■ 王野奇 / 文
美國(guó)物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（費(fèi)恩曼）（Richard Phillips Feynman, 1918-1988）被認(rèn)為是愛(ài)因斯坦之后最睿智的理論物理學(xué)家，是現(xiàn)代乃至有史以來(lái)最受愛(ài)戴的科學(xué)家之一，他對(duì)科學(xué)有著異乎尋常的“感覺(jué)”，能夠用洞察事物內(nèi)在本質(zhì)的方式來(lái)理解物理學(xué)。他具有別具一格的思維風(fēng)格，這種風(fēng)格為科學(xué)研究注入了無(wú)以倫比的活力。他不僅在量子電動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域以最卓越的科學(xué)貢獻(xiàn)贏得了1965年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，同時(shí)在液氦、弱相互作用理論、部分子模型等許多方面取得舉世矚目的成就。
維格納（Wigner）稱(chēng)他是“第二個(gè)狄拉克?！彼鷣?lái)具有十分可愛(ài)的品格和個(gè)性，不僅是極其卓越的理論家，而且是才華橫溢的教師，并以極為罕見(jiàn)的天賦和熱情進(jìn)行物理教學(xué)。通過(guò)他那著名的《物理學(xué)講演錄》，來(lái)向世界展示一位頂尖科學(xué)大師的思維方式；正是他鼓勵(lì)了好幾代大學(xué)生從一種全新的角度去重新思考物理學(xué)，從某種角度可以說(shuō)，所有的現(xiàn)代物理學(xué)家都是費(fèi)曼的學(xué)生。
1918年5月11日，費(fèi)曼生于美國(guó)紐約郊區(qū)一個(gè)猶太商人的家庭，當(dāng)費(fèi)曼還在坐高腳童椅時(shí)，父親梅爾維爾·費(fèi)曼（Melville Feynman）就設(shè)法引導(dǎo)兒子用“科學(xué)”的方式去思考問(wèn)題。他用收集到的彩色浴室花瓷片和費(fèi)曼一起做游戲，通過(guò)這些游戲，有意識(shí)地開(kāi)始嘗試讓費(fèi)曼思考圖形及其基本的數(shù)學(xué)關(guān)系。梅爾維爾有時(shí)和費(fèi)曼一起查閱《不列顛百科全書(shū)》，帶他去參觀(guān)自然史博物館，用各種淺顯的方法鼓勵(lì)他對(duì)科學(xué)的興趣，正是運(yùn)用普通的知識(shí)來(lái)源作為推斷的起始點(diǎn)，使枯燥的材料變得生動(dòng)有趣，從而使費(fèi)曼清楚地意識(shí)到科學(xué)的神奇和魔力。母親露西爾·菲利普斯（Lucille Phillips）以她的幽默、溫和與同情給了他很大影響，這種明智見(jiàn)解和科學(xué)的結(jié)合，才使得費(fèi)曼成年后如此獨(dú)特。
在中學(xué)時(shí)代，費(fèi)曼靠自己推導(dǎo)出了歐幾里得幾何學(xué)的絕大多數(shù)規(guī)則，并用自己的方式來(lái)解決這些幾何難題以及所有其他問(wèn)題。依靠自己的自覺(jué)和父親對(duì)他的指導(dǎo)使他對(duì)任何事情，不管告訴你的人多么有名，不要僅僅因?yàn)閯e人告訴你是這樣，你就相信的確是這樣，這種態(tài)度貫穿費(fèi)曼科學(xué)生活的始終。
1935年，費(fèi)曼進(jìn)入麻省理工學(xué)院，起初準(zhǔn)備攻讀數(shù)學(xué)，后轉(zhuǎn)選物理學(xué)；當(dāng)他作為一名大學(xué)生時(shí)，就和導(dǎo)師瓦利亞塔（Vallarta）一起聯(lián)名在《物理學(xué)評(píng)論》上發(fā)表了宇宙線(xiàn)方面的論文。通過(guò)模型證明，整個(gè)宇宙的宇宙線(xiàn)確實(shí)各向同性地進(jìn)入我們的銀河系并到達(dá)地球。接著在導(dǎo)師斯萊特（Slater）的鼓勵(lì)下，費(fèi)曼著手研究晶體中原子間力的作用方式，并以《分子中的力》為題完成一篇論文發(fā)表于1939年的《物理學(xué)評(píng)淪》上；它大大地簡(jiǎn)化了化學(xué)家計(jì)算分子和晶體中原子的行為。同時(shí)，這一方法也被另一研究者赫爾曼（Hellman）獨(dú)立發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)被稱(chēng)為赫爾曼-費(fèi)曼定理。這篇論文最動(dòng)人之處，乃是作者用清晰、精練而又不拘泥術(shù)語(yǔ)的文字來(lái)表現(xiàn)解方程的優(yōu)美技巧，從而傳送出可信賴(lài)的費(fèi)曼的“聲音”，讀起來(lái)幾乎像與作者講話(huà)一樣。費(fèi)曼不僅清楚地知道如何搞物理，更知道如何去講解物理
1939年，21歲的費(fèi)曼從麻省理工學(xué)院畢業(yè)后去了普林斯頓大學(xué)。年僅28歲的第一流科學(xué)家惠勒（Wheeler）成為費(fèi)曼的指導(dǎo)老師。從外表上看，惠勒總像是相當(dāng)嚴(yán)肅的那種人，他西裝革履，沉著穩(wěn)重而令人尊敬?？稍谶@種外表下面卻深藏著最佳思維，他是研究諸如黑洞之類(lèi)的奇異事物的專(zhuān)家。費(fèi)曼和惠勒的相遇為這兩位科學(xué)家之間的碩果累累的合作提供了機(jī)會(huì)。他們兩位對(duì)物理學(xué)中的新思想都同樣開(kāi)放，盡管它們是多么的“瘋狂”。費(fèi)曼顯而易見(jiàn)的奇特天賦，使惠勒意識(shí)到他確實(shí)遇到了一位難得的天才。1942年6月3日，費(fèi)曼以評(píng)語(yǔ)為“罕見(jiàn)的原創(chuàng)性”通過(guò)校方論文答辯而正式獲得博士學(xué)位。
費(fèi)曼于40年代初發(fā)展了用路徑積分表述量子振幅的方法；由于太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā)使他的科研工作一度中斷，他參加了美國(guó)的曼哈頓工程，年僅26歲的費(fèi)曼被著名核物理學(xué)家貝特（Hans Bethe）一眼看中，馬上成為這一計(jì)劃的計(jì)算機(jī)組組長(zhǎng)；他深諳領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)御的藝術(shù)，知道如何使他的組員全心全力投人工作，高速、準(zhǔn)確地完成了1945年7月試爆的第一顆原子彈的所有計(jì)算。
這一計(jì)劃結(jié)束后，他追隨貝特成為康奈爾大學(xué)的首席理論物理學(xué)家，并于1948年提出量子電動(dòng)力學(xué)新的理論形式的計(jì)算方法和重整化方法，從而避免了量子電動(dòng)力學(xué)中的發(fā)散困難。由于這一貢獻(xiàn)他和施溫格（Schwinger）、朝永振一郎（Sinitiro Tomonaga）共同獲得1965年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。同時(shí)，在量子場(chǎng)論中“費(fèi)曼剛”、“費(fèi)曼振幅”、“費(fèi)曼傳播子”、“費(fèi)曼規(guī)則”等均以他的姓氏命名。
