Physics 版 (精华区)

发信人: PeterWang (PW), 信区: Physics
标  题: Richard P.Feynman - The Meaning of It All(3)
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年07月01日07:55:58 星期一), 站内信件


Is science of any value?

I think a power to do something is of value.Whether the result is a good
 thing or a bad thing depends on how it is used, but the power is a 
value.

Once in Hawaii I was taken to see a Buddhist temple. In the temple a man
 said, "I am going to tell you something that you will never forget." 
And then he said, "To every man is given the key to the gates of heaven.
 The same key opens the gates of hell."

And so it is with science. In a way it is a key to the gates of heaven,
 and the same key opens the gates of hell, and we do not have any 
instructions as to which is which gate. Shall we throw away the key 
and never have a way to enter the gates of heaven? Or shall we 
struggle with the problem of which is the best way to use the key? 
That is, of course, a very serious question, but I think that we 
cannot deny the value of the key to the gates of heaven.

All the major problems of the relations between society and science 
lie in this same area. When the scientist is told that he must be more 
responsible for his effects on society, it is the applications of 
science that are referred to. If you work to develop nuclear energy 
you must realize also that it can be used harmfully. Therefore, you 
would expect that, in a discussion of this kind by a scientist, this 
would be the most important topic. But I will not talk about it further.
 I think that to say these are scientific problems is an exaggeration. 
They are far more humanitarian problems. The fact that how to work the 
power is clear, but how to control it is not, is something not so 
scientific and is not something that the scientist knows so much about.


Let me illustrate why I do not want to talk about this. Some time ago, 
in about 1949 or 1950, I went to Brazil to teach physics. There was a 
Point Four program in those days, which was very exciting-everyone was 
going to help the underdeveloped countries. What they needed, of course,
 was technical know-how.

In Brazil I lived in the city of Rio. In Rio there are hills on which 
are homes made with broken pieces of wood from old signs and so forth. 
The people are extremely poor. They have no sewers and no water. In 
order to get water they carry old gasoline cans on their heads down 
the hills. They go to a place where a new building is being built, 
because there they have water for mixing cement. The people fill their 
cans with water and carry them up the hills. And later you see the water
 dripping down the hill in dirty sewage. It is a pitiful thing.

Right next to these hills are the exciting buildings of the Copacabana 
beach, beautiful apartments, and so on.

And I said to my friends in the Point Four program, "Is this a problem 
of technical know-how? They don't know how to put a pipe up the hill? 
They don't know how to put a pipe to the top of the hill so that the 
people can at least walk uphill with the empty cans and downhill with 
the full cans?"

So it is not a problem of technical know-how. Certainly not, because 
in the neighboring apartment buildings there are pipes, and there are 
pumps. We realize that now. Now we think it is a problem of economic 
assistance, and we do not know whether that really works or not. And the
 question of how much it costs to put a pipe and a pump to the top of 
each of the hills is not one that seems worth discussing, to me.

Although we do not know how to solve the problem, I would like to 
point out that we tried two things, technical know-how and economic 
assistance. We are discouraged with them both, and we are trying 
something else. As you will see later, I find this encouraging. I 
think that to keep trying new solutions is the way to do everything.

Those, then are the practical aspects of science, the new things that 
you can do. They are so obvious that we do not need to speak about 
them further.

The next aspect of science is its contents, the things that have been 
found out. This is the yield. This is the gold. This is the excitement,
 the pay you get for all the disciplined thinking and hard work. The 
work is not done for the sake of an application. It is done for the 
excitement of what is found out. Perhaps most of you know this. But to 
those of you who do not know it, it is almost impossible for me to 
convey in a lecture this important aspect, this exciting part, the 
real reason for science. And without understanding this you miss the 
whole point. You cannot understand science and its relation to 
anything else unless you understand and appreciate the great adventure 
of our time. You do not live in your time unless you understand that 
this is a tremendous adventure and a wild and exciting thing.

Do you think it is dull? It isn't. It is most difficult to convey, but 
perhaps I can give some idea of it. Let me start anywhere, with any 
idea.

For instance, the ancients believed that the earth was the back of an 
elephant that stood on a tortoise that swam in a bottomless sea. Of 
course, what held up the sea was another question. They did not know the
 answer.

