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曾经,我们都是费曼丨《别逗了,费曼先生》导读直播回放

张双南 高山书院 2022-06-17

以下根据《高山科学经典》项目第3期张双南教授分享的《别逗了,费曼先生》导读内容整理而成,经导师专业审核后发布。

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导读嘉宾简介


  张双南



中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任、中国科学院大学教授、国家天文台兼职研究员和空间科学部首席科学家。清华大学学士,英国南安普敦大学博士,美国宾夕法尼亚大学博士后。入选国家基金委杰青、教育部长江特聘教授、国家级人才计划。获得赵九章优秀中青年科学奖、意大利Ferrara大学“哥白尼访问科学家”。


研究领域为黑洞、中子星、宇宙学和空间天文。发表审稿论文三百多篇,被超过11000篇论文引用。担任天宫二号空间实验室伽马暴偏振实验、“慧眼”天文卫星、增强型X射线时变与偏振空间天文台(eXTP)、中国空间站高能宇宙辐射探测实验(HERD)以及中国载人航天工程空间天文与天体物理领域专家组首席科学家。著有《极简天文课》科普书。



导读内容文字版如下:


费曼是一个传奇的物理学家,成就非常突出,在科学圈、在社会上都很有名,几乎家喻户晓。大家都称他为最有趣的科学家。


著名的杨振宁先生曾这样评论费曼先生:“他是一个在各个方面都与众不同的人。”


他当然与众不同,他获得过诺贝尔物理学奖,做过很多我们想做又不敢做、不能做、做不到的事情。但是当我读了《别逗了,费曼先生》这本书之后,我的感受不是这样的,我觉得我们每个人都能够在费曼身上看到自己的影子。


所以今天我导读的题目是:“曾经,我们都是费曼”。希望读了这本书之后,你知道曾经你也是费曼,未来也可能成为真正的费曼。



“高级熊孩子”


“内卷”之王


费曼曾经跟我们小时候一样,都是熊孩子,只不过他段位比较高,是一个“高级熊孩子”。


费曼从小好奇心就很重,喜欢动手来了解研究各种东西,甚至都有自己的“实验室”。有时候“实验室”很忙,还会雇佣自己的妹妹来做助手。


在他小时候那个年代,收音机属于比较高级的电子产品,但质量并不是很好,容易坏。所以他就开始研究收音机,修收音机。结果修得非常好,在当地小有名气,成为了自己的副业,很可能把当地修收音机的人的饭碗都给抢了。


用我们今天的话来讲,他可能在当时刮起了修收音机的“内卷”之风,大概他就是“内卷”的始作俑者吧。

 

不喜欢小费


像现在很多小孩子一样,费曼暑假的时候也会去兼职打零工。我们都知道,国外的消费行业,尤其是餐馆、旅馆等等,都是收小费的。费曼对这个机制特别不满,他认为,我还要去讨好人家要小费,何必呢,直接给我工资里不就好了。


我在欧洲读研究生的时候没怎么经历收小费的这种事情,到了美国后觉得特别不习惯,每次都不知道到底给多少小费合适,很头疼,尤其是在刚到美国我的收入也不是很高的情况下。所以这一点我非常能理解费曼,收小费对于客人和服务人员来说,都很麻烦。

 

不成功的发明


我小时候几乎没有什么玩具,绝对不可能像现在的孩子们一样,有家长买各种玩具,我们那时候的玩具都是自己做的。可能大多数男孩小时候都有这样的经历,总想要自己做出来点什么。


最开始我做泥巴枪,后来又做木头枪,然后自己在家里弄“火药”,终于有一次我的枪打响了,但差点把妹妹给伤着,从那之后我就不再做了。


虽然我的很多“小发明”都不是很成功,但也发明出来过一些受小朋友们欢迎的小东西。


费曼不单单是修东西,他也尝试着发明一些东西,比如切菜机,但多番尝试中不小心把手割破出血了,他才最终感叹:发明创造实在是很不容易。


费曼小时候是个很好奇、很愿意动手的高级熊孩子,在费曼的身上我看到了我们作为孩子的过去,我也希望所有的孩子也都能够有这样的生活。


 

混乱的大学生活


善意的“恶作剧”


我到美国是去做博士后,所以美国本科生的生活是什么样子的,我是不知道的。读了《别逗了,费曼先生》这本书之后,我才知道麻省理工的大学生活实在是太乱了,比如高年级的学生把低年级的学生绑架到郊区关起来,恶作剧做到了这种程度。