1950年，費(fèi)曼轉(zhuǎn)入加州理工學(xué)院，50年代前期，他發(fā)展了液氦微觀(guān)理論的研究工作，1958年他又和蓋爾曼（Murray Gell-Mann）合作，提出了弱相互作用的矢量-贗矢量型理論（即 V-A理論）；這是經(jīng)過(guò)20余年曲折發(fā)展以后，所達(dá)到的關(guān)于弱相互作用的正確的唯象理論。60年代末期，在高能電子和核子的深度非彈性碰撞的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，他提出了強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的“部分子模型”。
1986年1月，作為震驚世界的“挑戰(zhàn)者號(hào)”太空飛船失事原因調(diào)查組成員，他很快發(fā)現(xiàn)飛船上一個(gè)橡皮墊圈（O型圈）在攝氏零度以下失去了彈性是導(dǎo)致事故的癥結(jié)所在。為了在聽(tīng)證會(huì)上向全世界電視觀(guān)眾闡明這個(gè)問(wèn)題，他親手演示了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把橡皮圈放入冰水中用手?jǐn)D壓它，在幾秒鐘內(nèi)橡皮圈拒絕恢復(fù)原型。這使他一舉成為公眾心目中的英雄。
1988年2月15日，費(fèi)曼因癌癥在洛杉磯逝世。
1927年之前，量子力學(xué)的創(chuàng)立工作基本完成，它已很好地說(shuō)明了原子和分子的結(jié)構(gòu)，但在處理原子中光的自發(fā)輻射和吸收這類(lèi)十分重要的現(xiàn)象時(shí)，卻遇到了困難。為了克服這一困難，1927年，狄拉克（Dirac）首先提出將電磁場(chǎng)作為一個(gè)具有無(wú)窮維自由度的系統(tǒng)，進(jìn)行二次量子化的方案；1928年約爾丹（Joaden）和維格納提出了對(duì)于非相對(duì)論性多電子系統(tǒng)符合于這個(gè)要求的正則量子化形式。1929年海森伯（Heisenberg）和泡利（Pauli）把電磁場(chǎng)與電子場(chǎng)的相互作用理論推廣到更為普遍的形式，從而建立了量子電動(dòng)力學(xué)。
到20世紀(jì)30年代，人們對(duì)量子理論的理解既不徹底也不完美，而且需要新的思想。費(fèi)曼從在麻省理工學(xué)院做學(xué)生以來(lái)一直被一個(gè)想法所困擾。即一個(gè)諸如電子那樣的帶電粒子，被認(rèn)為是通過(guò)圍繞它的力場(chǎng)而與其他帶電粒子相互作用的。量子理論的最大困難就在于計(jì)算出來(lái)的電子自身能量和電磁場(chǎng)真空能量為無(wú)窮大。在用量子理論的微擾方法處理一些物理過(guò)程時(shí)，最低次近似往往都可得到與實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果；但如果要求做更高次的精確微擾計(jì)算時(shí)，得到的結(jié)果卻常常是無(wú)窮大；無(wú)窮大的結(jié)果當(dāng)然是沒(méi)有物理意義的，這就是量子場(chǎng)論的發(fā)散困難。
1935年，狄拉克出版的《論量子物理學(xué)》的書(shū)中的說(shuō)道：“看來(lái)這里需要全新的物理思想?！边@句話(huà)成了費(fèi)曼以后生活的一個(gè)信條，沒(méi)有任何地方對(duì)于新思想的需要比在這個(gè)稱(chēng)為電子“自能”的謎題中更為明顯。這個(gè)想法在麻省理工學(xué)院就已經(jīng)深深地在他頭腦中扎根，隨后在普林斯頓開(kāi)花結(jié)果；并對(duì)在康奈爾大學(xué)時(shí)期的學(xué)術(shù)生涯產(chǎn)生意義深遠(yuǎn)的影響。
1940年秋的一天，費(fèi)曼接到惠勒打來(lái)的電話(huà)；惠勒告訴他說(shuō)：“已知道為什么所有的電子都有相同的電荷和相同的質(zhì)量。原因是它們都是同一個(gè)電子!”他解釋了他最新的光輝思想：一個(gè)正電子可以被簡(jiǎn)單地看做一個(gè)電子在時(shí)間上往回運(yùn)動(dòng)，即由將來(lái)返回到過(guò)去，而宇宙中所有的電子和所有的正電子其實(shí)都對(duì)應(yīng)于某種被切開(kāi)的世界線(xiàn)線(xiàn)結(jié)的截面，在某個(gè)截面里，單個(gè)粒子通過(guò)一個(gè)復(fù)雜的扭結(jié)穿越時(shí)空，通過(guò)宇宙?；堇盏墓廨x思想中包含了一個(gè)重要概念的萌芽，即改變某個(gè)電子在時(shí)間上的運(yùn)動(dòng)方向等價(jià)于改變它所帶電荷的符號(hào)。
費(fèi)曼后來(lái)用另一種方式發(fā)展了這一概念，即一個(gè)電子在時(shí)間上向前運(yùn)動(dòng)就是一個(gè)正電子在時(shí)間上往回運(yùn)動(dòng)。這就是惠勒-費(fèi)曼的輻射理論。1941年春天，惠勒要求費(fèi)曼就這一問(wèn)題做一次專(zhuān)門(mén)演講，演講的聽(tīng)眾有物理學(xué)家維格納、天文學(xué)家羅索（Russell）、數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（(John von Neumann）、量子理論的先驅(qū)者泡利（Pauli），還有愛(ài)因斯坦。報(bào)告結(jié)束之后，愛(ài)因斯坦認(rèn)為惠勒-費(fèi)曼理論尚有發(fā)展的可能。
在愛(ài)因斯坦想法的激勵(lì)下，費(fèi)曼正為解決這一難題而奮斗，有一天，他正和一位剛從歐洲來(lái)的物理學(xué)家耶勒（Herber Jehle）交談，費(fèi)曼問(wèn)道：“你知道有什么方法能從作用量出發(fā)來(lái)構(gòu)造量子力學(xué)嗎？”耶勒告訴費(fèi)曼說(shuō)，8年前狄拉克曾發(fā)表過(guò)一篇相關(guān)的論文，費(fèi)曼馬上找到了這篇題為《量子力學(xué)中的拉格朗日量》的論文。狄拉克在論文中指出：拉格朗日方法之于量子力學(xué)類(lèi)似于哈密頓方法之于經(jīng)典力學(xué)——這恰恰是費(fèi)曼求之不得的。費(fèi)曼從直覺(jué)看出狄拉克這兩種表達(dá)方式彼此等價(jià)；當(dāng)他在兩表達(dá)式之間放上一個(gè)比例常數(shù)使得這兩個(gè)表達(dá)式彼此成比例時(shí)，計(jì)算的結(jié)果使他最后得到了人們?cè)诹孔恿W(xué)中熟知的薛定諤方程。
在讀完狄拉克的那篇論文不久之后的一天，費(fèi)曼躺在床上難以入睡，“他的這個(gè)想法使你不得不考慮一個(gè)粒子能從A走到B的每一條可能的路徑，即每一種可能的‘歷史’；A與B之間的相互作用，可以表示成聯(lián)系這兩個(gè)事件的所有可能路徑的貢獻(xiàn)之和。”理由很明顯，這就成了人們所知的量子力學(xué)的“歷史累加”或者“路徑積分”的方法。最小作用量原理是沿著單一軌道積分（或說(shuō)累加），而路徑積分方法是擴(kuò)展到它所包含的一切可能的軌跡，把所有這些路徑累加（積分）在一起，而不只是沿一條路徑積分。粒子從時(shí)空中的一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的每一條可能的路徑對(duì)應(yīng)于一個(gè)數(shù)，費(fèi)曼稱(chēng)之為振幅，并寫(xiě)下了他的量子力學(xué)新方法的普遍原則。就這樣，費(fèi)曼用拉格朗日量解決了涉及復(fù)合時(shí)空中事件的路徑問(wèn)題；并以《量子力學(xué)中的一個(gè)最小作用量原理》完成了他的博士論文。
