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为记录风景的拾荒者的行踪和皓首穷经的历程,每月选一张手机自拍的图和这一年在读的书,也陆续更新这一年看电影的流水账,即便是无聊的爪印也是留给未来自己的礼物......
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Feynman's Rainbow A Search For Beauty In Physics And In Life
Leonard Mlodinow 陈雅云译(犹太人列纳德·蒙洛迪诺还真是跨界达人啊[?])
前言
当物理学家就等于拥有改变世界的庞大潜能,也代表可以分享荣耀的历史与传统。
我突然明白为什么加州理工的自杀率在美国的各大院校中名列前茅。
1
走廊上一些年纪不到他三分之一的学生都停下脚步,惊讶地望着他。
以他一生在种种领域的重要突破,就算再颁给他两三座诺贝尔奖也不为过。(记得是提名过几十次)
2
1973年的冬天,当时我待在以色列耶路撒冷附近位于山麓小丘的集体农场....我在大学是双主修---化学和数学,认识我的人都认为我以后会到一流的大学当化学教授...我在高中修“进阶”物理学,枯燥又乏味。
其中一本平装本The Character of Physical Law(《物理学之美》)
一个呈现波性质的电子是在空间中散开的电子,它的行为仿佛某种无所不在的介质的激发。
那个夏天,等我回到芝加哥时,已经决定要研究物理学。集体农场的那些人看到《物理学之美》对我的重大影响,决定让我带走它,但我得拿一条蓝色旧牛仔裤做交换。
“我们非常幸运,能生活在继续有所发现的年代,就像发现美洲一样---你只能发现它一次。在这个年代,我们仍在发现自然的基本定律,这样的日子永远不会再现。”
3
我觉得能在学术物理界找到一份工作,无论是什么样的工作,都是一种殊荣。
我觉得自己能争取到最有价值的资产,就是做自己喜欢的事。(蒙田说,我们最豪迈、最光荣的事业乃是生活得写意。)
“爱因斯坦到普林斯顿前,曾在加州理工待过两年,有人说他之所以会到普林斯顿,是因为我们拒绝聘请他的助手。”
“迪克·费曼和莫雷·盖尔曼这两位物理巨匠的办公室,跟你的办公室同一条走廊。”
“反物质就是在这里发现的。现代航空原理也是在这里想出来的,还有我们首度确定地球的年龄也是在这里,Roger Sperry是在这里发现左右脑各管不同的功能,左脑管语言,右脑管视觉和空间功能。分子生物学也是在这里发明的...”
你是完全自由的研究员,你不必对任何人负责,只要对你自己负责。
Sperry因在左右脑的研究而荣获诺贝尔生理医学奖,加州理工和麻省理工在诺奖数目上打成平手...
4
莫雷·盖尔曼的办公室就在我的隔壁。
后来我发现他姓氏Gell-Mann的那条连字符是他父亲字发明的...
