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热度 10 pengl 2014-12-17 15:02
奇人费曼和他的刻骨之爱 1. 费曼先生传奇 图1。物理大师费曼 其实,绝大多数加州理工学院的科学家,智商 高,情商 也不低。 Caltech 最知名的校友、二十世纪最伟大的科学家之一、量子电动力学之父、诺贝尔物理奖得主费曼先生( Richard Feynman , 1918-1988 )的一生就充满着人性的光芒。他有别于许多沉浸在科学研究象牙塔内的学者,有许多幽默敏锐、率真热情和特立独行的行为、见解与言论。他的《别闹了费曼先生( Surely you’re joking, Mr. Feynman )》和《你管别人怎么想( What do you care what other people think )》两本书,是前几年国内科普类书籍的畅销书,有如偶像明星吸引着众多的粉丝。 图2 . 《别闹了费曼先生( Surely you ’ re joking, Mr. Feynman )》 费曼是一位颇有建树的公众人物。几乎家喻户晓他参与「挑战者号」太空梭失事调查工作的事迹,尤其是他面对全球观众证明橡皮垫圈不耐低温的那一幕,是一场非常优雅的即席实验示范,而他所使用的道具不过冰水一杯 ! 注10 :太空梭爆炸后,政府成立调查委员会。如果不是费曼也被邀请参加,那结果会像成千上万的委员会一样,花大笔钱,写一份五千页,谁也看不懂的报告。费曼勉强被劝服参加后,在调查中发现,只要和科学家工程师打交道,就又实际又有效,一旦面对官僚,就落入不知所云中。费曼听了一大堆含混不清、甚至故意溷淆视听的证词后,决定要做个表演。吃晚饭时,他看到一杯冰水,马上有点子。虽然这个点子乍看太简单粗糙。他要在众人面前证明,发射那天太冷(约是冰水的温度),以致于橡皮垫圈失效(无弹性)。在记者会中,面对全美(以及转播到的全世界)观众,费曼要了杯冰水,对大家以及主管官僚说:“我把橡皮垫圈放在冰水中冰一下。”再用夹子把垫圈拿出:“现在垫圈暂时没弹性了,这是事件的关键。” 图3 . 费曼的演示 费曼除了热衷本业的物理科学研究之外,其实是个有趣的性情中人。例如他会去上空酒吧,和许多歌舞女郎熟识,而他却是叫杯柳橙汁,找张桌子坐下,就以杯垫或纸巾开始他的物理或数学研究。他 44 岁时开始学画,而且一直勤画不辍并在美术馆展览,却又怕人家知道是他画的,而在画上签上另一个名字。有位凯萨琳小姐是他长期的模特儿,他们每周抽出一个晚上画画三小时,持续了 20 年,两人有很亲密的关係,却没有过肌肤之亲。 图4 . 费曼作画 图5 . 费曼画作 图6 . 费曼画作 2 图7 . 费曼手鼓 (录像)费曼玩邦戈小鼓( Richard Feynman Plays the Bongos) http://www.youtube.com/watch?v=qWabhnt91Uc 费曼永远对周围的世界感到好奇,兴趣广泛、积极尝试、学啥像啥且都颇有所成:他学开保险柜成了“神偷”;玩邦戈小鼓使他的舞团得到美国第一、巴黎第二;研究马雅古文明的象形文字,达到能鉴别古抄本的水平;休假时做的生物研究,几乎可以带来现代遗传学的下一个突破 。 注11 :“ Richard P. Feynman andintragenic suppression ”( http://biocurious.com/2006/03/05/richard-p-feynman-and-intragenic-suppression ): So, where doesRichard P. Feynman, QED (quantum electrodynamics) wizard, bongoplayer, half-genius, half-buffoon that he was, fit into this story?He very nearly discovered it all.* Convinced by Max Delbruck,himself a physicist-turned-genetics professor at Caltech, Feynmantook a sabbatical year to study genetics in Delbruck’s lab (jokingthat it was time to do some “real work“ now).Delbruck’s lab studied the geneticsof the bacteriophage T4, another virus which attacks E. coli. Aparticular mutation of the T4 virus called rII enabled it to infectE. coli strain B — but not its normal host of strain K. Byinfecting strain K with the T4 mutant, normally no copies of thevirus would be found. If any were, some backmutation must haveoccurred to revert the virus to its original form — a rare event.If such a mutation did occur, it was possible to collect the viriiand re-infect some strain B to see what happened. Feynman found thatodd-looking plaques appeared. These “idiot r‘s” weren’t growing asthey should, and Feynman’s guesses as to what was happening at theDNA level were that either another mutation had occurred at the rIIsite, or a second mutation occurred elsewhere on the DNA whichpartially counteracted the original rII mutation. Through a lot ofhard work, Feynman was able to show that it had to be the latter —two mutations were working against each other in a kind ofself-suppression, and that the second mutation was another of thesame rII type. While persuaded to write up this finding (colleaguesin the Delbruck lab called the mutually suppressing mutations“Feyntrons”), he never did. It was discovered independentlyelsewhere, and became known as intragenicsuppression. 费曼是个有前瞻眼光的天才。 1959 年 12 月 29 日费曼在加州理工学院的美国物理学会发表着名的演讲“在底层还有很多的空间”( There ’ s Plenty of Room at the Bottom ),他预言人类将设计制造出极微小的元件和机器,足以把整部《大英百科全书》印制到一个针尖上,可以把物体的尺寸以惊人的幅度大大的缩小,这种技术足以发展出一个新研究领域,也就是这几年红透半边天的纳米技术( nano technology )。费曼也因为预见了 40 年后的新技术,而被称为“纳米科技之父”。他晚年对电脑的的贡献,也许不久就可以看到成果。费曼讨论过“根据量子力学, 电脑可以做到多小;计算时所牵涉的熵和测不准原理的影响”。现在媒体已在报导量子力学电脑的浮现。 费曼于 1988 年 2 月 15 日因肾癌与世长辞,终年 69 岁。他留下的最后一句话是:“这样死真无聊( This dying is boring )。”他去世后的第二天,学生们在加州理工学院 10 层高的图书馆顶楼挂起一条横幅,上面写着:“我们爱你,迪克!(“理查德”的昵称) We love you Dick !” 九泉之下,理查德•费曼对这句质朴的悼词一定会感到满意和感动的。 图8 . 费曼 2.费曼刻骨铭心的爱情故事 费曼在他唸高中时认识了第一任妻子亚琳( Arline Greenbaum );亚琳长得气质漂亮深得人缘,是当时男女生聚会玩乐时众人的焦点,费曼自然也被吸引。他得知亚琳喜欢艺术,就也去报名参加她的艺术班,一起上课吸引她的注意,而进一步熟识。 一张纸也可能只有一面 ? 他跟阿琳都是那一种很在乎自己的感觉,自己想什麽、不去介意别人的人。他俩常喜欢辩论,有一次他跟阿琳辩论,阿琳就跟他说我们老师说,像一张纸一样所有的事情都有两面,费曼就说不见得,有时候一张纸只有一面,那阿琳说怎麽回事呢?他就做了一张,费曼就把它折过来贴在一起,就是黑面贴白面,贴成之后就会像一个像这样子的成为一个面(这就是莫比尔斯环 Mobius Band ),从白色的部分一直走…走到最后你会走到黑色的部分,黑色部分再继续走…走到最后会走到白色的部分,所以他证明跟阿琳说一件事情也可能只有一面,一张纸也可能只有一面,然后阿琳就很高兴,拿回去跟大学的老师说你说错了,费曼就靠这个追到他的第一任的老婆阿琳,因为阿琳觉得你跟我是同类的人,我们有一种秘密的语言。 注12 :莫比乌斯( Mobius )是一位德国教师,西元 1790 年出生, 1868 年去世。他提出了一种很特别的数学性质,这项数学性质就以他的名字来命名,称为「莫比乌斯环」。「莫比乌斯环」最特殊的性质就是:它只有单面,没有内外。这个性质听起来很不可思议,不妨自己动手做做看。 