Physics 版 (精华区)

发信人: PeterWang (PW), 信区: Physics
标  题: 别闹了，费曼先生（34）
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年05月14日15:21:44 星期二), 转信



　　　　第五部　笑闹中的真智慧

不要太相信专家


　　５０年代初期，我们的问题是：找出能解释贝塔衰变
（beta decay）的正确理论。这牵涉到两种粒子，一种名
叫“涛粒子”（以希腊字母τ代表），另一种叫“非他粒
子”（以θ代表）。它们的质量差不多一模一样，可是一
种会蜕变为两个“派粒子”（pion）：另一种则蜕变为３
个派粒子。其实它们并不只是质量差不多，而且寿命也一
样，真是个奇怪的巧合。于是大家都很关心这问题。
　　在我参加的一个会议上，有人报告说，从回旋加速器
生产出来的涛和非他，即使在不同角度测量或是粒子的能
量不同时，它们的产量比例始终不变：总是多少个涛对多
少个非他。
　　当然，其中一种可能性是：两者实际上是同一种粒子，
只不过它有时蜕变为两个派粒子，有时蜕变为３个。但没
有人会赞同这个想法的，因为物理学里有个定律叫“宇称
规则”——那是建立在“所有的物理定律，其镜中影像都
是对称的”的假定上。因此，任何东西要不就蜕变成两个
派粒子，要不就蜕变成３个。
　　那时候，我还有点搞不清楚情况，我总是有点落后。
其他人好像都一副很聪明的样子，我感觉我追不上。会议
期间，我跟布洛克（Martin Block）住同一房间，他是个
实验物理学家。一天晚上，他对我说：“你们干嘛那么死
守着宇称规则？也许涛粒子和非他粒子根本是一而二、二
而一。假如宇称规则错了会怎样？”
　　我想了一下说：“这就等于说，宇宙定律会分为左旋
（left hand）或右旋（right hand）两种， 也可以用某
些物理现象来定义右旋了。我也不觉得那会有多可怕，虽
然那一定有些什么不良后果，我不知道。你为什么明天不
问问那些专家？”
　　他说：“不，他们不会听我的，你来问。”


不敢面对问题

　　于是第二天开会时，当我们谈到涛－非他大谜团时，
奥本海默说：“我们应该听些新一点、怪一点的意见。”
我便站起来说：“我是替布洛克问这个问题的：如果宇
称规则错了，会有什么后果？”
　　之后葛尔曼经常笑我，说我当时没胆量用自己的名义
问问题。但事实上那不是原因。真正的原因是，在当时我
就感觉到那可能是个很重要的想法，谁提出这个问题，往
后很可能会名留青史。
　　李政道站起来，回答了一些很复杂的东西，而按例我
又是不太听得懂。会议快结束时，布洛克问我李政道说了
些什么，我说不知道，但就我所知，这问题还没有答案——
还是有可能发生的。我不认为可能性会很高，但我觉得那
是有可能的。
　　拉姆西（Norman Ramsey）问我他应不应该做个实验，
寻找宇称不守恒的例子。我说：“最佳回答是，我跟你赌
50比1，你什么也找不到。”
　　他说：“那对我而言，机会已经够高了。”但他始终
没有进行那个实验。
　　总之，后来吴健雄以实验证明了宇称也有不守恒的时
候，而这替贝塔衰变理论带来了许多新的可能性，也启发
了一大堆其他实验。有些证明了从核子出来的电子，有一
部分飞向左边、一部分飞向右边；更有其他形形式式的实
验，全都是跟宇称有关的有趣发现。然而数据是那么的混
乱，根本没有人能够把东西拼凑在一起。
　　期间在罗彻斯特举行了一个会议——一年一度的罗彻
斯特研讨会（Rochester Conference）。我还是事事落于
人后，而李政道已在发表关于宇称不守恒的论文。他和杨
振宁作出宇称并不守恒的结论，现在他正提出解释这现象
的理论。
　　会议期间，我住在我位于西瑞桥斯（Syracuse）的妹
妹家。我把论文带回家跟她说：“我搞不懂李政道和杨振
宁说的东西，这全都那么复杂！”
　　“不，”她说，“你的意思并不是说你无法弄懂它，
而是你没有发明它。你没有用你的方法，从听到线索开始
做起，把它推演出来。你应该做的是想象自己重新在当学
生，把这篇论文带到楼上去，逐字逐句地读，检查每一条
方程式。然后你就什么都弄懂了。”
　　我接受了她的建议，把那东西从头看到尾，发现它真
的很明显简单。我只是一直害怕去读它，总觉得它太深奥。


