。我們現在的困境是如何得到實驗結果,這也是我的目標。我的願望就是看看我能不能找到一個方法驗證這個理論的正確性(笑)。這是一個很尷尬的境況:你有一套理論,卻沒法去驗證它……我不能忍受這個,我必須解決這個問題。總有一天我會做到的。

我只想做我的物理

研究真正高深的物理問題,你絕對需要大量的時間,這樣你才能把模糊的想法拼成完整的理論,那些想法通常轉瞬即逝。這這很像搭紙牌房子,每張牌都在晃動,你要是忘了放好其中任何一張牌,整個紙牌屋子就倒塌了。你不知道怎麼就出問題了,可是又不得不重新來過;或者你被什麼事情中途打斷,忘了最初是怎麼搭起這些紙牌的——你的紙牌就像就像是你腦子裡不同的想法,這些想法合在一起構成一個理論——關鍵問題是,你用「想法」紙牌搭建城堡,可是這個紙牌城堡很容易倒塌,那就需要集中注意力去做這個事情,也就是說,你需要足夠多的時間去思考問題。如果你擔任行政職務,就沒有那麼多時間來做研究工作了。所以我就為自己造了輿論:費曼這個人沒有責任心。我告訴每個人我很懶。如果有人請我去一個委員會負責招生什麼的,我就說:「我可不行,我一點兒也不關心那些學生。」——當然,我很關心學生。我知道我不幹,總有別人會幹的,所以我總是說「讓喬治幹這個吧」,當然這樣做不好,人家也不希望你這麼做。可是我喜歡物理,想看看自己還能不能接著幹下去。所以我很自私,是吧?我只想做我的物理。

最好的教育理念就是沒有教育理念

面對一班的學生,你問我怎麼教他們最好?我是教他們科學史呢,還是教他們應用物理?我的看法是,最好的教育理念就是沒有教育理念,用任何可能的方法去教,不拘一格,好的教學也許場面有點混亂,不過這是我能給出的唯一答案。在教學過程中,你要用不同的辦法抓住不同學生的注意力。比如,一個學生對科學史感興趣,卻對數學很頭疼;另一個學生剛好相反——喜歡數學卻討厭科學史。如果你想讓所有的學生從頭到尾都滿意,那你最好還是別幹了。我真的不知道怎麼教書。我不知道怎麼回答這個問題,不同的人有不同的興趣——什麼東西會吸引他們,他們對什麼感興趣,怎樣引導他們產生興趣,等等。還有一種強制的方法,那就是你必須通過這門課、你必須參加這個考試。這方法很有效,很多人就是這麼受教育的,也許還有更有效的辦法。但是,很抱歉,教了這麼多年書,嘗試了各種不同的教學方法,我還沒有真正弄清楚該怎樣教好書。

針對不同孩子的教育方式也不相同

小時候,父親教給我許多東西,激發了我探索這個世界的興趣。自然而然地,我做父親後,我也想跟兒子說說世界上有趣的事情。他很小的時候,我們要哄他睡覺,你們懂的,要給他講故事。我就編了小人兒的故事。這些小人兒有這麼高(做手勢),他們到處走動,也會出去野餐,他們住在通風機裡,他們穿過樹林,那裡有高大的藍色樹木,那些樹沒有葉子,只有一個主幹,小人兒要在樹木之中穿行,諸如此類的解釋。我兒子漸漸理解了我說的是小毯子,(家裡)藍色的毯子,沒有葉子的樹木就是上面藍色的絨毛……他喜歡這種遊戲,因為我會從一個奇特的角度描述這些東西。他喜歡聽這些故事,我還編了很多奇妙的歷險記——小人兒甚至去過一個潮濕的洞穴,那裡風不斷地進進出出,進去的是冷風,出來的是熱風。其實我講的是狗的鼻子,我會用這種方式給兒子講生理學知識。他既然喜歡這些,我就給他講更多。我也樂在其中,因為我喜歡講這些,兒子也會去猜我講的是什麼東西,我們樂此不疲。後來我又有了個女兒,我還是這樣教她。可我女兒就不買賬了,她不願意聽這些故事,她想聽書上那些故事,可以一遍遍重複讀給她聽的故事。她喜歡聽我讀故事,不喜歡我編故事,她和我兒子不同。所以,如果我說,教孩子科學知識的一個好辦法是編個小人兒的故事,可是這在我女兒身上完全行不通——它只是恰巧對我兒子的脾氣罷了。

社會科學算不上科學

正因為科學取得了巨大成功,我想啊,就有了偽科學。社會科學就是這樣一個例子,它算不上科學。那些人做研究並不科學,徒有形式。比如,他們收集數據,做這種那種分析,但他們得不出任何定律,沒能真正發現什麼。他們沒有取得什麼成就——也許有一天他們會,但目前來看還沒有什麼特別的進展。可是現在的情況是,所謂的「科學」正受到大眾追捧。幾乎每個問題我們都有專家,聽起來好像很權威。其實他們算不上專家,他們只是坐在打字機前鼓搗出一些東西,比如,他們會說有機食品更有益健康,比用化肥的、非有機食品好——這種說法也許有道理,不過至今還沒有任何辦法來證明。偽科學家們就會坐在打字機前搞出這些東西,好像這就是科學,而他們自己也就成了食品專家、有機食品專家,等等。於是,到處是各種荒誕的說法,各種偽科學大行其道。