制作的方法如下:拿一条大约 40 公分长, 3 公分宽的纸条,将纸条的两端接在一起,形成一个纸环,但是先不要粘贴。接着,把纸条的一端扭转一百八十度,再用胶水把纸条的两端粘起来,这样,就可以做出一个莫比乌斯环了。你可以拿出一枝彩色笔,从莫比乌斯环上的某一点出发,沿着环面一直画下去,不要让彩色笔离开纸面(代表彩色笔都在同一面上移动),最后可以发现,彩色笔又回到了原本的起点。这就说明了:莫比乌斯环真的只有一面! 莫比乌斯环的发明,为人类的生活带来了很大的方便。传统点阵式电脑报表列印机或上班打卡机(列印时会发出嘎 ! 嘎 ! 嘎 ! 的声音)的印表色带,如果用一般的接合方式,色带只能用一面;以莫比乌斯环方式接合的色带,两面都能派上用场呢!还有工程用的滑轮也是採用这种方式连接,这样不但皮带两面的耗损比较平均,也可以延长使用寿命哦! 图9 . 莫比乌斯环( Mobius Band ) 当费曼在 MIT 唸大学时,他们俩人已经是一对相爱的恋人,并且互相承诺等他大学毕业后就结婚。天有不测风云,当亚琳被确证为淋巴腺结核只有七年的存活期后,费曼坚持实践对爱情与婚姻的承诺。此时他正要接受征召参与“曼哈顿计划”( Manhattan Project ,美国陆军部于 1942 年 6 月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划),他们很快做好了安排,去公证结婚,并且在普林斯顿附近居住。费曼一边工作用收入支付亚琳的医药费,一边继续他的学业。不久费曼到新墨西哥州的 Los Alamos 国家实验室参与原子弹的製造,颇有人情味的“曼哈顿计划”实验室主任欧本海默( J. Robert Oppenheimer )帮忙安排亚琳在 Albuquerque 市的医院疗养,两地相距一百英哩,他们俩人开始过着「周末夫妻」的生活。周五晚上费曼就搭便车到城里医院陪亚琳,周日再回实验室上班,如此过了他们九年的快乐时光。 亚琳是个聪明善体人意又会玩花样的人。在如同坐监的疗养生活中,她做了不少令费曼啼笑皆非,(却也很合他的风格)的事。例如买了全套烤肉用具及衣服,要费曼陪她在医院外的大马路边生火烤肉。在费曼生日那天印制「全国热烈庆祝费曼生日」的报纸,分派到他工作地点每个同僚的信箱内;订制刻有「亲爱的理查德,我爱你!( Richard darling I love you! )」金色字样的铅笔。费曼不好意思使用,用小刀把字迹刮掉,却在亚琳的抗议下不得不使用。 他俩充分利用无多的余日,过着令人称羡又心酸的婚姻生活。终于亚琳的身体渐渐衰弱,在病危之际,费曼匆匆由 Los Alamos 赶来陪伴她,看着她嚥下最后一口气( 1945 年 6 月 16 日)。事后费曼对他妹妹说「我们无法白头偕老,却拥有九年时光,这只是时间长短不同,我们拥有最美好的时光」。 费曼对亚琳恋恋情深,在她过世后两年,费曼曾写了一封深情的信给她: 亲爱的亚琳…… 你一定会觉得我很傻,一定希望我把你忘了,去追求幸福。但你绝对想不到,两年来,我还没交过任何女朋友(除了你,甜心)。这也是没办法的事,我曾遇过许多不错的女孩,也不想再过孤单的生活。但我和她们约会过几次后,就觉得索然无味了。能让我念念不忘的,只有你一个人。 我心爱的妻子 我爱我死去的太太 附言:请原谅我没有寄出这封信──我没有你的新地址 注:尽管费曼和亚琳的爱情与婚姻在他的书本中有提到,但仍以描述他早期生活的传记电影《爱你一万年((Infinity)》较详细传神,两位男女主角的演技演活了他们动人的爱情故事。 图10 . 费曼早期生活的传记电影《爱你一万年( (Infinity )》 3.费曼的选择:加州理工学院和高薪养小蜜 费曼 1950 年来到加州理工学院,在那儿从事了近 40 年的研究和教学。费曼找到了他心仪的科学殿堂并在那儿落叶归根, Caltech 也因巨匠费曼成为新一代科学家(包括史蒂芬•霍金( Stephen Hawking ))向往的地方。费曼选择加州理工学院还有一段一波三折的趣事呢。 1939 年从 MIT 毕业后,费曼到普林斯顿大学深造。年仅 23 岁时,他对理论科学和数学方程的驾驭能力已傲视同侪,堪比同龄时的爱因斯坦。因此, 1942 年取得博士学位后,即被征召参与研制原子弹的“曼哈顿计划”( Manhattan Project )。战后,他加入康乃尔大学教授理论物理。 费曼对所在的环境不太满意。首先,他“对康奈尔大学的许多科系都不怎么感兴趣。这并不代表他们有什么问题,而只不过我刚好对这些科系没兴趣而已。这包括了家政科学、哲学(这个系的家伙特别不正常),以及其他有文化的东西,像音乐等等。”其次,康奈尔大学所在的 Ithaca 只是一个小镇,太枯燥,不够好玩。最后, Ithaca 冬天时常恶劣的天气,让他受不了。于是有了跳槽的想法。 费曼想起以前曾经应巴查( Robert Bacher , 1905-2004 )教授之邀,到加州理工学院访问过两次。巴查与费曼有过不少交集,任职过康奈尔和 MIT ,并负责“曼哈顿计划”的实验物理。他很聪明,对费曼的性格也了若指掌。他说:“费曼,我这里多一辆车,借给你。另外这是到好莱坞及日落区(距离 Caltech 仅 15 哩左右)的地图,好好享受吧。”于是费曼每晚开着他的车子到日落区 -- 去那里的夜总会及酒吧凑热闹。巴查实在很清楚如何令费曼对加州理工学院产生兴趣! 不久加州理工和康奈尔为吸引费曼进行了你来我往的待遇拉锯战。促成费曼最后决定的,是他的教授休假年。那时他在康奈尔刚巧已到了可以休假一年的时候,想再度去巴西访问,去 10 个月。于是,费曼写信给巴查,用不愿丧失休假一年权利的理由,告诉他决定留在康奈尔。巴查回信:“我们会立刻聘请你,而且你可以用你的第一年作为休假年。” 费曼事后说:“他们(Caltech )就是那副德性:无论我的决定如何,他们总有办法把我的决定搞砸。因此我在加州理工学院的第一年( 1950 年),事实上是在巴西过的。到了第二年,我才在加州理工正式教书。” 但当费曼到了加州理工还没多久,有一天遭遇严重的烟雾侵袭(费曼注:那时的烟雾比现在要厉害多了),双眼被薰得刺痛万分,眼泪直流,心里便想:“这太疯狂了!这是绝对的神经病!在康奈尔的时候还好好的。我要离开这里!”于是他打电话到康奈尔,问他们他还可不可能回去。他们说:“当然可以!我们立刻着手安排,明天打电话给你。” 第二天,费曼碰到了极大的运气,让他做出决定(费曼注:也许上帝在帮我忙做决定)。他正在走回办公室的路上,有个家伙跑到他面前说:“嘿,费曼!你有没有听到最新发生的大事?巴德( Walter Baade , 1893-1960 )发现星球原来有两种不同类型!我们以往计算星系和我们的距离时,原来都只是以一种造父变星( Cephid )为基准。但现在发现还有另一种,因此宇宙的年龄可能比我们想象的要老两倍、三倍,甚至四倍!”费曼很清楚这是怎么一回事。那时候,地球好像比宇宙还要老。根据估计,地球年龄为 45 亿年,但宇宙的年龄只有 20 、 30 亿年。这是一个很大的谜团;而这个发现把谜团解开了:重新计算之后,证明宇宙年龄比以前想象中的要老。但重点是,当时他立刻知道了这项新发现 -- 那家伙匆匆跑过来把第一手的消息告诉了他。 还没穿过校园,回到他的办公室,另一个家伙又走过来了。这是梅索森( Matt Meselson ),他主修生物、副修物理,费曼曾经是他博士论文口试的委员之一。他建造了第一部“密度梯度离心机” ( density gradient centrifuge ),用来分离及测量分子的密度。他对费曼说:“看看我刚得到的实验数据!”他证明了当一个细菌制造出一个新细菌时,它会把一个完整的分子传给那个新细菌;这个分子就是 DNA 了。在那个发现之前,人们一直以为什么东西都在分裂、分裂。因此大家原先也以为细菌会分裂,一半成为新细菌。但(费曼认为)那是不可能的:包含着遗传信息的那个最小分子,不可能一分为二;它必须复制自己,把复制品给新细菌,给自己留一份。梅索森证实这个想法了。 费曼一边走进办公室,一边意识到这里才是他想待下来的地方!在这儿,科学界的各路人马都会告诉他他们的研究成果,真是令人兴奋。因此,稍后当康奈尔打电话给他,说他们已差不多全安排好的时候,费曼说:“对不起,我又改变主意了。” 他已决定,以后不用再决定去留问题了。没有任何东西——绝对没有——可以让他再改变主意了。 不过,还是有人尝试过要改变他留在加州理工的念头。那时物理大师费米( Enrico Fermi , 1901-1954) )刚过世不久,芝加哥大学在物色替代费米的人选。他们派了两个人来费曼家拜访——当时费曼对他们的动机一无所知。而他们开始谈论各种他应该去芝加哥的好理由:他可以做这做那,那里有许多优秀人才,他有机会做很多事情。费曼一直没有问他们待遇问题,而他们拼命暗示,只要他问的话,他们就会告诉他。终于,他们还是问他想不想知道薪水有多少。 “唉,不!” 费曼说,“我已经决定待在加州理工。我的太太玛丽露就在隔壁,如果她听到薪水有那么高时,我们又会吵起来。而且,我早已决定了不再做决定了。我要永远留在这里。”我不让他们告诉我芝加哥打算给我的薪资。 过了大约一个月,在一个学术会议上,“曼哈顿计划”少数几位女科学家之一、高能物理领域的奠基人之一、任职于芝加哥大学的马歇尔( Leona Marshall Libby , 1919-1986 ) 跑来跟费曼说:“奇怪你没有接受芝加哥的职位。我们觉得很失望,也不明白为什么你会拒绝这么优厚的待遇。”“那很容易”,费曼说:“因为我从头到尾没让他们告诉我待遇如何。” 一星期后,费曼收到马歇尔的一封信。把信打开,第一句话说:“他们提出的待遇是 -- ”十分庞大的一笔数字,大概是三四倍于他原来的薪水,很惊人呢!信中继续说:“在你读下去之前,我就让你知道待遇是多少。也许现在你会重新考虑,因为他们告诉我这个空缺还在,而我们都很希望你能来加入我们。” 注13 :马歇尔女士随同费米参加了“曼哈顿计划”。怀上第一胎时,因为担心被除名,她乔装打扮,用宽大的袍子掩饰隆起的肚子,直到即将分娩才停止工作,一周后又回来继续工作。 费曼写了封信给他们说:“知道了薪水的数目之后,我已决定必须要拒绝了。我必须拒绝这么高的薪水,原因是如果我真的拿那种高薪,我就可以实现一切从前想做的事了——找一个很漂亮的情 妇,替她找个公寓,买漂亮东西给她……用你们给我的薪水,我真的可以那样做,但我也知道我会变成怎么样。