到1942年春天，他的論文寫(xiě)完之時(shí)由于有關(guān)戰(zhàn)爭(zhēng)事務(wù)的打斷，直到1948年這篇量子力學(xué)的路徑積分方法的博士論文，才在《現(xiàn)代物理學(xué)評(píng)論》月刊上發(fā)表，這種新方法在解決量子電動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中取得了可喜的成功。此時(shí)量子世界已經(jīng)有兩種截然不同的描述：一種是薛定諤的方法，基于波，另一種是海森伯的方法，基于粒子。量子力學(xué)的這兩種形式已被證明彼此完全等價(jià)?，F(xiàn)在，費(fèi)曼找到了量子力學(xué)的第三種方法：基于作用量；路徑積分的思想對(duì)事件的行為給出了一種物理直覺(jué)，并提供了一個(gè)華麗的智力圖像。可以證明，僅此一項(xiàng)就足以將費(fèi)曼與薛定諤、海森伯和狄拉克這些物理學(xué)巨匠相提并論。
在所有能夠做比較的方面，這種方法能得出與其他兩種形式的理論相同的答案，它甚至還能用來(lái)處理用波函數(shù)的方法所不能解決的問(wèn)題，應(yīng)用起來(lái)極為簡(jiǎn)便；而且，通過(guò)拉格朗日量，對(duì)于理解從牛頓時(shí)代發(fā)展而來(lái)的經(jīng)典力學(xué)，有著清晰的銜接。惠勒甚至稱(chēng)費(fèi)曼的博士論文，標(biāo)志著“量子理論變得比經(jīng)典理論更簡(jiǎn)單”那一刻的到來(lái)。戴森（Dyson）在他那極富人文關(guān)懷的《宇宙波瀾》中說(shuō)道：“費(fèi)曼的路徑積分法的精神，給人看到的正是早年英氣煥發(fā)的愛(ài)因斯坦……”
1947年6月21日，在長(zhǎng)島頂端的謝爾特島拉姆斯赫德酒店，舉行的主題是“量子力學(xué)和電子問(wèn)題”的會(huì)議，后來(lái)被稱(chēng)為“謝爾特島會(huì)議”，在這次大人物的集會(huì)中，除了費(fèi)曼，還有一位聰明的年輕人施溫格，他是哈佛大學(xué)的教授。施溫格和費(fèi)曼同年出生，而且他也是個(gè)有名的天才。
在謝爾特島會(huì)議上的討論熱點(diǎn)乃是幾周前，由蘭姆（Lamb）及其同事拉瑟福德（Retherford）在哥倫比亞大學(xué)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的，他們用微波束探測(cè)技術(shù)來(lái)測(cè)量氧原子中電子的能級(jí)。實(shí)際上，他們測(cè)量了各個(gè)能級(jí)之間的能量差。按照狄拉克的理論，氧原子的一個(gè)電子可以有能量完全相同的兩種量子態(tài)，類(lèi)似于在同一個(gè)梯級(jí)上有一個(gè)雙重的臺(tái)階。但蘭姆發(fā)現(xiàn)，在這兩個(gè)能級(jí)間有個(gè)微小的能級(jí)分裂，好比梯級(jí)中這對(duì)本應(yīng)一般高的臺(tái)階卻有個(gè)比另一個(gè)稍微高了一點(diǎn)。后來(lái)稱(chēng)這個(gè)現(xiàn)象為蘭姆移位。蘭姆的工作表明狄拉克的理論偏差對(duì)應(yīng)于非常小的能級(jí)移位的很小的數(shù)，但它暗示了狄拉克理論不夠完善。幾乎同樣富于戲劇性的發(fā)現(xiàn)，即電子磁矩的精確測(cè)量，由拉比（Rabi）向會(huì)議做了報(bào)告，但由于蘭姆的工作而顯得有些黯淡，不久后它將在量子電動(dòng)力學(xué)的發(fā)展中扮演重要的角色。
既然狄拉克理論有不足之處，那么量子理論是否能預(yù)言能級(jí)改變的正確數(shù)量呢？核物理學(xué)家貝特在這次會(huì)議后，做了氧原子中電子能量的蘭姆移位的第一次“重整化”計(jì)算。所謂“重整化”計(jì)算，就是把理論上能夠通過(guò)重新定義電子的電荷e0、質(zhì)量m0和場(chǎng)量ψ這些發(fā)散量吸收進(jìn)去。例如可以重新定義電子質(zhì)量（稱(chēng)為重整化質(zhì)量）me=m0+δm，此處δm是各級(jí)修正中的發(fā)散量。然后把me解釋為實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)的電子質(zhì)量。至于m0，它是不可觀(guān)測(cè)的，剛為它代表磁場(chǎng)不存在時(shí)的電子質(zhì)量，而不和電磁場(chǎng)相互作用的電子是根本不存在的。經(jīng)過(guò)重整化的處理后，各階修正的結(jié)果都不再包含發(fā)散，計(jì)算的各階輻射修正可和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；這一方法給出了蘭姆移位的正確答案。“重整化”方法是貝特在物理學(xué)研究方面慣常所用的點(diǎn)睛之筆；在多數(shù)物理學(xué)家看來(lái)，這是貝特對(duì)這個(gè)世界運(yùn)作方式的一個(gè)基本發(fā)現(xiàn)。
1947年夏秋幾個(gè)月 費(fèi)曼一直是鉆研如何計(jì)算自能和所有那些被忽視的問(wèn)題，然后再來(lái)解決蘭姆移位的問(wèn)題。終于有一天在計(jì)算結(jié)果中發(fā)現(xiàn)無(wú)窮大消失了，方程是收斂的，而用的就是正確的“重整化”方法。1948年4月召開(kāi)第二次重要會(huì)議——“渡科諾會(huì)議”。在這次會(huì)議上，費(fèi)曼公布了他已做完了那項(xiàng)工作（即后來(lái)使他榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的工作）的全部事情，其中包括把正電子看做在時(shí)間上往回走的電子的最新討論。費(fèi)曼用他自己的新的量子力學(xué)，能解決貝特用重整化方法所能解決的每一個(gè)問(wèn)題，而且都得到相同的答案。他還能解決用舊的量子力學(xué)無(wú)法處理的許多問(wèn)題。費(fèi)曼是以形象化的方式來(lái)思考，對(duì)習(xí)慣于用哈密頓方法和薛定諤方程來(lái)思考問(wèn)題的普通物理學(xué)家，要想抓住費(fèi)曼的思路是頗為困難的，他那形象化的方式使他對(duì)世界如何運(yùn)作，有一個(gè)鮮明的物理繪景，這種繪景給予他新的見(jiàn)解，從而用很少方程就能解決復(fù)雜的問(wèn)題。在這次會(huì)議上，施溫格借助于高超的數(shù)學(xué)技巧，用數(shù)以百計(jì)的方程準(zhǔn)確地推導(dǎo)出他的量子電動(dòng)力學(xué)另一種形式。
