理查德 · 费恩曼(1918~1988,见图)既是一位卓越的理论物理学家,又是一位富有生活情趣的人。他自幼喜欢数学和科学,被大家视为数学神童。不过在麻省理工学院攻读本科时,他却最终选择了物理学作为自己的终身职业。这是因为物理学既不像数学那样抽象,又不像电机工程那样具体,而是介乎两者之间,十分合乎费恩曼的兴趣。这样,作为理论物理学家,他既拥有足够的抽象理论思维驰骋的空间,又能够利用理论思维与物理实践的互动关系,及时抛弃与实验不符的错误理论,不断地发展和完善正确的理论体系,借以做出越来越好的、越来越能与物理事实相符的理论预言,由此获得无与伦比的乐趣。

作为—名理论物理学家,费恩曼成就骄人。在早期的博士论文工作中,他直觉地找到了描述量子世界的第三种方法,即基于最小作用量原理的路径积分方法。这种方法可以和薛定谔基于波的方法、海森伯基于粒子的方法并驾齐驱。不过直到20世纪90年代时,依靠克莱纳特及其同事们的工作,在把变分原理发展成为一种强有力的物理工具之后,路径积分方法才真正在量子力学领域变得实用起来。

终其一生,费恩曼的研究领域十分广泛,涵盖了电磁力、弱核力、强核力和引力这四种基本相互作用,并且在这四个方面都卓有成效。费恩曼在量子电动力学方面进行了富有成效的工作,创造性地引入了费恩曼图和路径积分方法,解释了兰姆移位现象,精确地预言了电子磁矩的数值,这些成果最终令他与施温格尔和朝永振一郎一起分享了1965年的诺贝尔物理学奖。可是,费恩曼平生最为得意的工作却是他建立的描述β衰变过程的中微子方程,费恩曼个人认为这是他在科学生涯中唯一次率先发现了一条自然法则,而不是仅仅在别人已经建立好的理论体系中对计算方法做某些改进。此外,虽然费恩曼关于引力的量子理论并不完备,但他对自己为将引力和量子力学融合在一起而做的尝试仍很满意,而且他在量子引力方面的工作也确实对后继研究者产生了巨大的影响。

费恩曼的研究方法很有特色。似乎只有采用第一性原理方法,坚持用尽可能少的先人之见和最普通的形式来解决问题,而非一味地追踪科学文献,他才能建立自己的物理绘景,才能提出有创见的理论。例如,在从事量子电动力学方面的研究工作时,他自发地运用第一性原理方法,直接考虑在两个电子之间交换光子这种物理现象。在研究液氦的超流行为时,他直接考虑超流体中单个原子的行为,即它们振动、滑动和与其他原子碰撞的方式。

但在荣获诺贝尔奖之后,在1965年到1967年这个低谷阶段,费恩曼却令人惊讶地忘记了第一性原理方法,开始忙于跟踪他人的研究进展情况,其结果不但自己的研究工作收效甚微,而且还把自己弄得筋疲力尽。

然而幸运的是,1967年费恩曼访问芝加哥大学时,遇到了熟识的分子生物学家沃森,拜读了沃森后来的名作《双螺旋》的打印稿,发现了一件令人震惊的事情,即沃森当时尽管取得了非常基本的、突破性的科学进展,却对同一研究领域内其他人的工作一无所知。在一个不眠之夜之后,犹如醍醐灌顶般,费恩曼终于清醒地意识到,沃森正是因为全然忽视别人正在做的事情,完全埋首于自己的研究工作,专心致志地在自己的研究领地上耕耘,才能获得如此重要的成就。他觉得沃森的成功秘诀就在于“无视”。由此,费恩曼联想到自己以前之所以能够在量子电动力学、超流性和弱相互作用方面做出开创性的工作,也正是因为自己一直在自发地运用第一性原理方法,一心只关注研究的对象,而非亦步亦趋地关注着其他研究者。此时,他认为已经到了自己自觉运用第一性原理方法的时候了。

自从重拾第一性原理方法之后,费恩曼开始步入超越诺贝尔奖的更高境界,再次取得了引人注目的研究成果,不但建立了描述强相互作用的部分子模型,还积极参与了量子色动力学的建立过程。

