2018年是費曼誕辰100周年:紀念這位公認物理學天才

　　費曼(Richard Feynman，1918 年5 月11 日—1988 年2 月15 日)，著名物理學家，1965 年諾貝爾物理學獎獲得者，公認的物理學天才。2018 年是費曼誕辰100周年，也是他逝世30周年。

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　　費曼很小的時候，就對世界充滿了好奇，尤其喜歡動手，搞搞化學實驗、修修收音機什麼的，成年以後還經常做些開密碼鎖、敲邦戈鼓和學素描畫之類的事情。中學時他就表現出數學方面的天賦，在麻省理工學院上大學時，獲得過普特南數學競賽第一名。但他更喜歡物理，在大學主修的也是物理學，還研讀過狄拉克的《量子力學原理》。

　　在普林斯頓大學獲得博士學位(1942 年)以前，費曼就開始參與研製原子彈的「曼哈頓計劃」。1943 年，他到了洛斯·阿拉莫斯，成為原子彈計劃理論部門的一名小組長，主要負責數值計算工作。第二次世界大戰結束後，費曼重返學術界，先是在康奈爾大學待了幾年，1951 年開始在加州理工學院工作，直到1988 年去世。

　　費曼是獨闢蹊徑的理論物理學家。他發明了量子力學裡的路徑積分和費曼圖，構建了量子電動力學的新理論(並因此與施溫格、朝永振一郎共同獲得了1965 年諾貝爾物理學獎)，還在超流動性、弱相互作用、部分子和量子引力等方面作出了重要貢獻。

　　費曼也是身體力行的教育學家。他不僅講授過幾十門研究生課程，還分析過巴西物理教育的失敗原因。他在1961—1962 年講授了基礎物理學課程，更是留下了三卷本《費曼物理學講義》，講述了他眼中的整個世界：一切都是物理，物理就是一切。

　　關於科學發展的走向，費曼高瞻遠矚。1959年，他做了一次著名的演講《下面的地方還大著呢》，指出了納米科技的巨大潛力。現在這個領域真的是「廣闊天地，大有作為」。1982 年，他提出了量子計算機的概念，想利用量子體系的特性突破經典計算的極限。近年來該領域吸引了很多關注，但「前途是光明的，道路是曲折的」。

　　費曼還是腳踏實地的科普工作者。他不僅給中學生做科普報告、為「曼哈頓計劃」的從業人員講述核物理學的基本知識，還批判過中小學教科書裡的荒謬錯誤，當然最著名的還是他參與了「挑戰者號」太空梭事故調查。費曼用一杯冰水向大眾演示了事故發生的直接原因：低溫天氣使得橡膠圈失去了彈性，從而喪失了密封的功效。費曼的這次調揭露了官僚體制對科學研究和技術進步的阻礙作用。

　　後世的學子追思前代的巨人，大多羨慕他們恰好出現在那建功立業的時代，連愛因斯坦都會感嘆，「幸運啊，牛頓!幸運啊，科學的童年!」而楊振寧也嚮往過「愛因斯坦的機遇和眼光」。現在的我們回顧費曼的一生，應該也會感慨他生逢其時，度過了豐富多彩的一生。

　　費曼在課堂

　　費曼出生在1918 年，正是舊量子力學精華已盡、新量子力學含苞欲放的時候。

　　費曼在世的70 年裡，是物理學蓬勃發展的時期，特別是他見證了物理學的美國世紀：量子力學理論的創立是開始的標誌，雖然美國扮演的主要還是參與和學習的角色;原子彈的研製成功，說明了美國對全世界科學天才的吸引力，展示了美國物理學乃至整個科學和工程的強大能力;半導體時代的到來，昭示著美國全力挖掘科學技術對現代化大生產和國民經濟的推動作用;「阿波羅號」載人登陸月球，「個人的一小步，人類的一大步」;1986 年，「挑戰者號」太空梭的爆炸，似乎暗示著大科學的蕭條時期即將到來。

　　費曼過世的30 年裡，是大科學蕭條式微的時期。高能物理學研究領域超級超導對撞機的下馬是標誌，凝聚態物理學、光物理學和材料科學的蓬勃發展似乎反映了科學拓荒時代的終結和精耕細作時期的開始，而哈勃望遠鏡的升空、希格斯粒子的發現乃至引力波的探測更像是大科學時期的餘暉。直到AlphaGo 的橫空出世，我們才看到了新的希望。