当然费曼在这种“混乱”的生活当中也是有很多精彩表现的。


因为是从乡下来的,所以大学里关于社交的事情,费曼很不适应。但随着慢慢地熟悉、成长起来,他也开始自己做恶作剧。比如把宿舍的门偷走了,让别人很久都找不到。


但是,费曼的恶作剧一般还是有比较高的技术含量的。


他有一次在常去的餐厅,把小费放在装满水的杯子里,然后用卡片盖住杯口,把杯子倒过来,想看看服务员会怎么把小费拿出来。结果服务员费了很大周折,小心翼翼把杯子挪到桌子边缘,导致水洒了一地,服务员生气了。


第二天,费曼又这样做了,他告诉服务员,只要拿一个大碗,用碗接住挪到桌边上的倒扣的水杯,就不会把水弄得到处都是了。第三天,费曼问服务员,你昨天拿到小费了么,在厨房里拿碗了么?服务员回答说,“拿碗了,可是倒扣的杯里并没有水呀......”


费曼的恶作剧并不是坏心眼的恶搞,反而是智力层面的挑战,引发人的思考。这就是费曼的特别的地方。


比如他经常是把问题仔细想一遍,设计很多坑,然后抛给他的同学去解答,很多人就跳进了坑里。甚至有一次爱因斯坦的助手也被他“坑”了,但这给了他很大的自信。

 

“学术性”刷学分


上大学期间,费曼并不是在所有科目上都是学霸,比如他就特别不喜欢人文课,但是不学这门课就凑不够学分,所以他课是选了,但是该逃课还是逃课了。


最后交结课大作业的时候,就胡乱侃了一番,甚至还专门分析了下自己是怎么睡着的,分析了梦里能不能看到颜色之类的问题。虽然教授不是很喜欢,但也挑不出来什么大毛病,最终勉强让他通过了。


费曼的刷学分并不是我们理解的乱刷学分,他是很学术的去刷。我教过很多学生,他不喜欢这门课,作业也不交,到最后什么都不干,那我只能不给他通过。

 

费曼学习法


今天我们社会上流传很广的一个学习方法叫“费曼学习法”,我导读前还特别上网查了一下,发现很多人说使用了费曼学习法之后,一家几个孩子都考上了很好的大学,甚至还有人专门开了课程教授“费曼学习法”。


其实在我们物理圈里面,并没有这么一个称呼。所谓的“费曼学习法”,简单来讲就是:当你试图去理解一件事情,最好的办法就是把这件事情讲给别人或者教给别人。在讲的过程中你就会很敏锐地发现自己哪里不理解了,回头再学的时候,就能够学得很好。


很多物理学家都喜欢用这种方法,比如我特别佩服的诺贝尔物理奖获得者——史蒂文·温伯格。


他说,当他想学什么东西的时候,就在学校开这一门课。为了讲好这门课,就需要去学习,并且在讲的过程中,也能不断了解自己哪里不理解,再去进行深度学习。


就像他本来是研究粒子物理的,也是因此拿的诺奖,但后来为了学习广义相对论,就专门开了这门课,还写了一本广义相对论的经典教科书。后来还因为开了一门科学史的课程,成为了科学史方面的专家。


当然,我也试图用过这个方法。比如在大学里面开课,我从来不开太重复的课程。往往很多时候开的这门课一开始我也是不会的,但是在开课的过程中,我要去学习,要和学生讨论,开几次之后,基本上就能学到很多。

 

不懂物理的首席化学家不是好魔术师


大学暑期的时候,费曼想找一个地方打工,但战后的经济比较萧条,学物理的人不太好找工作,所以就在一个做化学产品的公司里找了份工作,结果做得非常出色,成了公司里的首席化学家。


他也很喜欢研究魔术(我也对魔术很好奇,但始终没搞明白魔术是怎么回事),他不但研究明白了一些基本的障眼法,有些魔术里的物理原理也一并搞懂了。


他曾经表演过手上着火,让很多人吃惊不已。实际上他是先让胳膊上沾满水,然后涂上燃烧很快的苯,因为有水的冷却作用,所以手不会被烫伤。费曼小时候表演过这个魔术,但后来长大后再表演,却出问题了。因为长大后的他胳膊上长了很多汗毛,汗毛燃烧导致手被烫伤。