我会开始担心她在做些什么,等我回家时又会争吵不休,这些烦恼会使我很不舒服、很不快乐。我再没法好好做物理,结果会一团糟!我一直都想做的事情都是对我有害无益的,我只好决定,我没法接受你们的邀请了。” 自从 1951年起,费曼就待在加州理工学院,而且一直都很快乐。他说:“对我这种性格的人来说,这里是再适合也没有了。那里有很多顶尖的人物,他们对自己的工作很有兴趣;我也很喜欢跟他们聊,因此我一直都觉得很惬意。”                    图 11. 费曼,广受加州理工学院学生爱戴和崇敬的老师 4.费曼和盖尔曼的合作与竞争 从 50 年代中期开始,费曼与小 11 岁的、夸克之父、诺贝尔物理奖得主默里•盖尔曼( Murray Gell-Mann , 1929- )进行了长期的和卓有成效的合作。 图12 . 费曼和盖尔曼 1950 至 1970 年代,加州理工学院也因为拥有这两位当时世界上最伟大的理论粒子物理学家(办公室紧挨着)而闻名,那里的研讨会也因为他们而以残酷著称。莫雷可能会喋喋不休地向你挑战,连最小的细节也不放过。更糟的是,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。由于莫雷和费曼两人的作风太可怕,至少就曾有一位未来的诺贝尔奖得主,对到加州理工演讲踌躇不前。 不过,他们的合作常常看起来更像竞争。“狄克(费曼)总是打电话来查寻默里是否在工作,”盖尔曼的太太玛格丽特曾说。“如果我说他在花园里干活,狄克那一整天会乐不可支。但是,如果我说默里正做物理研究,那么狄克就会紧张起来,马上要跑过来看个究竟。” “美元”的故事 在每个礼拜的理论物理研讨会上,费曼喜欢开盖尔曼的玩笑。当然,盖尔曼也会反击,找一些费曼不知道的事情,这对他来说并不难。有时候,费曼好象对有关物理的东西无所不知,而对物理之外的事情一无所知。有一次,费曼漫不经心地问起“美元”一词的起源,盖尔曼当然知道答案:源于德语“ thaler ”,它是 16 世纪波希米亚的一种硬币。“这不是每个人都知道吗?”默里讽刺道!费曼马上意识到自己犯了一个错误,给了默里•盖尔曼一个表现他语言学上的一点小能耐的机会。“默里!”费曼马上戏谑地说:“再过 100 年,不会有人知道你的名字带不带连字符 。”想让费曼发火是没有用的,此人总是镇定自若。 注14 :默里 • 盖尔曼也就是 Murray Gell-Mann ,他的姓名很奇特,中间有连字符,这个问题比较复杂,这个连字符其实是默里的父亲发明的,为什么?据说是因为他作为一个犹太移民,想在纽约出人头地(要使自己的名字与众不同,更像是一个学者的名字),所以老爷子就给自己的名字中间添加了一个连字符。 “魔法”的故事 美国幻觉( visual illusion )研究大师、曾任教于加州理工学院并成为费曼好友的阿尔•塞克尔( Al Seckel )回忆: 有一次我犯了一个很严重的错误,同时请了费曼和盖尔曼两人和一些其他的客人一起吃晚饭。结果几乎整个晚上就听见这俩人在互相攻击。“你用不着说这些,我早就知道了!” 然后说这话的人就会说点别的,接着又是“你用不着说这些,我早就知道了!”如此反复…… 那天晚上我们坐在一起聊天,有人说了一件什么事,盖尔曼听后评论说, pleonasm 。大家都问,什么意思?盖尔曼解释说,就是说刚才那个句子至少有三倍的冗余度。盖尔曼向来以其文绉绉的用词著称。事后费曼跟我钻到图书馆里,查了一下字典。盖尔曼是对的。费曼一拳捶在桌子上骂到,“妈 的!这家伙总是对的,总是的!( He's always GODDAMNED right, always! )” 我说,让我们看看明天晚上有没有办法整他。 于是第二天晚上我们特别把话题拐到魔法。盖尔曼说,你们知道詹姆斯一世( James I , 1566-1625 )在 1623 年写的 Malleus Maleficarum 吗?不对,盖尔曼, Malleus Maleficarum 是 Sprenger 和 Kramer 在 1486 年写的,詹姆斯一世在 1597 年写的是 Demonology (鬼神研究),我权威地说。盖尔曼很惊讶地问,是么?就在那时费曼脸上开始浮现出满意的笑容,但是我们还得进一步地证明。盖尔曼还在问,是么?我翻开我的魔法百科全书,查到了书名、作者和日期。费曼已经狂笑得掉到了桌子下面,同时还在模仿小号的声音和天使的歌声!“我不会让你忘记这件事的,默里!”只有我和费曼知道,默里被我们设计上了圈套。。。 5.费曼惊世骇俗之语 科学哲学对科学家的用处,就如鸟类学对鸟的用处。 Philosophy of science is about as useful to scientists as ornithology is to birds. 如果你不能向一年级学生解释某种事物,那就没有真正懂得这一事物。 If you can't explain something toa first year student, then you haven't really understood it. 费曼具有将几乎任何问题删繁就简深入浅出形象生动地解释出来的本事,因此深受学生爱戴,被公认为物理学有史以来最好的老师之一。加州理工学院把最有声望的教学奖命名为“费曼奖”。 费曼:“「师生不求甚解,教科书也是:‘ 摩擦发光 (Triboluminescence):当晶体被撞击时所发的光。’这样的句子,只是教名词,只是用一些字说出另一些字,一点都没提到大自然--没有提到撞击什么晶体会发光。学生看了,会不会想回家做实验?不会,他根本不知怎麽做。可是,如果你写‘在黑暗中拿钳子打在一块糖上,会看到一丝蓝光。其他晶体也有此效应,这叫摩擦发光’。那么就会有人回家试着做,那是一次与大自然的美妙相遇经验。” 科学的美妙之处在于它是鲜活的。 The wonderful thing about science is that it's alive. 科学就是我们在世界之道上学会不欺骗自己。 Science is what we have learned about how not to fool ourselves about the way the world is. 物理学之于数学,好比性 爱之于自 慰。 Physics is to math what sex is to masturbation. 物理学与性 爱有相似之处:是的,它可能会产生某些实在的结果,但这并不是我们做它的初衷。 Physics is like sex sure, it may give some practical results, but that's not why we do it. 宗教是信仰的文化;科学是怀疑的文化。 Religion is a culture of faith; science is a culture of doubt. 6.费曼的其它逸事 台湾工研院副院长郑瑞雨先生说:“每次有百思不解的难题,或觉得有很棒却未弄通的想法时,我就去找费曼,他一面听,一面在纸上算。当我把问题讲完,他就把纸给我:‘这就是答案’ -- 我想了好多天无解,他听完就解出。”郑先生在哈佛任教过,功力一定深厚。他的经验,印证康乃尔大学的波兰数学家 Mark Kac 的话:“费曼不是普通天才,他是顶尖魔术师般的天才”。 这种故事一再重演,物理学家常问费曼,请他对他们花了好几个月做出来的东西提供意见 ...... 他会让这些人把问题大略介绍一下,忽然跳起来说,喔 ,这个我知道,然后在黑板写下结果。写的不是对方的A,而是一个更艰深广泛的X,而A只是X的特例...... 。这种经验让他的客人很沮丧,闪电般的答案怎 麽来的...... 。 Chandrasekhar ( Subrahmanyan Chandrasekhar )根据费曼所提供的意见,发挥扩充,成为他 20 年后因黑洞研究获得诺贝尔物理奖的基础。 芝加哥大学的 Philip Morrison 回忆说: ” 我们大家都跑去看这位天才露一手。果然他立刻解出,而那个题目我们已经用尽各种方法算了一个月没结果 ” 。 1958 年,美国开始与苏俄太空竞争,困难之一是追踪火箭轨迹。虽有巨大电脑,主事人 Hibbs 还是担心,他向老师费曼求援。费曼打赌他可以算得比电 脑更快。火箭升空,大电脑的许多操作者和费曼开始工作。半小时后,费曼站起来说:「火箭摔到大西洋了」。实验的人发现事实后,没有为发射失败难过,倒为费曼胜过电脑兴奋。 图13 . 鲜活的费曼 图14 . 永远的费曼 7. 加州理工学院的几位校友: 《 美好人生》、阿波罗17号飞船和“摩尔定律” 还记得美国冒险喜剧家庭科幻电影《亲爱的,我把孩子缩小了( Honey, I Shrunk the Kids (1989) )》里穿着加州理工学院制服的科学家吗(见图15 和图16 )?那大概是不少人心目中加州理工学院校友的形象;只不过那是被歪曲了的形象。 图15 . 亲爱的,我把孩子缩小了 图16 . 亲爱的,我把孩子缩小了 2 Caltech 校友除了科学家工程师之外,还包括: -圣诞节经典应节电影《美好人生》(It's a wonderful life )的导演、 30 年代荣获三次最佳导演弗兰克•卡普拉( Frank Russell Capra , 1897 – 1991 )。 六岁从意大利西西里移民美国、居住过洛杉矶贫民窟的卡普拉,在加州理工学院攻读化学工程学位时,不得不四处打工,包括在夜总会弹班卓琴、在校园洗衣店工作、在餐厅服务和在电厂擦洗引擎。 图17 . 大导演弗兰克•卡普拉 图18 . 《美好人生》( It's a wonderful life ) -乘坐阿波罗17 号飞船抵达月球表面并在那里停留了 70 多个小时、进行迄今为止人类最后一次月球漫步活动的宇航员哈里森•施密特( Harrison Schmitt , 1935- )。 图19 . 阿波罗 17 号登月宇航员哈里森•施密特 图20 . 哈里森•施密特(迄今为止)的人类最后一次月球漫步 -被信息产业视为金科玉律“摩尔定律” 的提出者、英特尔创建人之一及前行政总裁、前董事会主席戈登•摩尔( Gordon Moore , 1929- )。 1954 年取得加州理工学院化学博士学位(并辅修物理)的摩尔在 1994-2000 年期间担任母校董事会主席,并在 2001 年捐给 Caltech 六亿美元( $600million ),写下了单一高校捐款的历史记录(迄今仍是)。 图21 . 戈登•摩尔 注15 : 1965 年,摩尔在《电子杂志》( Electronics Magazine )发表的“ Cramming more components onto integrated circuits ”一文中预测“单块硅芯片上所集成的晶体管数目大约每年增加 1 倍( the number of transistors that can be placed inexpensively on an integrated circuit doubles approximately every year )”(后来被修正为“每 18 个月”),即后来被信息产业视为的金科玉律的“ 摩尔定律 ”。 后注 :本文3年前首次发表于其他网站,现加于更新。图片皆来自网上,在此多谢摄影者。
