形上集

費曼兩三事

他的一些經歷與看法,值得回味。

撰文/高涌泉

形上集

費曼兩三事

他的一些經歷與看法,值得回味。

撰文/高涌泉


費曼過世至今已30年,但費曼熱並未消退,與費曼有關的書籍與文章不斷推出。不過在我這個老費曼迷來看,真正新鮮的材料並不多見。今年是他誕生100年,我在東看西看之下,竟然在舊資料中發現幾件先前沒注意到的事,覺得頗有意思,便記錄下來:


(1)費曼也曾掛名發表他自認沒有什麼貢獻的論文,但後來非常懊悔這麼做。這事發生在1964年。當時費曼的同事葛爾曼與學生茲威格(George Zweig)已經各自獨立提出夸克概念,正在進一步發展相關理論。葛爾曼有時會和費曼討論,費曼便提出一些批評與建議,儘管如此,他並不完全理解葛爾曼在做什麼。有一天葛爾曼草擬了一篇論文,問費曼是否願意也列為作者。費曼當下的反應是他不必這麼做,不過同時也覺得那幾年他沒有什麼研究成果,有些沮喪,所以就同意掛名。這篇文章在1964年11月底發表於《物理評論通訊》,作者有三人,費曼、葛爾曼加上茲威格。


事後費曼認為自己犯了錯誤,問題不在論文的好壞,而是他覺得不完全懂這篇由別人撰寫的論文,因為他沒有查驗其中每個細節,不認可是自己的文章。他有個原則:絕不發表沒有澈底了解的事,寫下來的東西還要比所知道的稍微少一些,而且絕對不能有錯。(這個原則反映了我在2018年5月號專欄「形上集」所說的費曼保守的學術風格。)對於這篇掛名的論文,他沒有遵循這個原則,難保未來絕不會出現問題,於是後悔了。


費曼當時已是大人物,隔一年將要領取諾貝爾物理獎,但仍然得面對發表論文的壓力。他抵擋不住送上門的掛名誘惑,以致事後覺得「不舒服」,必須承認他一時屈服於「人性弱點」。(費曼在1966年夏天接受口述歷史訪談時揭露此事,請見網頁:https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/5020-4)


不過費曼在那幾年真的一事無成嗎?不,首先他在1961~1963兩學年對美國加州理工學院的學生講授基礎物理,後來講義出版成書,即是知名的《費曼物理學講義》;其次,他於1962年夏天在一場重力會議中發表演講,指出量子重力論中需要所謂的「鬼粒子」,這個概念後來在粒子物理的標準模型中扮演重要角色。他並沒有把此演講寫成正式論文,而是隔年由他人整理錄音稿才發表。今天回頭看,費曼這兩項成就是那篇讓他不安的三人論文研究所遠不及的。


(2)費曼羨慕化學家以原子做為化學第一課。費曼過世前三個月出席一場座談會,主題是「高中物理課應該教什麼?」,當時加州教育主管單位正在考慮要求所有高中生修習物理,費曼反對這麼做,因為他認為在欠缺合格老師的情況下,只能找不了解物理、對物理沒有熱情的老師充數,這將是大災難。對物理根本沒有興趣的學生來說,把物理列為必修課也沒有意義。


至於該教什麼?費曼認為應該從「所有的東西都是原子構成」這件事下手,學生只要知道這一點就足以理解大自然很多現象,這會比從自由落體、力矩、角動量講起有趣,也較簡單。費曼說化學家就是這麼做,他們把好玩的東西先拿去講,而物理老師竟不在意。費曼覺得物理課從自由落體與行星運動講起可能是個錯誤。我因為參與台灣高中物理課綱的修訂,對於費曼公開羨慕化學家頗有感觸。(參見《今日物理》1989年2月號)


(3)費曼對於他在液態氦上的研究感到驕傲,因為他不能依賴數學,僅能使用物理論證。費曼在1953年發表三篇關於液態氦的論文,說明液態氦在低溫下如何成為超流體。雖然原則上我們只要解出多體的薛丁格波函數,就可算出所有液態氦的性質,但是由於氦原子數目太大,實際上這是不可行之事。費曼利用獨門的路徑積分思路,處理了相變化問題,並想出波函數的特性,幫助我們理解超流體之由來。費曼的液態氦論文早就震撼了我,因為手法太奇特。我很高興知道他當時也非常興奮。(同樣請見「口述歷史訪談」網頁。)


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