此時(shí)的費(fèi)曼正處在他的能力的頂點(diǎn)，快樂(lè)地用他的新理論解決問(wèn)題；1949年1 月，美國(guó)物理學(xué)會(huì)的會(huì)議上一位叫斯洛特尼克（Slotnick）的物理學(xué)家用老方法花了好幾個(gè)月時(shí)間算出了描述電子從中子上反彈的方式的一些新結(jié)果。費(fèi)曼用他的理論花一個(gè)晚上就得到相同的結(jié)果。斯洛特尼克還發(fā)現(xiàn)費(fèi)曼不僅是得到了和他相同的特解，而且還得到了這個(gè)問(wèn)題一種普遍形式的通解，因?yàn)樗紤]了電子與中子兩者之間的動(dòng)量轉(zhuǎn)換（被電子擊中時(shí)中子的反作用）；而斯洛特尼克只解決了零動(dòng)量轉(zhuǎn)換（沒(méi)有反作用）情況下的問(wèn)題。戴森后來(lái)描繪道：“這是我所見(jiàn)過(guò)的費(fèi)曼能力的最令人眼花繚亂的表演，這些問(wèn)題曾花費(fèi)了大物理學(xué)家們幾個(gè)月的時(shí)間而他卻用兩三個(gè)小時(shí)就解決了……用的是這種非常經(jīng)濟(jì)的方式……甚至在把方程寫(xiě)下來(lái)之前就把一些答案串起來(lái)了，并且直接從圖形中得出結(jié)果?！?/p>
1949年4月11日至14日，在紐約州的歐德斯通，召開(kāi)了科學(xué)史上第三次重要會(huì)議——“歐德斯通會(huì)議”；此刻費(fèi)曼意識(shí)到：“這終于使我確信，我確實(shí)有了某種方法和技巧，懂得如何去做其他人還不知道該怎么做的事，這是我的勝利的時(shí)刻?！边@次會(huì)議，量子電動(dòng)力學(xué)的費(fèi)曼方法居于舞臺(tái)的中心，他告訴人們：量子電動(dòng)力學(xué)是有效的，它能計(jì)算關(guān)于電子和光子的每一件事情。一個(gè)未滿(mǎn)3l歲的年輕人，成了他那一代領(lǐng)頭的物理學(xué)家，用他的新思想在前面指路。隨后，人們用同樣的思想去弄懂包括弱相互作用、引力、核力等物理學(xué)的其余方面，費(fèi)曼的研究方式對(duì)20世紀(jì)后半葉的整個(gè)理論物理學(xué)起到了核心作用。
量子電動(dòng)力學(xué)是描述包含光（光子）和帶電粒子，特別是光子和電子的所有相互作用的理論。由于原子之間的相互作用取決于電子在原子核周?chē)碾娮釉浦械姆植?；這就意味著除了別的學(xué)科之外，量子電動(dòng)力學(xué)是所有化學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)。它解釋了彈性是如何消長(zhǎng)、甘油炸藥是如何爆炸、眼睛是如何工作以及草為何是綠色的等問(wèn)題；它還能解釋引力未能解釋的所有其他現(xiàn)象。量子電動(dòng)力學(xué)是一個(gè)非常準(zhǔn)確而又易于理解的理論，從在地球上實(shí)際完成的實(shí)驗(yàn)角度看，它是成功理論的范例，因?yàn)樗浅＞_地預(yù)言了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，電子磁矩的性質(zhì)和蘭姆移位是新理論取得如此成功的典型例子，它們?nèi)寄苡觅M(fèi)曼的技巧來(lái)簡(jiǎn)潔地解釋。利用狄拉克的電子理論，你可以擇定單位，使電子磁矩的值精確地為1。量子電動(dòng)力學(xué)計(jì)算的磁矩值由于高階修正偏離一個(gè)玻爾磁子μB = eη／2me。1981年有人計(jì)算了α 四階修正，得出 μe = 1.001159652460（148）μB，而實(shí)驗(yàn)值是 μe = 1.001159652209（31）μB；可見(jiàn)，量子電動(dòng)力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的一致性精確到小數(shù)點(diǎn)后第10位上為2，或者說(shuō)是0.00000002％。費(fèi)曼比喻這個(gè)精確度，相當(dāng)于從洛杉機(jī)到紐約的距離與人的頭發(fā)絲的粗細(xì)之比。至今量子電動(dòng)力學(xué)通過(guò)了在很高的精度上與電子和 μ子的反常磁距及原子能級(jí)的蘭姆移位（有人已計(jì)算出蘭姆移位的理論值是：△ν（2S1/2-2P1/2）= 1057.884±0.013兆赫，而實(shí)驗(yàn)值是：1057.862±0.020兆赫）的所有實(shí)驗(yàn)的考驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)表明量子電動(dòng)力學(xué)在大于10-16cm處是正確的。
20世紀(jì)40年代末期，當(dāng)費(fèi)曼在康奈爾完成了量子電動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)建工作時(shí)，他開(kāi)始考慮每個(gè)對(duì)應(yīng)的都是光子和電子-正電子對(duì)的—特定發(fā)射與吸收的序列相互作用的簡(jiǎn)單表述方式，從而發(fā)明了“費(fèi)曼圖”。賽格雷（Segre）說(shuō)道：“它不但能以直觀(guān)的方式表達(dá)客觀(guān)現(xiàn)象，同時(shí)也可以對(duì)數(shù)學(xué)公式進(jìn)行分析和推導(dǎo)，它把很長(zhǎng)很費(fèi)力的、而且很容易產(chǎn)生代數(shù)差錯(cuò)的運(yùn)算加以概括．并把它們按照一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換成很簡(jiǎn)單的過(guò)程?！?/p>
在量子電動(dòng)力學(xué)中，用哈密頓量H所構(gòu)成的S矩陣元來(lái)描述微觀(guān)粒子所組成的系統(tǒng)散射或反應(yīng)過(guò)程；在S矩陣元中，提出一個(gè)反映由初態(tài)向末態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量動(dòng)量守恒的因子δ4（∑p）后，便得到M矩陣元，具體物理過(guò)程的躍遷幾率直接與 lMl2成正比。一個(gè)重要而又困難的問(wèn)題如何具體計(jì)算各種反應(yīng)的M矩陣元，“費(fèi)曼圖”就是給出如何計(jì)算M矩陣的圖解方法。
把M矩陣的每一項(xiàng)都與一定的費(fèi)曼圖聯(lián)系起來(lái)，由確定的圖，可以根據(jù)“費(fèi)曼規(guī)則”，很快地寫(xiě)出相應(yīng)矩陣元的表達(dá)式，而且由費(fèi)曼圖可以清楚地得出這些過(guò)程的物理解釋。費(fèi)曼圖里是用一根帶箭頭的實(shí)線(xiàn)代表電子，帶反箭頭的實(shí)線(xiàn)代表正電子，波浪線(xiàn)代表光子；電子、正電子和光子的每一次相互作用，都用交于一點(diǎn)的兩根實(shí)線(xiàn)（箭頭分別指向和指離支點(diǎn)）和一根波浪線(xiàn)來(lái)描寫(xiě)，這支點(diǎn)稱(chēng)為作用頂點(diǎn)。代表初態(tài)或末態(tài)的線(xiàn)只有一頭連接頂點(diǎn)，稱(chēng)為外線(xiàn)，而介于兩個(gè)頂點(diǎn)之間的線(xiàn)稱(chēng)為內(nèi)線(xiàn)，內(nèi)線(xiàn)描寫(xiě)傳遞相互作用的中間過(guò)程的粒子，稱(chēng)為虛粒子。在任一費(fèi)曼圖中，沿實(shí)線(xiàn)箭頭方向移動(dòng)，實(shí)線(xiàn)或者連成圈，或者由外線(xiàn)引向另一外線(xiàn)，它不會(huì)在任一頂點(diǎn)終止，這反映了在反應(yīng)過(guò)程中電子數(shù)是守恒的。在任何一個(gè)圖上多增加一條內(nèi)線(xiàn)，都會(huì)使該圖的貢獻(xiàn)降低一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)大致等于大自然的一個(gè)基本常數(shù)，稱(chēng)為“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”，這一常數(shù)很小，約為1／137.036。因此，復(fù)雜圖的貢獻(xiàn)也很小，我們可通過(guò)將幾個(gè)簡(jiǎn)單圖的貢獻(xiàn)相加，計(jì)算出散射過(guò)程的比率的充分近似值。