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加州理工学院的钱学森和中国缘 任教于加州理工学院的钱学森教授 1 .钱学森 喷射推进实验室的历史可追溯到 1936 年加州理工学院古根海姆航空实验室属下的一个 “ 草根 ” 课题组 “ 火箭俱乐部 ” 。火箭俱乐部得到了加州理工学院教授、空气动力学独一无二的大师西奥多 • 冯 • 卡门( Theodore von Karmen )的大力支持。实验室的创建者包括冯 • 卡门的得意门生、后来成为美国最著名火箭科学家之一的钱学森和冯 • 卡门的其他四个学生。由于火箭俱乐部数次轰动全校的爆炸事故,被学生们戏称为 “ 自杀俱乐部 ” ,并被逐出校园,到 8 英里外荒凉的圣盖博山谷( San Gabriel Valley ,后来成为 “ 喷气与推进实验室 ” 的所在地)做实验。 1943 年美军情报部探知德军正在德国境内建立大规模的火箭发射基地,火速拨巨款 300 万美元(相当于现在的 4,000 万美元)成立加州理工学院喷气推进实验室,下设弹道、材料、喷气、结构四组。钱学森以世界知名的火箭喷气推进专家理所当然地担任喷气研究组组长。中国学者钱伟长、郭永怀、周培源、林家翘先后来到加州理工学院参加了喷气推进实验室弹道分析、燃烧室热传导、燃烧理论研究等工作。 1949 年钱学森应聘为加州理工学院正教授,并出任加州理工学院古根海姆喷气推进研究中心主任,领导美国太空火箭的研究。 世界气体动力学三代掌门人:开山祖师普朗特(左)、冯 • 卡门少将(右)和钱学森上校(中) 1945 年四五月间,钱学森跟随冯 • 卡门讯问冯 • 卡门的老师 —— 着名的空气动力学家普朗特。这张历史性的照片是世界气体动力学三代掌门人的合照,非常有趣。师父和徒弟联手审讯师祖,更是开历史的玩笑。 1945 年春,盟军胜利在望,罗斯福总统要求迅速派遣专家前往德国的军事工业重地探索所有可能的隐密。四月底,冯 • 卡门组建了一个由三十六位专家组成的「科学谘询团」前往德国。冯 • 卡门受聘担任这个科学谘询团的团长,被授与少将军阶;钱学森受聘担任火箭组的主任,被授予上校军阶。一群美国科学家浩浩荡荡前往欧洲讯问德国军事科学家,收缴德国掌握的军事科技和最新装备,并且争取优秀的德国军事人才来美国效力。 钱学森参与讯问的第一位德国火箭专家就是冯.布劳恩( Wernher von Braun ),他是德国 V1 与 V2 飞弹的总设计师。钱学森让布劳恩写出【德国液态燃料火箭发展及未来展望概论】,受到美国军方的重视。美国将布劳恩和他的设计小组都带到美国。移居美国的布劳恩后来担任美国国家航空航天局( NASA )的空间研究设计师,主持设计了「阿波罗4号」太空计划。 不久,钱学森遭受麦卡锡主义迫害(化学界泰斗、诺贝尔化学奖和和平奖双料得主、加州理工学院的莱纳斯 • 鲍林教授也曾被麦卡锡主义列入黑名单),愤而决定回归祖国。 1950 年 8 月 29 日,钱学森和赵忠尧夫妇等一起,登上了美国的 " 威尔逊总统号 " 。正要启航时,美国联邦调查局的特工突然上船搜查。钱学森 800 多公斤重的书籍和笔记本被扣留,钱学森本人被以 " 毛的间谍 " 的 “ 莫须有 ” 罪名,收押在特米诺岛( Terminal Island )的监狱里 15 天。由于加州理工学院(包括当时的校长、曾任杜鲁门与尼克松两任总统的科学顾问的杜布里奇( Lee Alvin DuBridge ))的不懈努力和抗争,钱学森很快被取保候审。不过在随后的与美国移民局展开的长达 5 年的法庭斗争期间,钱学森只能涉及一些基础学科的研究与教学。 1955 年,在中、美政府长达几个月的日内瓦双边会谈之后,钱学森被美国政府释放并回国,用以交换在朝鲜战争中被俘的 11 名美国飞行员。 2 .加州理工学院的中国缘 毋庸置疑,加州理工学院在中国现代科学 和国防体系的建立和发展起着举足轻重的作用。30-40年代从 加州理工学院学成回国的科学巨匠们参与奠基了中国的航天航空 、 远程雷达 、 空气动力学 、 核物理 、 磁约束核聚变 、 理论物理 、 近代力学 、 化学 、物理化学 、结构化学 、 遗传学 、 作物遗传育种学 、 植物生理学 、 生物力学 、 地球物理学 、 物理海洋学 、 无线电电子学 、 应用数学 和计算机 等学科领域。 部分30-40 年代知名加州理工学院中国校友有 : - 钱学森 ( 1911-2009 ( 98 岁)):师从冯 • 卡门的加州理工学院博士、加州理工学院 “ 具有卓越贡献的校友 ” 奖获得者( 1979 年)、喷射推进实验室创建者之一、世界知名的空气动力学家、上世纪 40 年代就已经成为和其恩师冯 • 卡门并驾齐驱的航空航天领域内最为杰出的代表人物之一、中国航天之父、中国两弹一星的元勋之一 - 周培源 ( 1902-1993(91岁)):加州理工学院第一个中国博士、加州理工学院唯一两次获得“具有卓越贡献的校友”奖(1980年和1985年)的校友、27岁成为清华大学最年轻教授、北京大学校长、中国科协主席、中国近代力学奠基人和理论物理奠基人之一 - 钱伟长 ( 1912-2010 ( 98 岁)):冯 • 卡门的加州理工学院博士后、中国近代力学之父及应用数学之父 - 郭永怀 ( 1909-1968(60岁)):师从冯•卡门的加州理工学院博士、中国两弹一星的元勋之一、中国近代力学事业的奠基人之一(1968年空难殉职) - 赵忠尧 ( 1902-1998 ( 96 岁)):师从诺贝尔奖获得者密立根教授的加州理工学院博士、中国核物理的奠基人 - 孟昭英 ( 1906-1992 ( 88 岁)):加州理工学院博士、实验物理学家、中国无线电电子学事业奠基人之一 - 张捷迁 ( 1908-2004(96岁)): 冯•卡门的加州理工学院的关门弟子 、 著名航空动力学和等离子体核物理学家 、任教清华大学时与冯桂连设计制造了中国第一架滑翔机 、全球首位实现在实验室模拟龙卷风和飓风的科学家 、致力并领导 恢复张学良自由的活动。 - 赫崇本 ( 1908-1985(77岁)):加州理工学院气象学博士、海洋学家、中国物理海洋学奠基人之一 - 殷宏章 ( 1908-1992 ( 84 岁)):加州理工学院博士、加州理工学院 “ 具有卓越贡献的校友 ” 奖获得者( 1988 年)、中国植物生理学家及光合作用研究的先驱 - 谈家桢 ( 1909-2008(99岁)):师从遗传学权威摩尔根的加州理工学院博士、加州理工学院“具有卓越贡献的校友”奖获得者(1983年)、中国现代遗传学奠基人 - 傅承义 (1909-2000(90岁)):加州理工学院博士、中国地球物理科学的主要奠基人之一 - 袁家骝 ( 1912-2003(91岁)): 师从前校长及诺贝尔奖得主 Robert A. Millikan 的 加州理工学院 博士 、两获美国科技大奖的物理学家 、袁世凯之孙 、吴健雄的先生 - 罗沛霖 ( 1913-2011(97岁)): 加州理工学院电工 、 指导中国第一部超远程雷达和第一代系列计算机启动研制工作 - 柏实义 ( 1913-1996(83岁)): 加州理工学院航空工程和高等 数学博士、著名空气动力学家 - 袁绍文 ( 1914-2006(92岁)): 师从冯•卡门的 加州理工学院博士 、其发明的低阻力机翼使美国轰炸机在 对日作战中大显神威而被命名为“袁翼” 、曾任美国工程科学学会主席 - 卢嘉锡 ( 1915-2001 (86岁) ) : 师从 化学界泰斗 鲍林 六年 的 加州理工学院 博士后 、中国物理化学及结构化学领域的奠基人 之一 、 中国 科学院院长 - 胡宁 ( 1916-1997(82岁)):加州理工学院博士、理论物理学家 - 林家翘 ( 1916-2013(97岁)):师从冯•卡门的加州理工学院博士、加州理工学院“具有卓越贡献的校友”奖获得者(1992年)、国际公认的力学和应用数学权威 - 李正武 ( 1916- -2013(97岁) ):加州理工学院生物学博士、 著名核物理学家 、 中国磁约束核聚变奠基人之一 、 中国第一台高气压型质子/电子静电加速器的主要研制者之一 - 鲍文奎 ( 1916-1995(79岁)):加州理工学院博士、 中国 著名作物遗传育种学家 、中国植物多倍体遗传育种的创始人 - 谢家麟 ( 1920-2016(96岁)):加州理工学院硕士、国际著名加速器物理及技术专家 、2011年国家最高科学技术奖获得者 - 庄逢甘 ( 1925-2010(86岁)):加州理工学院航空工程博士、 中国航天事业的奠基者之一、中国航天空气动力学开拓者(曾任 航天工业部总工程师 和国 防科工委基地副司令员) - 范绪箕 ( 1914-): 师从冯•卡门的 加州理工学院航空工程博士 、中国力学和航空科学专家与教育科学家 、上海交通大学校长 - 沈善炯 ( 1917-):加州理工学院物理学博士、微生物生化和分子遗传学家(抗生素和生物固氮突出贡献) 、加州理工学院“具有卓越贡献的校友”奖获得者( 1996 年) - 冯元桢 ( 1919- ):加州理工学院博士、加州理工学院 “ 具有卓越贡献的校友 ” 奖获得者( 1994 年)、 “ 生物力学之父 ”及美国国家三院(科学院 、工程学院和医学院 )院士 - 唐有祺 ( 1920- ):师从化学界泰斗、诺贝尔化学奖和和平奖双料得主莱纳斯 • 鲍林( Linus Pauling )的加州理工学院博士、中国化学学科奠基人 - 罗时钧 ( 1923-):师从钱学森的加州理工学院航空数学博士、中国著名空气动力学家、力学教育家家 - 吴耀祖 ( 1924-): 加州理工学院博士、 著名流体力学家 - 郑哲敏 ( 1924- ):师从钱学森的加州理工学院博士、中国著名力学家、爆炸力学专家 有意思的是,过世的22 位大师,除了郭永怀殉难英年早逝外,都高寿过了77 岁,平均 91 岁。健在的7 位大师,都高寿过了 92 岁,平均 96 岁。看来成为科学大师是长寿的秘诀。 另外,步前中科院院长卢嘉锡的后尘, 现任中科院院长的白春礼作为加州理工学院博士后和访问学者,在喷气推进实验室从事了两年( 1985-1987 )的真空扫描隧道显微镜( STM )研究。 后注 :本文3年前首次发表于其他网站,现加于更新。图片皆来自网上,在此多谢摄影者。
