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神奇的費曼先生TheFantasticMrFeynman(2013)

     費恩曼是二戰后最具影響力的理論物理學(xué)家之一,他的名字之于量子電動(dòng)力學(xué),就像愛(ài)因斯坦的名字之于相對論。他和美國哈佛大學(xué)的施溫格爾、日本的朝永振一郎一同獲得1965年的諾貝爾物理學(xué)獎。作為最受歡迎的教授和最有成就的演講者,費恩曼的《物理學(xué)講義》令無(wú)以計數的青年學(xué)生領(lǐng)悟到物理學(xué)的奧秘,成就了一代又一代的科學(xué)工作者。費恩曼在科學(xué)研究中極端樸實(shí),毫無(wú)名利思想,“理論若與實(shí)驗不符就是錯的”,“因為大自然是不可戲弄的!”費米1954年去世后,芝加哥大學(xué)以三至四倍于費恩曼當時(shí)的工資聘請他去填補費米的位置被他婉言謝絕,只因為加州理工學(xué)院有令他特別滿(mǎn)意的自由學(xué)術(shù)空氣。1964年他又謝絕了該校授予他的榮譽(yù)學(xué)位,并對其它學(xué)校如法炮制。他的合理解釋是:他在普林斯頓大學(xué)獲得的博士學(xué)位是長(cháng)期為之努力的結果,而不應該再獲得沒(méi)做任何事情的榮譽(yù)學(xué)位。費恩曼最令人咋舌的一項舉動(dòng)是他不顧美國科學(xué)院院長(cháng)的挽留而辭去院士的稱(chēng)號,因為他發(fā)現,這個(gè)美國的民間科學(xué)團體的主要工作并非他一貫倡導的促進(jìn)科學(xué)之舉,而是熱衷于排座次,讓科學(xué)家,而不是科學(xué)本身,進(jìn)入這個(gè)名人殿堂。

費曼圖

     費曼除了榮獲諾貝爾獎的量子理論以外,至少還有其它兩三項也可以獲此殊榮的杰出工作,如低溫物理中液氦之超流性研究和粒子物理中弱相互作用理論。他誕辰87周年紀念日的當天,美國政府發(fā)行的37美分面值紀念郵票上畫(huà)有他創(chuàng )造的奇妙的“費曼圖” 。他在普林斯頓大學(xué)完成博士論文前,就參加了美國原子彈之父奧本海默掛帥的 “曼哈頓工程”原子彈研制計劃,并成為其理論計算小組的負責人。美國第一顆原子彈爆炸成功試驗,費恩曼是唯一用肉眼直接看到“蘑菇云”的科學(xué)家,也是世界上第一個(gè)裸眼觀(guān)察到原子彈爆炸的人。在美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室工作的那幾年,經(jīng)常接觸放射源,可能是他日后遭受癌癥折磨的原因之一。

    費恩曼的父親很早就設法引導兒子用“科學(xué)的方式”去思考,并讓他懂得僅僅知道事物的名稱(chēng)和充分了解事物的本質(zhì)有著(zhù)根本的區別。費恩曼的暢銷(xiāo)書(shū)《你在乎別人想什么?》( What do You Care What Other People Think? ),生動(dòng)地回憶了父親對他早期啟發(fā)性教育的軼聞軼事。他另一本講故事的暢銷(xiāo)書(shū)《費恩曼先生,你真會(huì )開(kāi)玩笑!》 ( Surely You’reJoking,Mr. Feynman! )記載的第一個(gè)故事就是他兒時(shí)怎樣在一位成年人百思不得其解的目光注視下來(lái)回踱步思考,最終因替那人修好收音機而聲名遠播。

    在麻省理工學(xué)院讀本科的那幾年,不管必修課是什么,費恩曼都堅持不懈地從其它書(shū)中學(xué)到比一般大學(xué)課程更為豐富的知識。大四時(shí)他應數學(xué)系之邀加入校隊參加全美最有名的一年一度的普特蘭 全國大學(xué)生數學(xué)競賽,并以絕對優(yōu)勢獲得第一名。他大學(xué)畢業(yè)前發(fā)表在《物理評論》上第一篇論文的結論,成為量子力學(xué)奠基者之一、“測不準原理”創(chuàng )始人、1932年獲諾貝爾獎的德國物理學(xué)家海森堡關(guān)于宇宙線(xiàn)專(zhuān)著(zhù)的壓軸戲。普特蘭數學(xué)競賽的折桂使其成為“普特蘭學(xué)者”后,哈佛向他召喚,但他選擇了普林斯頓大學(xué)讀研究生。不久后,在妹妹14歲生日時(shí),他送給她的禮物是一本大學(xué)天文學(xué)教科書(shū),并教她這樣讀:“你從頭讀,盡量往下讀直到你一竅不通時(shí),再從頭開(kāi)始,這樣堅持往下讀,直到你全能讀懂為止?!?/p>

      費曼的名字第一次為美國民眾所廣知是他在1986年2月11日當眾演示的“O形密封圈實(shí)驗”。1986年的1月28日,美國“挑戰者”號航天飛機起飛一分鐘后突然爆炸墜毀,包括一名女教師在內的七位機組人員全部罹難。費曼應邀加入了總統事故調查委員會(huì ),在2月4日前往首都華盛頓參加委員會(huì )首次會(huì )議之前,他就先去了加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗室向工程師們了解到關(guān)于航天飛機失事的第一手資料,并在他的筆記本的第二行批注道:“O形圈留有焦痕?!蓖ㄟ^(guò)大量的調查研究,他知悉美國國家航空航天管理局領(lǐng)導階層曾忽視第一線(xiàn)工程師們對O形圈低溫有效性的擔憂(yōu)。在得知“挑戰者”上天前夜氣溫陡然降至攝氏零度以下這一極其重要的信息時(shí),敏銳的科學(xué)思維馬上令他意識到寒冷對O形圈的彈性之毀滅性的破壞。他在調查委員會(huì )成員和記者面前將O形圈浸入一杯冰水的小小動(dòng)作,促生了那個(gè)具有決定性作用的足以證明“挑戰者”號航天飛機失事原因的偉大“小實(shí)驗”。

