2018年是費曼誕辰100周年：紀(jì)念這位公認(rèn)物理學(xué)天才

　　費曼(Richard Feynman，1918 年5 月11 日—1988 年2 月15 日)，著名物理學(xué)家，1965 年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，公認(rèn)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。

　　費曼很小的時候，就對世界充滿了好奇，尤其喜歡動手，搞搞化學(xué)實驗、修修收音機什么的，成年以后還經(jīng)常做些開密碼鎖、敲邦戈鼓和學(xué)素描畫之類的事情。中學(xué)時他就表現(xiàn)出數(shù)學(xué)方面的天賦，在麻省理工學(xué)院上大學(xué)時，獲得過普特南數(shù)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的一名小組長，主要負(fù)責(zé)數(shù)值計算工作。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)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(gòu)建了量子電動力學(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)，還在超流動性、弱相互作用、部分子和量子引力等方面作出了重要貢獻(xiàn)。

　　費曼也是身體力行的教育學(xué)家。他不僅講授過幾十門研究生課程，還分析過巴西物理教育的失敗原因。他在1961—1962 年講授了基礎(chǔ)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(yuǎn)矚。1959年，他做了一次著名的演講《下面的地方還大著呢》，指出了納米科技的巨大潛力?，F(xiàn)在這個領(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，還批判過中小學(xué)教科書里的荒謬錯誤，當(dāng)然最著名的還是他參與了“挑戰(zhàn)者號”航天飛機事故調(diào)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(diào)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(xiàn)在那建功立業(yè)的時代，連愛因斯坦都會感嘆，“幸運啊，牛頓!幸運啊，科學(xué)的童年!”而楊振寧也向往過“愛因斯坦的機遇和眼光”?，F(xiàn)在的我們回顧費曼的一生，應(yīng)該也會感慨他生逢其時，度過了豐富多彩的一生。

　　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)含苞欲放的時候。

　　費曼在世的70 年里，是物理學(xué)蓬勃發(fā)展的時期，特別是他見證了物理學(xué)的美國世紀(jì)：量子力學(xué)理論的創(chuàng)立是開始的標(biāo)志，雖然美國扮演的主要還是參與和學(xué)習(xí)的角色;原子彈的研制成功，說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)乃至整個科學(xué)和工程的強大能力;半導(dǎo)體時代的到來，昭示著美國全力挖掘科學(xué)技術(shù)對現(xiàn)代化大生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的推動作用;“阿波羅號”載人登陸月球，“個人的一小步，人類的一大步”;1986 年，“挑戰(zhàn)者號”航天飛機的爆炸，似乎暗示著大科學(xué)的蕭條時期即將到來。

　　費曼過世的30 年里，是大科學(xué)蕭條式微的時期。高能物理學(xué)研究領(lǐng)域超級超導(dǎo)對撞機的下馬是標(biāo)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)拓荒時代的終結(jié)和精耕細(xì)作時期的開始，而哈勃望遠(yuǎn)鏡的升空、希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)乃至引力波的探測更像是大科學(xué)時期的余暉。直到AlphaGo 的橫空出世，我們才看到了新的希望。

　　大數(shù)據(jù)和人工智能的時代，物理學(xué)的前途在哪里?如果費曼現(xiàn)在還活著，他會怎么干?每一個喜歡物理學(xué)的人，每一個崇拜物理英雄的人，可能都這么想過。我也不例外。

　　人類幾千年的知識積累、幾千年的經(jīng)驗教訓(xùn)，裝不滿一枚優(yōu)盤;個人幾十年的勤奮學(xué)習(xí)、幾十年的刻苦訓(xùn)練，敵不過AI 幾十天甚至幾十個小時的“從零開始”。學(xué)習(xí)還有什么用?我想這應(yīng)該不是費曼擔(dān)心的事情，因為他從小就得到父親的教誨，認(rèn)識事物不是記住一堆五花八門的名字(“兩腳書櫥”有什么用?)，而是要仔細(xì)觀察事物的運行(比如說，一只鳥在做什么)、發(fā)展的趨勢(比如說慣性)。龐大的知識庫和強大的搜索能力，只會幫助我們更好地理解世界，而不是學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。

　　教學(xué)和科普就更不是問題了。著名的“解決問題之費曼技巧”說的是，自己從頭把一個問題搞清楚，“自己搞不出來的，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講，直到講明白為止。這其實就是我們常說的“教中學(xué)、學(xué)中教”，是真正的教學(xué)結(jié)合、互相促進(jìn)。費曼不像普通的老師那樣，年復(fù)一年地重復(fù)同一門課程，而是每次都換一個主題。在他那個時代，只有很少的人能夠從他的教學(xué)實踐中獲益(《費曼物理學(xué)講義》也許算是個例外)，但是，互聯(lián)網(wǎng)的時代可以讓更多的人、愿意學(xué)習(xí)的人更方便地接觸到優(yōu)秀的教育資源、見識到非凡的天才。解決每一個已經(jīng)解決了的問題(Solve every problem that has been solved)，也許會有更多人能夠像費曼一樣朝著這個方向努力，雖然我們也不應(yīng)該忘記黃昆先生的話：“一個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)解決了的問題呢?費曼過世的時候，計算機剛剛達(dá)到國際象棋大師的水平，深藍(lán)還沒有約戰(zhàn)卡斯帕羅夫，更別說Alpha-Go了。兩年以前，沒有人相信計算機可以在圍棋比賽中戰(zhàn)勝李世石，可是兩年以后的今天，每個人都知道人工智能比圍棋最高手還要強很多，但是沒有人知道為什么。別扯淡，只管算!(Shut up and calculate! )據(jù)說這是費曼對量子力學(xué)的觀點。對于現(xiàn)在這種基于強大計算能力的解決問題方法，他會是怎樣的態(tài)度呢?費曼雖然是個天才，但他也還是個人，人力有時而盡。不僅僅是圍棋，更困難的問題比如說湍流、人腦乃至人類社會，似乎都會在不遠(yuǎn)的未來被強大的計算能力解決掉，對于費曼或者每一個有抱負(fù)的物理學(xué)家來說，他會怎么辦呢?只管算，別扯淡嗎?

　　費曼辦公室里的黑板　　

進(jìn)一步說，在人工智能主導(dǎo)的未來社會里，什么是重要的問題呢?科學(xué)研究需要越來越多的資源，而人類認(rèn)知能力面臨著自然的極限，任何一個問題，要么就是已經(jīng)解決了，要么就是太難了、永遠(yuǎn)也解決不了的樣子。同時，在數(shù)據(jù)庫和搜索引擎的幫助下，每個人都可以表現(xiàn)得像“百曉生”一樣，再也看不出天才和南郭的差別：你說你天才、懂得那個問題，可是我也能查到呀!你說我南郭、解決不了這個問題，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個普通人、沒有什么了不起的，而他總是用各種神奇的方法展示了自己的能力、證實天才確實和普通人不一樣。如果費曼再次出現(xiàn)在這個世界上，面對著周圍無數(shù)自我標(biāo)榜為天才的南郭先生們，肯定也會發(fā)現(xiàn)新的真正重要的問題、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，同時推動社會繼續(xù)向前發(fā)展。

　　在紀(jì)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，同時也希望新一代能夠繼承他的科學(xué)精神。未來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(xiàn)之前”，仍然要努力做好自己的工作，為新一代費曼的出現(xiàn)做好準(zhǔn)備。