「別鬧了,費曼先生!」

2021-02-18 52數學網

一、幸福的童年

1918年5月11日,費曼出生於美國紐約,父母都是猶太人。她的妹妹瓊比他小9歲,兩個人的關係非常親密,瓊後來也成了一名物理學家。費曼在長島南岸的法羅克維長大。

當理蒂(小理察的暱稱)還坐著幼兒專用的高椅子時,父親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,教理蒂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。

年輕的理察很快就開始自己讀《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。

儘管理察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。

父親早年的訓練對費曼的教學生涯來說是無價之寶。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嘆和欣賞,並使他產生了與他人分享這種感受的灼人的欲望。

可能是由於美學的教育,晚年的費曼沉醉於繪畫的線條與結構,他認為物理是一種欣賞自然之美的數學,藝術和物理都是在表達自然世界的美妙與複雜。他覺得通過繪畫,人們也同樣可以體會這種感受。並可以告訴別人:請在此刻,感受宇宙輝煌的美妙。

二、研究原子彈

1942年,24歲的費曼加入美國原子彈研究項目小組,參與研製原子彈的秘密項目「曼哈頓計劃」。

1945年7月16日5時30分,美國製造的世界上第一顆試驗性原子彈在美國新墨西哥沙漠爆炸。同年8月9日,費曼在寫給母親的信中,描述了他在爆炸現場看到的景象:「原子彈被安裝在阿拉莫可德沙漠中心一座100英尺高的鋼塔上,天氣看起來不太好。大家都分到了防光輻射的眼鏡。然後,大家都坐下來,邊吃東西邊等待。

「凌晨5時,每個人都把表調好,並圍在收音機旁。當收音機裡開始倒數3分鐘時,人們分散開來,找有利觀看的地點,並紛紛拿出防光輻射的眼睛戴上,有人甚至開始塗抹防曬油。

「我要一個完全立體的經歷,因此我決定不戴眼鏡直接觀看爆炸過程。我繞到了武器載運器的擋風玻璃後面——如果有紫外線輻射的話不會傷到我的眼睛。一個聲音說:『15秒後開始。』

「一道可怕的銀白色的強光晃了我的眼睛,無論看哪兒視野裡都有紫色的斑點出現,我的理智告訴我:這是看過強光後產生的殘留影像,並非看到了爆炸。轉回頭看到,原子彈所在的地方,一個明亮的橙色大火球開始上升……」

三、辛酸的愛情

1941年,理察·費曼與阿琳·格林鮑姆結婚。

理察和阿琳從高中開始相戀。經過多年的交往,理察和阿琳彼此深深地相愛。當理察去普林斯頓大學學習深造時,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,最後被診斷為結核病。

理察得知檢查結果後,認為自己應該跟她結婚以便很好地照顧她。可是他的父母卻反對他結婚,因為他們害怕理察也傳染上結核。他們建議他撕毀婚約,但費曼拒絕這樣做。

於是,就在理察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。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。

隨著第二次世界大戰進入白熱化,費曼的工作壓力越來越大,每次看到丈夫那瘦削的臉龐,艾琳都會心疼地問:「親愛的,能不能告訴我,你到底在做什麼工作?」

每次,費曼總是一笑:「對不起,我不能。」

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,她永遠的閉上了眼睛,那時他們結婚才三年,離第一次核爆炸只有一個月了。

彌留之際,她用微弱的聲音對費曼說:「親愛的,可以告訴我那個秘密了嗎?」

費曼咬了咬牙:「對不起,我不能。」

理察陪她度過了生命的最後一刻,可是他很麻木,仿佛失去了知覺。

1945年7月16日清晨,一處秘密試驗基地,費曼和同事正神情緊張地守候在那裡。5時29分45秒,一道強光穿透了黑暗,然後,光滅了一會兒,接下來,一片由煙霧和爆炸碎片構成的黑雲沖天而起,漸漸地形成了蘑菇雲……

「親愛的,現在我可以告訴你這個秘密了……」費曼喃喃自語道,這時,他才意識到,艾琳已不在人世,淚水奪眶而出。

時光消逝,慢慢地,費曼從憂鬱中解脫出來,並開始以更大的激情投入工作。

1965年,他因在量子電動力學方面做出的卓越貢獻,獲得諾貝爾物理學獎。在接受採訪時,費曼說:「我要感謝我的妻子……在我心中,物理不是最重要的,愛才是!愛就像溪流、清涼、透亮……」