      In a1981 interview,on winning Nobel Prize (1965):I’ve already gotthe prize, the prize is the pleasure of finding things out; thekick in the discovery; the observation other people use it. Thoseare the real things! The honours are unreal tome. I don’t believe in honours. It bothers me. Honours bothers me!Honours is epaulettes. Honours is uniforms. My Poppa brought me upthis way. I can’t stand it. It hurts me. Report ofthe Presidential Commission on the Space Shuttle ChallengerAccident. 1986 In its appendix, Feynman added astark reminder, about the limits of science, “Fora successful technology, reality must take precedence over publicrelations, for nature cannot be fooled”.

費曼和艾琳

     理查德·菲利普斯·費曼(Richard PhillipsFeynman,1918年5月11日—1988年2月15日),美籍猶太裔物理學(xué)家,加州理工學(xué)院物理學(xué)教授,1965年諾貝爾物理獎得主。理查德·費曼,高中畢業(yè)之后進(jìn)入麻省理工學(xué)院學(xué)習,最初主修數學(xué)和電力工程,后轉修物理學(xué)。1939年以?xún)?yōu)異成績(jì)畢業(yè)于麻省理工學(xué)院,1942年6月獲得普林斯頓大學(xué)理論物理學(xué)博士學(xué)位。同年與高中相識的戀人艾琳結婚。1942年,24歲的費曼加入美國原子彈研究項目小組,參與秘密研制原子彈項目“曼哈頓計劃”。1945年艾琳去世?!奥D計劃”結束,費曼在康奈爾大學(xué)任教。1950年到加州理工學(xué)院擔任托爾曼物理學(xué)教授,直到去世。提出了費曼圖、費曼規則和重正化的計算方法,這是研究量子電動(dòng)力學(xué)和粒子物理學(xué)不可缺少的工具。他被認為是愛(ài)因斯坦之后最睿智的理論物理學(xué)家,也是第一位提出納米概念的人。費曼主張在物理學(xué)習和研究中大膽探索和創(chuàng )新;物理教學(xué)中要理論聯(lián)系實(shí)際;物理教學(xué)目標的多維度.熱愛(ài)學(xué)生,熱愛(ài)教學(xué);轉變教育教學(xué)觀(guān)念,追求教育教學(xué)的創(chuàng )新性;追求科學(xué)原創(chuàng ),強調理論聯(lián)系實(shí)際;正確地探究自然的方法;依據這種方法所獲取的知識,增加了做新事情的能力。費曼總結了學(xué)習物理學(xué)的五個(gè)理由:第一是學(xué)會(huì )測量和計算,及其在各方面的應用(培養工程師);第二是培養科學(xué)家,不僅致力于工業(yè)的發(fā)展,而且貢獻于人類(lèi)知識的進(jìn)步;第三是認識自然的美妙,感受世界的穩定和實(shí)在;第四是學(xué)習由未知到已知的、科學(xué)的求知方法;第五是通過(guò)嘗試和糾錯,學(xué)會(huì )有普遍意義的自由探索的創(chuàng )造精神。

     費曼曾說(shuō),教師講不懂別人,是自己沒(méi)有真懂,費曼往往在審視學(xué)生提出的問(wèn)題中萌生新思想,思考許多新問(wèn)題。費曼的教學(xué)充滿(mǎn)活力和激情。他說(shuō):“教學(xué)和學(xué)生使我的生命得以延續。如果有人給我創(chuàng )造一個(gè)很好的環(huán)境,但是我不能教學(xué)的話(huà),那我永遠不會(huì )接受,永遠不會(huì )?!辟M曼也相信,人們記住他首先是因為他的教學(xué)工作。加州理工學(xué)院把他的一系列講座收集在一起,出版了《費曼物理講義》。他對這個(gè)領(lǐng)域的主要貢獻是全面發(fā)展了將量子理論,應用到當代前沿研究領(lǐng)域所使用的獨特的方法,并且由此對這個(gè)領(lǐng)域的當代圖景產(chǎn)生重大的影響。費曼路徑積分、費曼圖和費曼規則都屬于現代理論物理學(xué)家所用的非?;镜墓ぞ咧?,這些工具是將量子理論的規則應用到各個(gè)具體領(lǐng)域如電子、質(zhì)子和光子的量子理論時(shí)所必需的,它們構成了使量子規則與愛(ài)因斯坦的狹義相對論的要求相一致的處理方法的基本要素。盡管這些概念沒(méi)有一個(gè)是輕易就搞得懂的。費曼量子力學(xué)路徑積分方法一種“歷史累加”的方法,意義重大。傳統的量子力學(xué)有兩種形式,一種是薛定諤的基于波的形式,另一種是海森堡的基于粒子的形式,而費曼找到了量子力學(xué)的第三種形式——基于作用量的路徑積分形式。路徑積分的思想能夠對事情的行為給出一種物理直覺(jué),提供一個(gè)鮮明的智力圖像。這種形式不但能得出與另兩種形式相同的答案,而且它對經(jīng)典力學(xué)同樣有效,使人能夠看出經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)之間清晰的連接,意味著(zhù)在更高的層次上二者其實(shí)是統一的世界觀(guān)中的一部分。

