2018年是費(fèi)曼誕辰100周年:紀(jì)念這位公認(rèn)物理學(xué)天才
費(fèi)曼(Richard Feynman,1918 年5 月11 日—1988 年2 月15 日),著名物理學(xué)家,1965 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者,公認(rèn)的物理學(xué)天才。2018 年是費(fèi)曼誕辰100周年,也是他逝世30周年。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201810/393353.htm費(fèi)曼很小的時(shí)候,就對(duì)世界充滿(mǎn)了好奇,尤其喜歡動(dòng)手,搞搞化學(xué)實(shí)驗(yàn)、修修收音機(jī)什么的,成年以后還經(jīng)常做些開(kāi)密碼鎖、敲邦戈鼓和學(xué)素描畫(huà)之類(lèi)的事情。中學(xué)時(shí)他就表現(xiàn)出數(shù)學(xué)方面的天賦,在麻省理工學(xué)院上大學(xué)時(shí),獲得過(guò)普特南數(shù)學(xué)競(jìng)賽第一名。但他更喜歡物理,在大學(xué)主修的也是物理學(xué),還研讀過(guò)狄拉克的《量子力學(xué)原理》。
在普林斯頓大學(xué)獲得博士學(xué)位(1942 年)以前,費(fèi)曼就開(kāi)始參與研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”。1943 年,他到了洛斯·阿拉莫斯,成為原子彈計(jì)劃理論部門(mén)的一名小組長(zhǎng),主要負(fù)責(zé)數(shù)值計(jì)算工作。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,費(fèi)曼重返學(xué)術(shù)界,先是在康奈爾大學(xué)待了幾年,1951 年開(kāi)始在加州理工學(xué)院工作,直到1988 年去世。
費(fèi)曼是獨(dú)辟蹊徑的理論物理學(xué)家。他發(fā)明了量子力學(xué)里的路徑積分和費(fèi)曼圖,構(gòu)建了量子電動(dòng)力學(xué)的新理論(并因此與施溫格、朝永振一郎共同獲得了1965 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)),還在超流動(dòng)性、弱相互作用、部分子和量子引力等方面作出了重要貢獻(xiàn)。
費(fèi)曼也是身體力行的教育學(xué)家。他不僅講授過(guò)幾十門(mén)研究生課程,還分析過(guò)巴西物理教育的失敗原因。他在1961—1962 年講授了基礎(chǔ)物理學(xué)課程,更是留下了三卷本《費(fèi)曼物理學(xué)講義》,講述了他眼中的整個(gè)世界:一切都是物理,物理就是一切。
關(guān)于科學(xué)發(fā)展的走向,費(fèi)曼高瞻遠(yuǎn)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?,F(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域真的是“廣闊天地,大有作為”。1982 年,他提出了量子計(jì)算機(jī)的概念,想利用量子體系的特性突破經(jīng)典計(jì)算的極限。近年來(lái)該領(lǐng)域吸引了很多關(guān)注,但“前途是光明的,道路是曲折的”。
費(fèi)曼還是腳踏實(shí)地的科普工作者。他不僅給中學(xué)生做科普?qǐng)?bào)告、為“曼哈頓計(jì)劃”的從業(yè)人員講述核物理學(xué)的基本知識(shí),還批判過(guò)中小學(xué)教科書(shū)里的荒謬錯(cuò)誤,當(dāng)然最著名的還是他參與了“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)事故調(diào)查。費(fèi)曼用一杯冰水向大眾演示了事故發(fā)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(fèi)曼的這次調(diào)揭露了官僚體制對(duì)科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步的阻礙作用。