但即便这样,费曼还是一个什么事情都愿意尝试的人。


 

在普林斯顿“折腾”不停


读研究生时,从麻省理工毕业的费曼为了换一个“差一点”的地方,就去了普林斯顿。


普林斯顿我们知道,一个大神遍地走的地方,是模仿英国贵族风格所建的学校,跟麻省理工很不一样,刚到普林斯顿的时候,费曼就像刘姥姥进了大观园一样,


有人说,普林斯顿的特色之一就是那里面的人都很“装”,主要表现是,当他们对某件事或者某个东西不理解的时候,就会用“呵呵呵”来应对。在《别逗了,费曼先生》这本书里有不少体现。


即便在普林斯顿,费曼也是保持了自己一贯的好奇心满满的作风。

 

研究水管,折腾蚂蚁


为了研究喷水的管子怎么转动,到底是正转还是反转,费曼又开始动手做实验了,结果差点把一个非常重要的实验设备给毁了。但好在老师们对学生都很包容,并没有责怪他。


除了科研,费曼的好奇心还延伸到了很多地方。


比如催眠这件事。他以前不太相信,觉得被催眠的都是托儿,是装的。结果当他自己去尝试的时候,真的就被催眠了,而且还非常严重。


后来还对测心术感兴趣,甚至是学习敲鼓、破解玛雅密码、体验灵魂出窍等等。


费曼认为科学来自于对自然各种各样的观察,因此他观察过很多东西。比如他曾非常详细地观察蚂蚁到底是怎样有各种组织,怎样找到食物的。观察有了心得之后,他还想办法在不把蚂蚁灭掉的情况下让蚂蚁找不到他放的食物。


我小时候也特别喜欢折腾蚂蚁,会蹲在一个地方很久很久,看蚂蚁要干什么,画上圈看蚂蚁往什么方向走,还会给蚂蚁设计路线。我相信很多男孩小时候都会喜欢做这种事情,从好奇心的角度来讲,这些都是我们跟费曼的共通之处。

 

“祸害”完哲学又“祸害”生物学


科学和哲学的关系,一直是大家讨论不休的话题。


费曼也参加过一些哲学的讨论会,他发现很无聊,觉得哲学无非是用一些词汇不断地包装,最后找不到实质性的东西。以至于研讨会结束后,速记员跟费曼说,“我猜你一定不是教授。”费曼问为什么?他说,只有你今天的发言我听懂了,别人的发言我都没有听懂。费曼说,“我也是教授,只不过我不是哲学教授,是物理学教授,所以我说的你们能够听懂。”


费曼作为物理学家,对生物学也非常感兴趣,在研究生物学这件事上,他最自豪的是作为研究生去给哈佛大学生物系的学生讲了一次生物课。我偶尔也干这种“跨界”的事情,但是没他这么“狠”。我只是给中央美院的同学们做过艺术相关的讲座GASA经典课丨张双南:真正的断臂维纳斯,一点都不美


 

做年轻的物理学教授真麻烦


离开普林斯顿之后,费曼去了康奈尔大学做了最年轻的物理学教授。


他报到的第一天就发生了有趣的事情,因为找不到地方睡觉,就睡在了门厅的长椅上。书里面描述的是他本来是想睡在树叶堆里,后来怕别人认为一个教授睡树叶堆太惊世骇俗,就作罢了。


有一次参加社交舞会,想跟一个女生搭讪但技术不到位,惹怒了女生,女生义愤填膺地问他是干什么的,他说自己是物理学教授。结果女生根本不相信,还说:“骗你姑奶奶去吧,说你是物理学教授,不如说你还造过原子弹呢!”那个时候在人们心中能造原子弹的都是绝无仅有,非常厉害的。结果费曼说,我真造过......