費曼圖

      費曼圖(Feynman Diagram)是費曼所創(chuàng )立的一種表示量子場(chǎng)中各種粒子相互作用的形象化的圖,是繼薛定諤和海森堡后第三種建立量子力學(xué)的方式。上圖就是一張費曼圖的樣圖,它用各種線(xiàn)對應各種粒子。在費曼圖中,粒子由線(xiàn)表示,費米子一般用實(shí)線(xiàn),光子用波浪線(xiàn),玻色子用虛線(xiàn),膠子用圈線(xiàn)。一線(xiàn)與另一線(xiàn)的連接點(diǎn)稱(chēng)為頂點(diǎn)。費曼圖的橫軸一般為時(shí)間軸,向右為正,左邊代表初態(tài),右邊代表末態(tài)。與時(shí)間方向相同的箭頭代表正費米子,與時(shí)間方向相反的箭頭表示反費米子。上圖中,電子與正電子湮滅產(chǎn)生虛光子,而該虛光子生成夸克-反夸克組,然后其中一個(gè)放射出一個(gè)膠子。(時(shí)間由左至右,一維空間由上至下)。每幅費曼圖都可以按規則被逐項轉化,對應一個(gè)過(guò)程的不變振幅的表達式,該表達式可以用來(lái)計算過(guò)程的發(fā)生概率。在量子場(chǎng)論的圖像中,相隔的粒子通過(guò)發(fā)射和接受粒子傳遞相互作用,用于傳遞相互作用的粒子稱(chēng)為傳播子。在經(jīng)典圖像中粒子受到電磁場(chǎng)的影響,在量子場(chǎng)論中的圖像中則是物質(zhì)間通過(guò)傳遞光子發(fā)生電磁相互作用。在這個(gè)基礎上可以畫(huà)出費曼圖。

      費曼圖中粒子由線(xiàn)表示。構成實(shí)物的費米子用實(shí)線(xiàn)表示,傳遞相互作用的玻色子用其它線(xiàn)表示。其中傳遞強相互作用的強子用圈線(xiàn)表示(如上圖),傳遞弱相互作用的光子用波浪線(xiàn)表示(如上圖),傳遞弱電相互作用的W和Z玻色子用虛線(xiàn)表示。代表費米子的線(xiàn)條的箭頭指向用以區分粒子及其反粒子。(反粒子在某種意義上相當于倒流的時(shí)間中運動(dòng)的粒子)線(xiàn)條相交形成節點(diǎn),表示反應。QED(量子電動(dòng)力學(xué))和QCD(量子色動(dòng)力學(xué))這些理論,或者說(shuō)標準模型,規定了許可的節點(diǎn)。費曼圖上有一條時(shí)間軸t,表示過(guò)程的進(jìn)行方向。以上要素構成了費曼圖。了解了以上各要素的意義后,可以看出,樣圖的物理含義是,正負電子對湮滅為光子,之后在真空中產(chǎn)生正負夸克對,然后反夸克又通過(guò)膠子參與了強相互作用。而假如時(shí)間軸改為由下至上,則意為正電子和反夸克發(fā)生電磁相互作用,之后反夸克發(fā)生強相互作用。簡(jiǎn)單的說(shuō),以上就是費曼圖的畫(huà)法。再往下說(shuō),則是標準模型規定了有哪些粒子,以及粒子間可以發(fā)生哪些相互作用,即哪些節點(diǎn)是合法的。

 

      在標準模型中,費米子的種類(lèi)如上圖:圖中上面兩行是夸克,下面兩行則是輕子。6種夸克分別為:up, down, charm, strange, top, down。6種輕子分別為:電子,中微子,muon子,muon中微子,tau子,tau中微子。決定6種夸克差別的量子數被稱(chēng)為“味”,“味”與弱相互作用相關(guān)。uud三個(gè)夸克組成質(zhì)子,udd三個(gè)夸克組成中子。u和d夸克之間各量子數(或者物質(zhì)成分)的差異,就是c夸克和s夸克之間的差異,也是電子和中微子間的差異,當然也是另外三對粒子間的差異??淇撕洼p子分別由橫向分為三代,對應的各代間粒子只有質(zhì)量有差別,電荷等其它量子數均相同。每種味道的夸克都有3種顏色,“色”與強相互作用相關(guān)??淇说纳貞B(tài)對于弱電相互作用和電磁相互作用簡(jiǎn)并,參加這兩種相互作用時(shí)不同色的夸克的表現是一樣的。電磁相互作用由QED描述,QED規定了下圖的節點(diǎn)是合法的,圖中的線(xiàn)條可以繞節點(diǎn)任意旋轉。根據各線(xiàn)條方向不同,這個(gè)節點(diǎn)可以表示正負電子湮滅、正負電子對產(chǎn)生以及電子與光子碰撞等過(guò)程。圖中的電子也可換為上表中其它粒子。

     弱電相互作用由QFD描述。弱電相互作用的傳播子有W玻色子和Z玻色子。Z玻色子和光子很相似,故將上圖的光子換為Z玻色子,節點(diǎn)仍然合法。對于W玻色子,可行的節點(diǎn)如下,其中vi和l表示同代的兩夸克或兩輕子。

 

      強相互作用由QCD描述。之所以夸克的“色”這個(gè)量子數被這樣命名,很大程度上與它的性質(zhì)有關(guān)??淇擞腥N色荷,色荷之間的相互作用和三基色的疊加一樣,例如紅色荷與藍色荷相加成為“紫色荷”,也就是負的綠色荷。下圖是QCD允許的節點(diǎn),膠子攜帶色荷,通過(guò)強相互作用改變夸克的顏色。