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热度 7 pengl 2014-12-17 14:41
加州理工学院之一:山不在高,有仙则灵 加州理工学院( Caltech )在权威的英国《泰晤士高等教育》( Times Higher Education ) 2015 年9 月30 日公布的 2015-2016 世界最佳大学排行榜报告中 连续五年荣登榜首。 加州理工学院校徽 贝克曼大礼堂( Beckman Auditorium ) 为什么以理工科为主、没有诸如法学院医学院管理学院等热门学科、仅有大约 300 名教授和 2,200 学生(包括本科生和研究生)的加州理工学院会独占鳌头呢? 1 .山不在高,有仙则灵 加州理工学院( California Institute of Technology or Caltech )坐落于距加利福尼亚州洛杉矶市东北 11 英里的帕萨蒂纳( Pasadena )。创校 123 年来, Caltech 不盲目扩大或增加学科,保持着小学院(还叫 “ 学院 ” )的规模(学院共有 1,000 名本科生(亚裔占 42.5% ), 1,200 名研究生, 300 名教授和 600 名研究学者),保持着最高的人均学生资源(教师与本科生比例高达 1:3 ) , 保持着高度的学科对话交流碰撞融合的传统,持之以恒地走着一条重质不重量的精英路线,达到了“ 山不在高,有仙则灵”的境界: - Caltech 共有 34 位校友 35 次赢得诺贝尔奖 , 7 名校友赢得克拉夫奖( Crafoord Prize ) , 6 名校友赢得卡夫里奖( Kavli Prize ) 。得奖数与教师数的比例傲视全球。 - 58 校友获得美国科学最高荣誉 “ 美国国家科学奖章 ” 。 - 13 校友获得美国技术最高荣誉 “ 美国国家技术奖章 ” 。 - 1/3 教授( 212 人次,不少教授是双料甚至三料院士)为美国国家院士(包括科学院、工程学院及艺术与科学学院)。院士比例为全美大学最高。 - 教授论文被引用率全球最高(此指标在 《泰晤士高等教育》排名积分里占 30% )。 - 人均教授获得的发明备忘录为全美大学最高。 - 有近 40% 的本科生最终获得博士学位,为全美大学最高(远高于 MIT 的近 20% )。 注 1 : 《 泰晤士高等教育》的世界大学排行榜调查,使用教学与学习环境、学术影响力,含论文报告被引用情况、研究报告发表数量、引用情况及声誉、国际师生人数、发表的论文数量,以及研究资金与产业创新等 13 个指标进行分析,约有 1 万多名学术界声望高的专家受邀参加调查。这 13 个指标综合成 5 个方面:教学(教学环境)占总计分的 30% ;研究(数量、收入和声望)占 30% ;论文引用率(研究影响力)占 30% ;产业收入(创新能力)占 2.5% ; 和国际视野(师资、学生和研究)占 7.5% 。该刊进行全球高校排名十二年来,前八次均由哈佛大学问鼎,最近四次均由加州理工学院折桂。 《 泰晤士高等教育》的世界大学排行特别强调大学的研究能力和声誉, 研究和 论文引用率合计60%。相比之下, 《美国新闻周刊》的美国大学排名就完全忽略研究,倒是十分强调Caltech不怎么样的新生升级率和毕业率(30%权重)。 注 2 :由哈佛大学、斯坦福大学和耶鲁大学学者合作并发表在 2013 年的《经济学季刊( The Quarterly Journal of Economics )》的研究报告显示:加州理工学院在 3,000 多名优秀高中生的美国大学显示性偏好( Revealed Preference ,即有多少学生接受录取)排名中,位居第二(仅次于哈佛大学)。 注 3 : Caltech 校友所赢得的 34 次诺贝尔奖包括 14 个物理奖, 9 个生理学与医学奖, 8 个化学奖, 2 个经济学奖和 1 个和平奖( 1954 年化学奖得主莱纳斯 • 鲍林因其反核努力而获得 1962 年和平奖)。 注 4 :克拉夫奖( Crafoord Prize )由克拉夫夫妇捐资瑞典皇家科学院于 1980 年设立; 1982 年开始授奖,授奖范围是不为诺贝尔奖所涵盖的三大学科:数学与天文学、地球科学、和生物科学(着重于生态学)。逐年轮流授奖,即每一学科隔 3 年有一次获奖。每项获奖不超过 3 人,获奖者必须是仍然健在的科学家,由瑞典国王每年颁奖(奖金 60 万美元)。以上这些规定都是和诺贝尔奖一致的。迄今共有 59 人得奖。 注 5 :卡夫里奖( KavliPrize )由挪威科学与文学学院、挪威教育科研部和 Kavli 基金会联合成立的国际性奖项 ,2008 年开始授奖,奖励天体物理学、纳米科学和神经科学方面有突出科研成就的学者。该奖每两年颁发一次,由委员会分别从世界各地的科学家中评选出该领域的获奖者,奖金为 100 万美元。迄今得奖的 31 人中,有 6 名奖是加州理工学院的校友。 贝克曼学院( Beckman Institute )(化学和生物方面的跨学科研究中心) 注:加州理工学院校园不大但美轮美奂。其校园总体规划在 2010 年获得相当于景观设计奥斯卡奖的 美国景观设计学会大奖 。 加州理工学院诺贝尔奖得主包括 - 被公认为历史上最伟大的化学家之一和 20 世纪最伟大的科学家之一的莱纳斯 • 鲍林( Linus Pauling )是 20 世纪对人类贡献最大的世纪伟人之一。他博学多才,以跨度不同的科学领域 ——— 从物理学到化学到分子生物学到医学领域所取得的非凡成就而著称。他的名著《化学键的本质》被欧洲人奉为《化学圣经》,是科学史上被引述最多的著作之一 - 引发电子革命的晶体管( Transistor )之父威廉 • 肖克利( William B. Shockley ) - 遗传学( Genetics )之父染色体的发现者之一托马斯 • 亨特 • 摩尔根( Thomas Hunt Morgan ) - 激光之父查尔斯 • 汤斯( Charles Townes ) - 量子电动力学之父、历史上 最传奇最有趣 的科学家之一理查德 • 费曼( Richard Feynman ) - 夸克 之父默里 • 盖尔曼( Murray Gell-Mann ) - 宇宙大爆炸的证实者罗伯特 • 威尔逊( Robert Wilson ) - 大脑不对称 “ 左右脑分工理论 ” 的发现者罗杰 • 斯佩里( Roger Wolcott Sperry ) - 飞秒化学 之父艾哈迈德 • 泽维尔( Ahmed H. Zewail ) - 控制细胞周期的特异基因的发现者勒兰德 • 哈特韦尔( Leland H. Hartwell ) - 实验经济学 之父弗农 • 史密斯( Vernon Smith ) - 有机合成中的复分解( Metathesis )先驱罗伯特 . 格拉布( Robert H.Grubbs )和 - 结合量子化学和分子动力学( quantum mechanics/molecular mechanics )奠基计算生物学( Computational Biology )的马丁·卡普拉斯( Martin Karplus ) 注 6 :夸克( Quark ),基本粒子理论中的组成粒子。中子、质子这一类强子是由更基本的单元 —— 夸克组成的。一个质子和一个反质子在高能下碰撞,就会产生一对几乎自由的夸克。它们具有分数电荷,是基本电量的 2/3 或 -1/3 倍,自旋为 1/2 。它是 1964 年美国物理学家默里 • 盖尔曼和 G• 茨威格各自独立提出的理论。 注 7 :斯佩里经过多年的研究发现,人的左右脑有严格的工作区分,左脑负责逻辑、工作、学习,右脑负责睡眠、潜意识、感知音乐。 注 8 :飞秒化学( Femtochemistry )是物理化学的一支,研究在极小的时间内化学反应的过程和机理。这一领域涉及的时间间隔短至约千万亿分之一秒,即 1 飞秒,这也就是名称的来源。泽维尔的实验使用了超短激光技术,即飞秒光学技术。犹如电视节目通过慢动作来观看足球赛精彩镜头那样,他的研究成果可以让人们通过 “ 慢动作 ” 观察处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态,从根本上改变了我们对化学反应过程的认识。泽维尔通过 “ 对基础化学反应的先驱性研究 ” ,使人类得以研究和预测重要的化学反应,泽维尔因而给化学以及相关科学领域带来了一场革命。 注 9 :实验经济学( Experimental Economics )是经济学家在挑选的受试对象参与下,按照一定的游戏规则并给以一定的物质报酬,以仿真方法创造与实际经济相似的一种实验室环境,不断改变实验参数,对得到的实验数据分析整理加工,用以检验已有的经济理论及其前提假设、或者发现新的理论,或者为一些决策提供理论分析。实验经济学迅速发展,逐渐科学化和规范化,成为一个独立的经济学分支。 此外,加州理工学院电子工程系教授 John Pierce 被公认为通讯卫星之父,他还领导贝尔实验室团队研发出世界首个晶体管( transistor )。而同系的 Carver Mead 教授则被公认为超大型集成电路( VLSI )的开山鼻祖。 