“我全部明白了”

　　这篇论文提醒了我很久以前做的一些研究，那是跟左
右不对称方程式有关的。现在再来看李政道的方程式，我
发觉他的答案比较简单：所有东西都是左旋耦合的。就电
子及渺粒子（muon）来说，我的推论预测跟李政道的一样，
除了我把某些加减号颠倒过来而已。当时我没想到：其实
李政道只不过讨论了最简单的渺粒子耦合例子，并没有证
明所有渺粒子都向右旋；但按照我的理论，所有渺粒子会
自动右旋。因此，事实上我的推论比他的更上一层楼了。
我的加减号跟他用的颠倒，但我没意识到我其他部分全都
弄对。
　　我又做了几项预测，全是些还没有人想到过用实验验
证的情况。可是当我考虑中子和质子，进行计算时，我的
结论无法跟当时已知的中子与质子数据互相印证。这部分
有点儿麻烦，不好弄。
　　第二天回到会场，有个叫凯斯（Ken Case）的大好人，
把他发表论文的时间分了５分钟给我，让我报告这些新想
法。我说我相信一切都是左旋耦合，又说电子和渺粒子的
正负号用反了，此外我还在努力解决中子的相关问题。有
些实验物理学家问了我一些关于我的预测的问题。会议之
后那个暑假，我就去了巴西了。
　　再回到美国之后，我立刻想知道贝塔衰变的研究进展
得如何了。我跑到吴健雄在哥伦比亚大学的实验室，但她
不在，另一位女士给我看了一些数据，却没有帮助。在我
的模型中，电子在贝塔衰变中应该都是左旋的，可是实验
显示有时出现右旋的情况。全都对不起来。
　　回到加州理工，我问那些做实验的，贝塔衰变情况到
底如何了。还记得詹森（Hans Jensen）、维普斯塔拉
（Aaldert Wapstra）以及贝汉姆（Felix Boehm） 三人请
我坐下来，一五一十地告诉了我其他人的实验结果以及他
们得到的数据。由于我很了解他们，知道他们用心的程度，
因此我比较看重他们的数据。他们的实验结果还蛮一致的，
但加上其他实验室的结果，就变得乱七八糟了。
　　最后，他们把一切数据都交给我说：“目前情况是那
么的混乱，甚至一些已定论多年的理论都被怀疑了，像中
子的贝塔衰变是否仍是Ｓ和Ｔ。一切都乱七八糟。葛尔曼
说那可能是Ｖ和Ａ。”
　　我从小板凳上跳起来：“那么我全——部——都明白
了！”
　　他们以为我在开玩笑。但我在罗彻斯特会议碰到的困
难，正是在中子与质子蜕变时，除了好像应该是Ｖ和Ａ而
不是Ｓ和Ｔ之外，其余一切理论都吻合了。因此，现在我
的理论完备无瑕了！