      除了以上這些節點(diǎn)外,玻色子之間也可以形成節點(diǎn),這與高階費曼圖有關(guān)。高階費曼圖代表了那些中間經(jīng)歷了更曲折復雜的流程得到相同的粒子產(chǎn)物的過(guò)程,這里就不涉及了。

      兩個(gè)粒子的相互作用量由反應截面積所量化,其大小取決于它們的碰撞,該相互作用發(fā)生的概率尤其重要。如果該相互作用的強度不太大,即是能夠用攝動(dòng)理論解決,這反應截面積,或更準確來(lái)說(shuō)是對應的時(shí)間演變算子、分布函數或S矩陣,能夠用一系列的項(戴森級數)所表示,這些項能描述一段短時(shí)間所發(fā)生的故事。 

       粒子物理學(xué)中,計算散射反應截面積的難題簡(jiǎn)化成加起所有可能存在的居間態(tài)振幅(每一個(gè)對應攝動(dòng)理論又稱(chēng)戴森級數的一個(gè)項)。用費曼圖表示這些狀態(tài),比了解當年冗長(cháng)計算容易得多。從該系統的基礎拉格朗日量能夠得出費曼法則,費曼就是用該法則表明如何計算圖中的振幅。每一條內線(xiàn)對應虛粒子的分布函數;每一個(gè)線(xiàn)相遇頂點(diǎn)給出一個(gè)因子和來(lái)去的兩線(xiàn),該因子能夠從相互作用項的拉格朗日量中得出,而線(xiàn)則約束了能量、動(dòng)量和自旋。費曼圖因此是出現在戴森級數每一個(gè)項的因子的符號寫(xiě)法。但是,作為攝動(dòng)的展開(kāi)式,費曼圖不能包涵非攝動(dòng)效應。除了它們在作為數學(xué)技巧的價(jià)值外,費曼圖為粒子的相互作用提供了深入的科學(xué)理解。粒子會(huì )在每一個(gè)可能的方式下相互作用:實(shí)際上,居間的虛粒子超越光速是允許的。(這是基于測不準原理,并且不違反相對論,因為狹義相對論只要求可觀(guān)測量滿(mǎn)足因果律;事實(shí)上,超越光速對保留相對性時(shí)空的偶然性有幫助。)每一個(gè)終態(tài)的概率然后就從所有如此的概率中得出。這跟量子力學(xué)的功能積分表述有密切關(guān)系,該表述(路徑積分)也是由費曼發(fā)明的。如此計算如果在缺少經(jīng)驗的情況下使用,通常會(huì )得出圖的振幅為無(wú)窮大,這個(gè)答案在物理理論中是要不得的。問(wèn)題在于粒子自身的相互作用被錯誤地忽視了。重整化的技巧(是由費曼、施溫格和朝永所開(kāi)發(fā)的)彌補了這個(gè)效應并消除了麻煩的無(wú)窮大項。經(jīng)過(guò)這樣的重整化后,用費曼圖做的計算通常能與實(shí)驗結果準確地吻合。費曼圖及路徑積分法亦被應用于統計力學(xué)中。有關(guān)費圖及路徑積分的數學(xué)內容尚未完善,它還處于依賴(lài)物理直觀(guān)的階段。

費曼的畫(huà)作

      費曼十一二歲的時(shí)候,就開(kāi)始自己收集各種燈泡、蓄電池什么的,做電路實(shí)驗。后來(lái),開(kāi)始搗鼓收音機,無(wú)師自通到專(zhuān)業(yè)水平,附近的人收音機壞了,都來(lái)找他修。他曾經(jīng)在麻省理工和普林斯頓求學(xué),他是研究生的時(shí)候,第一次做學(xué)術(shù)報告,因為課題吸引,愛(ài)因斯坦、馮·諾依曼、泡利等大牛都過(guò)來(lái)聽(tīng)。20世紀30年代,他被征召加入著(zhù)名的“曼哈頓計劃”,也就是美國制造原子彈的計劃,那個(gè)時(shí)候的費曼只有24歲。加入曼哈頓計劃后,他和其他研究專(zhuān)家待軍營(yíng)工作,讓他聲名遠揚的,竟然是他的開(kāi)鎖技能。開(kāi)始,他是出于自?shī)首詷?lè )研究破解保險箱,后來(lái)成了專(zhuān)家,當他要借閱機密文件但那人不在的時(shí)候,他總是能打開(kāi)人家的保險箱拿出文件。一次,竟然連存放高級機密的保險箱也打開(kāi)了,并且不忘惡作劇一番,在保險箱里留字條,告誡要小心安全。

      1986年,美國挑戰者號航天飛機失事,費曼被委托調查原因,他用了一杯冰水及一只橡皮環(huán),在國會(huì )向公眾證明了出事原因,這就是著(zhù)名的O型環(huán)演示實(shí)驗。

      費曼在音樂(lè )上也玩的很溜,他很喜歡桑巴音樂(lè ),在巴西講學(xué)期間,他還加入了當地一個(gè)桑巴樂(lè )隊,負責打鼓,和樂(lè )隊一起參加了嘉年華會(huì )游行。費曼的興趣廣泛,他還研究生物學(xué)、化學(xué),畫(huà)畫(huà),這些竟然都能玩到專(zhuān)業(yè)水平。