2 .三才 “ 天地人 ” 加州理工学院在中国古人所说的三才 “ 天地人 ” 研究上都傲视同侪: 1.“ 人 ” 。从 Caltech 的 9 个诺贝尔生理学与医学奖得主在遗传学染色体大脑分工细胞周期复分解等方面的开创性贡献,就可看出其在生物人类科学的领先地位。 2.“ 地 ” (物理地球科学)。 Caltech 在粒子物理方面人才辈出。譬如在 1950 至 1970 年代,就以两名很可能称得上当时最伟大的理论粒子物理学家所在的学校而闻名:盖尔曼和费曼。那里地震研究的权威性首屈一指。只要看到校园里停靠着大量电台新闻车,就知道在全球的某个角落刚刚发生了不小的地震。 3.“天 ” (天体宇航航空)。 引力波与双黑洞 美东时间 2016 年 2 月 11 日上午 10 点 30 分、北京时间 2 月 11 日 23 点 30 分,来自加州理工学院、麻省理工学院、 LIGO 科学联盟以及美国国家自然科学基金会的科学家携手向全世界宣布,由加州理工学院和麻省理工学院共同管理操作的激光干涉引力波天文台( The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ,简称 LIGO ),在 2015 年 9 月 14 日首次直接探测到了引力波。其波源来自 13 亿光年之外的遥远宇宙空间,由两个初始质量分别 29 颗和 36 颗太阳的黑洞碰撞并合所引发的,也首次证实了双黑洞的存在。 这一划时代的发现,证实了爱因斯坦 100 年前在广义相对论中提出的一个重要预言:宇宙超暴力事件,例如两颗中子星(由超新星爆炸后形成的、物质密度高达每立方厘米 10 亿吨重、自转速度每秒成百上千转)或两个极重的黑洞对撞,将产生宇宙最强的力量“引力波”。这种“时空涟漪”,会像波一样,以光速传递到整个宇宙,并为人们所观测。百年来,科学家们前赴后继、孜孜不倦地寻找着引力波 -- 这“暴力后的温柔”。 功夫不负有心人。引力波的发现,直接验证了广义相对论,也为人类打开了认识宇宙的全新窗口。譬如,通过引力波,人们可以看到吞噬除引力波之外的一切(包括光)、原本无法看到的黑洞 ,可以了解宇宙大爆炸瞬间及其混沌的初始 38 万光年(那时因为高温和高密度,光无法自由旅行),甚至可以揭开占据宇宙所有质量的 95% 以上的暗能量和暗物质的神秘面纱(传统的电磁波、微波、红外线、紫外线、 X 射线和伽马射线只能看到不到 5% 的宇宙)。 LIGO 创始人之一、加州理工学院天体物理学家、广义相对论大咖、科幻巨片《星际穿越( Interstella ( 2014 ))》的科学顾问基普·索恩( Kip Stephen Thorne )有感而发道:“这个发现显示,我们人类正踏上一次奇妙而崭新的远征:去探索宇宙扭曲面的远征 – 扭曲时空里产生的物质和现象。碰撞的黑洞与引力波是我们第一个美丽的范例。” 太阳系第九大行星“ X 行星” 公布引力波发现的三周前(即 2016 年 1 月 20 日),美国加州理工学院天文学家迈克尔·布朗( Mike Brown )和康斯坦丁·巴特金( Konstantin Batygin )在美国《天文学杂志》上发表论文称,他们已通过数学建模和计算机模拟找到了太阳系存在第九大行星“ X 行星”的“铁证”,太阳系将再现九大行星。这是人类近 170 年来首次发现太阳系新行星。尽管目前这颗行星的具体位置还比较模糊,但科学家认为,这一发现将激发起科学家的追星热潮,有可能找到这颗行星的确切位置。 有趣的是,正是这个布朗 10 年前轰轰烈烈的动议,冥王星被踹出太阳系九大行星行列,而布朗也赢得了“冥王星杀手”的铁血封号。第九行星戏剧性的失而复得,可谓“失也布朗,得也布朗”。 加州理工学院天体物理之牛 顺便提一下,去年 10 月 6 日,加州理工学院校友、加拿大天体物理学家阿瑟·布鲁斯·麦克唐纳( Arthur Bruce McDonald )因为“发现中微子震荡,并且因此证明中微子具有质量”,而获得诺贝尔物理学奖。加州理工学院天体物理学,在四个月内三次取得惊世发现和殊荣,一定是前无古人吧。 众所周知, Caltech 诺贝尔奖的罗伯特 • 威尔逊证实了宇宙大爆炸。那里的黑洞研究在全球也是名利前茅。著名理论物理学家、宇宙学家、剑桥大学教授和创下了 237 周最畅销书纪录的《时间简史:从宇宙大爆炸到黑洞》( Brief History of Time : From the Big Bang to Black Holes )作者史蒂芬 • 霍金( Stephen Hawking )对黑洞的开创性研究,主要就是在 1974-75 访问加州理工学院一年时进行的。霍金先后与不同学者,提出多项学说,改变人类对宇宙诞生的看法。其中由他与另一名学者彭罗斯( Roger Penrose )合着的奇点定理(S ingularity Theorem ),提出时间及宇宙是有起点和终点,肯定了同时代其他人开创的宇宙大爆炸学说,推翻古典物理学有关时空是永恒存在的学说。按照该项定理,他进一步提出具有革命意义的「宇宙无边论」( No Boundary Proposal ),该论说指出,在扩张中的宇宙外,并没有任何人类认知的「空间」存在。在黑洞研究上,他亦提出多重创见,认为黑洞并非完全漆黑一片,相反,黑洞会发出一种辐射(后来被称为霍金辐射 Hawking Radiation ),这种辐射(能量)以极缓慢的速度离开黑洞后,亦即意味黑洞能量会耗尽,造成黑洞蒸发现象。霍金也因此将加州理工学院作为英国剑桥之外的家,每年到加州理工学院一个月左右,从事研究并与那里的教授、博士后及研究生交流。 史蒂芬 • 霍金《时间简史:从宇宙大爆炸到黑洞》 历史上关于黑洞最有名的打赌 说起霍金、黑洞和加州理工学院,不得不提到那个历史上关于黑洞最有名的(甚至是关于科学探索最有名的)打赌。穷一生精力研究黑洞的霍金,曾担心黑洞可能只是理论上的概念,而现实中根本不存在。他为免到时自己变得一无所有, 1975 年在访问加州理工学院时,与 Caltech 好友、全球最有名的引力波专家 、 爱因斯坦广义相对论在天体物理应用权威 、全球最大的 激光干涉引力波天文台( LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) 寻找宇宙中的引力波,从可以而验证黑洞的存在和检验广义相对论 )的主要发起者,以 及科幻巨片《星际穿越(Interstella(2014))》的科学顾问索恩( Kip Stephen Thorne )开赌:究竟黑洞是否存在,具体的赌约是指当时一个最有可能疑似为黑洞的天体天鹅座 X-1 。为了进行「对冲」,霍金很有趣地押注黑洞不存在。如果他「不幸」地赢了,霍金虽然一生心血被毁,但索恩要向他赠上专门踼爆英国皇室丑闻的《私家侦探》( Private Eye )杂志 4 年订阅,如果霍金「幸运」地输了,他就要赠送索恩色情杂志《阁楼》( Penthouse)一 年赠阅。 1990 年霍金在加州理工学院演讲时,很 “ 伤心 ” 地愿赌服输。当时索恩人在莫斯科,于是霍金大张旗鼓闯入索恩的办公室拿出当年的赌据来按手指认输。这件事情还有一个有趣的结局,霍金给索恩订阅了 1 年的《阁楼》,这让索恩的妻子很恼火,原因倒不是因为对阁楼的内容反感,因为他的妻子认为霍金应该订阅一份对男女都适合的刊物。 史蒂芬 • 霍金和索恩(右 2 ) 历史上关于黑洞有四次著名的打赌,都与加州理工学院有关 : 第一次是已故的诺贝尔奖获得者钱德拉塞卡( Subrahmanyan Chandrasekhar )和加州理工学院著名物理学家索恩( Kip Stephen Thorne )关于旋转黑洞的稳定性问题打的赌。结果是索恩赢得一年的杂志《花花公子》。但是由于索恩的妻子认为应该订阅一份对男女都适合的刊物,钱德拉塞卡换成为索恩订购了《听众》杂志。 第二次是以上霍金和索恩的 1975 年之赌。 第三次打赌是在 1991 年,霍金又要求开赌,这次索恩与他站在同一阵线,对赌一方是加州理工学院著名量子力学教授普雷斯基尔( John Preskill )。当时的命题是,奇点应该被黑洞围绕,但没有被黑洞包围的「裸奇点」(N aked Singularities )是否存在。霍金再次输了。 第四次打赌是在 1997 年,霍金同美国物理学家约翰 • 普雷斯基尔打赌,黑洞是否会摧毁它们吞噬的一切信息?霍金于 2004 年 7 月 21 日当众表示输掉了这场科学史上著名的赌赛,并送给普雷斯基尔一套板球百科全书。 链接 : TEDxCaltech -Stephen Hawking, John Preskill, Rives, Kip Thorne - Finding ThingsOut http://www.youtube.com/watch?v=UzMQpZe-j4M 3 .喷气与推进实验室( Jet PropulsionLaboratory ) 加州理工学院在 “ 天 ” (天体宇航航空)的领先地位也得益于 “ 喷气与推进实验室 ” ( Jet Propulsion Laboratory ,简称 JPL )。有 5000 名全职雇员的 JPL 是美国国家航空航天局( The National Aeronautics and Space Administration ,简称 NASA )的一个下属机构,负责开发和管理无人太空探测任务,行政上受 NASA 的委托由加州理工学院管理。 JPL 所进行的科研项目中包括了伽利略木星探测任务和火星漫步任务(包括 1997 年的火星探路者任务和 2003 年的火星表面探测任务)。 JPL 已经向太阳系中的每个行星都发射了无人探测器,还进行了对地球准确测量的任务。它控制着全球的深空探测网络,这些设施分别坐落在加利福尼亚的 Mojave 沙漠,西班牙的马德里附近和澳大利亚的堪培拉附近。 