迎头赶上

　　当天晚上，我就用这个理论把一切都计算出来。首先
我算出了渺粒子和中子的蜕变速度。如果理论正确，这两
项数字之间应该出现某种关联。我的结果跟应有的答案相
差9％。那已很接近了，只9％。好像应该更接近的，但9％
已够接近了。
　　我继续检查其他的一些计算，全都符合，再计算新的
东西，也符合。我兴奋极了。这是我生平第一次。事实上
也是唯一的一次，我知道一个别人都不知道的自然定律。
（当然那不全对，可是后来才发现葛尔曼、苏打山以及马
夏克等人也推演出同样的理论，并没有破坏我的乐趣。）
　　在这之前我做过的工作，全都不过是把别人的理论拿
来，改进其中一些计算技巧；或者是利用什么方程式，例
如把薛定愕方程式（Schrodinger Equation）用在氦现象
上面。那里牵涉到的问题只不过是：你有这方程式及现象，
它们如何运作？
　　我想到狄拉克（Paul Dirac），他也一度单独“拥有”
他的方程式——用以说明电子现象的方程式。而现在我也
拥有这个新的贝塔衰变的方程式。它没有狄拉克方程式那
么耀眼，但它也很不错。这是我唯一一次发现了新定律。
　　我打电话给在纽约的妹妹，谢谢她建议我坐下来好好
地读通李政道和杨振宁的论文。经过了一段不安和觉得事
事落于人后的日子，现在我终于觉得已经加入大家的行列
了；我也有新发现了，全由于她的建议。很感谢她，我重
新回到物理之路上了。我告诉了她一切，除了那９％的差
别。
　　我十分兴奋，不停地计算，而事情就如流水行云般顺
利：一切都自动吻合，毫不牵强。到这时候，我已开始忘
记那９％的事情了，因为其他一切都那么顺利。


要物理不要朋友

　　我坐在厨房内窗旁的小桌那里，一直工作到深夜。愈
来愈晚了——大约凌晨两三点。我努力计算，得到很多相
互吻合的结果。我在思考、我在专心，外面很黑、很静……
突然窗口上“搭搭搭搭”地响起来。我一看，那里有一张
白白的脸，离我只有几英寸，我惊吓之下便大叫起来！
　　原来这是我的一位朋友，她很生气，因为我度假回来
却没有立刻打电话给她。我让她进来，尽可能解释我正在
忙，我刚发现了一些很重要的理论。我说：“请到外面去，
让我把它完成。”
　　她说：“不，我不想打扰到你。我去客厅坐好了。”
　　我说：“好吧，但这不容易。”
　　她没有真的坐在客厅。最好的说法是她蹲在角落把手
盘起来。不来“打扰”我。她的目的当然是要打扰我！而
她成功了。我很生气，我受不了了。我必须继续计算下去，
我在进行一些很重大的发现，精神亢奋；而起码在这个时
刻，那比这位女士还重要。我忘记后来怎样让她离开了，
总之并不容易。
　　再工作一些时候，真的很晚了，觉得肚子非常饿。我
走到街上离我家不远的一家小餐厅。以前我经常都这样深
夜去吃东西的。
　　曾经有很多次我被警察拦下来，因为我会边走边想，
然后停下来——有时想得连走路都没法走。你得停下来澄
清一些事；有时也会伸双手，自言自语地说：“这跟这的
距离是这样，然后这会那样……”警察看到了便走过来问：
“你叫什么名字？住哪里？你在干嘛？”
　　“噢！我在想东西。对不起，我住这里，经常去这餐
厅……”后来他们都知道我是谁，也不再拦我了。
　　走到餐厅，一边吃东西，一边还是忍不住兴奋地告诉
那里的一位女士，我刚有了一项大发现。她却开始说，她
是一个消防员或什么的妻子，很寂寞——但我没兴趣。有
时候人生就是如此地相互交错。