      天才的人生不能復制,但是可以學(xué)習。在《別鬧了,費曼先生》的自傳中,處處透露著(zhù)他的與眾不同的思考方式。

      學(xué)習知識的訣竅。費曼說(shuō)他有一套方法,當他遇到新知識想要搞明白時(shí),他就會(huì )用這套方法,而且很好使:不斷的舉實(shí)例。比如,遇到一個(gè)數學(xué)定理,當他看到這個(gè)定理的各項條件,他便會(huì )構想符合這些條件的情況。以數學(xué)上的“集”概念為例,說(shuō)到“集”時(shí),他便想到一個(gè)球,兩個(gè)不相容的集便是兩個(gè)球。然后視情況而定,球可能具有不同的顏色、長(cháng)出頭發(fā)或發(fā)生其他千奇百怪的狀況。在麻省理工學(xué)院時(shí),一次上機械制圖課,制圖的工具是曲線(xiàn)尺子,費曼說(shuō)了一個(gè)曲線(xiàn)尺子符合的數學(xué)現象,其他同學(xué)大為驚嘆,但其實(shí)這個(gè)現象所用到數學(xué)知識,是大家早已學(xué)過(guò)的,但是其他人不懂得將抽象的公式與實(shí)際例子結合。費曼在自傳中傲嬌的寫(xiě)道:有些時(shí)候,我真搞不清楚人是怎么回事,他們都不是透過(guò)了解而學(xué)習,而是靠背誦死記或其他方法,因此知識的基礎都很薄弱。

      用什么態(tài)度來(lái)面對生活?費曼有一種特質(zhì),無(wú)論是什么事,他都似乎有辦法挖掘當中的價(jià)值,找到樂(lè )趣。高中的時(shí)候,他到親戚開(kāi)的一家旅館打工,他做的事情很簡(jiǎn)單,端茶倒水,到廚房打下手,洗菜摘菜之類(lèi)的。他總是發(fā)明各種各樣的工具和方法,讓事情變得有效率和簡(jiǎn)單。他發(fā)現,自己經(jīng)常出了一個(gè)工作間會(huì )忘關(guān)燈,于是,就發(fā)明一個(gè)裝置,在燈和門(mén)之間拉一根線(xiàn),當他關(guān)上門(mén),那根線(xiàn)被拉動(dòng),燈就自然關(guān)了。他在廚房幫忙切豆角,他覺(jué)得一般的切法很慢,而且容易切到手指,于是,他就把刀背對著(zhù)自己,刀尖向上45度角嵌在砧板上做鍘刀的樣子,自己膝蓋夾著(zhù)一個(gè)大碗,用手拿著(zhù)豆角的兩端,將豆角往自己方向一拉,豆角就斷了,掉到他膝蓋上的碗里。成年后的費曼也是保持這份心態(tài),在加州理工當上教授之后,學(xué)校安排他每個(gè)星期要去水牛城的航天實(shí)驗室講課。但是,他很不喜歡到那里上課,由于當時(shí)他是年輕教授,資歷尚淺,所以不好拒絕。那個(gè)時(shí)候,每上一次課就有35美元,也許,一般的人會(huì )硬著(zhù)頭皮上完課拿錢(qián)了事,誰(shuí)叫自己沒(méi)得選呢。但是,他卻這樣想:那35美元的功能,是要使得水牛城之行更有吸引力,而正確的方法就是把它花掉。于是,他就決定,每次上完課后,都會(huì )讓出租車(chē)司機把自己帶去酒吧里玩一陣。當然,不是說(shuō)把錢(qián)花掉就是值得。但是,他的觀(guān)念值得我們學(xué)習。很多時(shí)候,在不得不做、且很不想做的事情面前,我們可以干預自己的行為,勉強自己去做,這是一種消極的應對方法,雖然這樣把事情完成了,但是卻浪費了時(shí)間,因為在這段時(shí)間里,你充滿(mǎn)了負面情緒,低效率,馬虎了事。費曼的應對是積極的,既然一件事非要做,那就要從這件事中尋找價(jià)值,尋找興趣,尋找收獲。

      費曼的眾多興趣中,桑巴鼓是比較突出的。桑巴鼓要打得好,是很有技術(shù)要求的。并且,就算是天才,也不是一玩就上手,他之所以最后能上手,是因為下了不少功夫。在開(kāi)始的練習時(shí),他總是跟不上節奏,還被點(diǎn)名批評。他在自傳中寫(xiě)到:于是我不停地練習,一邊在沙灘上散步,我會(huì )隨手撿起兩根棍子,練習扭動(dòng)手腕的動(dòng)作,不停地練習、練習、再練習。我花了很多工夫練習,但我還是會(huì )覺(jué)得矮人一截,覺(jué)得自己水準不夠,老是給其他人添麻煩。結果是,經(jīng)過(guò)努力練習,他參加了樂(lè )團在市中心的游行演奏,非常受歡迎。隔了一星期,還收到美國大使館的一封信,表?yè)P他促進(jìn)了國民外交,為美國和巴西的關(guān)系做了很有意義的事情。其實(shí),每當費曼開(kāi)始一個(gè)新的興趣,用他的話(huà)說(shuō),是純粹為了好玩,但是,人家的玩和我們的玩真的不一樣。他的玩就是搞透,摸到門(mén)道。而我們理解的玩,就真的只是玩玩湊熱鬧而已。如果通過(guò)費曼的價(jià)值觀(guān),不難理解為何他帶著(zhù)鉆研精神去玩。因為他總要在每件事中挖掘到價(jià)值。這是過(guò)好一生的最佳策略。這也許是費曼最吸引人的地方,不是作為一個(gè)物理學(xué)天才,而是作為一個(gè)活得徹底有趣、活出真正自我的人。

      費曼和大部分的科學(xué)家一樣,都是少年天才,21歲大學(xué)畢業(yè),24歲就參加了“曼哈頓計劃”。但耀眼的光環(huán)擋不住隱藏的頑童本性,而他在科學(xué)上的較真,還意外幫他追到了心目中的女神——阿琳·格林鮑姆。

