Physics 版 (精华区)

发信人: PeterWang (PW), 信区: Physics
标  题: 别闹了，费曼先生（10）
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年03月02日16:51:33 星期六), 站内信件



　　　　第二部　误闯普林斯顿

当科学大师碰上菜鸟

　　在普林斯顿念研究院时，我曾经当过惠勒教授的研究助
理。他给我一个题目，没想到太难了、做不下去。因此我回
过头来，研究早在麻省理工念大学时便有的一个构想，那就
是：电子不会作用于自己身上，而只会和别的电子相互作用。
　　问题是这样的：当电子晃动时、它会辐射出电磁波，这
等于散发出能量，而损失能量即意谓有某个力作用在电子上。
更进一步考虑，晃动一个带电的电子所用的力，与晃动不带
电的电子所用的力，一定不一样。因为假使在两种情形中所
施的力完全一样，但已知在一种情况下粒子损失能量，另一
种情况下则不会损失能量——这好像是对同一个问题出现了
两种不同答案，根本是不可能的。
　　当时的标准理论，是电子对自己作用而产生力，称为“
辐射反应力”（radiation reaction）。当我在麻省理工开
始推敲这个想法时，我并没有注意到这个问题；我一直认为，
电子只会对其他电子施加作用。等我到了普林斯顿之后，才
听说有这些标准理论，也才明白，原来的构想碰到大麻烦了。
　　这时我的想法是：首先让这个电子晃动，然后根据我的
想法，它对附近的电子作用，使它（们）晃动起来。这些被
扰动的电子所产生的效应，才是辐射反应力的来源。于是我
做了些计算，带着结果去见惠勒教授。
　　惠勒教授想也不想，马上说：“噢，这里不对，因为你
等于说它和其他电子间距离的平方成反比，可是它不应跟这
些变量有关。而且，它应该与其他电子的质量成反比，也跟
其他电子的电荷成正比。”
　　使我难过的是，他怎么已经做过这些计算。后来我才明
白，像惠勒那样的大师，你给他一个问题，他可以立刻“看”
出其中的重点。
　　他接着说：“而且这会受到延迟，因为辐射波返回较晚。
因此你描述的只不过是反射光。”
　　“哦！当然。”我颓丧地说。
　　“等一下，”他说，“让我们假定这反射光是一种超前
波，换句话说，这是逆着时间的反应；那么它会在正常时间
返回。我们已知道这个效应跟距离平方成反比，如果有很多
电子充满整个空间，而且电子数目随距离平方成反比，也许
所有的效应便可刚好互相抵消。”
　　我们发现这个想法确实可行。再次计算的结果非常完美，
各方面都对应无误。在古典物理的范围内，这个理论很可能
是正确的，尽管它跟麦克斯韦（James Clerk Maxwell）
或洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz）提出的标准理论都有
很大差异。但它没有电子自我作用理论中出现一些无限大的
量造成的困扰；它十分巧妙，且包含了作用量、延迟效应、
时间上的向前和向后等物理现象。我们称这套理论为“半超
前——半延迟势位”。
　　惠勒和我觉得，下一步是把目标转向量子电动理论，因
为我认为那里也出现了电子自我作用的困难。我们设想，如
果我们能够克服这个古典物理中的困难，然后从中发展出一
套量子理论，等于同时矫正了量子理论的缺失。
　　我们可以说已弄通了古典的理论部分。这时惠勒对我说：
“费曼，你年纪还轻，应该就这题目做一个研讨会报告，你
需要多练习上台讲演。同时我会把量子理论部分弄出来，过
一阵子再做报告。”那将会是我的第一次学术报告，惠勒跑
去跟维格纳（Eugene Wigner）教授说好，把我排进研讨会
的日程表中。