当然他后来终于学会了,追女生的时候不能太过于直接。

 

“自己没那么重要”这事还挺重要的


有一段时间,费曼做研究做得有点焦虑,实验主任找到他,想要开解他,就这样说了,“我们雇一个教授,所有的风险都是我们担着,你不要有太大的压力,如果你做得好了,我们就很高兴,认为我们是看对了人;如果做得不是特别好,也不要紧,那就是我们看错了而已。”


没想到这个时候,费曼心想:啊,终于证实了我没有那么重要。那么,我还是玩物理去吧,回到我的本心去。前一段把自己看得太重要了,才会陷入了焦虑。


于是费曼就真的玩起了物理,比如研究扔到空中的盘子和盘子上校徽速度不一致的问题,计算盘子上各质点的运动,推导盘子乱转的方程式,由此又引发了对相对论中电子轨道运动的思考,接着又到电动力学的狄拉克方程式,再到量子电动力学。他不停地与这些东西玩儿,再也不去想那些问题是否重要,想到儿就研究到哪儿,在物理的世界为所欲为。


费曼后来回忆说,他后来的很多学术成就都和这一段思考盘子转动做的事情有关,包括获得诺奖的成果。


当然,费曼的确也干过我们很多人没干过、不敢干的事情。比如有一次去外地做科普,跟人在酒吧里打架,打完之后迅速开溜等等。

 

不教学怎么能做好科研


费曼的坦诚和直率在科学圈里是非常有名的。



他曾经批评过普林斯顿高等研究院,这里可能是世界上平均智商最高的地方,请了全世界最牛的科学家们来这里。费曼说,高等研究院让这些最伟大的头脑天天绞尽脑汁只做科学研究,不做别的任何事情,就指望这些人能取得非常重要的科学成果。


他认为,科学研究有时候是会进入瓶颈期的,那个时候再焦虑也是白搭。但如果在学校教书,至少在科研低谷期还有其他的事情可以做,一来可以缓解压力,二来有学生对你质疑和提问,就有了创新的源泉。


因此费曼表示,不让他教学,不管给多好的条件,他也是不会答应的


书里面这一段对我影响非常大,也就是从那之后,我基本上决定在我以后的研究生涯当中,我一定要在做科研的同时也做教学。


后来我也留心观察过,在欧洲和美国,很多顶尖的科学家取得最重要成就的时候,基本都是他们在大学的时候,很少有在专门做研究的机构里面做出过非常重要的科学成果的。


所以我觉得费曼的判断对我来讲是非常有帮助的,这也体现了费曼思想之深刻。

 

好险!幸亏没接受高工资


费曼在加州理工大学工作的时候,他坦言自己非常喜欢那个地方,因为有各个领域顶尖的学者来与他交谈,他可以知道天文学、生物学等不同学科的重要进展。对于一个对所有科学都好奇的人来说,他必须要待在这个地方。


后来芝加哥大学想要挖走他,去填补因费米去世而空缺的重要岗位。来找费曼的人一直暗示会给他很好的待遇,但费曼始终没有接对方这个茬。


后来人家问他为什么。费曼回答说,你千万别告诉我工资是多少,因为我老婆就在隔壁,一旦你讲了我工资,你走了之后我们就开始吵架了,到底这个工资是高了还是低了,要不要接受这个工资,麻烦就多了,我不希望这工资的事情影响我们的夫妻关系。


最后费曼拒绝了这份邀请之后,人家告诉他,打算给他的工资是他现有工资的三倍之高。费曼惊叹一句:“好险!幸亏我没有接受。我如果接受了你这么高的工资,我曾经幻想做的一件事情,可能就真的做了。”


原来,费曼曾经幻想有一个情妇。“如果有了这么高的工资,可能我真的会有一个情妇,但又不能亏待了人家,要么就给她买一个很好的房子,要么就要去陪她,这样一来,我就没有时间做科学研究了,而这才是我真正喜欢做的。你看,那么高的工资,反而毁了我的职业生涯,幸亏我没有接受这个工作,好险,逃过了一劫!”


 

论艺术与科学的关系


艺术与科学的关系,也是人们经久不衰的讨论话题。去年我们高山年会上还专门组织讨论过科学与艺术,终于还是打起来了!


费曼在书里面也表达了这样的意思:艺术是把明白的事情说糊涂,科学是把糊涂的事情说明白。


为了增进科学家和艺术家之间的交流,费曼决定教艺术家们学习科学,这个过程很有趣,但似乎并没有什么效果,貌似对艺术家的创作也没起到什么作用。


当然,作为科学家的费曼,也希望搞清楚艺术到底是什么,于是去跟艺术家们学画画,后来学得也不错,他画的画也被很多人买回去收藏,甚至还开了个展。


大概这也是费曼与众不同的一点,感兴趣一件事就要把它做到极致。


 

整体来讲,诺奖给我带来了不少麻烦


虽然费曼并不关注自己是否能获得诺奖,但他还是得奖了。


获奖那天是美国时间的凌晨,他的电话就不断地响,连续挂断几次之后还是又响起来了,最后他终于忍不住接了,问对方到底啥事。电话那头祝贺他获得了诺奖,他说祝贺我获诺奖挺好,但是能不能等我起床了再来祝贺?