費曼學(xué)習時(shí)給同學(xué)的筆記

    費曼和阿琳早在中學(xué)時(shí)就認識,但那時(shí)候,他只是個(gè)熱衷科學(xué)的怪小孩,而阿琳不僅是同齡男孩眼中的公主,身邊也有男友。他只好把愛(ài)意深埋心底,直到阿琳分手,他感到終于有盼頭了!一天,阿琳邀請費曼到家中做客,激動(dòng)的費曼在漆黑的夜幕掩護下,摸進(jìn)阿琳的家門(mén),結果卻講了一晚上的題……當時(shí),阿琳正在為哲學(xué)作業(yè)煩惱——笛卡爾是怎么從‘我思故我在’,最終證明了上帝存在的?費曼一看,“這絕不可能!”他完全沒(méi)有意識到,自己是在向偉人笛卡爾挑戰。接下來(lái),他和阿琳一起研究了這個(gè)說(shuō)話(huà)拐彎抹角的笛卡爾,最后發(fā)現笛卡爾想表達的其實(shí)是:世界上只有一樣是確定的——那就是不確定。然后笛卡爾又講什么,“我的所有思維都是不完美的,完美一定是相對于完美而言的,因此完美一定存在于某個(gè)地方?!比缓蟊汩_(kāi)始狡猾地引出上帝了!費曼堅決反對笛卡爾的觀(guān)點(diǎn),阿琳也表示同意,并稱(chēng)她的老師說(shuō)過(guò),任何事物都像紙張一樣有兩面。誰(shuí)知聽(tīng)完阿琳的這句話(huà),費曼突然靈光一現,想到了自己曾在大百科全書(shū)上看到過(guò)的莫比烏斯環(huán)。他還變身動(dòng)手達人,現場(chǎng)拿來(lái)一張紙,扭了半圈,接成一個(gè)環(huán)形,又故作高深地解釋了一番:“莫比烏斯帶的存在是直觀(guān)可見(jiàn)的,不像那些油滑模棱兩可的政治問(wèn)題,也不像那些需要很多歷史知識才能理解的東西……”但他怎么也沒(méi)想到,阿琳滿(mǎn)臉崇拜地聽(tīng)完他的講解后,竟然在第二天課堂上,故意等到老師拿出一張紙,說(shuō)任何事物都像紙一樣有兩面時(shí),舉起了他昨晚制作的莫比烏斯環(huán)……打臉來(lái)得太快就像龍卷風(fēng),老師一臉錯楞,全班同學(xué)都驚奇不已。出盡風(fēng)頭的阿琳非常得意,從那之后,她對費曼的留意也多了起來(lái)。就這樣,費曼憑借自己的才華和學(xué)識成功抱得美人歸。

     跟費曼的科學(xué)腦相比,阿琳非常有藝術(shù)細胞,她不僅彈得一手好鋼琴,還在納沙縣羅倫斯中學(xué)擔任??庉?。有時(shí)還會(huì )到費曼家做點(diǎn)小裝飾,如壁櫥上的小鸚鵡之類(lèi)的,費曼的家人都很喜歡這個(gè)可愛(ài)的姑娘。在一起后,阿琳和費曼也開(kāi)始互相影響。她彬彬有禮,非常照顧別人的感受,教會(huì )了費曼也學(xué)會(huì )顧及別人;而費曼一向有一個(gè)“你干嗎在乎別人怎么想”的態(tài)度,阿琳也就接受了他的看法。兩人在這段感情中徹底誠實(shí)、直言相告、絕對坦率,他們非常相愛(ài),程度甚至超過(guò)了費曼認識的所有情侶,并約定大學(xué)畢業(yè)后就結婚。

      但命運并未眷顧這對有情人,相戀6年后,阿琳被診斷患上了淋巴結核,僅有幾年可活。費曼的父母擔心他會(huì )被阿琳拖累學(xué)業(yè),都勸他,因為阿琳的病,撕毀婚約是完全可以被理解的,但費曼選擇了不離不棄。

      第二次世界大戰來(lái)臨,正在普林斯頓攻讀博士學(xué)位的費曼被吸收進(jìn)了“曼哈頓計劃”。幾個(gè)月后,剛拿到博士學(xué)位的費曼就與纏綿病榻的阿琳結了婚。公證時(shí),因為阿琳的結核病可能會(huì )傳染,他們不能接吻,新郎只能在新娘的面頰上輕輕地吻一下。婚后,費曼把生病的阿琳安排在了普林斯頓大學(xué)旁的一家慈善醫院,方便去照顧她。雖然疾病是橫亙在兩人中間一道無(wú)法逾越的鴻溝,卻絲毫沒(méi)有影響他們新婚的甜蜜。病床上的阿琳經(jīng)常給費曼寫(xiě)信或寄一些有趣的小玩意兒。一次,費曼收到了一盒鉛筆——墨綠色的筆桿上有一行金色的小字:“親愛(ài)的理查德,我愛(ài)你!小笨瓜(費曼對阿琳的昵稱(chēng))。”這非常甜蜜,但費曼擔心鉛筆容易被隨手亂丟,如果被人看到那些字該多不好意思。于是他從浴室找了個(gè)刀片,刮掉鉛筆上的字再用。沒(méi)想到第二天他就收到了阿琳的信,開(kāi)頭就寫(xiě)著(zhù):“為什么要把鉛筆上的字刮掉?”接著(zhù)是:“我愛(ài)你,你不覺(jué)得自豪嗎?你為什么在乎別人怎么想?費曼幸福又無(wú)奈地聳聳肩,只好乖乖地用那些燙了金字的鉛筆。