然而(夸克之父)似乎有自卑情结,总是急于炫耀自己的才华。盖尔曼就是为了跟费曼同校,才拒绝了其他大学的工作机会。
费曼经常说世上有两种物理学家:巴比伦人和希腊人。他是指两种古文明代表相反的哲学观。巴比伦人使西方文明在了解数字和方程式、以及几何学上跃进一大步。但我们却将数学的发明归功于年代较晚的希腊人,特别是Thales、Pythagoras和Euclid。这是因为巴比伦人只在乎某个计算方法是否可行,是否能充分描述真实的自然情况,而不在乎它是否精确,或是能否用于任何范围更广泛的逻辑系统。相反地,Thales及其希腊弟子则发明了定理和证明,而且一个命题要真,就必须是明白陈述的公理或假设体系下的精确的逻辑推理。简而言之,巴比伦人重视现象,而希腊人重视潜在的秩序。
寻求秩序和组织的左半脑是盖尔曼、希腊人、柏拉图,而察知模式与强调本能的右脑是费曼、巴比伦人和亚里士多德。基于大脑本身的差异,难怪他们在方法上的差异可以延伸至物理学以外,连生活方式都有所差异。
在许多方面,费曼是莫雷在智识上的强敌。
(有意义的分数追求是建立在提高认知能力以及养成思考和行动习惯的基础上,如果是为了一生的兴趣和志向就更好了。)
按照费曼的方法,要算出一个电子从特定的初始状态变成某个最终状态的概率,你必须利用一些特定的规则,将电子从初始状态变成最终状态时,经历的所有可能的路径或历史叠加起来。在费曼看来,这就是量子世界与日常(古典)世界的不同。...在历经这些路径时,它完全无视传统的运动法则,而且行为就像不受自然约束和控制似的---换同费曼的说法就是,甚至“事件的时间顺序...也不重要。”然而,不知何故,就像和谐的乐章一样,所有这些路径在相加后,最后就是会形成实验家观察到的最终量子状态。
他本身的行事风格就像电子。
另一位年轻的物理学家Freeman Dyson证明了费曼的方法与一般方法的内在关系,费曼图才渐渐为人们所理解。
虽然就物理学家的身份而言,费曼是个传奇人物,莫雷相对平凡些,但在某些方面,莫雷在引导这个领域的方向上,影响力却比费曼要大。这是因为不断追寻秩序与控制的莫雷,总是在寻求扮演领导者的角色。费曼则会避免领导角色,他更情愿让自己的研究出来说明一切。
在半技术性的专业期刊《今日物理学》上,年轻的普林斯顿教授Edward Witten在他发表的一篇文章中引用了我们的研究成果,在其后的十年中,他讲取代费曼的位置,成为物理界的头号人物。其他人也开始引用我们的作品,后来引用次数增加至数十次...我也发现别人对待我的态度多了一份尊重,我的博士论文指导教授突然对我的研究细节产生了兴趣,我大学时代的一位老教授也突然写信向我问候...
我会在走廊上跟博士后研究生聊天,却几乎连最简单的思绪都跟不上。
尽管我天真单纯又缺乏自信,但我总是勇气十足,或是如我父母所说的“厚脸皮”。对待心理学比哲学更加不屑一顾的费曼,很快就成为我的首要导师,指引我了解科学家的哲学观与心态。
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我有一种感觉,他年轻时八成性与旺盛。
“我只知道怎么做对我才好,至于其他人,我可不知道。”
“它的世界很简单,只有吃、喝、睡...”“别忘了性。”
“诺瓦有两个技巧,一个是用木棍推东西,另一个是把木棍伸到笼子外面够东西。它发现可以把两个本质上不同的技巧结合起来,它把它的旧工具,也就是木棍,变成完全不同的新工具。就像伽利略用望远镜所做的事,望远镜原本是用来看天空的玩具,很多发现都是这样,用新的方式来看待就得事物或观念。但是作为发现对象的原材料其实一直都在那里,这就是为什么一些发现在刚开始时看起来很惊人,但在后代眼中却非常简单明显。”
“我从你这个故事学到的是,如果连大猩猩都可以有发现,你当然也可以。”
6
虽然我不确定自己还能不能研究物理,但我想来热爱写作。
“别把科学家想得那么特别,普通人跟科学家的差距没那么远。他们或许跟艺术家或诗人相差很大。”