加州理工学院的 “ 喷气与推进实验室 ” 坐落在圣格布瑞尔山谷( San Gabriel Valley )的 “ 喷气与推进实验室 ” 以下是按时间顺序列出的具有重大意义的 JPL 探测任务 : 1 探索者计划 (Explorer Program)    2 水手计划 (Mariner Program)    3 先锋计划 3 和 4 (Pioneer 3 and 4)    4 海盗者计划 (Viking Program)    5 旅行者计划 (Voyager Program)    6 麦哲伦计划 (Magellan Program)    7 伽利略计划 (Galileo Probe)    8 深空 1 和 2 (Deep Space 1 and 2)    9 火星全球探测者 (Mars Global Surveyor)    10 探测火星大气的轨道卫星 (Mars ClimateOrbiter)    11 卡西尼惠更斯卫星 (Cassini Huygens)    12 星尘计划 (Stardust)    13 火星奥德赛计划 (Mars Odyssey)    14 火星探路者计划 (Mars Pathfinder)    15 火星漫步者计划 (Mars Exploration Rover Mission)    16 斯皮策深空望远镜 (Spitzer Space Telescope)    17 火星探测轨道卫星 (Mars Reconnaissance Orbiter) 18 火星科学实验室 (Mars Science Laboratory) 喷气与推进实验室的 “ 精神号 ” 火星探测车 与地球及金星大小类似的(大小从右到左排列)、太阳系外行星可能存在生命 这是由加州理工学院、加州大学和美国国家航空航天局共同拥有的、坐落于夏威夷岛( the Big Island of Hawaii )的、世界最大的天文望远镜( the W.M.Keck Observatory )发现的。其中 Kepler-20f 很可能有大气层。 后注 :本文3年前首次发表于其他网站,现加于更新。图片皆来自网上,在此多谢摄影者。
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热度 51 pengl 2012-10-27 04:14
加州理工学院( Caltech )在权威的英国《泰晤士高等教育》( Times Higher Education )10月3日 公布的2012-2013世界最佳大学排行榜报告 中蝉联榜首。这里介绍一下 Caltech 的奇人和情圣费曼先生。 1. 费曼先生传奇 物理大师费曼 绝大多数加州理工学院的科学家,智商 高,情商 也不低。 Caltech 最知名的校友、二十世纪最伟大的科学家之一、量子电动力学之父、诺贝尔物理奖得主费曼先生( Richard Feynman , 1918-1988 )的一生就充满着人性的光芒。 他有别于许多沉浸在科学研究象牙塔内的学者,有许多幽默敏锐、率真热情和特立独行的行为、见解与言论。 他的《别闹了费曼先生( Surely you’re joking, Mr. Feynman )》和《你管别人怎么想( What do you care what other people think )》两本书,是前几年国内科普类书籍的畅销书,有如偶像明星吸引着众多的粉丝。 费曼除了热衷本业的物理科学研究之外,其实是个有趣的性情中人。例如他会去上空酒吧,和许多歌舞女郎熟识,而他却是叫杯柳橙汁,找张桌子坐下,就以杯垫或纸巾开始他的物理或数学研究。他 44 岁时开始学画,而且一直勤画不辍并在美术馆展览,却又怕人家知道是他画的,而在画上签上另一个名字。有位凯萨琳小姐是他长期的模特儿,他们每周抽出一个晚上画画三小时,持续了 20 年,两人有很亲密的关係,却没有过肌肤之亲。 费曼作画 费曼画作 费曼画作 2 费曼手鼓 (录像)费曼玩邦戈小鼓( Richard Feynman Plays the Bongos) http://www.youtube.com/watch?v=qWabhnt91Uc 费曼永远对周围的世界感到好奇,兴趣广泛、积极尝试、学啥像啥且都颇有所成:他学开保险柜成了“ 神偷 ”;玩邦戈小鼓使他的舞团得到美国第一、巴黎第二;研究 马雅古文明的象形文字 ,达到能鉴别古抄本的水平;休假时做的生物研究,几乎可以带来现代遗传学的下一个突破。 费曼是个有前瞻眼光的天才。 1959 年 12 月 29 日费曼在加州理工学院的美国物理学会发表着名的演讲“在底层还有很多的空间”( There ’ s Plenty of Room at the Bottom ),他预言人类将设计制造出极微小的元件和机器,足以把整部《大英百科全书》印制到一个针尖上,可以把物体的尺寸以惊人的幅度大大的缩小,这种技术足以发展出一个新研究领域,也就是这几年红透半边天的纳米技术( nano technology )。费曼也因为预见了 40 年后的新技术,而被称为“ 纳米科技之父 ”。他晚年对电脑的的贡献,也许不久就可以看到成果。费曼讨论过“根据量子力学, 电脑可以做到多小;计算时所牵涉的熵和测不准原理的影响”。现在媒体已在报导量子力学电脑的浮现。 费曼于 1988 年 2 月 15 日因肾癌与世长辞,终年 69 岁。他留下的最后一句话是 :“这样死真无聊( This dying is boring )。” 他去世后的第二天,学生们在加州理工学院 10 层高的图书馆顶楼挂起一条横幅,上面写着:“我们爱你,迪克!(“理查德”的昵称) We love you Dick !” 九泉之下,理查德·费曼对这句质朴的悼词一定会感到满意和感动的。 2. 费曼刻骨铭心的爱情故事 费曼在他唸高中时认识了第一任妻子亚琳( Arline Greenbaum );亚琳长得气质漂亮深得人缘,是当时男女生聚会玩乐时众人的焦点,费曼自然也被吸引。他得知亚琳喜欢艺术,就也去报名参加她的艺术班,一起上课吸引她的注意,而进一步熟识。 一张纸也可能只有一面 ? 他跟阿琳都是那一种很在乎自己的感觉,自己想什麽、不去介意别人的人。他俩常喜欢辩论,有一次他跟阿琳辩论,阿琳就跟他说我们老师说,像一张纸一样所有的事情都有两面,费曼就说不见得,有时候一张纸只有一面,那阿琳说怎麽回事呢?他就做了一张,费曼就把它折过来贴在一起,就是黑面贴白面,贴成之后就会像一个像这样子的成为一个面(这就是莫比尔斯环 Mobius Band ),从白色的部分一直走…走到最后你会走到黑色的部分,黑色部分再继续走…走到最后会走到白色的部分,所以他证明跟阿琳说一件事情也可能只有一面,一张纸也可能只有一面,然后阿琳就很高兴,拿回去跟大学的老师说你说错了,费曼就靠这个追到他的第一任的老婆阿琳,因为阿琳觉得你跟我是同类的人,我们有一种秘密的语言。 莫比乌斯环( Mobius Band ) 当费曼在 MIT 唸大学时,他们俩人已经是一对相爱的恋人,并且互相承诺等他大学毕业后就结婚。天有不测风云,当亚琳被确证为淋巴腺结核只有七年的存活期后,费曼坚持实践对爱情与婚姻的承诺。此时他正要接受征召参与“曼哈顿计划”( Manhattan Project ,美国陆军部于 1942 年 6 月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划),他们很快做好了安排,去公证结婚,并且在普林斯顿附近居住。费曼一边工作用收入支付亚琳的医药费,一边继续他的学业。不久费曼到新墨西哥州的 Los Alamos 国家实验室参与原子弹的製造,颇有人情味的“曼哈顿计划”实验室主任欧本海默( J. Robert Oppenheimer )帮忙安排亚琳在 Albuquerque 市的医院疗养,两地相距一百英哩,他们俩人开始过着「周末夫妻」的生活。周五晚上费曼就搭便车到城里医院陪亚琳,周日再回实验室上班,如此过了他们九年的快乐时光。 亚琳是个聪明善体人意又会玩花样的人。在如同坐监的疗养生活中,她做了不少令费曼啼笑皆非,(却也很合他的风格)的事。例如买了全套烤肉用具及衣服,要费曼陪她在医院外的大马路边生火烤肉。在费曼生日那天印制「全国热烈庆祝费曼生日」的报纸,分派到他工作地点每个同僚的信箱内;订制刻有「亲爱的理查德,我爱你!( Richard darling I love you! )」金色字样的铅笔。费曼不好意思使用,用小刀把字迹刮掉,却在亚琳的抗议下不得不使用。 他俩充分利用无多的余日,过着令人称羡又心酸的婚姻生活。终于亚琳的身体渐渐衰弱,在病危之际,费曼匆匆由 Los Alamos 赶来陪伴她,看着她嚥下最后一口气( 1945 年 6 月 16 日)。事后费曼对他妹妹说「我们无法白头偕老,却拥有九年时光,这只是时间长短不同,我们拥有最美好的时光」。 费曼对亚琳恋恋情深,在她过世后两年,费曼曾写了一封深情的信给她: 亲爱的亚琳…… 你一定会觉得我很傻,一定希望我把你忘了,去追求幸福。但你绝对想不到,两年来,我还没交过任何女朋友(除了你,甜心)。这也是没办法的事,我曾遇过许多不错的女孩,也不想再过孤单的生活。但我和她们约会过几次后,就觉得索然无味了。能让我念念不忘的,只有你一个人。 我心爱的妻子 我爱我死去的太太 附言:请原谅我没有寄出这封信──我没有你的新地址 3. 费曼的选择:加州理工学院和高薪养小蜜 费曼 1950 年来到加州理工学院,在那儿从事了近 40 年的研究和教学。费曼找到了他心仪的科学殿堂并在那儿落叶归根, Caltech 也因巨匠费曼成为新一代科学家(包括史蒂芬•霍金( Stephen Hawking ))向往的地方。费曼选择加州理工学院还有一段一波三折的趣事呢。 1939 年从 MIT 毕业后,费曼到普林斯顿大学深造。年仅 23 岁时,他对理论科学和数学方程的驾驭能力已傲视同侪,堪比同龄时的爱因斯坦。因此, 1942 年取得博士学位后,即被征召参与研制原子弹的“曼哈顿计划”( Manhattan Project )。战后,他加入康乃尔大学教授理论物理。 费曼对所在的环境不太满意。首先,他“对康奈尔大学的许多科系都不怎么感兴趣。这并不代表他们有什么问题,而只不过我刚好对这些科系没兴趣而已。这包括了家政科学、哲学(这个系的家伙特别不正常),以及其他有文化的东西,像音乐等等。”其次,康奈尔大学所在的 Ithaca 只是一个小镇,太枯燥,不够好玩。最后, Ithaca 冬天时常恶劣的天气,让他受不了。于是有了跳槽的想法。 费曼想起以前曾经应巴查( Robert Bacher , 1905-2004 )教授之邀,到加州理工学院访问过两次。巴查与费曼有过不少交集,任职过康奈尔和 MIT ,并负责“曼哈顿计划”的实验物理。