2018年是費曼誕辰100周年：紀念這位公認物理學(xué)天才

　　費曼(Richard Feynman，1918 年5 月11 日—1988 年2 月15 日)，著(zhù)名物理學(xué)家，1965 年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，公認的物理學(xué)天才。2018 年是費曼誕辰100周年，也是他逝世30周年。

　　費曼很小的時(shí)候，就對世界充滿(mǎn)了好奇，尤其喜歡動(dòng)手，搞搞化學(xué)實(shí)驗、修修收音機什么的，成年以后還經(jīng)常做些開(kāi)密碼鎖、敲邦戈鼓和學(xué)素描畫(huà)之類(lèi)的事情。中學(xué)時(shí)他就表現出數學(xué)方面的天賦，在麻省理工學(xué)院上大學(xué)時(shí)，獲得過(guò)普特南數學(xué)競賽第一名。但他更喜歡物理，在大學(xué)主修的也是物理學(xué)，還研讀過(guò)狄拉克的《量子力學(xué)原理》。

　　在普林斯頓大學(xué)獲得博士學(xué)位(1942 年)以前，費曼就開(kāi)始參與研制原子彈的“曼哈頓計劃”。1943 年，他到了洛斯·阿拉莫斯，成為原子彈計劃理論部門(mén)的一名小組長(cháng)，主要負責數值計算工作。第二次世界大戰結束后，費曼重返學(xué)術(shù)界，先是在康奈爾大學(xué)待了幾年，1951 年開(kāi)始在加州理工學(xué)院工作，直到1988 年去世。

　　費曼是獨辟蹊徑的理論物理學(xué)家。他發(fā)明了量子力學(xué)里的路徑積分和費曼圖，構建了量子電動(dòng)力學(xué)的新理論(并因此與施溫格、朝永振一郎共同獲得了1965 年諾貝爾物理學(xué)獎)，還在超流動(dòng)性、弱相互作用、部分子和量子引力等方面作出了重要貢獻。

　　費曼也是身體力行的教育學(xué)家。他不僅講授過(guò)幾十門(mén)研究生課程，還分析過(guò)巴西物理教育的失敗原因。他在1961—1962 年講授了基礎物理學(xué)課程，更是留下了三卷本《費曼物理學(xué)講義》，講述了他眼中的整個(gè)世界：一切都是物理，物理就是一切。

　　關(guān)于科學(xué)發(fā)展的走向，費曼高瞻遠矚。1959年，他做了一次著(zhù)名的演講《下面的地方還大著(zhù)呢》，指出了納米科技的巨大潛力?，F在這個(gè)領(lǐng)域真的是“廣闊天地，大有作為”。1982 年，他提出了量子計算機的概念，想利用量子體系的特性突破經(jīng)典計算的極限。近年來(lái)該領(lǐng)域吸引了很多關(guān)注，但“前途是光明的，道路是曲折的”。

　　費曼還是腳踏實(shí)地的科普工作者。他不僅給中學(xué)生做科普報告、為“曼哈頓計劃”的從業(yè)人員講述核物理學(xué)的基本知識，還批判過(guò)中小學(xué)教科書(shū)里的荒謬錯誤，當然最著(zhù)名的還是他參與了“挑戰者號”航天飛機事故調查。費曼用一杯冰水向大眾演示了事故發(fā)生的直接原因：低溫天氣使得橡膠圈失去了彈性，從而喪失了密封的功效。費曼的這次調揭露了官僚體制對科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步的阻礙作用。

　　后世的學(xué)子追思前代的巨人，大多羨慕他們恰好出現在那建功立業(yè)的時(shí)代，連愛(ài)因斯坦都會(huì )感嘆，“幸運啊，牛頓!幸運啊，科學(xué)的童年!”而楊振寧也向往過(guò)“愛(ài)因斯坦的機遇和眼光”?，F在的我們回顧費曼的一生，應該也會(huì )感慨他生逢其時(shí)，度過(guò)了豐富多彩的一生。

　　費曼在課堂

　　費曼出生在1918 年，正是舊量子力學(xué)精華已盡、新量子力學(xué)含苞欲放的時(shí)候。

　　費曼在世的70 年里，是物理學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，特別是他見(jiàn)證了物理學(xué)的美國世紀：量子力學(xué)理論的創(chuàng )立是開(kāi)始的標志，雖然美國扮演的主要還是參與和學(xué)習的角色;原子彈的研制成功，說(shuō)明了美國對全世界科學(xué)天才的吸引力，展示了美國物理學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)和工程的強大能力;半導體時(shí)代的到來(lái)，昭示著(zhù)美國全力挖掘科學(xué)技術(shù)對現代化大生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的推動(dòng)作用;“阿波羅號”載人登陸月球，“個(gè)人的一小步，人類(lèi)的一大步”;1986 年，“挑戰者號”航天飛機的爆炸，似乎暗示著(zhù)大科學(xué)的蕭條時(shí)期即將到來(lái)。

　　費曼過(guò)世的30 年里，是大科學(xué)蕭條式微的時(shí)期。高能物理學(xué)研究領(lǐng)域超級超導對撞機的下馬是標志，凝聚態(tài)物理學(xué)、光物理學(xué)和材料科學(xué)的蓬勃發(fā)展似乎反映了科學(xué)拓荒時(shí)代的終結和精耕細作時(shí)期的開(kāi)始，而哈勃望遠鏡的升空、希格斯粒子的發(fā)現乃至引力波的探測更像是大科學(xué)時(shí)期的余暉。直到AlphaGo 的橫空出世，我們才看到了新的希望。