“不知道这个病人会不会好转”,这不是思考,而是纯粹的担心。科学家会试着建立一些东西,不只是担心,而是想出解决办法。
人人都有想象力,只是不会向我们一样运用得那么久。每个人都有创造力,只不过科学家更常发挥创造力。唯一不寻常的地方在于科学家做这些事的频率非常密集,以至于多年来,在同一个特定的主题上所获得的的经验都会累积起来。
我所做的事,就是普通人经常做的事,只不过我做的次数太过频繁,以致看起来很疯狂!但这样也等于在寻找身为人类的潜力极限。
例如你和我的手臂都不像一些不可思议的家伙一样肌肉贲张...因此他们也是以异常的密集频率在做一件事。这并不代表我们永远不举重。但是他们跟我们一样,也是针对特定的方向,寻找人类活动的最大潜力。
我们也听到有人因尼尔斯·波尔的物理直觉,说是他和上帝之间有条直拨热线;我们赞扬海森堡,因为他提出测不准原理,动摇了机械论哲学的基础。在我的朋友眼中,这些物理学家全都是神话中的英雄。
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我想认识的第一个名叫Stephen Wolfram,他的职位跟我差不多,以前在牛津念书(伊顿公学毕业),十五岁就发表第一篇科学论文,而是对时就已在加州理工拿到理论物理学博士学位...他成立了一家极为成功的软件公司,然后出版了一本著名的书...我想费曼八成没见过这家伙。(他俩是有合影的,毕竟在一个单位呢吧)
我们(雷)都找不到想要的对象,他找不到伴侣,我则找不到值得研究的好问题。
根据量子色动力学,强作用力跟其他基本的作用力不同,距离越大,强作用力愈强。而一个质子内的两个夸克对彼此几乎没有影响,而且从他们的行为来看仿佛它们是自由的。因此要消除强作用力,不能跑开,而是要移得够近。
只要我待在这个世界的中心,就可以自由地四处移动。但若我的研究离这个中心愈远,我就会觉得被拉回去的力量愈强大。
即使在社会上,他也不遵从世俗。当世俗期望他表现出专业礼仪时,他却跑去脱衣舞夜总会研究物理学。在脱衣舞夜总会,当人们以为他会喝酒或和脱衣舞娘欢闹,他却不喝酒,并忠于他太太。当时的我并不了解其实我也有这份力量,可以忽视其他人对我的期望。
他只是微笑,但没有说话。我盯着他,就像开车时瞪着红绿灯,等它变绿一样,但我眼前这盏灯并没变色。(园艺教授、面包屑教授)
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我得告诉自己,我的机会就是比其他人多。
但我的做法是我向来不会跟别人一模一样,我总是认为自己处于有利位置...
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身高不到五英尺四英寸(1.6256m)的苏格兰物理学家James Clerk Maxwell...(麦克斯韦翻译成马克士威,很有方言味道)
费曼写道,“...十九世纪最重要的事件无疑是Maxwell发现电动力学定律。”
假定重力没比强作用弱那么多的话,恒星会压缩得更多,核燃料燃尽的速度也会快得多,从而导致生命无法演化。另一方面,如果重力弱得多的话,电磁斥力会使物质根本无法结合成恒星。如果强作用力没有比电磁力强那么多的话,大多数的原子核会崩溃。而如果物质内的电子和质子的数目只要有百分之一无法平衡,你和一码以外的人之间所产生的电磁力将会比地球的重量还大。各种自然作用力在本质上没有共通点,但却维持着精密的平衡。
String theory,所谓的点状粒子有可能是细微的振动弦。在弦论中,不同的振动状态所呈现出来的是不同的粒子,而不是不同的声音。
“我凌晨四点才上床睡觉。人生是很辛苦的。”“那家伙(史瓦兹)已经在这里待了九年了,连永久教职都还没有拿到,他甚至不是教授,知识跟你我一样的研究员。”(莫雷也真是有眼光啊)
他把资料拿给我后,就继续回去工作了,好像我不在那儿似的。他已经把要跟我说的话都说完了,连看我的时间都省了。