The belief of the ancients was the result of imagination. It was a 
poetic and beautiful idea. Look at the way we see it today. Is that a 
dull idea? The world is a spinning ball, and people are held on it on 
all sides, some of them upside down. And we turn like a spit in front of
 a great fire. We whirl around the sun. That is more romantic, more 
exciting. And what holds us? The force of gravitation, which is not only
 a thing of the earth but is the thing that makes the earth round in the
 first place, holds the sun together and keeps us running around the sun
 in our perpetual attempt to stay away. This gravity holds its sway 
not only on the stars but between the stars; it holds them in the 
great galaxies for miles and miles in all directions.

This universe has been described by many, but it just goes on, with 
its edge as unknown as the bottom of the bottomless sea of the other 
idea-just as mysterious, just as awe-inspiring, and just as incomplete 
as the poetic pictures that came before.

But see that the imagination of nature is far, far greater than the 
imagination of man. No one who did not have some inkling of this through
 observations could ever have imagined such a marvel as nature is.

Or the earth and time. Have you read anywhere, by any poet, anything 
about time that compares with real time, with the long, slow process 
of evolution? Nay, I went too quickly. First, there was the earth 
without anything alive on it. For billions of years this ball was 
spinning with its sunsets and its waves and the sea and the noises, 
and there was no thing alive to appreciate it. Can you conceive, can you
 appreciate or fit into your ideas what can be the meaning of a world 
without a living thing on it? We are so used to looking at the world 
from the point of view of living things that we cannot understand what 
it means not to be alive, and yet most of the time the world had nothing
 alive on it. And in most places in the universe today there probably is
 nothing alive.

Or life itself. The internal machinery of life, the chemistry of the 
parts, is something beautiful. And it turns out that all life is 
interconnected with all other life. There is a part of chlorophyll, an 
important chemical in the oxygen processes in plants, that has a kind of
 square pattern; it is a rather pretty ring called a benzine ring. And 
far removed from the plants are animals like ourselves, and in our 
oxygen-containing systems, in the blood, the hemoglobin, there are the 
same interesting and peculiar square rings. There is iron in the 
center of them instead of magnesium, so they are not green but red, 
but they are the same rings.

The proteins of bacteria and the proteins of humans are the same. In 
fact it has recently been found that the protein-making machinery in the
 bacteria can be given orders from material from the red cells to 
produce red cell proteins. So close is life to life. The universality of
 the deep chemistry of living things is indeed a fantastic and beautiful
 thing. And all the time we human beings have been too proud even to 
recognize our kinship with the animals.

Or there are the atoms. Beautiful-mile upon mile of one ball after 
another ball in some repeating pattern in a crystal. Things that look 
quiet and still, like a glass of water with a covered top that has 
been sitting for several days, are active all the time; the atoms are 
leaving the surface, bouncing around inside, and coming back. What looks
 still to our crude eyes is a wild and dynamic dance.

And, again, it has been discovered that all the world is made of the 
same atoms, that the stars are of the same stuff as ourselves. It then 
becomes a question of where our stuff came from. Not just where did life
 come from, or where did the earth come from, but where did the stuff of
 life and of the earth come from? It looks as if it was belched from 
some exploding star, much as some of the stars are exploding now. So 
this piece of dirt waits four and a half billion years and evolves and 
changes, and now a strange creature stands here with instruments and 
talks to the strange creatures in the audience. What a wonderful 
world!

Or take the physiology of human beings. It makes no difference what I 
talk about. If you look closely enough at anything, you will see that 
there is nothing more exciting than the truth, the pay dirt of the 
scientist, discovered by his painstaking efforts.

In physiology you can think of pumping blood, the exciting movements 
of a girl jumping a jump rope. What goes on inside? The blood pumping, 
the interconnecting nerves-how quickly the influences of the muscle 
nerves feed right back to the brain to say, "Now we have touched the 
ground, now increase the tension so I do not hurt the heels." And as the
 girl dances up and down, there is another set of muscles that is fed 
from another set of nerves that says, "One, two, three, O'Leary, one, 
two, ..." And while she does that, perhaps she smiles at the professor 
of physiology who is watching her. That is involved, too!

And then electricity The forces of attraction, of plus and minus, are so
 strong that in any normal substance all the plusses and minuses are 
carefully balanced out, everything pulled together with everything else.
 For a long time no one even noticed the phenomenon of electricity, 
except once in a while when they rubbed a piece of amber and it 
attracted a piece of paper. And yet today we find, by playing with these
 things, that we have a tremendous amount of machinery inside. Yet 
science is still not thoroughly appreciated.