　　大數據和人工智慧的時代，物理學的前途在哪裡?如果費曼現在還活著，他會怎麼幹?每一個喜歡物理學的人，每一個崇拜物理英雄的人，可能都這麼想過。我也不例外。

　　人類幾千年的知識積累、幾千年的經驗教訓，裝不滿一枚優盤;個人幾十年的勤奮學習、幾十年的刻苦訓練，敵不過AI 幾十天甚至幾十個小時的「從零開始」。學習還有什麼用?我想這應該不是費曼擔心的事情，因為他從小就得到父親的教誨，認識事物不是記住一堆五花八門的名字(「兩腳書櫥」有什麼用?)，而是要仔細觀察事物的運行(比如說，一隻鳥在做什麼)、發展的趨勢(比如說慣性)。龐大的知識庫和強大的搜索能力，只會幫助我們更好地理解世界，而不是學習的負擔。

　　教學和科普就更不是問題了。著名的「解決問題之費曼技巧」說的是，自己從頭把一個問題搞清楚，「自己搞不出來的，就不能算我理解了」(what I cannot create， I don『t understand。)，給起初完全不懂的人講清楚，如果講不明白就重新琢磨再接著講，直到講明白為止。這其實就是我們常說的「教中學、學中教」，是真正的教學結合、互相促進。費曼不像普通的老師那樣，年復一年地重複同一門課程，而是每次都換一個主題。在他那個時代，只有很少的人能夠從他的教學實踐中獲益(《費曼物理學講義》也許算是個例外)，但是，網際網路的時代可以讓更多的人、願意學習的人更方便地接觸到優秀的教育資源、見識到非凡的天才。解決每一個已經解決了的問題(Solve every problem that has been solved)，也許會有更多人能夠像費曼一樣朝著這個方向努力，雖然我們也不應該忘記黃昆先生的話：「一個人掌握的知識不是越多越好、越深越好，而是要和自己駕馭知識的能力相匹配。」

　　可是，什麼算是已經解決了的問題呢?費曼過世的時候，計算機剛剛達到西洋棋大師的水平，深藍還沒有約戰卡斯帕羅夫，更別說Alpha-Go了。兩年以前，沒有人相信計算機可以在圍棋比賽中戰勝李世石，可是兩年以後的今天，每個人都知道人工智慧比圍棋最高手還要強很多，但是沒有人知道為什麼。別扯淡，只管算!(Shut up and calculate! )據說這是費曼對量子力學的觀點。對於現在這種基於強大計算能力的解決問題方法，他會是怎樣的態度呢?費曼雖然是個天才，但他也還是個人，人力有時而盡。不僅僅是圍棋，更困難的問題比如說湍流、人腦乃至人類社會，似乎都會在不遠的未來被強大的計算能力解決掉，對於費曼或者每一個有抱負的物理學家來說，他會怎麼辦呢?只管算，別扯淡嗎?

　　費曼辦公室裡的黑板　　

進一步說，在人工智慧主導的未來社會裡，什麼是重要的問題呢?科學研究需要越來越多的資源，而人類認知能力面臨著自然的極限，任何一個問題，要麼就是已經解決了，要麼就是太難了、永遠也解決不了的樣子。同時，在資料庫和搜尋引擎的幫助下，每個人都可以表現得像「百曉生」一樣，再也看不出天才和南郭的差別：你說你天才、懂得那個問題，可是我也能查到呀!你說我南郭、解決不了這個問題，可是你不也一樣乾瞪眼嗎?在費曼的一生裡，遇到很多人竭力證明他費曼也不過個普通人、沒有什麼了不起的，而他總是用各種神奇的方法展示了自己的能力、證實天才確實和普通人不一樣。如果費曼再次出現在這個世界上，面對著周圍無數自我標榜為天才的南郭先生們，肯定也會發現新的真正重要的問題、用自己獨特的方法解決它，不僅再一次證明天才不同於南郭，同時推動社會繼續向前發展。

　　在紀念費曼誕辰100 周年的日子裡，我們不僅要回顧這位偉大物理學家的光輝成就，同時也希望新一代能夠繼承他的科學精神。未來肯定還是需要費曼這樣的天才，而我們普通人也不能消極等待，「在天才出現之前」，仍然要努力做好自己的工作，為新一代費曼的出現做好準備。