毫无疑问,费恩曼对待物理学是极为严肃认真的。他坚定地认为一种物理理论只要与实验不符,就是错误的理论,就必须被抛弃。当然,这种职业上的诚实态度,并不意味着他是一个刻板的老学究。事实上,费恩曼习惯以物理自娱,他以喜悦的心情玩赏物理,为解决物理难题和发现自然界的奥秘而倍感欢乐。在费恩曼的生活中,物理并非只存在于书桌之前,而是无处不在,他随时随地都能思考令他着迷的物理问题。

不过,在1945年底离开曼哈顿工程、进入康奈尔大学的最初阶段,费恩曼也曾尝试做个在别人眼中有尊严的教授。在那段时间里,费恩曼急切地寻找需要解决的大问题,试着制订一些研究目标和实施步骤,强迫自己一板一眼地做学问,但结果只是带给他沮丧万分的挫败感,甚至还使得他开始怀疑自己是否有能力从事物理研究。所幸的是,当时任康奈尔大学原子核研究实验室主任的威尔逊及时地约见了费恩曼,肯定了他的课教得很好,并特意告诉他不必挂虑自己在做什么,或者不在做什么。这次令人宽慰的谈心帮助费恩曼摆脱了世俗的功利心,使他回归到了自己惯用的研究方式,心安理得地为了消遣而玩赏物理,而且从此以后他就开始与一项又一项卓越的成就不期而遇。

在费恩曼的一生中,与闲适的研究态度结伴而行的是轻松的生活态度。尽管生活的道路并不平坦,但费恩曼对物理、对生活始终充满热爱之情。这种生活态度的形成,固然有先天的、本性的成分,但更得益于他的父母和第一任妻子阿琳。

出生伊始,费恩曼的父亲便着手培养他成为一名科学家。父亲给他买《不列颠百科全书》,花很多时间与他相处,带他参观博物馆,和他一起观察自然现象,鼓励他提问和思考,向他生动地讲述科学知识,告诉他最重要的事情是了解事物的本质而非事物的名称。费恩曼的母亲非常富有幽默感和同情心,极其擅长讲故事,她谆谆告诫费恩曼“我们所能得到的最好的理解就是笑声与同情”。阿琳则极具自由精神,诚实率性,幽默风趣,行事常逾常礼,视权威如常人,还经常有意反问费恩曼“你介意别人怎么想吗?”总之,费恩曼会在以物理学自娱的同时,还抽空捉弄曼哈顿工程的保密检察员,研究神秘的玛雅符号,敲巴西邦戈鼓,画线条画,进行各种冒险性的旅行,筹划唐努图瓦之行,乃至最终赢得“科学顽童”这个绰号,他的父母和阿琳实在是功不可没。

费恩曼不仅是一位卓有建树的物理学家,更是一位杰出的、深受学生喜爱的物理教授。1961年时,他接受挑战,从1961年9月到1963年5月给加州理工学院大学一年级新生做了一系列物理学导论演讲,随后又给大学二年级学生讲授了高等量子力学课程。加州理工学院随后据此整理出版了备受欢迎的三卷本《费恩曼物理讲演录》。费恩曼本人认为,由于这套书讲述了他对待物理学的方法,因此从长远来看,这套书将是他对物理学最重要的贡献。的确,物理学总在不断地发展,物理学知识总在不断地推陈出新,但科学的物理学方法却总是能熏陶一代又一代热爱物理学的人,进而从中获得永生。

对普通公众来说,费恩曼是个颇具魅力、广受爱戴的物理学家。尽管施温格尔曾多少带点嘲弄意味地把费恩曼图称为“带给大众的计算法",但匠心独具的费恩曼图确实清清楚楚地表明,即使是深奥的量子物理学也可以平民化。而且正是经由费恩曼,公众才发现物理学居然可以用于消遣,才了解物理学竟然是一门迷人的学问,才知道物理学家中也有非常有趣的人。

最令费恩曼遐迩闻名的是1986年他作为调查“挑战者”号航天飞机事故原因的总统委员会的一员,在亿万电视观众面前做了“挤压过的O形圈橡胶在冰水中冷却到零下2度后弹性减弱,无法恢复原状"这个小实验,由此一针见血地指明了导致事故发生的直接原因。

回顾费恩曼颇不平凡的一生,他闲庭信步做学问、漫野由缰度人生,堪称独一无二。