也許我錯了,也許他們確實懂得那些東西,但我覺得我沒錯。你知道,我在這方面有經驗和優勢,我知道真正弄懂一個東西是件很困難的事。你要一絲不苟檢查你做的實驗,整個實驗過程多麼容易出錯啊,這很容易蒙蔽你的眼睛。我知道弄懂一個東西意味著什麼,所以當我瞭解到他們獲取信息的方法,我無法相信他們真的「弄懂」了——他們沒有做必要的工作,也沒有做必要的檢驗,他們做研究也不夠謹慎。我很懷疑,他們根本不懂,他們只是在嚇唬民眾。(也許)我不太瞭解這個世界,但是我確實是這麼想的。

質疑和提出問題是我靈魂裡最本能的一部分

如果你希望科學能解答所有問題,比如「我們是誰?」「我們要去哪裡?」和「宇宙的意義是什麼?」等等,那麼我覺得,你很容易就會失望並轉而向宗教等神秘主義尋求答案。科學家怎麼能接受神秘主義的回答呢?我也不知道,因為關鍵是要瞭解這個世界——好吧,不說這個。不管怎樣,我不懂這些。不過,你想一下,我認為我們所做的就是探索這個世界,我們努力盡可能多地瞭解這個世界。人們問我:「你在尋找物理學的終極法則嗎?」不,不是的,我只是想更多地瞭解這個世界,如果有那麼一條簡單的、終極的法則,它可以解釋所有的東西,如果它真的存在的話,能發現它真是再好不過了。

打個比方,如果這個法則藏在一個被無數層外皮包裹的洋蔥裡,光看洋蔥皮就讓我們頭疼了,可我們只能一邊流淚一邊剝洋蔥皮去尋找這個法則。不管這個法則以什麼方式出現,它總是在那裡。因此當我們去探尋它時,我們不能事先設定它會是什麼樣的,我們能做的只是增加對它的瞭解。如果你說這麼做的目的是要找到一些深刻的哲學問題的答案,那你就錯了。發現了這個世界更多的本質屬性,也許不能幫助你回答那個特定的問題,但是,我做研究不是出於這個目的。我對科學有興趣只是因為我想瞭解這個世界,我發現越多,探索世界這件事情就越美妙。

很顯然,我們人能比動物做更多的事情,可是類似這樣的說法存在很多疑問,可是這些正是我要研究的問題,我不知道答案是什麼。可我就是不相信人類的這些說法。總的來看,人類對於自己和世界萬物的關係的看法過於簡單、過於主觀,太有局限性。我提醒你,假如上帝的一個化身降臨地球,他會覺得這種說法不對頭。不管怎麼說,在這個問題上爭論沒有用。我也不是固執己見,我只是想告訴你們,科學看待問題這個習慣影響了我的信仰。還有一點就是,所有的宗教對同一件事各有不同的理論,哪一種說法是正確的呢?你就會開始困惑。一旦你開始懷疑——而你應該懷疑一切——你來問我科學是否可信?我們也不知道什麼、哪些是真的,我們要做的是努力找出真相,什麼事情都可能是錯的。

「什麼事情都可能是錯的」,你要從這一點開始去理解宗教。好,一旦你這麼想,你就開始滑向另一種思考問題的模式,很難回到從前了。從科學的觀點來看,或是按我父親的觀點,我們應當弄清楚什麼是對的、什麼可能是對的,以及什麼可能是錯的。一旦你開始懷疑——我想,質疑和提出問題是我靈魂裡最本能的一部分——當你懷疑並去追問時,你就不會那麼輕易去相信任何東西了。

你看,我會存疑,可以忍受這些不確定性,也接受自己很無知。我覺得,不知道答案,這要比得到一個錯誤的答案有意思得多。對不同的事情,我或是有近乎正確的答案,或是可能相信它,對它們的確信程度不同,但我對任何事都沒有絕對的確信,還有好多事情我是一無所知的,諸如「我們為何存在」這樣的問題是否有意義,還有這個問題究竟意味著什麼等等。我偶爾也會想想這些問題,但是如果我得不出答案,那我就轉身去做別的事,我不用非要知道答案不可。不懂一些東西,漫無目的迷失在神秘的宇宙中,這些沒有讓我感到恐慌。這是很自然的狀態,我能說的就這些——我一點兒也不害怕。


[1]洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)位於美國的新墨西哥州,「二次大戰」後期,聞名世界的美國原子武器研究基地——洛斯阿拉莫斯國家實驗室在此建立。——譯者

[2]羅伯特·奧本海默(J. Robert Oppenheimer 1904—1967),美國猶太人物理學家、曼哈頓計劃的領導者。1945年主導製造出世界上第一顆原子彈,被譽為「原子彈之父」。——譯者

[3]漢斯·貝特(Hans Bethe 1906—2005),美國猶太人物理學家,因其對核反應理論的貢獻,尤其是發現了恆星的能量來源,獲得1967年諾貝爾物理學獎。——譯者

[4]1965年,費曼與朱利安·施溫格、朝永振一郎共同獲得諾貝爾物理學獎,獲獎原因是他們對量子力學的巨大貢獻,以及對基本粒子物理學產生的深遠影響。——編者

[5]湯川秀樹(1907—1981),日本物理學家,1949年以介子學說獲諾貝爾物理學獎,是日本獲諾貝爾獎第一人。——譯者