兴奋的一刻

　　第二天我跑去找维普斯塔拉等人，告诉他们：“我已
全弄出来了，一切都符合无误。”
　　克利斯蒂也在那里，他说：“你用的是什么贝塔衰变
常数？”
　　“某某书里的多少多少。”
　　“但那已不对了。最近的实验显示那数字有７％的误
差。”
　　我想起那９％了。我好像在预言什么一样：我在家里
用这理论计算，它说中子衰变有９％的差别，第二天却有
人告诉我，我引用的贝塔衰变常数有７％的差别。但重要
的是，改变将会是从９％变成１６％呢（那就不好了），
还是从９％变成很理想的２％？
　　就在那时，妹妹从纽约打电话来：“那９％是怎么一
回事？”
　　“我刚发现出现了新数据……７％……”
　　“往那边改？”
　　“我还在问，我再打电话给你吧。”
　　我兴奋到无法思考，好像在赶搭班机一样，根本不知
道晚了多少。你实在赶不上了，突然旁边有人说：“现在
是日光节约时间呢！”对，但究竟是往前拨一小时还是往
后拨一小时呢？在太激动的时候是想不出来的。
　　克利斯蒂走进他的房间，我走进另一个房间。我们都
必须静静地想一想：这往这边改变，那往那边改变——这
并不太困难，真的，只是很令人兴奋。
　　克利斯蒂出来了，我也从房间走出来，我们都同意：
相差将会是２％——在准许的实验误差之内。毕竟如果他
们才刚把常数修改了７％，那２％极可能就是误差。我打
电话给我妹妹：“２％。”理论正确。
　　（为了当时我们还不知道的原因，其实相差只有１％。
后来卡比布（Nicola Cabibbo）把这点澄清。因此那２％
也不全是实验误差。）
　　葛尔曼综合了我们的想法，写成一篇论文。这理论还
蛮可爱的，它不困难，却可以解释很多现象。但就像前面
说过，当时有很多很乱的数据。在某些情况下，我们甚至
还会宣称，哪些实验有错误。
　　最好的例子，是特勒第（Valentine Telegdi） 的实
验了。他测量了中子蜕变时从不同方向出来的电子数。我
们的理论预测，这些数目全都一样，但他却发现从某个方
向出来的电子数比其他的多了１１％。特勒第是个极优秀
的实验物理学家，也很小心仔细。有一次，当他在某个地
方做演讲时，他提到我们的理论说：“做理论的人的毛病
是，他们从来不把注意力放在实验上！”
　　特勒第也写信给我们，语气虽然不完全是责备，但明
显地表示他认为我们的理论是错的。信末他说：“这F－G
（指Feynman－Gell-Mann）理论是完全不F－G（指fit-
good，吻合的意思）。”
　　葛尔曼说：“我们该怎么办？你也知道特勒第是个很
优秀的实验物理学家。”
　　我说：“我们等。”
　　两天之后，特勒第又写了封信来，他完全改变立场了。
从我们的理论里，他发现：他忽略了实验中，从中子朝各
方向反弹的质子并不一致；他假设那在任何方向都一样。
他把我们理论所推测的修正值取代他原先在用的数据，结
果完全改观，实验和理论完全吻合。
　　我知道特勒第很优秀，和他争论是很吃力的。但那时
候，我已深信他的实验数据出了问题，而他自己会把它找
出来——当然他比我更懂得找这错误了，因此我说我们不
要尝试找出问题，只要耐心等候便可。


不轻信专家

　　我跑去告诉巴查教授，告诉他我们的成功。他说：“
是的，你们提出了中子——质子耦合是Ｖ而不是Ｔ，而以
前大家都以为是Ｔ。到底是哪一个实验说是Ｔ呢？你为什
么不检查一下以前的实验，看看出了什么问题？”
　　我跑去把最先说那应该是Ｔ的论文找出来一看，立刻
大吃一惊，我记得以前看过那篇论文（那时《物理评论》
还不很厚，我每篇文章都读），而当我再看这篇论文，看
到那些图表时我想：“那证明不了什么？”因为，图表中
的曲线取决于数据范围最边边的一两个数据点——通常这
些点都比较不可靠。而我清楚记得，当我第一次看这篇论
文时，就曾经想到过这一点！
　　当我开始思考贝塔衰变这问题时，我读了许多由“专
家”写的报告，全都说那是Ｔ。我从来没有看看最初的数
据，我只是像中了毒般去读其他的论文。如果我是个真正
优秀的物理学家，在罗彻斯特想到这问题时，我就立刻会
看看“到底Ｔ的说法有多可靠？”——那才是明智之举。
我会立刻看出，我早已注意到那个图表有问题。
　　从那时起，我再也不理会由“专家”做出来的结果。
我总是自己动手计算每一步骤。当大家说夸克理论很不错
时，我找了两位博士——瑞夫道（Finn Ravndal）及奇斯
林格（Mark Kislinger），跟我一起检查所有的理论，以
确定它给的结果能跟实验结果吻合，以及它确实是个重要
的好理论。我再也没有犯相信专家意见的毛病了。当然，
你只能活一次，于是你犯该犯的错误，学习什么不该做，
你的一生也就这样过去了。

 
 
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※ 修改:·PeterWang 於 05月14日15:23:41  修改本文·[FROM: 202.118.247.27]
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