爱因斯坦也来了

　　轮到我做报告之前一两天，我在走廊上碰到维格纳。“
费曼，”他说，“我觉得你跟惠勒合作的研究很有趣，因此
我已请了罗素来参加你的研讨会。”罗素（Henry Norris
Russell），当代大名鼎鼎的天文学家，要来听我的报告！
　　维格纳继续说：“我想冯诺曼教授也会有兴趣。”冯诺
曼（John von Neumann）是当时最伟大的数学家。“而刚巧
鲍立教授从瑞士来访，因此我也请了鲍立来。”天哪！鲍立
（Wolfgang Pauli），1945年诺贝尔物理奖得主，也是很
有名的物理学家呢！这时我吓得脸都黄了。最后维格纳说：
“爱因斯坦教授很少参加我们每周一次的研讨会，可是你这
个题目太有趣了，因此我特别去邀请他，他也会来。”
　　这时我的脸一定变成绿色了，因为维格纳还说：“不！
不！不用担心！不过我得先提醒你：如果罗素教授边听边打
瞌睡——而他是一定会睡着的——那不表示你的报告不好，
他在每个研讨会中都打瞌睡。另一方面，如果鲍立教授不停
点头，好像表示赞同你说的一切，也不要得意，鲍立教授患
了震颤麻痹症。”
　　我回去告诉惠勒。当初他要我做演讲练习，现在却有这
些科学大师要来听我的报告，使我很不自在。
　　“没关系，”他说，“不用担心，我会替你回答所有的
问题。”
　　我努力准备报告，到了那天，我跑进会场，却像许多没
有做过学术报告的年轻人一般，犯了同样错误——在黑板上
写了太多的方程式。要知道，年轻小伙子都不懂得在什么时
候说：“当然，这跟那成反比，而这会如此这般地演变……”
因为事实上，在座的听众早已知道这些，他们都“看”明白
了；可是只有他自己不晓得。他必须靠实际的推算才得出结
论——因此他写下一大堆方程式。
　　会前，我就在黑板上上下下写满了一大堆，还在写着，
爱因斯坦跑进来，和颜悦色他说：“哈罗，我来参加你的研
讨会。请问你，茶放在哪里？”
　　我告诉了他，继续写我的方程式。
　　报告时间终于到了。我面前坐了这些科学大师，全在等
我开口讲话！我生平第一次学术报告，却碰上这样的听众！
我的意思是说，他们会问很多难题，我将会大大地出丑了！
我还清楚记得，从牛皮纸袋抽出讲稿时，双手不住地发抖。
　　但奇迹出现了——事实上我很幸运，类似的奇迹在我一
生中一再发生——只要我开始思考物理、必须全神贯注于要
说明的问题上，我的脑袋中就再没有其他杂念，完全不会紧
张。因此当我开始报告以后，我根本不知道听众是谁了；我
只不过在说明这些物理概念。事情就那么简单！
　　报告结束，开始问问题的部分。坐在爱因斯坦旁边的鲍
立首先站起来说：“我不认为这个理论正确，因为这个，这
个和这个……”他转头去问爱因斯坦：“你同不同意，爱因
斯坦教授？”
　　爱因斯坦说：“不——，”声音拉长，带着浓重德国口
音，很悦耳的一声“不”，很有礼貌。“我只觉得，要替引
力交互作用构思一套同样的理论，必定十分困难。”他指的
是广义相对论，也是他心爱的“小孩”。他继续说：“由于
目前我们还没有足够的实验证据，因此我并不很确定哪些才
是正确的引力理论。”爱因斯坦了解，很多想法可能跟他的
理论不一样，他很能容忍别人的想法。
　　我真希望我当时把鲍立说的话记下来，因为几年之后，
我发现那套理论用来构筑量子理论上，确是不够。很有可能，
伟大的鲍立早已注意到其中的问题，而且当时已对我说明；
但由于我不用回答问题，心情太过放松，以致没有仔细听。
我倒是记得，跟鲍立一起走上帕尔玛图书馆的台阶时，鲍立
问我：“等惠勒做演讲谈量子理论时，他会说些什么？”
　　我说：“我不知道，他没有告诉我。这部分是他在做。”
“哦？”他说，“这家伙自己闷着头在做，而没有告诉助理
究竟他在做些什么？”他靠过来，用低沉、神秘的语调说：
“惠勒不会举办那个演讲的。”
　　果然，惠勒一直没有提出报告。原先他以为轻易便可解
决跟量子理论有关的部分；他还以为已经做得差不多了，但
事实上并没有。到了该他做报告时，他明白了他根本不知应
该怎样着手，所以没什么可报告。我也始终没有解决那“半
超前——半延迟势位”的量子理论。而老实说，我还为此花
了许多年的功夫呢！


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