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仍有四五位研究生在他手下工作,比系里其他的教授都多。
仿佛我们之所以会走下坡不是因为智力衰退,而是被洗脑的结果。或许这就是他避免从书籍或研究论文中学习新知的原因;他向来以坚持依靠自己获得新结果,以及用自己的方式来了解事物著称。对他来说,保持年轻意味着要坚持初学者的心态。
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我想要一个运算,它能把你用到一个函数时得出一个新函数,而如果你做这个运算两次,就可以得到原来那个函数的许昌一阶导函数。(半阶导函数)我只是定义它。一直到我进入大学之后,才从头开始又演算了一遍,而且乐在其中。我发现我在高中时想出的定义是正确的。
后来我在Los Alamos研究原子弹时,看到一些人在解一个复杂的方程式。我发现他们的形式跟我的半阶导函数一致。(那些人解决了几个月还是两年忘了,但费曼很快帮他们搞定)
“未来乐曲的幼芽冒得突然,出人意料。如果土壤适合...”“发明不是无中生有,而是源自混沌世界。”“我们想象的事物都是我们原先就已经知道的。所谓的想象力,就是记得过去的经验,并将它用于不同情况的能力。”
1891年,爱尔兰物理学家Johnstone Stoney提出有一种不可分割的基本粒子携带这个基本电荷,并为此创造出electron这个全新的词语。
“当你眼前的一切都具有整数电荷时,要摆脱所有电荷都必须是整数的命题,需要想象力。想象力会让你有勇气说,电荷或许不是我们长久以来所认为的那样。”
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雷终于遇到他喜欢的女孩,或许该说是找到了喜欢他的女孩。她在当地一家叫做“微软”的小软件公司工作。(很好奇后来咋样了...)
“人类尝试以最适合自己的方式,为自己创造简化易懂的世界形象...以便征服它...让这个宇宙及其结构成为情感生活的枢纽,以便在纷乱的个人经验中找到和平与宁静。”
物理学家是靠讨论而活着的,他们在哪里都会谈物理,就像一般人会聊体育或天气一样。
史瓦兹在柏克莱的博士论文指导教授研究S-矩阵理论,最后没有成功,而他一度璀璨的生涯也遭人遗忘。史瓦兹在导师的阴影下做研究,在看似重蹈覆辙,仍能带着微笑继续前进,对我来说,这就已展现了他伟大的品质。
加州理工的研讨会向来以残酷著称。莫雷可能会喋喋不休地向你挑战,连最小的细节也不放过。如果他认为你说的内容不重要或乏味不堪,他可能会拿出报纸来看,满脸无聊的样子。费曼也总是很粗鲁,不愿接受错误或草率的想法,他似乎乐于享受猫捉老鼠的游戏。对费曼来说,物理学是一场秀,如果你的回答无法令他满意,他有时会站起来,直接说出自己的看法,然后大步离开。
费曼发现揶揄莫雷很好玩,莫雷则每次都会被他激怒。
史瓦兹开始讲话,他看上去一点也不拘谨,他甚至说了几个笑话,但几乎没有人笑。多年后,史瓦兹打趣地告诉我,在他成名后类似的笑话总能引起哄堂大笑。
(很好奇这二手书的来源,里面还有磁条,想起大学图书馆里的防盗措施)
他想要认可,我给他认可,我认可他是个自大的傻瓜。
他认为诺贝尔奖不公平,也很容易让人分心,可以说它是一个虚幻的神。
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研究弦论的物理学家就像古生物学家一样,总是耐心地挖掘,仿佛他们正在揭开某种不明起源的巨大的生物骨骸。
“选择研究主题跟爬山不一样。你不是因为它已经在那里而研究它。如果你真的相信弦论,你不会来这里问我,而是来这里告诉我。”
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莫雷和费曼通常会把门关上,既能减少被学生和我这类年轻同事打扰的机会,也可以挡掉那些偶尔爱来骚扰一流学校的疯子。(即便我们愿意相信费曼喜欢和学生交流这种描述)