后来有人告诉他领诺奖很麻烦,比如国王给你发奖了,你要先面对着国王走上前去领奖,领完奖之后你得倒退着走,因为不能把屁股对着国王。但问题在于去领奖先要下几节台阶,然后再倒退着上台阶他觉得太麻烦了,所以试图想要退掉,不去领奖了。好在后来有人告诉他,现在时代变了,领诺奖没必要那么折腾了。他这才接受了去领奖。


拿到了诺奖之后,费曼就变得非常有名了,到处都请他做报告,然后听报告的都是人山人海。费曼不太习惯,他说我每次作报告都想知道我的听众是谁,这样我的报告是针对我的听众专门展开的,听众才会有最大的收益。这种人山人海的场面,根本不知道听众是谁,很麻烦。


所以后来他就想了一个办法,让组织者随便编了一个假报告人名字,这样的话,来听报告的都是冲着内容来的,而不是冲着费曼本人来的,这就不会有那么多人了。


这是费曼的本色,哪怕是获得了诺奖,还是尽量想让诺奖给他带来的影响少一些。费曼在书里面也总结道,整体来讲,拿到诺奖给我添了不少的麻烦。


 

归来仍是少年


最后我们讲一下《别逗了,费曼先生》这本书之外的故事。


1986年1月28日,是美国航天史最大的一个灾难日。挑战者号在升空73秒后发生爆炸并解体坠毁,当时航天飞机里有7名宇航员,其中还有一名教师。这对在场的和不在场的美国人都是非常大的冲击,因为当时是电视直播,很多人包括不少中小学生都在看。



这件事发生之后,费曼临危受命来参与调查事故发生的原因。


他被邀请参加事故调查委员会的时候,很多人是非常吃惊的,因为他是理论物理学家,而这是航天飞机的事故,怎么也不会轮到费曼去做调查。


但当时的美国航天局局长曾经是费曼的学生,他对费曼是非常了解的,知道这件事交给费曼,一定能得到很好的解决。


后来果然不负所托,费曼他们发现最终导致失事的原因是一个密封环出了故障,因为发射当天早晨温度过低。很多人不相信这个结论,所以最后在国会听证会上,费曼亲自演示了这么一个实验:本来密封性很好的O型环,浸泡过冰水之后,其密封性就不行了。


这在当时被称为20世纪最伟大的公众科学实验。


可以说,费曼从小到大一生的经历,他对自然的好奇,对整个世界所有事物全方位的好奇,以及不受约束、追求自由、爱动手实践的本性,所有他一生当中的追求和抱负,在这一瞬间、在这个地方得到了体现。


所以我说,归来依然是少年。费曼从少年到职业生涯末期的时候,仍然能够保持这样一颗少年的好奇心,为找到这个事故的原因做出了非常重要的贡献。



顺便说一下,这张照片里,做公开实验时,坐在他旁边就是第一个登月的人——阿姆斯特朗,就是那个说出“我的一小步,人类的一大步”的那个人。


谢谢大家!



《高山科学经典》下期预告


202年5月7日,《高山科学经典》项目组邀请到了清华大学科学史系特聘教授,中国科学院自然科学史研究所研究员刘钝清华大学科学史系系主任、清华大学科学博物馆馆长吴国盛,歪果仁研究协会会长、联合创始人佑思,一起导读文明的滴定》,为大家解读困扰近百年的李约瑟难题:为什么现代科学没有在中国发展出来?




关于《高山科学经典》


科学著作浩如烟海,加上门槛较高,容易让人望而生畏,因此需要权威的书目推荐,引领科学阅读。


2021年,高山科学促进中心甄选100部科学著作,形成了《高山科学经典》书目。


未来2年,每周一本,通过大科学家导读方式,让科学精神通过书籍,跨地域、阶层、年龄、民族的界限,传播到每个角落、每个人心中。




这100本科学经典将会被重新包装、统一装帧出版,打造一套厚重、值得收藏的科学经典书籍,如果对整套书和这个科学阅读群体感兴趣,欢迎联系高小山(微信:GASA2017)



整理&编辑丨朱珍

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