四、透視巴西教育

1949至1952年,費曼應邀在巴西進行了斷斷續續的十個月時間的教學,他發現了兩個奇怪的現象:一是學生們從不提問。二是面對同一個問題,有時學生馬上答得出,有時卻又一片茫然,完全不知所云。

費曼發現,巴西的學生上課時唯一要做的就是坐在那裡,把教授講的每個字記下來,確保沒有寫錯用以應付考試。但除了背下來的東西外,他們什麼也不會。

在學年終了的時候,費曼應邀到巴西科學院做一次演講——談談在巴西的教學經驗。聽眾將不只是學生,很多教授、政府官員都跑來聽講,費曼先要求他們答應自己暢所欲言。

他們說:「沒問題,這是個自由國家。」

他坦率地告訴巴西人,他看到的令人震驚的事實:那麼多小學生在書店裡購買物理書,那麼多巴西小孩在學物理,比美國小孩更早起步,可是整個巴西卻找不出幾個物理學家——為什麼會這樣?那麼多孩子如此用功,卻都是無用功!(我們的教育是否也有類似的問題呢?)

費曼舉起一本公認寫得非常好的大一物理教科書,「在這本書裡,從頭到尾都沒有提及實驗結果。隨便把書翻開,指到哪一行,我都可以證明書裡包含的不是科學,而只是生吞活剝的背誦而已。」

最後費曼說:實在看不出在這種一再重複下去的體制中,誰能受到任何教育。大家都努力考試,然後教下一代如何考試,大家什麼都不懂。

「不過,」他說:「我一定是搞錯了。在我教的班裡有兩個學生表現很好,另外有一位我認識的物理學家也是在巴西受教育的。因此,看來雖然制度很爛,有些人還是有辦法成功的。」

在費曼教授結束演講之後,巴西教育部長站起來痛心疾首地說:「費曼先生剛剛說的全是些讓我們坐立難安的事情,但看起來他是真心熱愛科學,而且他的批評也很具誠意。因此,我覺得我們應該聽他的。來這裡之前,我早已知道我們的教育體制有病;但我現在才發現我們患了癌!」——說完隨後坐下。

事後,讓費曼愜意的是,費曼是用葡語準備的講稿,卻發現所有人都在用英語發言。輪到費曼的時候,他說自己不了解巴西科學院的官方語言是英語,只能用葡語演講。緊接著,後來的人都開始用葡語演講。費曼得意地說:「我居然一舉改變了巴西科學院做演講的語言傳統。」

五、後世評價

費曼的著作《你管別人怎麼想》以及自傳《別鬧了,費曼先生!》都非常受歡迎。特別是後者,文風輕快幽默,引人發笑。如《洛杉磯時報》所說,「任何讀這本書而不大笑出聲的人,心理一定有毛病。」

我們來看看其他物理學家以及費曼的學生是如何評價他的。

弗裡曼·戴森:「半是天才,半是滑稽演員。」後來,當戴森對費曼非常了解之後,他把原來的評價修改為:「完全是天才,完全是滑稽演員。」;「費曼不用系統的數學,而以他自己的方式實際上「重新發明了差不多整套的物理學」。

沃爾夫岡·泡利:「為什麼這個聰明的年輕人談吐像個無業游民呢?」

漢斯·貝特:世界上有兩種天才:「普通的天才完成偉大的工作,但讓其他的科學家覺得,如果自己努力的話,那樣的工作他們也能完成;另一種天才則像表演魔術一般。而後一種天才,就是費曼。」;「費曼憂鬱的時候也比任何其他人興高採烈的時候還要高興。」

玻爾:「費曼自信且正直,不畏懼權威,這是唯一一個不怕我,敢於指出我的錯誤的人。」

費曼學生:「正如他喜歡談論的原子微粒一樣總是處於動態之中,像個舞蹈演員,昂首挺胸地走來走去,雙手畫出複雜而優美的弧線。」

1988年2月16日,費曼去世後的第二天,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(費曼的暱稱)」。

參考文獻:

1. 量子電動力學理論的建立者:費曼.財新網

2. 百度百科

3. 歷史上的今天

本期題目:

用加、減、乘、除和括號,將「1918年5月11日」中的4個數:5,11,18,19進行計算,得到24。

上期答案:(28-8)÷5+18=22

【「數學史」上的今天】欄目簡介

本欄目以重大歷史事件為線索,介紹數學和數學家的故事,數學與各種文化的關係等。讓學生了解數學發展的脈絡,認識到數學並不是孤立的學科,而是聯繫生活的方方面面的。另外,以歷史事件發生的日期,算變形24點,提高學生的心算能力。

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