“新的”物理学之父

晓 小

本期人物:理查德·费曼

科学语录:在对科学的学习中,你学会通过试验和误差来处理问题,养成一种独创精神和自由探索精神,这比科学本身的价值更巨大。

许多人认为,理查德·费曼是20世纪诞生于美国的最伟大的物理学家,一个独辟蹊径的思考者,一个热爱生活和自然的人。

◎良好的启蒙教育

1918年 5月11日,理查德·菲利浦·费曼出生于纽约市。他的父亲麦尔维尔是个科学爱好者。

当理查德还坐着幼儿专用的高椅子时,麦尔维尔就买了一套浴室用的白色和蓝色瓷砖。他用各种方法来摆放它们,教理查德认识形状和简单的算术原理。当孩子长大一点时,麦尔维尔就带他去博物馆,并且给他读《不列颠百科全书》,然后用自己的语言耐心地解释。

麦尔维尔教会了理查德怎样思考。他让理查德设想他遇见了火星人,火星人肯定要问很多关于地球的问题。比如说,为什么人在夜里睡觉呢?理蒂怎么回答这个问题呢?

这种培养和教导是很有好处的。年轻的理查德很快就开始自己读《不列颠百科全书》了,他对上面的科学和数学文章尤其感兴趣,并开始自学几何。

高中毕业之后,费曼进入麻省理工学院学习,最初主修数学和电力工程,后来他在物理学中找到了最适合自己的位置。1939年,他以优异的成绩毕业于麻省理工学院,又到普林斯顿大学念研究生。1942年6月,他获得了理论物理学博士学位。

◎初展光芒

曼哈顿计划是费曼研究生涯的起点。刚刚研究生毕业的费曼获得了一个难得的机会,同一批最伟大的物理学家和数学家一起工作,其中就有汉斯·贝特。

贝特当时已经是一位知名度较高、很受尊敬的物理学家。可每当贝特说出一个费曼不同意的观点时,费曼总是公开地强烈地表示反对。经过贝特耐心解释他的推理过程,费曼才能平静下来。可是等到下次观点出现分歧时,这个过程又会重复一遍。贝特一点也不生气,相反,费曼深入的思维给他留下了很好的印象。

贝特让费曼到自己手下来工作,让他做了计算组的组长。在那个时候,所有的计算都是由人工完成的,要使用对数表和笨重的机械计算器。在费曼的领导下,计算组的工作效率大幅度提高,老科学家们对费曼的工作非常满意。让老科学家们满意的还有费曼那卓越的能力,他能运用逻辑来分析一切复杂问题,找出主要因素,并简单明了地说明需要解答的关键问题。

◎亲眼见证“蘑菇云”升起

当第一颗原子弹在美国新墨西哥州微明的天空中爆炸时,理查德·费曼可能是唯一用裸眼观看的人。在场的每个人都发有一副电焊工用的眼镜,费曼也不例外,但他没有戴眼镜,而是躲在一辆大卡车的挡风玻璃后面。

一道强光穿透了黑暗,顷刻之间它变得非常明亮,一瞬间费曼的目光不由自主地转向一边。然后,光好像灭了一会儿,等它重新出现的时候,已经形成了一个光芒四射的大火球,迅速变幻着颜色,一片由烟雾和爆炸碎片构成的黑云冲天而起,渐渐地形成了我们所熟悉的蘑菇形。

费曼感到一股强烈的喜悦之情,几个月艰苦的工作终于结出了果实。

战后,贝特邀请费曼到康奈尔大学跟他一起工作,费曼愉快地接受了。此后的几年中,费曼对物理学的贡献非常之大,以致很多物理学家把他称为“新的”物理学之父,而爱因斯坦则是“早先的”物理学之父。

1965年,费曼和朱利安·薛温格、朝永振一郎共同获得了诺贝尔物理奖,他的主要贡献在于对量子电动力学的理解,这个学科研究的是光和带电粒子之间的相互作用,特别是光和电子之间的相互作用。他在弱核反应和超导研究当中也作出了巨大的贡献。

(责任编校:阳晓婷)