后世的學(xué)子追思前代的巨人,大多羨慕他們恰好出現(xiàn)在那建功立業(yè)的時(shí)代,連愛(ài)因斯坦都會(huì)感嘆,“幸運(yùn)啊,牛頓!幸運(yùn)啊,科學(xué)的童年!”而楊振寧也向往過(guò)“愛(ài)因斯坦的機(jī)遇和眼光”?,F(xiàn)在的我們回顧費(fèi)曼的一生,應(yīng)該也會(huì)感慨他生逢其時(shí),度過(guò)了豐富多彩的一生。
費(fèi)曼在課堂
費(fèi)曼出生在1918 年,正是舊量子力學(xué)精華已盡、新量子力學(xué)含苞欲放的時(shí)候。
費(fèi)曼在世的70 年里,是物理學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)期,特別是他見(jiàn)證了物理學(xué)的美國(guó)世紀(jì):量子力學(xué)理論的創(chuàng)立是開(kāi)始的標(biāo)志,雖然美國(guó)扮演的主要還是參與和學(xué)習(xí)的角色;原子彈的研制成功,說(shuō)明了美國(guó)對(duì)全世界科學(xué)天才的吸引力,展示了美國(guó)物理學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)和工程的強(qiáng)大能力;半導(dǎo)體時(shí)代的到來(lái),昭示著美國(guó)全力挖掘科學(xué)技術(shù)對(duì)現(xiàn)代化大生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用;“阿波羅號(hào)”載人登陸月球,“個(gè)人的一小步,人類(lèi)的一大步”;1986 年,“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)的爆炸,似乎暗示著大科學(xué)的蕭條時(shí)期即將到來(lái)。
費(fèi)曼過(guò)世的30 年里,是大科學(xué)蕭條式微的時(shí)期。高能物理學(xué)研究領(lǐng)域超級(jí)超導(dǎo)對(duì)撞機(jī)的下馬是標(biāo)志,凝聚態(tài)物理學(xué)、光物理學(xué)和材料科學(xué)的蓬勃發(fā)展似乎反映了科學(xué)拓荒時(shí)代的終結(jié)和精耕細(xì)作時(shí)期的開(kāi)始,而哈勃望遠(yuǎn)鏡的升空、希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)乃至引力波的探測(cè)更像是大科學(xué)時(shí)期的余暉。直到AlphaGo 的橫空出世,我們才看到了新的希望。
大數(shù)據(jù)和人工智能的時(shí)代,物理學(xué)的前途在哪里?如果費(fèi)曼現(xiàn)在還活著,他會(huì)怎么干?每一個(gè)喜歡物理學(xué)的人,每一個(gè)崇拜物理英雄的人,可能都這么想過(guò)。我也不例外。
人類(lèi)幾千年的知識(shí)積累、幾千年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),裝不滿(mǎn)一枚優(yōu)盤(pán);個(gè)人幾十年的勤奮學(xué)習(xí)、幾十年的刻苦訓(xùn)練,敵不過(guò)AI 幾十天甚至幾十個(gè)小時(shí)的“從零開(kāi)始”。學(xué)習(xí)還有什么用?我想這應(yīng)該不是費(fèi)曼擔(dān)心的事情,因?yàn)樗麖男【偷玫礁赣H的教誨,認(rèn)識(shí)事物不是記住一堆五花八門(mén)的名字(“兩腳書(shū)櫥”有什么用?),而是要仔細(xì)觀察事物的運(yùn)行(比如說(shuō),一只鳥(niǎo)在做什么)、發(fā)展的趨勢(shì)(比如說(shuō)慣性)。龐大的知識(shí)庫(kù)和強(qiáng)大的搜索能力,只會(huì)幫助我們更好地理解世界,而不是學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。