費(fèi)曼圖的頂點(diǎn)數(shù)稱(chēng)為費(fèi)曼圖的級(jí)數(shù)，n級(jí)費(fèi)曼圖代表M矩陣展開(kāi)式中Mn的一項(xiàng)。例如兩個(gè)電子的散射過(guò)程，它的二級(jí)費(fèi)曼圖（如下圖所示）：它描寫(xiě)一個(gè)電子先放出一個(gè)光子，這帶有一定能量動(dòng)量的光子傳遞到另一電子，并被后一電子所吸收，這樣，兩個(gè)電子的電磁散射，不是它們的直接作用，也不是超距作用，而是由電子場(chǎng)與電磁場(chǎng)的相互作用，透過(guò)發(fā)射和吸收光子的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，作為中間過(guò)程的光子，它被發(fā)射以后很快被第二個(gè)電子所吸收，它與可以被實(shí)驗(yàn)儀器直接觀(guān)測(cè)到的物理光子不同，稱(chēng)為虛光子。利用費(fèi)曼發(fā)展起來(lái)的這套方法，可以系統(tǒng)而方便地一算各種電磁過(guò)程的幾率，而且物理意義十分明確。
戴森說(shuō)道：“費(fèi)曼主要是依靠突發(fā)的直覺(jué)所冒出的一些想法，再用他們作為游戲規(guī)則，然后以此類(lèi)推”?！辟M(fèi)曼圖是費(fèi)曼對(duì)自然的所有發(fā)現(xiàn)中最富有彈性的通則，量子電動(dòng)力學(xué)非常精確地預(yù)測(cè)了當(dāng)時(shí)所做的一切實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但在粒子物理學(xué)領(lǐng)域卻顯得英雄無(wú)用武之地，而時(shí)空軌跡、路徑積分方法等通則的適用范圍比量子電動(dòng)力學(xué)更寬廣。費(fèi)曼圖卻在每一位理論家手上成為研究微觀(guān)粒子行為第一套派上用場(chǎng)的工具。古德斯坦（Goodstein）說(shuō)：“費(fèi)曼的科學(xué)貢獻(xiàn)既不平凡而又意義深遠(yuǎn)，它們與其他人的貢獻(xiàn)沒(méi)有相似之處，他用他的人格和觀(guān)點(diǎn)來(lái)影響科學(xué)世界；他重新系統(tǒng)地闡述了量子力學(xué)，而實(shí)際上是重新發(fā)明了它。而且他是以一種如今仍在整個(gè)理論物理的每一領(lǐng)域廣為應(yīng)用的形式提供給我們的?！?/p>
在20世紀(jì)50年代，費(fèi)曼在5年中寫(xiě)了10篇系列論文來(lái)解釋液氦的超流行為。和往常一樣，他總是從第一性原理做起，考慮流體中單個(gè)原子的行為，即它們振動(dòng)或彼此滑動(dòng)或相互碰撞的方式。費(fèi)曼從液氦是玻色-愛(ài)因斯坦凝結(jié)這一點(diǎn)出發(fā)，借助于量子電動(dòng)力學(xué)或經(jīng)典光學(xué)中都有效的路徑積分方法，通過(guò)“一系列嚴(yán)密的推理論證”，就得出有關(guān)液氦行為的漂亮的理論。這一理論被物理學(xué)家派斯（Pines）描述為“那種不可思議的想法、是費(fèi)曼式的新穎別致的數(shù)學(xué)和見(jiàn)解獨(dú)到的物理學(xué)的融合?！?/p>
1956年，費(fèi)曼一直在思考宇宙射線(xiàn)中剛剛發(fā)現(xiàn)的θ粒子和τ粒子的奇異性問(wèn)題，這兩種粒子幾乎每個(gè)方面都相同，僅有一點(diǎn)不同：當(dāng)它們衰變時(shí)，θ粒子衰變?yōu)閮蓚€(gè)π介子，而τ粒子衰變成3個(gè)π介子。而兩個(gè)π介子的宇稱(chēng)為+1，3個(gè)π介子的宇稱(chēng)為-1。假定衰變過(guò)程中宇稱(chēng)不變，那么意味著θ粒子和τ粒子本身就具有不同的宇稱(chēng)，因此它們必定是不同的粒子?！坝罘Q(chēng)守恒”的概念是物理學(xué)家們極力維護(hù)的信念，因?yàn)樗褪挛锏溺R像反演的方式相聯(lián)系。如果宇稱(chēng)是守恒的，這意味著從根本上講，自然界不區(qū)分左和右，如果宇稱(chēng)不守恒，這將意味著在艾麗斯的鏡中世界里物理學(xué)的定律將有所不同。在1956年羅切斯特會(huì)議中，布洛克（Block）問(wèn)費(fèi)曼：如果θ粒子和τ粒子是同一種粒子，宇稱(chēng)守恒就會(huì)被破壞，那么是不是真的很糟糕？費(fèi)曼認(rèn)為這是一個(gè)很好的問(wèn)題；1957年4 月，費(fèi)曼經(jīng)過(guò)成熟的思考后，以典型的閃電式方式解決了這個(gè)困擾已久的問(wèn)題；他很快找到一種全新的方法來(lái)系統(tǒng)闡述V-A理淪
所謂V-A理論是一種適用于部分低能弱相互作用現(xiàn)象的唯象理論；1934年，費(fèi)米（Fermi）基于當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測(cè)：基本的弱相互作用是費(fèi)米子之間的作用，費(fèi)米子場(chǎng)算符可由下列包含四個(gè)哈密頓算符和一個(gè)張量來(lái)描寫(xiě)，即標(biāo)量（S）、贗標(biāo)量（P）、矢量（V）、贗矢量（A）和張量（T）五種類(lèi)型。1957-1958年，隨著弱作用實(shí)驗(yàn)和理論分析的進(jìn)展，馬夏克和蘇達(dá)香提出基本的弱相互作用可以歸結(jié)為矢量型（V）和贗矢量型（A）兩種，這就是普適費(fèi)米弱作用理論，通常又稱(chēng)V-A理論。費(fèi)曼通過(guò)V-A理論建立的β 衰變方程成了最讓他心動(dòng)的一個(gè)發(fā)現(xiàn)，并意識(shí)到“現(xiàn)在我自己終于實(shí)現(xiàn)了自我；”且準(zhǔn)備寫(xiě)下他的發(fā)現(xiàn)立刻發(fā)表。幾乎同時(shí)，蓋爾曼也得到了與費(fèi)曼相似形式的理論：1957年9月，費(fèi)曼和蓋爾曼在《物理學(xué)評(píng)論》上聯(lián)名發(fā)表一篇以狄拉克提出“電子方程”的方式給出了“中微子方程”論文，這就是著名的費(fèi)曼一蓋爾曼弱相互作用理論。超流理論和弱相互作用理論，是20世紀(jì)50年代費(fèi)曼對(duì)物理學(xué)的兩大貢獻(xiàn)，其中任何一項(xiàng)都足以使普通物理學(xué)家在其專(zhuān)業(yè)上樹(shù)立起名家形象。
20世紀(jì)60年代中晚期的粒子物理學(xué)狀況確實(shí)混亂。大多數(shù)人把夸克模型看做是一種瘋狂的思想；就是蓋爾曼本人看來(lái)最多也不過(guò)是半信半疑。雖然蓋爾曼繼續(xù)發(fā)展這一思想，但由于高能加速器實(shí)驗(yàn)從末真正找到存在帶有分?jǐn)?shù)電荷的自由粒子的任何證據(jù)，所以許多物理學(xué)家覺(jué)得很難相信夸克的現(xiàn)實(shí)性。在芝加哥的費(fèi)曼無(wú)視其他人正在做的事情，且把每個(gè)強(qiáng)子看做點(diǎn)狀粒子的云來(lái)描述在高能碰撞中發(fā)生的現(xiàn)象，從而建立了“部分子模型”；費(fèi)曼對(duì)這一問(wèn)題的解決，具有典型的費(fèi)曼研究所具有的所有特點(diǎn)，其中包括他慣用的解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)工具。
