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        費曼:魔術師般的物理學家

        2017-12-29 00:00:00
        科學導報 2017年31期

        天才分兩種:普通天才和魔術師天才。

        費曼就是一位魔術師般的天才。除了對科學有著異乎尋常的熱愛,費曼還對開玩笑樂此不疲,對各種常人的樂趣也興致盎然。在為理解自然規(guī)律而英勇奮斗的余暇,他喜歡與朋友們一起放松,喜歡打他的邦戈鼓,喜歡通過?;ㄕ谢蛑v故事來與大家逗樂。

        最令人驚訝的是,連被稱為“上帝的鞭子”的泡利(W. Paoli)都被量子力學弄得灰心喪氣,卻沒有引起人們重新審視量子力學的源頭,以便對它的基礎做一番徹底的改革。當時還是量子力學新手的費曼,卻非常不滿意這種現(xiàn)狀,立意要重新改寫量子力學的基礎。這可真是“初生牛犢不怕虎”??!

        經(jīng)過一年多的努力,費曼居然真的獨自闖出了一條新路——路徑積分(path integral)!這是一種完全不同于以往進入量子力學的路線。一位原來嘲笑費曼自不量力的同事驚呼道:“怎么也沒有想到會有另外一種方法來建立和理解量子力學!”

        在建立量子電動力學的時候,幾乎所有的物理學高手都陷入極其復雜的計算而且不得要領,這時費曼卻再次像變魔術一樣,向物理學家們展示一種“費曼圖”(Feynman diagram)。

        在他的朋友戴森的努力下,物理學家們終于理解了這種魔術般的圖形的巨大威力:它甩開了繁復困難的計算,使得量子電動力學變得非常簡單易懂,連初學的人也立即可以深入討論其中的種種機制和預見后果。

        費曼圖為我們提供了量子過程的一種可視化表示,這種簡單的表示不僅適用于氫原子,而且適用于宇宙中的所有東西。這些圖被發(fā)明20年以來,已成為全世界粒子物理學家的工作語言。

        費曼不僅在一般人心目中,而且在物理學家心目中也成為一位魔術大師了!

        更讓人佩服得五體投地的是費曼處理“挑戰(zhàn)號”(Challenge)航天飛機發(fā)射后幾秒就爆炸的事故分析。那么多航天技術專家都不能分析,卻偏偏找到這位理論物理學家進入事故分析小組!外界理所當然地會一片嘩然:“這簡直是‘喬老爺亂點鴛鴦譜’嘛!”沒有人相信一個專門從事理論研究的物理學家,能夠分析如此復雜的技術問題。但是,沒有多久,全美國人都在1986年2月12日的《紐約時報》上看到,這么復雜的技術問題居然真的被費曼解決了!《紐約時報》上還刊登了費曼的一幅照片,顯示他如何在聽證會上說明他對事故分析的結(jié)果。

        這一次,全美國的人甚至于全世界的人,都領教了這位魔術大師的風采和本領。

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