教學(xué)和科普就更不是問(wèn)題了。著名的“解決問(wèn)題之費(fèi)曼技巧”說(shuō)的是,自己從頭把一個(gè)問(wèn)題搞清楚,“自己搞不出來(lái)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(shí)就是我們常說(shuō)的“教中學(xué)、學(xué)中教”,是真正的教學(xué)結(jié)合、互相促進(jìn)。費(fèi)曼不像普通的老師那樣,年復(fù)一年地重復(fù)同一門(mén)課程,而是每次都換一個(gè)主題。在他那個(gè)時(shí)代,只有很少的人能夠從他的教學(xué)實(shí)踐中獲益(《費(fèi)曼物理學(xué)講義》也許算是個(gè)例外),但是,互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代可以讓更多的人、愿意學(xué)習(xí)的人更方便地接觸到優(yōu)秀的教育資源、見(jiàn)識(shí)到非凡的天才。解決每一個(gè)已經(jīng)解決了的問(wèn)題(Solve every problem that has been solved),也許會(huì)有更多人能夠像費(fèi)曼一樣朝著這個(gè)方向努力,雖然我們也不應(yīng)該忘記黃昆先生的話:“一個(gè)人掌握的知識(shí)不是越多越好、越深越好,而是要和自己駕馭知識(shí)的能力相匹配?!?/p>
可是,什么算是已經(jīng)解決了的問(wèn)題呢?費(fèi)曼過(guò)世的時(shí)候,計(jì)算機(jī)剛剛達(dá)到國(guó)際象棋大師的水平,深藍(lán)還沒(méi)有約戰(zhàn)卡斯帕羅夫,更別說(shuō)Alpha-Go了。兩年以前,沒(méi)有人相信計(jì)算機(jī)可以在圍棋比賽中戰(zhàn)勝李世石,可是兩年以后的今天,每個(gè)人都知道人工智能比圍棋最高手還要強(qiáng)很多,但是沒(méi)有人知道為什么。別扯淡,只管算!(Shut up and calculate! )據(jù)說(shuō)這是費(fèi)曼對(duì)量子力學(xué)的觀點(diǎn)。對(duì)于現(xiàn)在這種基于強(qiáng)大計(jì)算能力的解決問(wèn)題方法,他會(huì)是怎樣的態(tài)度呢?費(fèi)曼雖然是個(gè)天才,但他也還是個(gè)人,人力有時(shí)而盡。不僅僅是圍棋,更困難的問(wèn)題比如說(shuō)湍流、人腦乃至人類(lèi)社會(huì),似乎都會(huì)在不遠(yuǎn)的未來(lái)被強(qiáng)大的計(jì)算能力解決掉,對(duì)于費(fèi)曼或者每一個(gè)有抱負(fù)的物理學(xué)家來(lái)說(shuō),他會(huì)怎么辦呢?只管算,別扯淡嗎?
費(fèi)曼辦公室里的黑板
進(jìn)一步說(shuō),在人工智能主導(dǎo)的未來(lái)社會(huì)里,什么是重要的問(wèn)題呢?科學(xué)研究需要越來(lái)越多的資源,而人類(lèi)認(rèn)知能力面臨著自然的極限,任何一個(gè)問(wèn)題,要么就是已經(jīng)解決了,要么就是太難了、永遠(yuǎn)也解決不了的樣子。同時(shí),在數(shù)據(jù)庫(kù)和搜索引擎的幫助下,每個(gè)人都可以表現(xiàn)得像“百曉生”一樣,再也看不出天才和南郭的差別:你說(shuō)你天才、懂得那個(gè)問(wèn)題,可是我也能查到呀!你說(shuō)我南郭、解決不了這個(gè)問(wèn)題,可是你不也一樣干瞪眼嗎?在費(fèi)曼的一生里,遇到很多人竭力證明他費(fèi)曼也不過(guò)個(gè)普通人、沒(méi)有什么了不起的,而他總是用各種神奇的方法展示了自己的能力、證實(shí)天才確實(shí)和普通人不一樣。如果費(fèi)曼再次出現(xiàn)在這個(gè)世界上,面對(duì)著周?chē)鸁o(wú)數(shù)自我標(biāo)榜為天才的南郭先生們,肯定也會(huì)發(fā)現(xiàn)新的真正重要的問(wèn)題、用自己獨(dú)特的方法解決它,不僅再一次證明天才不同于南郭,同時(shí)推動(dòng)社會(huì)繼續(xù)向前發(fā)展。
在紀(jì)念費(fèi)曼誕辰100 周年的日子里,我們不僅要回顧這位偉大物理學(xué)家的光輝成就,同時(shí)也希望新一代能夠繼承他的科學(xué)精神。未來(lái)肯定還是需要費(fèi)曼這樣的天才,而我們普通人也不能消極等待,“在天才出現(xiàn)之前”,仍然要努力做好自己的工作,為新一代費(fèi)曼的出現(xiàn)做好準(zhǔn)備。
評(píng)論