所謂部分子模型，是根據(jù)電子對(duì)核子的深度非彈性散射實(shí)驗(yàn)所提出，描述高能碰撞現(xiàn)象的強(qiáng)子結(jié)構(gòu)模型；高能電子-核子深度非彈性散射實(shí)驗(yàn)，顯示出在核子內(nèi)部電荷的分布不是連續(xù)分布而是集中在一些點(diǎn)上。這表明從電荷結(jié)構(gòu)來(lái)看，核子內(nèi)部存在一些帶電的點(diǎn)粒子。費(fèi)曼把他未對(duì)強(qiáng)子內(nèi)部組分的本質(zhì)做出推測(cè)而假想出來(lái)的這些組分，命名為“部分子（parton）”。費(fèi)曼認(rèn)為，強(qiáng)子是由許多帶電的點(diǎn)粒子構(gòu)成，這些點(diǎn)粒子在高能電磁相互作用和弱相互作用過(guò)程中可以近似作為相互獨(dú)立的粒子，并在一個(gè)大致是球體的空間中運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)費(fèi)曼于1968年上半年完成這些工作后，一臺(tái)新的粒子加速器在加利福尼亞北部的斯坦福大學(xué)建成，它被稱(chēng)為斯坦福直線(xiàn)加速器中心（SLAC），直線(xiàn)加速器從靶上發(fā)射電子束與靜止的質(zhì)子碰撞，并從碰撞點(diǎn)產(chǎn)生粒子流形式的碎片。通過(guò)監(jiān)視以這種方式產(chǎn)生的粒子簇射，研究者可望弄清質(zhì)子內(nèi)部的狀況；由于電子和質(zhì)子碰撞是小距離散射，而且電子可以被看作是點(diǎn)狀粒子，所以可望通過(guò)電子被質(zhì)子散射的實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示質(zhì)子內(nèi)部的某種結(jié)構(gòu)。這些實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)正由來(lái)自麻省理工學(xué)院和SLAC的研究人員組成的聯(lián)合小組承擔(dān)，領(lǐng)頭人是弗里德曼（Jerome Friedlnan）、肯德?tīng)枺℉emp KendalI）和泰勒（Richard Taylor）。后來(lái)他們因核子深度非彈性散射而獲得1990年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
當(dāng)時(shí)還有一位物理學(xué)家叫比約肯（James Bjorken），他在SLAC研究一種描述電子-質(zhì)子碰撞現(xiàn)象的理論，用的是一種稱(chēng)為流代數(shù)的高度數(shù)學(xué)化的形式。比約肯繪出了在不同能量時(shí)有關(guān)碰撞現(xiàn)象的曲線(xiàn)。1968年8月，費(fèi)曼碰巧路過(guò)SLAC，比約肯當(dāng)時(shí)不在那兒，但實(shí)驗(yàn)人員和其他理論物理學(xué)家給費(fèi)曼看了比約肯關(guān)于電子-質(zhì)子碰撞所得出的結(jié)果，其中包括原始數(shù)據(jù)。這項(xiàng)工作的主要特點(diǎn)是，不管相互作用的能量如何，實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)都有相同的形狀，這叫做比約肯標(biāo)度不變性。費(fèi)曼意識(shí)到，可以仿效他自己在部分子方面的工作來(lái)描述粒子的相互作用。比約肯描述到：”費(fèi)曼只花了一個(gè)晚上來(lái)計(jì)算，就用部分子解釋了所發(fā)生的現(xiàn)象”，那是一種簡(jiǎn)單明了、富有魅力、讓每個(gè)人都能夠理解的語(yǔ)言，使得所有人都可以理解粒子物理學(xué)理論。
1968年10月，費(fèi)曼回到SLAC報(bào)告了他的這一思想。費(fèi)曼初期對(duì)部分子的性質(zhì)并不能完全確定，由于在解釋電子一質(zhì)子碰撞現(xiàn)象中取得了一系列成功，從而增強(qiáng)了這一模型的明晰性。隨后，在電子深度非彈性散射中，物理學(xué)家們探測(cè)到的帶電部分子具有1／2自旋；后來(lái)人們對(duì)費(fèi)曼的理論進(jìn)行了推廣，把夸克或反夸克這種部分子模型和夸克模型結(jié)合起來(lái)就構(gòu)成了夸克-部分子模型；這一模型認(rèn)為：由于強(qiáng)子是由夸克通過(guò)色相互作用結(jié)合成的復(fù)合粒子，強(qiáng)子內(nèi)的部分子可以由三類(lèi)粒子組成：一類(lèi)稱(chēng)為價(jià)夸克，它們的數(shù)目和味是確定的并隨不同強(qiáng)子而不同，價(jià)夸克決定強(qiáng)子的性質(zhì)；一類(lèi)稱(chēng)為?？淇耍鼈兊臄?shù)目和味是不確定的，但其總和的味性質(zhì)和真空相同；一類(lèi)稱(chēng)為膠子，它們的數(shù)目不定，其味性質(zhì)和真空相同，起傳遞色相互作用的作用。
這個(gè)模型認(rèn)為決定強(qiáng)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制是量子色動(dòng)力學(xué)，并充分利用部分子模型中發(fā)展的方法來(lái)進(jìn)行處理，這個(gè)模型已成為分析研究高能碰撞現(xiàn)象的重要理論工具。費(fèi)曼是在年近花甲之際做出重要的工作，他不僅把30年前發(fā)展的量子電動(dòng)力學(xué)理論為量子色動(dòng)力學(xué)提供了一個(gè)樣板，而且也積極參加了量子色動(dòng)力學(xué)的建立。
費(fèi)曼具有原創(chuàng)精神，總是堅(jiān)持用盡可能少的先人之見(jiàn)和最普通的形式來(lái)解決問(wèn)題，這是他的人生觀(guān)的一部分，也是他能夠保持誠(chéng)實(shí)的一種方法。費(fèi)曼在他那著名的演講中說(shuō)道：“在科學(xué)上絕對(duì)誠(chéng)實(shí)是何等重要；第一個(gè)原則是，你一定不要欺騙你自己——況且你是最容易被欺騙的人……只有做到不欺騙自己之后，才能做到不去欺騙其他科學(xué)家。”這就是一種科學(xué)上的誠(chéng)實(shí)。當(dāng)他有疑問(wèn)時(shí)會(huì)毫不猶豫地發(fā)問(wèn)，甚至對(duì)愛(ài)因斯坦也是如此；當(dāng)愛(ài)因斯坦正在普林斯頓大學(xué)的高等研究院作一個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告時(shí)，費(fèi)曼提問(wèn)時(shí)根本就把名譽(yù)和聲望放置一邊。當(dāng)聽(tīng)一些年輕科學(xué)家的演講時(shí)，如果聽(tīng)起來(lái)有什么不對(duì)頭的地方，費(fèi)曼就會(huì)毫無(wú)顧忌地質(zhì)疑，直到講明白了為止。
