本文首發(fā)于公眾號“費米科學”（fermi_science），轉載請聯(lián)系原作者。

大家好

今天小編要跟大家分享一個

特別的物理學家

他24歲就參與了

“曼哈頓計劃”

卻因日本原子彈爆炸

而不想繼續(xù)研究

他的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了

一個全新的學科領域

卻認為因此獲得的諾貝爾獎

傷害了自己

他被《物理世界》評為有史以來

十位最偉大的物理學家之一

卻又被人說成是

“物理學界的叛徒”

這個矛盾的傳奇物理學家就是

理查德·菲利普斯·費曼

1918年5月11日，費曼出生在紐約市郊區(qū)的一個普通的工人家庭。

他還未出生前，他的父親許下愿望，如果是個男孩，讓他當科學家。

于是在費曼還很小的時候，他的父親就開始給他讀《大英百科全書》，而且講述的十分生動。

據(jù)費曼自己回憶：

受父親的影響，費曼對探索世界產生了濃厚的興趣。

10歲時，他在家建立了自己的實驗室，在里面修理收音機、做物理實驗。

17歲時，他在紐約的一次數(shù)學競賽中獲獎。

同年，他被麻省理工學院錄取。

從麻省理工畢業(yè)后，他又以數(shù)學和物理滿分，這一史無前例的成績，考入菲林斯頓大學讀研究生。

24歲時，他被要求加入“曼哈頓計劃”，和世界頂尖的物理學家一起研制原子彈。

當時德國是理論物理的知識中心，為了搶先于德國制造出原子彈，時間成為了最大的關鍵。

但一個棘手的問題，擋在了他們面前，當時還沒有計算機，所有龐大的計算都只能靠手算完成，這使得研究的進程無法快速推進。

☉ 人力計算小組 來自騰訊視頻

這時，費曼的到來改善了這個狀況。

他發(fā)明了一種平行計算方法，大家同時計算，然后匯總。

這支人力計算小組，開始以十倍于原來的速度運轉，推動了原子彈研制的順利進行。

這也使得那些科學界的大人物們，第一次知道了費曼。

☉ 曼哈頓計劃的科學家們 來自騰訊視頻

后來，原子彈研制成功，三周后，兩顆原子彈從日本上空落下。

實驗室的人們興奮不已，舉辦了慶祝派對，但費曼卻感到不安，因為他覺得是自己的知識造成了那么多人的死亡。

失落的情緒使他無心研究，于是他接受了康奈爾大學的邀請，來到學校教書。

而此時物理學界正經(jīng)歷著一場混亂，關于原子運動的新發(fā)現(xiàn)，產生了一個全新的物理學領域——量子電動力學。

原先對自然基本構成元素的很多認識，被證明是錯的，這讓物理學家們對所有事物都產生了懷疑。

而可以解釋這一切的量子電動力學，又受到無窮大∞這一概念的困擾，時而準確，時而又差的離譜。

世界上最聰明的物理學家們，為這個無窮大的預測感到困惑，甚至連量子電動力學之父，保羅·迪拉克也糊涂了。

☉ 量子電動力學 來自騰訊視頻

這時，學校的單純環(huán)境，讓費曼找回了發(fā)現(xiàn)的樂趣，一次食堂中的偶然發(fā)現(xiàn)，給他的研究生涯帶來了轉機。

那時他正在吃午飯，有個學生在食堂里扔盤子玩，盤子上有一個標志，隨著盤子被拋起落下，標志轉動起來。

費曼被這不起眼的動作吸引，他開始好奇標志和盤子運動間的關系，于是他列出了旋轉物體的運動公式，開始反復研究。

盤子和標志的旋轉，讓他聯(lián)想到了一個當時正困擾著整個物理學界的問題，就是根據(jù)迪拉克的方程，得出的電子的旋轉。

受旋轉盤子的啟發(fā)，費曼認識到得出無窮大結果的方程式，本身并沒有錯，只是需要從另一個角度來看。

他提出了一個革命性的想法，用簡單圖示法，將方程中每一個條件和一些小圖畫符號聯(lián)系起來，這種做法避免了量子電動力學復雜的計算，人們現(xiàn)在把這種圖示叫做費曼圖。

☉ 費曼圖 來自騰訊視頻

費曼所觸及的量子電動力學領域，成為了數(shù)值上最準確的物理理論。

作為對費曼工作的肯定，1965年的諾貝爾物理學獎，頒給了費曼以及朱利安·施溫格和朝永振一郎，他們都在相同的領域做出了貢獻。

費曼是少數(shù)幾個在大眾心目中，形象生動鮮活的前沿科學家之一。

他生來具有十分可愛的品格和個性，加上受到父親兒時對他教育方式的影響，使他成為大家眼中才華洋溢又風趣幽默的老師。

1950年，他受到加州理工學院的邀請，重新設計了本科物理學課程，這套新課程涵蓋了整個物理學的歷史，被稱為費曼講座。

令人激動的專業(yè)內容，加上他富有感染力的授課風格，使得這門課程十分熱門，學生們都視他為偶像。

他對物理教學充滿了熱情，不僅在學校授課，他還在電視上向公眾做講座，他通俗易懂的教學方法，勾起了很多人對科學的興趣。

熱愛教書的他，在加州理工學院上完一生中最后一節(jié)課后僅僅兩周，終于未能戰(zhàn)勝與之搏斗十年的癌癥，永遠地離開了他心愛的講臺。

當天，加州理工學院的大學生們在學校十一層高的圖書館大樓上高高懸掛了一條橫幅：“Dick，We Love You！”