创造这个理论的过程本身就是一种发现,而不是发明。
我就像在努力维持一个为濒临绝种的理论而设的自然保护区。
费曼并不反对弦论这样的理论已经存在,知识等着人们挖掘出来的想法。但费曼认为,唯有原理或对自然的观察才能引导我们找出正确的理论,而不是靠科学家对统一化的执著。这是费曼的巴比伦做法:热爱现象,而非理解。因此费曼蔑视弦论,而莫雷支持它。这就是费曼和莫雷,被彼此的天分吸引,又因彼此的哲学观而相斥,两人就在这种平衡下在各自的轨道上运转着。
我终究还是为他感到遗憾。不是因为他不再觉得有必要大吼大叫...而是因为他先前五十二年的生命是这样度过的。
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橄榄树的树枝在刚刚露脸的太阳的余晖里闪烁着。IN-ter-ES-ting
“有时病态的人最快乐,他们因为病得太重,所以根本不知道怎么才是不快乐。”
史瓦兹可能很快乐,他可能在一堆弦下面睡觉。
费曼正在全神贯注地凝视一道彩虹,脸上充满热情,一付他以前没见过彩虹的神情,或像这可能是他最后一次看到彩虹。
我谨慎地走向他,跟他一起注视那道彩虹。这不是我平常会做的事。“你知道是谁最早解释彩虹的由来吗?”“笛卡尔。”过了一会,他直视着我,“那你觉得彩虹的哪一个特色,让笛卡尔产生做数学分析的灵感?”“我会说他的灵感来自于他认为彩虹很美。”“记住,这一切应该是有趣的。”
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费曼会避开任何与系里及行政有关的事务,对自己指导的博士后或学生也很少提供协助。他甚至情海伦寄格式化的奇特信函给跟他合作过离开加州理工已经两年的资浅物理学家,说明他无法再替他们写推荐函...他会努力避开任何他不感兴趣的活动。他有时很粗鲁,会刺伤人...
费曼以令人惊异的诚实态度面对他人和自己,就像我的两个小儿子,你无法强迫他做他不想做的事,就算做了,他会抱怨。
我原本就应该研究物理学。对我来说,物理学比世上任何其他事物都来得有趣,否则我不可能研究它。
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对我来说,所谓的早起是指十点左右,大学时代起,我就养成工作到三更半夜的习惯。十七世纪的笛卡尔,他从没在中午以前起床过...
你竟然告诉我,我要怎么过日子?
他似乎尊敬所有需要想象力的工作,那是他最推崇的特质。
写作也跟数学或科学不同,它不是一个知识体。知识体会不断扩大,聚集一切,就像一个由人类共同建造的庞然巨物,这其中会存在不断的进步。但你能说“我们每天都会变成更好的作家,因为我们已经看过以前的作品吗?”
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我经常哭,有时甚至一连数小时。
我想到望着彩虹的费曼,那就是现在的我,绝望地体会生活的点点滴滴,即使是曾令我恼怒的经验。
我爸爸应该强迫我吸大麻,而不是强迫我做数学。这样我长大后会讨厌麻药,爱上数学。不过我现在也不错,跟著名的科学家相处,每天睡到中午,管他的,反正我喜欢清垃圾。
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不想让海伦用嘘声把我赶离费曼的门口。
“但那个理论已经存在十五年了。”“所以它不只瞎扯,还瞎扯了很久。”
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“它们就像镜子里的影像,”那位专家说,“肿瘤不会长成这样。”对称救了我。
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你上了车,你的病已经到了晚期,但却毫不知情,直到你猛踩刹车的最后一刻。
他把问题输入电脑的时候,采取的方式并不诚实。