他告誡人們說(shuō)：如果你正在做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就應(yīng)該報(bào)告所有可能使之無(wú)效的事情——而不僅僅是那些你認(rèn)為是正確的，而且還有你所考慮過(guò)的已為其他某些實(shí)驗(yàn)所排除的東西，以及那些實(shí)驗(yàn)是怎樣做的——總之要讓別人相信它們。如果在你的解釋中有某些可能引起懷疑的細(xì)節(jié)，一定要說(shuō)出來(lái)；也就是說(shuō)，你一定要盡你所能——只要你知道有什么可能的錯(cuò)誤都要解釋它。如果你提出一種理論，大肆宣傳它或是發(fā)表它，那么你一定要像記下所有與它相符的事實(shí)那樣，把與它不一致的事實(shí)也記錄下來(lái)。
1957年，費(fèi)曼在對(duì)超導(dǎo)這個(gè)課題的研究中恰恰顯示了他在科學(xué)上的極其誠(chéng)實(shí)，在這一問(wèn)題上他的才識(shí)當(dāng)時(shí)未能做出滿(mǎn)意結(jié)果；就在此時(shí)，巴?。˙ardeen）、庫(kù)珀（Cooper）和施里弗（Schrieffer）建立了超導(dǎo)理論，費(fèi)曼屬于認(rèn)識(shí)他們理論（稱(chēng)為BCS理論）真正能夠解決這一問(wèn)題的第一批物理學(xué)家。他馬上放棄了自己解釋超導(dǎo)體方面的努力，并且在每一個(gè)適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合歌頌BCS理論，同時(shí)還熱心地描述自己失敗理論的種種細(xì)節(jié)。他的天性真誠(chéng)使他在危險(xiǎn)區(qū)域做上標(biāo)記，以免他人重蹈覆轍。
科學(xué)家很難做到這種完全的誠(chéng)實(shí)，即使是最誠(chéng)實(shí)的科學(xué)家也會(huì)下意識(shí)地去掉那奇怪的角落，或是忽略掉所有那些與他們得意的理論相沖突的證據(jù)，但費(fèi)曼從不屈從于自己的如意算盤(pán)。用福勒的話(huà)說(shuō)：“費(fèi)曼是個(gè)非常明智的人，他為每個(gè)人確立了很高的標(biāo)準(zhǔn)；他激勵(lì)你去達(dá)到它，就因?yàn)樗诩又堇砉W(xué)院這一事實(shí)，所有我們?cè)谀莾旱娜硕颊J(rèn)為我們必須要達(dá)到他的標(biāo)準(zhǔn)，他就是以這種間接的方式影響了我們所有的人?！?/p>
1964年他接受了到康奈爾做梅-辛杰（Mes-senger）系列講座的邀請(qǐng)，選題為“物理法則的特征”。他用他那響亮的聲音，不僅表明了物理學(xué)的地位，而且也深藏著他對(duì)自然的敬畏：“我們通過(guò)以下過(guò)程來(lái)找到某種新的法則；首先我們猜測(cè)它，接著把猜測(cè)的結(jié)果計(jì)算出來(lái)，如果我們猜測(cè)的法則是正確的，它的含義會(huì)是什么。然后把計(jì)算結(jié)果同實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)作比較，看看它是否有效，若與實(shí)驗(yàn)不符那就是錯(cuò)的?！边@樣簡(jiǎn)單的詞語(yǔ)乃是科學(xué)的關(guān)鍵。不論你的猜測(cè)是多么美妙，也不論做出這一猜測(cè)的人有多么精明，他是誰(shuí)，都不會(huì)有任何區(qū)別——“若與實(shí)驗(yàn)不符那就是錯(cuò)的?！边@些演講被英國(guó)廣播公司（BBC）在電視中播出，使費(fèi)曼在廣大民眾的心目中建立了一個(gè)樸素的科學(xué)哲學(xué)家的形象。
費(fèi)曼雖然從事物理學(xué)研究但“一如常人”，他把他的玩笑的內(nèi)在意義、不敬言行以及對(duì)冒險(xiǎn)和意外奇遇的愛(ài)好帶進(jìn)了科學(xué)世界。對(duì)費(fèi)曼來(lái)講，愛(ài)比科學(xué)重要得多；不過(guò)他既愛(ài)人們也愛(ài)物理學(xué)?？茖W(xué)對(duì)費(fèi)曼至為重要，誰(shuí)對(duì)它沒(méi)有起碼的了解，就不可能了解費(fèi)曼是什么樣的人。像費(fèi)曼這種愛(ài)開(kāi)玩笑、喜歡冒險(xiǎn)的人之所以被物理學(xué)所吸引，是因?yàn)槲锢韺W(xué)就是玩笑，還能提供冒險(xiǎn)的機(jī)會(huì)?！八嵌嗝聪矚g搞物理，那純粹是一種消遣而沒(méi)有不合意的時(shí)候。它是一份舒適的工作，生活有保障，又能教他喜歡的課程，為了消遣而玩賞物理?！?br>
有一次在康乃爾大學(xué)的餐廳，當(dāng)一個(gè)學(xué)生與周?chē)娜硕簶?lè)。把上面有紅色的康奈爾?；盏谋P(pán)子拋到空中。像現(xiàn)代的塑料飛碟那樣旋轉(zhuǎn)。費(fèi)曼被這一玩笑吸引了，他注意到當(dāng)盤(pán)子一邊晃動(dòng)一邊旋轉(zhuǎn)時(shí)，?；招D(zhuǎn)的速度和晃動(dòng)的速度不同；他就開(kāi)始著手計(jì)算晃動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的關(guān)系，從一個(gè)復(fù)雜的方程中立即發(fā)現(xiàn)其中有一個(gè)準(zhǔn)確的簡(jiǎn)單比值2：1；這一件事使他的潛意識(shí)中意識(shí)到，這正是推進(jìn)他的論文工作中受阻的“計(jì)算電子自旋效應(yīng)”的大問(wèn)題；費(fèi)曼立即用計(jì)算旋轉(zhuǎn)盤(pán)子的振動(dòng)方程輕而易舉地給老問(wèn)題賦予新創(chuàng)意 他后來(lái)說(shuō)道：“我獲得諾貝爾獎(jiǎng)的整個(gè)工作都得益于那個(gè)晃動(dòng)的盤(pán)子之類(lèi)的不起眼的小玩意。”
費(fèi)曼的物理學(xué)成就大多是極富個(gè)性化的，他對(duì)科學(xué)的看法和常人總是南轅北轍，世界在他的眼中只是一些經(jīng)緯交織的作品展布在時(shí)空之間，所有的東西都可以自由移動(dòng)，只要把各種可能的歷史統(tǒng)統(tǒng)加起來(lái)，就可描繪最后的結(jié)果。并且認(rèn)為他那種所謂“路徑積分（歷史累加）法”是大自然共通的法則。費(fèi)曼認(rèn)為：愛(ài)因斯坦早年的偉大成就都是建立在對(duì)物理的直覺(jué)上，晚年的失敗全系因?yàn)樗Ｖ顾伎季o密的物理圖像，舍本逐末去玩弄方程式所致。但不管如何，愛(ài)因斯坦是以繁瑣的數(shù)學(xué)明辨真理，而費(fèi)曼卻借助于非凡的直覺(jué)洞察真理。戴森贊嘆道：“科學(xué)特殊的美感就是這樣，有些看來(lái)恰呈兩極化的論點(diǎn)，如果退一步，以更宏觀(guān)的視野來(lái)看時(shí)，卻可能并行不悖?！?/p>
波蘭出生的美籍?dāng)?shù)學(xué)家馬克·卡克（Mark Kac）曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，天才有兩類(lèi)：一類(lèi)天才，在他們的思維中并沒(méi)有什么神秘之處，一旦把他們所做的事情講給我們聽(tīng)，我們會(huì)覺(jué)得如果我們足夠聰明也一樣能做；然而另一類(lèi)天才是真正的魔術(shù)師，即使把他們所做的事情講給我們聽(tīng)，我們也弄不明白他們究竟是怎么做的?？速潎@道，理查德·費(fèi)曼“正是能力最強(qiáng)的魔術(shù)師?！?/span>