　　大數據和人工智能的時(shí)代，物理學(xué)的前途在哪里?如果費曼現在還活著(zhù)，他會(huì )怎么干?每一個(gè)喜歡物理學(xué)的人，每一個(gè)崇拜物理英雄的人，可能都這么想過(guò)。我也不例外。

　　人類(lèi)幾千年的知識積累、幾千年的經(jīng)驗教訓，裝不滿(mǎn)一枚優(yōu)盤(pán);個(gè)人幾十年的勤奮學(xué)習、幾十年的刻苦訓練，敵不過(guò)AI 幾十天甚至幾十個(gè)小時(shí)的“從零開(kāi)始”。學(xué)習還有什么用?我想這應該不是費曼擔心的事情，因為他從小就得到父親的教誨，認識事物不是記住一堆五花八門(mén)的名字(“兩腳書(shū)櫥”有什么用?)，而是要仔細觀(guān)察事物的運行(比如說(shuō)，一只鳥(niǎo)在做什么)、發(fā)展的趨勢(比如說(shuō)慣性)。龐大的知識庫和強大的搜索能力，只會(huì )幫助我們更好地理解世界，而不是學(xué)習的負擔。

　　教學(xué)和科普就更不是問(wèn)題了。著(zhù)名的“解決問(wèn)題之費曼技巧”說(shuō)的是，自己從頭把一個(gè)問(wèn)題搞清楚，“自己搞不出來(lái)的，就不能算我理解了”(what I cannot create， I don‘t understand。)，給起初完全不懂的人講清楚，如果講不明白就重新琢磨再接著(zhù)講，直到講明白為止。這其實(shí)就是我們常說(shuō)的“教中學(xué)、學(xué)中教”，是真正的教學(xué)結合、互相促進(jìn)。費曼不像普通的老師那樣，年復一年地重復同一門(mén)課程，而是每次都換一個(gè)主題。在他那個(gè)時(shí)代，只有很少的人能夠從他的教學(xué)實(shí)踐中獲益(《費曼物理學(xué)講義》也許算是個(gè)例外)，但是，互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代可以讓更多的人、愿意學(xué)習的人更方便地接觸到優(yōu)秀的教育資源、見(jiàn)識到非凡的天才。解決每一個(gè)已經(jīng)解決了的問(wèn)題(Solve every problem that has been solved)，也許會(huì )有更多人能夠像費曼一樣朝著(zhù)這個(gè)方向努力，雖然我們也不應該忘記黃昆先生的話(huà)：“一個(gè)人掌握的知識不是越多越好、越深越好，而是要和自己駕馭知識的能力相匹配?！?/p>

　　可是，什么算是已經(jīng)解決了的問(wèn)題呢?費曼過(guò)世的時(shí)候，計算機剛剛達到國際象棋大師的水平，深藍還沒(méi)有約戰卡斯帕羅夫，更別說(shuō)Alpha-Go了。兩年以前，沒(méi)有人相信計算機可以在圍棋比賽中戰勝李世石，可是兩年以后的今天，每個(gè)人都知道人工智能比圍棋最高手還要強很多，但是沒(méi)有人知道為什么。別扯淡，只管算!(Shut up and calculate! )據說(shuō)這是費曼對量子力學(xué)的觀(guān)點(diǎn)。對于現在這種基于強大計算能力的解決問(wèn)題方法，他會(huì )是怎樣的態(tài)度呢?費曼雖然是個(gè)天才，但他也還是個(gè)人，人力有時(shí)而盡。不僅僅是圍棋，更困難的問(wèn)題比如說(shuō)湍流、人腦乃至人類(lèi)社會(huì )，似乎都會(huì )在不遠的未來(lái)被強大的計算能力解決掉，對于費曼或者每一個(gè)有抱負的物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，他會(huì )怎么辦呢?只管算，別扯淡嗎?

　　費曼辦公室里的黑板　　

進(jìn)一步說(shuō)，在人工智能主導的未來(lái)社會(huì )里，什么是重要的問(wèn)題呢?科學(xué)研究需要越來(lái)越多的資源，而人類(lèi)認知能力面臨著(zhù)自然的極限，任何一個(gè)問(wèn)題，要么就是已經(jīng)解決了，要么就是太難了、永遠也解決不了的樣子。同時(shí)，在數據庫和搜索引擎的幫助下，每個(gè)人都可以表現得像“百曉生”一樣，再也看不出天才和南郭的差別：你說(shuō)你天才、懂得那個(gè)問(wèn)題，可是我也能查到呀!你說(shuō)我南郭、解決不了這個(gè)問(wèn)題，可是你不也一樣干瞪眼嗎?在費曼的一生里，遇到很多人竭力證明他費曼也不過(guò)個(gè)普通人、沒(méi)有什么了不起的，而他總是用各種神奇的方法展示了自己的能力、證實(shí)天才確實(shí)和普通人不一樣。如果費曼再次出現在這個(gè)世界上，面對著(zhù)周?chē)鸁o(wú)數自我標榜為天才的南郭先生們，肯定也會(huì )發(fā)現新的真正重要的問(wèn)題、用自己獨特的方法解決它，不僅再一次證明天才不同于南郭，同時(shí)推動(dòng)社會(huì )繼續向前發(fā)展。

　　在紀念費曼誕辰100 周年的日子里，我們不僅要回顧這位偉大物理學(xué)家的光輝成就，同時(shí)也希望新一代能夠繼承他的科學(xué)精神。未來(lái)肯定還是需要費曼這樣的天才，而我們普通人也不能消極等待，“在天才出現之前”，仍然要努力做好自己的工作，為新一代費曼的出現做好準備。