     不久,費曼又被調往洛斯阿拉莫斯,項目總負責人把阿琳安排在了離那兒最近的一家醫院。費曼每個(gè)周末都去看她,而工作日時(shí),他經(jīng)常會(huì )收到阿琳的信。有些信會(huì )做成拼字游戲的樣子,剪散后裝進(jìn)袋子寄過(guò)來(lái)。這時(shí),軍隊的郵檢便會(huì )給他一個(gè)警告單“請告誡尊夫人這里沒(méi)有時(shí)間玩游戲!”但他從沒(méi)告訴過(guò)阿琳,因為他很樂(lè )意陪她玩游戲,盡管有時(shí)讓他陷入令人發(fā)笑而又窘迫的局面。愛(ài)情能打敗疾病的奇跡,注定只存在于小說(shuō)里。隨著(zhù)時(shí)間流逝,阿琳的身體越來(lái)越差,她的父親也從老家匆忙趕來(lái),并打電話(huà)給費曼,讓他馬上到醫院一趟。費曼最后一次見(jiàn)到阿琳的時(shí)候,她已經(jīng)非常虛弱,神志也有些迷糊了。大多數時(shí)候她都直瞪瞪地注視前方,偶爾會(huì )環(huán)視周?chē)幌?,呼吸艱難。費曼只好出去走了一會(huì )兒,他覺(jué)得很奇怪,面對這種情況,自己并沒(méi)有那么地悲痛欲絕,大概是他很久以前早已明白,這一天終會(huì )來(lái)到。等到他回到病房后,值班護士證實(shí)阿琳已經(jīng)亡故了。費曼單獨跟阿琳待了一會(huì )兒,然后俯身在她額頭上吻了最后一次。他驚奇地發(fā)現,阿琳頭發(fā)的味道還跟以前一樣!這對他來(lái)說(shuō)是個(gè)小小的詫異:一個(gè)巨大的變化剛剛發(fā)生了,可是又好像什么都沒(méi)變。第二天在喪葬場(chǎng),一個(gè)工作人員遞給費曼幾個(gè)從阿琳手上摘下的戒指,問(wèn)他,“你要不要再看你妻子一眼?”費曼拒絕了,他不想再見(jiàn)阿琳,因為那只會(huì )讓他更難受。

      回家后的幾天,費曼總是夢(mèng)見(jiàn)了阿琳,但理智告訴他:“不,不,阿琳不能到夢(mèng)里來(lái)!她已經(jīng)不在了!”后來(lái),他又夢(mèng)見(jiàn)她了,他說(shuō):“你不能到夢(mèng)里來(lái)!”“呵,不,”她說(shuō),“我騙你了,其實(shí)我是對你厭煩了,才策劃了這一切,以便我可以脫身??涩F在我又喜歡你了,所以就回來(lái)了?!?span style="word-spacing: normal;">醒來(lái)后,費曼覺(jué)得這只是意識在和自己鬧別扭。這些天來(lái),他仿佛對自己進(jìn)行了心理干預般,一滴眼淚也沒(méi)有掉。即使同事安慰他阿琳的事,他也能立馬把話(huà)題轉移到工作上。直到一個(gè)多月后,他在經(jīng)過(guò)橡樹(shù)嶺一家商店的櫥窗,看到一件漂亮的連衣裙,想到“阿琳一定會(huì )喜歡的?!鳖D時(shí)不能自已,潸然淚下。直到那一刻,他才意識到,自己愛(ài)的那個(gè)女孩,再也不會(huì )回來(lái)了。

     費曼的人生還很長(cháng),他的事業(yè)很成功,甚至他本人都成了傳奇。他后來(lái)結過(guò)2次婚,也有不少風(fēng)流韻事,但是他始終還是忘不了阿琳。有段時(shí)間,他和韋那合作準備寫(xiě)一本自己的傳記,兩人在一起無(wú)話(huà)不談。有一次,他翻出了一張阿琳只穿著(zhù)半透明的內衣裙斜躺著(zhù)的照片?!百M曼差點(diǎn)大哭起來(lái)。他們把錄音機關(guān)掉,沉默地坐了一陣子?!?/span>

      費曼去世后,親人整理他的遺物,在一個(gè)盒子里發(fā)現了他在阿琳去世2周年時(shí)寫(xiě)的一封信。他寫(xiě)道:“我說(shuō)我愛(ài)你,不僅是因為你喜歡聽(tīng),還因為這讓我由衷地歡喜?!薄澳悻F在不能給我什么,而我仍然深深?lèi)?ài)著(zhù)你,愛(ài)到讓我無(wú)法去愛(ài)別人”……最后,他在信尾心碎地標注,“請原諒我沒(méi)有把這封信寄出,只因為我不知道你的新地址?!?/span>

費曼寫(xiě)給阿琳的信,直到去世后才被公開(kāi)