教你的人是你自己。我没法教你,你在这个世界上的定位,必须靠你自己来发现。其次,我是个很差的老师,所以我很怀疑我能教你什么。
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我发现无论我认为成功有多重要,到头来,成功并不真的重要。
当你听笑话笑了时,如果你思考自己为什么笑,你可能会发现其实事情非但不好笑,还很愚蠢,所以你会停止笑,你不该思考的。
我娶她的时候,就已经知道她有肺结核。我的朋友都说间她有肺结核,我就不需要娶她。但我娶她不是出于责任感,而是因为我爱她
在艾琳过世后,我的余生不必那么好,因为我已经尝过那种滋味了。
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费曼的榜样让我反思。他没有追求领导地位,没有受到诱人的“统一”理论吸引。对他而言,发现的满足感一直都存在,即使你发现的事别人已经知道的事物,即使你知识以自己的方式重新得出别人的结果,发现的满足感也依旧存在。即使你的创造力是用于跟自己的小孩玩耍,你依旧会有发现的满足感。这是一种自我满足感。费曼的生活重心是内在的,而这让他获得真正的自由。
他忽视物理学的传统方法,发明自己的方法、自己的路径积分,以及自己的费曼图。他也忽视学术文化,发明自己的文化,和学生在“油腻”用餐,或在脱衣舞俱乐部研究他的物理学,他之所以做研究是出于热爱,而非抱负。如果他的行为不受认可,他根本也不在乎别人怎么想。
我下定决心,要以有限的生命尽量追求令我心动的目标,无论其他人认为这个目标会否值得。
如果费曼能以彩虹美作为彩虹理论的灵感来源,如果电子的行为可以像波,而光的行为可以像粒子,则我横跨物理学不同的子领域、或甚至同时又不同职业的小矛盾,当然也不会震撼宇宙。
我都希望有一天我能写出另费曼赞赏的作品。但我又想,我希望有一天能写出令我自己赞赏的作品。
24
1987年的第四次手术后,费曼已经无法再恢复到从前的状态。他虚弱而痛苦,经常感到沮丧,但物理学仍能带给他活力。(奥本海默的老婆求戴森能在科研上带上他,费曼不是这样。)费曼继续教量子色动力学的课程,在他人生的最后几个月,他终于决定学习弦论,由莫雷通过他们每周私下举行的研讨会亲自教他。
《今日物理》为费曼制作的纪念特刊中公开向费曼致敬。
“他总是把自己围在神话色彩中,花许多时间与精力创造有关自己的逸事...当然,许多逸事是经由理查自己所说的故事构成,在这些故事中他通常是英雄,而且只要有机会,他总是显得比他人更聪明。我得坦陈这些年来,身为他一直想超越的竞争对手,我一直感到不自在;而且我发现和他共事并不那么意气相投,因为他似乎比较把我们视为你和我,而不是我们。或许对他来说,要跟一个不只是衬托他那些构思的人合作很难...”我很惊讶莫雷选择这么刻薄的做法,这就是莫雷,他仍在竞争,仍在受苦。
我都觉得费曼没有被冒犯---他总是欣赏说出自己想法的人。饶富讽刺意味的事,大约在这篇苛评的时候,莫雷正根据费曼早期从路径或历史观点所做的有关量子理论形构的研究,进行一个划时代的新研究。完成那项研究不久,莫雷就离开加州理工了。
1984年莫雷终于为史瓦兹争取到一份真正的工作,让他成为加州理工的教授。史瓦兹说,即使在他的研究看似永远不会被接受时,他也绝不会有任何遗憾。他还说,对于它的正确性他从来没有怀疑过。今天他用的就是费曼的旧办公室。
忠于我们真正想争取的目标是很重要的。
这些录音带尘封了二十年左右...经过这些年,再听这些录音带时,我对费曼的思念涌上心头,这位坏脾气、心不甘情不愿的老师,拥有连癌症晚期都击不倒的精神。我也怀念当时的自己,一位充满渴望、天真单纯、拥有整个人生的学子。就在这一刻,本书的目的变得清晰可见。
(喜欢习作当过编剧的物理学家的文字可读性强,用细节编织成立体的网络,分不清局部还是整体,不经意处还埋有种子,时不时发出一些新芽。)
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