這句簡單的話語，勝過千言萬語！

在美劇《生活大爆炸》中，謝爾頓戲稱費曼是物理學界的叛徒，這應該說出了很多物理學家們的心聲。

這倒不是因為費曼做了什么傷害物理學的事情，而是因為他跑去別的領域，做了很多與物理不相關的事情。

在“曼哈頓計劃”緊張的推進時，他抽空研究了撬鎖技術，整個實驗基地的保險柜無一幸免，全被他打開過。

在巴西的大學任教時，他又跑去街頭學鼓，業(yè)余時間在巴西桑巴樂團擔任鼓手，后來參加嘉年華游行，還贏得了當年的冠軍。

在加州理工學院任教時，他又迷上了畫畫，從頭開始學習素描，他還和他的畫家朋友約定，周日互相教學，他教畫家物理，畫家教他繪畫。

他還常去帕薩迪納的一家脫衣舞酒吧，畫那里的女孩，同時解一些物理方程。

☉ 費曼筆記手稿

其他科學家無法理解他的做法。

他們認為費曼是一個才華橫溢的物理學家，他應該將時間投入到研究和討論中來，而不是浪費在舞女、鼓手和藝術家們身上。

所以，“物理學界的叛徒”，其實是一個由愛生恨的稱呼。

其他科學家們覺得，費曼在這些藝術家們身上，得不到任何有價值的東西，但用費曼自己的話來回答，他得到了“發(fā)現(xiàn)新事物的樂趣”。

在晚年接受BBC采訪時，他就自己的工作是否值一個諾貝爾獎是這樣回答的：

這種拋棄權威的想法也來自于他的父親。

他的父親在一家軍服公司工作，和軍隊的接觸導致了他對權威的強烈反感。

他會指著報紙上的照片，對年少的費曼說：看看這些人，一個人站著而其他人就得向他鞠躬，只是因為他的名字、身份和制服，而不是他做了什么特別的事情。

父親對費曼的影響很大，所以他發(fā)誓遠離華盛頓，但1986年1月28日“挑戰(zhàn)者號”的重大事故，讓他打破了自己的原則。

為了找出事故的真相，他加入了事故調查委員會，還不辭辛苦的乘坐飛機穿梭于全國各地，找到地面工作人員。

終于他發(fā)現(xiàn)了事故的真正原因，火箭助推器的O型環(huán)密封圈出了問題，天冷導致密封圈無法正常工作，但各級管理者不顧工程師們的警告，執(zhí)意按時發(fā)射以借此邀功。

真相令NASA難堪，所以委員會想壓下來。

但費曼并不想妥協(xié)，他在事故調查發(fā)布會上，做了著名的“冰水實驗”。

他將NASA提供的O型環(huán)密封圈放入手邊的冰水中，幾秒鐘后拿出，密封圈失去了膨脹性。

這下所有觀看這次發(fā)布會的民眾，即使沒有一點科學知識，也了解到了事故的真正原因。

其實，其他成員也認識到這個問題。

但他們對NASA抱著同情心，作為航天飛行的支持者，調查團其他成員傾向于讓NASA內部處理此事，避免過多的批評。

但是費曼卻始終堅持自己的意見，這樣嚴重的事故和漏洞令他無法安然順從。

于是，他以個人名義起草了一份尖銳有力的事故分析報告，并強烈要求將之納入到羅杰斯調查團報告中。

并表示如果不把他個人報告放入最終報告中，他將辭去調查員職務。

他在報告的最后寫道：

可能是受到了輻射的影響，晚年的費曼一直在和癌癥斗爭，在第二次癌癥復發(fā)時，他跟朋友們告別。

朋友們非常難過，而他卻反過來安慰他們說：

“有時我也感到很煩惱，但我意識到，在人生中的某些時刻，你可以講很多故事，甚至你走了之后，故事還在。”

費曼的預測

再一次成功了

到今天

他已經(jīng)去世31年了

通過網(wǎng)絡這項他沒有見到發(fā)明

他的故事被繼續(xù)流傳下來

在人們眼中

他不只是科學家

他不只是藝術家

他也不只是教育家

他是人性化的物理學家

他用自己的經(jīng)歷證明

在做一名頂尖物理學家的同時

也可以是一個有趣的人

以上

就是本期的全部內容