      費曼有一本書(shū)叫發(fā)現的樂(lè )趣,書(shū)中寫(xiě)到兩個(gè)費曼小時(shí)候的事情,很有啟發(fā)性:我們家有《大不列顛百科全書(shū)》,我還是小孩子的時(shí)候,父親就常常讓我坐在他腿上,給我讀些《大不列顛百科全書(shū)》。比如說(shuō),我們讀關(guān)于恐龍的部分,書(shū)上可能講雷龍或其他什么龍,或者暴龍,書(shū)上會(huì )說(shuō):“這家伙有25 英尺高,腦袋寬 6英尺?!边@時(shí)父親就停下來(lái),說(shuō):“我們來(lái)看看這句話(huà)什么意思。這句話(huà)的意思是:假如它站在我們家的前院里,它是那么高,高到足以把頭從窗戶(hù)伸進(jìn)來(lái)。不過(guò)呢,它也可能遇到點(diǎn)麻煩,因為它的腦袋比窗戶(hù)稍微寬了些,要是它伸進(jìn)頭來(lái),會(huì )擠破窗戶(hù)。費曼說(shuō):凡是我們讀到的東西,我們都盡量把它轉化成某種現實(shí),從這里我學(xué)到一個(gè)本領(lǐng)——凡我所讀的內容,我總設法通過(guò)某種轉換,弄明白它究竟什么意思,它到底在說(shuō)什么。你看,我小時(shí)候就習慣了用轉換的方法讀《百科全書(shū)》。想到院子里有個(gè)那么大的動(dòng)物,這真的讓人很興奮,也很有趣。當然,我不會(huì )害怕真的會(huì )有那么個(gè)大家伙進(jìn)到我的窗子里來(lái),我不會(huì )這么想。但是我會(huì )想,它們竟然莫名其妙地絕滅了,而且沒(méi)有人知道其中的原因,這真的非常、非常有意思。另一個(gè)例子是馬車(chē)中的球 一個(gè)伙伴對我說(shuō):“嘿,看那只鳥(niǎo)。那是什么鳥(niǎo)?”我說(shuō):“我對這種鳥(niǎo)一無(wú)所知?!彼f(shuō):“這是褐喉畫(huà)眉”,又說(shuō),“你爸爸什么也沒(méi)有告訴你?!钡聦?shí)恰恰相反,我父親當然教過(guò)我??粗?zhù)一只鳥(niǎo),父親說(shuō):“知道這是什么鳥(niǎo)嗎?這是褐喉畫(huà)眉;但是在葡萄牙,它的名字是……在意大利,名字是……”,他說(shuō),“在中國,名字是……在日本,名字是……”等等?!斑?, ”他說(shuō),“各種語(yǔ)言中你都想知道它的名字叫什么,但是當你知道了所有這些名字之后,你其實(shí)對這鳥(niǎo)還是一無(wú)所知。你所知道的,僅僅是不同地方的人怎么稱(chēng)呼這種鳥(niǎo)而已?,F在,”他說(shuō):“我們來(lái)‘看’這只鳥(niǎo)?!?/b>通過(guò)這些事,父親教導我:要去“觀(guān)察”事物。有一天,我玩一種叫“快速馬車(chē)”的玩具,那是個(gè)小小的馬車(chē)廂,外圍有一圈扶手,以便孩子們推著(zhù)玩。車(chē)廂里面則有一個(gè)球——我記得——里面有個(gè)球。在我推車(chē)廂的時(shí)候,我注意到那個(gè)球的運動(dòng)方向,我于是跑去對父親說(shuō):“爸爸,我注意到一個(gè)事:當我向前推馬車(chē)時(shí),球向車(chē)廂的后壁滾;我繼續推馬車(chē),然后突然停下來(lái),這時(shí)球向著(zhù)車(chē)廂的前面滾去?!蔽覇?wèn):“為什么這樣呢?”父親說(shuō):“沒(méi)人知道為什么這樣,”他說(shuō),“運動(dòng)著(zhù)的東西,總是試圖繼續運動(dòng)下去,而靜止的東西,總是試圖繼續靜止下去,除非你用力推它。這是個(gè)普遍的原理,物體的這種傾向叫做‘慣性’。但是沒(méi)有人知道為什么這樣?!蹦憧?,這就是深入理解——他不告訴我一個(gè)東西的名字,知道一個(gè)東西的名字和了解這個(gè)東西是很不一樣的,他知道其間的區別,而我也在很早的時(shí)候就明白了這個(gè)區別。(下面的圖片,看到這里我幾乎熱淚盈眶,將來(lái)我也要這樣引導我的孩子)父親接著(zhù)說(shuō):“如果你再仔細看,你會(huì )發(fā)現,并不是球沖向車(chē)廂的后壁,而是車(chē)廂的后壁被你推著(zhù)沖向球。那球仍然靜止不動(dòng),或者說(shuō)得更準確些,由于有摩擦力,球開(kāi)始被帶著(zhù)向前運動(dòng),而不是后?!蔽亿s緊跑回小車(chē),把球重新放好,我一邊從下面推車(chē),一邊從旁邊觀(guān)察。我發(fā)現父親確實(shí)是對的——我向前推小車(chē)的時(shí)候,車(chē)廂里的球從來(lái)不向后動(dòng)。相對車(chē)廂而言,它是向后動(dòng)了;但是相對于人行道,它實(shí)際上是向前移動(dòng)了一點(diǎn),是車(chē)廂帶著(zhù)它向前的。這就是我父親教育我的方法,他用那些事例和相關(guān)的討論教育我,這里沒(méi)有壓力,只有極可愛(ài)、極有趣的討論。

      下面來(lái)說(shuō)一說(shuō)費曼技巧:1、找到一張白紙2、在白紙上將最重要的概念,流程寫(xiě)下來(lái)(在一本書(shū)中我們需要去選擇)3、想象將給一群人講授這些概念,將如何去講,如果有卡殼的地方,回歸回去學(xué)習。4、簡(jiǎn)化,用自己的語(yǔ)言去闡述這個(gè)概念,可以用類(lèi)比、比喻、故事等方式去延伸。

     如網(wǎng)絡(luò )一般的知識應當分而化之,化為小的知識塊,逐個(gè)應對。否則單個(gè)知識塊的缺失將影響整體的理解。所以費曼的思想是保持好奇心,回歸本質(zhì),找出問(wèn)題要害所在,把復雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。費曼技巧在于強迫自己通過(guò)嚴密的知識推演,找出當前的知識缺陷。這種主動(dòng)學(xué)習的方式才能調動(dòng)好奇心和探究精神,將知識實(shí)現內化。

 根據費曼愛(ài)情改編的電影《情深我心》

BBC紀錄片《神奇的費曼先生》視頻地址

https://v.qq.com/x/page/c0380zbhtc3.html

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