To give an example, I read Faraday's Chemical History of a Candle, a set
 of six Christmas lectures for children. The point of Faraday's lectures
 was that no matter what you look at, if you look at it closely enough,
 you are involved in the entire universe. And so he got, by looking at 
every feature of the candle, into combustion, chemistry, etc. But the 
introduction of the book, in describing Faraday's life and some of his 
discoveries, explained that he had discovered that the amount of 
electricity necessary to perform electrolysis of chemical substances 
is proportional to the number of atoms which are separated divided by 
the valence. It further explained that the principles he discovered 
are used today in chrome plating and the anodic coloring of aluminum, as
 well as in dozens of other industrial applications. I do not like 
that statement. Here is what Faraday said about his own discovery: 
"The atoms of matter are in some ways endowed or associated with 
electrical powers, to which they owe their most striking qualities, 
amongst them their mutual chemical affinity." He had discovered that the
 thing that determined how the atoms went together, the thing that 
determined the combinations of iron and oxygen which make iron oxide 
is that some of them are electrically plus and some of them are 
electrically minus, and they attract each other in definite proportions.
 He also discovered that electricity comes in units, in atoms. Both were
 important discoveries, but most exciting was that this was one of the 
most dramatic moments in the history of science, one of those rare 
moments when two great fields come together and are unified. He suddenly
 found that two apparently different things were different aspects of 
the same thing. Electricity was being studied, and chemistry was being 
studied. Suddenly they were two aspects of the same thing-chemical 
changes with the results of electrical forces. And they are still 
understood that way. So to say merely that the principles are used in 
chrome plating is inexcusable.

And the newspapers, as you know, have a standard line for every 
discovery made in physiology today: "The discoverer said that the 
discovery may have uses in the cure of cancer." But they cannot 
explain the value of the thing itself.

Trying to understand the way nature works involves a most terrible 
test of human reasoning ability. It involves subtle trickery, 
beautiful tightropes of logic on which one has to walk in order not to 
make a mistake in predicting what will happen. The quantum mechanical 
and the relativity ideas are examples of this.

The third aspect of my subject is that of science as a method of finding
 things out. This method is based on the principle that observation is 
the judge of whether something is so or not. All other aspects and 
characteristics of science can be understood directly when we understand
 that observation is the ultimate and final judge of the truth of an 
idea. But "prove" used in this way really means "test," in the same 
way that a hundred-proof alcohol is a test of the alcohol, and for 
people today the idea really should be translated as, "The exception 
tests the rule." Or, put another way, "The exception proves that the 
rule is wrong." That is the principle of science. If there is an 
exception to any rule, and if it can be proved by observation, that rule
 is wrong.

The exceptions to any rule are most interesting in themselves, for 
they show us that the old rule is wrong. And it is most exciting, then,
 to find out what the right rule, if any, is. The exception is studied,
 along with other conditions that produce similar effects. The scientist
 tries to find more exceptions and to determine the characteristics of 
the exceptions, a process that is continually exciting as it develops. 
He does not try to avoid showing that the rules are wrong; there is 
progress and excitement in the exact opposite. He tries to prove himself
 wrong as quickly as possible.

The principle that observation is the judge imposes a severe 
limitation to the kind of questions that can be answered. They are 
limited to questions that you can put this way: "if I do this, what will
 happen?" There are ways to try it and see. Questions like, "should I do
 this?" and "what is the value of this?" are not of the same kind.

But if a thing is not scientific, if it cannot be subjected to the 
test of observation, this does not mean that it is dead, or wrong, or 
stupid. We are not trying to argue that science is somehow good and 
other things are somehow not good. Scientists take all those things that
 can be analyzed by observation, and thus the things called science 
are found out. But there are some things left out, for which the 
method does not work. This does not mean that those things are 
unimportant. They are, in fact, in many ways the most important. In 
any decision for action, when you have to make up your mind what to do,
 there is always a "should" involved, and this cannot be worked out from
 "if I do this, what will happen?" alone. You say, "Sure, you see what 
will happen, and then you decide whether you want it to happen or not.
" But that is the step the scientist cannot take. You can figure out 
what is going to happen, but then you have to decide whether you like it
 that way or not.


--
  爱情就像暴风雨一样，当它来临的时候，我们大家谁都没有准备好

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.247.27]