費(fèi)曼和愛(ài)因斯坦一脈相承，是物理學(xué)家中的物理學(xué)家，他討厭繁文縟禮，因?yàn)槊绹?guó)國(guó)家科學(xué)院花費(fèi)大部分時(shí)間來(lái)決定其他科學(xué)家中何人應(yīng)選為院士，所以他就辭去院士位置，這是他獨(dú)特的做人準(zhǔn)則。費(fèi)曼除了依靠顯赫的成就使他聞名于世之外，還通過(guò)他的教學(xué)以另一種方式對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)產(chǎn)生影響。20世紀(jì)60年代初，美國(guó)大學(xué)生們?nèi)园?0年代設(shè)置的陳舊的課程接受教育，一位有志于教學(xué)改革的教授忽發(fā)奇想：為什么不可以讓費(fèi)曼來(lái)試試呢？沒(méi)有任何別的大物理學(xué)家教過(guò)大學(xué)新生的物理課，作為美國(guó)加州理工學(xué)院年薪最高的理論物理學(xué)教授的費(fèi)曼，卻被這一挑戰(zhàn)和機(jī)遇所吸引，這使他得以向世界上更廣泛的聽(tīng)眾表明他的思想方法。從1961年秋天起，費(fèi)曼就開(kāi)始了物理學(xué)導(dǎo)論的系列演講，前后跨越了兩學(xué)年；由于意識(shí)到這將是一件不尋常的事情，加州理工學(xué)院小心保存了這些演講，以保證留傳后代。
費(fèi)曼是一位偉大的導(dǎo)師，不論聽(tīng)眾是什么樣的人，他都真正能做到談吐自如。費(fèi)曼的演講達(dá)到了如此理想的地步，每個(gè)演講都自成一體，演講并非只是新生的物理學(xué)入門(mén)課，而是成了物理學(xué)的指南。他自己對(duì)物理學(xué)的理解，思考事物的方法以及解決問(wèn)題的哲理等，都被囊括其中。演講的整個(gè)內(nèi)容對(duì)物理學(xué)的學(xué)子以及全世界物理學(xué)家都產(chǎn)生了巨大的影響。如費(fèi)曼自己所述，他的目標(biāo)是“引導(dǎo)他們?cè)谡n堂上達(dá)到最好的理解”。費(fèi)曼的《物理學(xué)講演錄》的突出特點(diǎn)是“將基礎(chǔ)物理學(xué)中公認(rèn)為困難的概念變?yōu)槟茏審V大聽(tīng)眾所接受的東西”，對(duì)任何熱愛(ài)物理學(xué)的人，都為他們提供了信息的寶庫(kù)和超出常規(guī)教學(xué)的機(jī)會(huì)。任何有足夠動(dòng)力的人都可以從這些書(shū)中真正地學(xué)到物理，而如果你已經(jīng)知曉其中的一些東西，那這些書(shū)的作用就會(huì)更大。
作為加州理工學(xué)院的副院長(zhǎng)的古德斯坦說(shuō)道：“費(fèi)曼的偉大成就，絲毫也不遜色于以全新的視角來(lái)看待物理學(xué)的一切，他遠(yuǎn)不僅僅是個(gè)偉大的老師，他的永恒的紀(jì)念碑文是：他是一位偉大的老師們的老師?！辟M(fèi)曼自己也曾對(duì)古德斯坦說(shuō)過(guò)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，他對(duì)物理學(xué)所作的最大的貢獻(xiàn)并不是量子電動(dòng)力學(xué)或者其他理論工作，而恰恰是他的《物理學(xué)講演錄》。因?yàn)槠渲兄v了他對(duì)待物理學(xué)的方法和對(duì)自然的態(tài)度。它教導(dǎo)人們?nèi)绾稳ニ伎?，?jiān)持審慎的誠(chéng)實(shí)與正直，激發(fā)對(duì)自然的敬畏與欣賞以及對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。他明確地提出的觀(guān)點(diǎn)是：科學(xué)理論可以來(lái)了又去，被更好的理論所取代，但科學(xué)的方法及其書(shū)中他所熱情描述的發(fā)現(xiàn)事物的那種快樂(lè)，卻是所有科學(xué)賴(lài)以建立的基本原則。
費(fèi)曼對(duì)自己的評(píng)價(jià)一語(yǔ)道破了大學(xué)者做基礎(chǔ)教育的意義；一個(gè)顯而易見(jiàn)的事實(shí)是，一個(gè)學(xué)者對(duì)某一學(xué)科的研究越探，就越是接近這門(mén)學(xué)科的精髓，《費(fèi)曼物理學(xué)講義》只用9個(gè)方程就概括了從牛頓經(jīng)麥克斯韋直至愛(ài)因斯坦的物理學(xué)的所有內(nèi)容！這種簡(jiǎn)潔和清晰，對(duì)初涉此道的年輕學(xué)子盡快把握學(xué)科精神是無(wú)價(jià)之寶。費(fèi)曼的演講能把人們的理解力提高到他們未曾達(dá)到過(guò)的高度，聽(tīng)過(guò)費(fèi)曼演講的人說(shuō)，他們像被施加了魔法，簡(jiǎn)直被迷住了，見(jiàn)過(guò)他的人也有同樣的特異感覺(jué)，卻不能十分明確地道出原委，只能憑借體驗(yàn)來(lái)領(lǐng)悟其中的奧妙；例如，在一次有關(guān)廣義相對(duì)論的講課中提到了星系：他說(shuō)，銀河系中約有1011顆星，這通常被看成一個(gè)巨大的數(shù)字；其實(shí)呢，這不過(guò)是一千個(gè)億，比美國(guó)的財(cái)政赤字還小一些，我們常常把這種數(shù)字叫做“天文”數(shù)字，現(xiàn)在都應(yīng)該把它叫做“經(jīng)濟(jì)”數(shù)字了。
費(fèi)曼也是個(gè)喜歡講故事的表演者，他把發(fā)生在自己身上真實(shí)的故事以不同的方式和不同的側(cè)重點(diǎn)來(lái)講述它們，以達(dá)到最佳的效果，這些故事就像寓言一樣給人以教益，教你以正確方式去生活和如何與這個(gè)世界融洽相處。戴森在《從愛(ài)神到大地女神》中寫(xiě)道：“費(fèi)曼是個(gè)偉大的傳播者，在他所做的任何一個(gè)演講中，我從沒(méi)見(jiàn)過(guò)聽(tīng)眾不開(kāi)懷大笑的。”從未見(jiàn)過(guò)費(fèi)曼的人也親切地感受到了費(fèi)曼這個(gè)榜樣的鼓舞，作為“智者”的他將更多地以這種方式而不是由于他參與科學(xué)的特殊緣故受到懷念。在世界各地，甚至許多未曾見(jiàn)過(guò)費(fèi)曼的人都為他的逝世而懷有故人已去的感覺(jué)。
世界各國(guó)的下一代物理學(xué)家都曾是費(fèi)曼的三卷本《物理學(xué)講演錄》中受益者。這套書(shū)在過(guò)去幾十年中從未絕版，這對(duì)費(fèi)曼本人也同樣是一種鼓舞。那些明晰的講義幫助人們確定了職業(yè)，即使是研究水平上的科學(xué)，也依然使他們感到頗為有趣。正如布朗（Brown）和里格登（Rigdon）所說(shuō)的那樣：“我們有種強(qiáng)烈的感覺(jué)——所有現(xiàn)代物理學(xué)家都是費(fèi)曼的學(xué)生。”
來(lái)源：《現(xiàn)代物理知識(shí)》第17卷第3期，原文題為“理查德·費(fèi)曼——現(xiàn)代史上最具原創(chuàng)性的科學(xué)大師之一”（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
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