他很聪明,对费曼的性格也了若指掌。他说:“费曼,我这里多一辆车,借给你。另外这是到好莱坞及日落区(距离 Caltech 仅 15 哩左右)的地图,好好享受吧。”于是费曼每晚开着他的车子到日落区 -- 去那里的夜总会及酒吧凑热闹。巴查实在很清楚如何令费曼对加州理工学院产生兴趣! 不久加州理工和康奈尔为吸引费曼进行了你来我往的待遇拉锯战。促成费曼最后决定的,是他的教授休假年。那时他在康奈尔刚巧已到了可以休假一年的时候,想再度去巴西访问,去 10 个月。于是,费曼写信给巴查,用不愿丧失休假一年权利的理由,告诉他决定留在康奈尔。巴查回信:“我们会立刻聘请你,而且你可以用你的第一年作为休假年。” 费曼事后说:“他们( Caltech )就是那副德性:无论我的决定如何,他们总有办法把我的决定搞砸。因此我在加州理工学院的第一年( 1950 年),事实上是在巴西过的。到了第二年,我才在加州理工正式教书。” 但当费曼到了加州理工还没多久,有一天遭遇严重的烟雾侵袭(费曼注:那时的烟雾比现在要厉害多了),双眼被薰得刺痛万分,眼泪直流,心里便想:“这太疯狂了!这是绝对的神经病!在康奈尔的时候还好好的。我要离开这里!”于是他打电话到康奈尔,问他们他还可不可能回去。他们说:“当然可以!我们立刻着手安排,明天打电话给你。” 第二天,费曼碰到了极大的运气,让他做出决定(费曼注:也许上帝在帮我忙做决定)。他正在走回办公室的路上,有个家伙跑到他面前说:“嘿,费曼!你有没有听到最新发生的大事?巴德( Walter Baade , 1893-1960 )发现星球原来有两种不同类型!我们以往计算星系和我们的距离时,原来都只是以一种造父变星( Cephid )为基准。但现在发现还有另一种,因此宇宙的年龄可能比我们想象的要老两倍、三倍,甚至四倍!”费曼很清楚这是怎么一回事。那时候,地球好像比宇宙还要老。根据估计,地球年龄为 45 亿年,但宇宙的年龄只有 20 、 30 亿年。这是一个很大的谜团;而这个发现把谜团解开了:重新计算之后,证明宇宙年龄比以前想象中的要老。但重点是,当时他立刻知道了这项新发现 -- 那家伙匆匆跑过来把第一手的消息告诉了他。 还没穿过校园,回到他的办公室,另一个家伙又走过来了。这是梅索森( Matt Meselson ),他主修生物、副修物理,费曼曾经是他博士论文口试的委员之一。他建造了第一部“密度梯度离心机”( density gradient centrifuge ), 用来分离及测量分子的密度。他对费曼说:“看看我刚得到的实验数据!”他证明了当一个细菌制造出一个新细菌时,它会把一个完整的分子传给那个新细菌;这个分子就是DNA 了。在那个发现之前,人们一直以为什么东西都在分裂、分裂。因此大家原先也以为细菌会分裂,一半成为新细菌。但(费曼认为)那是不可能的:包含着遗传信息的那个最小分子,不可能一分为二;它必须复制自己,把复制品给新细菌,给自己留一份。梅索森证实这个想法了。 费曼一边走进办公室,一边意识到这里才是他想待下来的地方!在这儿,科学界的各路人马都会告诉他他们的研究成果,真是令人兴奋。因此,稍后当康奈尔打电话给他,说他们已差不多全安排好的时候,费曼说:“对不起,我又改变主意了。” 他已决定,以后不用再决定去留问题了。没有任何东西——绝对没有——可以让他再改变主意了。 不过,还是有人尝试过要改变他留在加州理工的念头。那时物理大师费米( Enrico Fermi , 1901-1954) )刚过世不久,芝加哥大学在物色替代费米的人选。他们派了两个人来费曼家拜访——当时费曼对他们的动机一无所知。而他们开始谈论各种他应该去芝加哥的好理由:他可以做这做那,那里有许多优秀人才,他有机会做很多事情。费曼一直没有问他们待遇问题,而他们拼命暗示,只要他问的话,他们就会告诉他。终于,他们还是问他想不想知道薪水有多少。 “唉,不!” 费曼说,“我已经决定待在加州理工。我的太太玛丽露就在隔壁,如果她听到薪水有那么高时,我们又会吵起来。而且,我早已决定了不再做决定了。我要永远留在这里。”我不让他们告诉我芝加哥打算给我的薪资。 过了大约一个月,在一个学术会议上,“曼哈顿计划”少数几位女科学家之一、高能物理领域的奠基人之一、任职于芝加哥大学的马歇尔( Leona Marshall Libby , 1919-1986 ) 跑来跟费曼说:“奇怪你没有接受芝加哥的职位。我们觉得很失望,也不明白为什么你会拒绝这么优厚的待遇。”“那很容易”,费曼说:“因为我从头到尾没让他们告诉我待遇如何。” 注4 :马歇尔女士随同费米参加了“曼哈顿计划”。怀上第一胎时,因为担心被除名,她乔装打扮,用宽大的袍子掩饰隆起的肚子,直到即将分娩才停止工作,一周后又回来继续工作。 一星期后,费曼收到马歇尔的一封信。把信打开,第一句话说:“他们提出的待遇是 -- ”十分庞大的一笔数字,大概是三四倍于他原来的薪水,很惊人呢!信中继续说:“在你读下去之前,我就让你知道待遇是多少。也许现在你会重新考虑,因为他们告诉我这个空缺还在,而我们都很希望你能来加入我们。” 费曼写了封信给他们说:“ 知道了薪水的数目之后,我已决定必须要拒绝了。我必须拒绝这么高的薪水,原因是如果我真的拿那种高薪,我就可以实现一切从前想做的事了——找一个很漂亮的情妇,替她找个公寓,买漂亮东西给她……用你们给我的薪水,我真的可以那样做,但我也知道我会变成怎么样。我会开始担心她在做些什么,等我回家时又会争吵不休,这些烦恼会使我很不舒服、很不快乐。我再没法好好做物理,结果会一团糟!我一直都想做的事情都是对我有害无益的,我只好决定,我没法接受你们的邀请了。” 自从 1951 年起,费曼就待在加州理工学院,而且一直都很快乐。他说:“对我这种性格的人来说,这里是再适合也没有了。那里有很多顶尖的人物,他们对自己的工作很有兴趣;我也很喜欢跟他们聊,因此我一直都觉得很惬意。”                   图 11 12. 费曼,广受加州理工学院学生爱戴和崇敬的老师     4. 费曼和盖尔曼的合作与竞争 从 50 年代中期开始,费曼与小 11 岁的、夸克之父、诺贝尔物理奖得主默里•盖尔曼( Murray Gell-Mann , 1929- )进行了长期的和卓有成效的合作。 图13 . 费曼和盖尔曼 1950 至 1970 年代,加州理工学院也因为拥有这两位当时世界上最伟大的理论粒子物理学家(办公室紧挨着)而闻名,那里的研讨会也因为他们而以残酷著称。莫雷可能会喋喋不休地向你挑战,连最小的细节也不放过。更糟的是,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。由于莫雷和费曼两人的作风太可怕,至少就曾有一位未来的诺贝尔奖得主,对到加州理工演讲踌躇不前。 不过,他们的合作常常看起来更像竞争。“狄克(费曼)总是打电话来查寻默里是否在工作,”盖尔曼的太太玛格丽特曾说。“如果我说他在花园里干活,狄克那一整天会乐不可支。但是,如果我说默里正做物理研究,那么狄克就会紧张起来,马上要跑过来看个究竟。” “魔法”的故事 美国幻觉( visual illusion )研究大师、曾任教于加州理工学院并成为费曼好友的阿尔•塞克尔( Al Seckel )回忆: 有一次我犯了一个很严重的错误,同时请了费曼和盖尔曼两人和一些其他的客人一起吃晚饭。结果几乎整个晚上就听见这俩人在互相攻击。“你用不着说这些,我早就知道了!” 然后说这话的人就会说点别的,接着又是“你用不着说这些,我早就知道了!” 如此反复…… 那天晚上我们坐在一起聊天,有人说了一件什么事,盖尔曼听后评论说, pleonasm 。大家都问,什么意思?盖尔曼解释说,就是说刚才那个句子至少有三倍的冗余度。盖尔曼向来以其文绉绉的用词著称。事后费曼跟我钻到图书馆里,查了一下字典。盖尔曼是对的。费曼一拳捶在桌子上骂到,“妈的!这家伙总是对的,总是的!( He's always GODDAMNED right, always! )” 我说,让我们看看明天晚上有没有办法整他。 于是第二天晚上我们特别把话题拐到魔法。盖尔曼说,你们知道詹姆斯一世( James I , 1566-1625 )在 1623 年写的 Malleus Maleficarum 吗?不对,盖尔曼, Malleus Maleficarum 是 Sprenger 和 Kramer 在 1486 年写的,詹姆斯一世在 1597 年写的是 Demonology (鬼神研究),我权威地说。盖尔曼很惊讶地问,是么?就在那时费曼脸上开始浮现出满意的笑容,但是我们还得进一步地证明。盖尔曼还在问,是么?我翻开我的魔法百科全书,查到了书名、作者和日期。费曼已经狂笑得掉到了桌子下面,同时还在模仿小号的声音和天使的歌声!“我不会让你忘记这件事的,默里!”只有我和费曼知道,默里被我们设计上了圈套。。。 5. 费曼惊世骇俗之语 科学哲学对科学家的用处,就如鸟类学对鸟的用处。 Philosophy of science is about as useful to scientists as ornithology is to birds. 科学的美妙之处在于它是鲜活的。 The wonderful thing about science is that it's alive. 科学就是我们在世界之道上学会不欺骗自己。 Science is what we have learned about how not to fool ourselves about the way the world is. 物理学之于数学,好比性爱之于自慰。 Physics is to math what sex is to masturbation. 物理学与性爱有相似之处:是的,它可能会产生某些实在的结果,但这并不是我们做它的初衷。 Physics is like sex sure, it may give some practical results, but that's not why we do it. 宗教是信仰的文化;科学是怀疑的文化。 Religion is a culture of faith; science is a culture of doubt.    
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