今天，是著名物理学家费曼诞辰100周年，从最初的修收音机，到吐槽死亡，他传奇的一生诠释出了一位“研究物理的表演艺术家”。

文/记者 刘辛味 编辑/丁林

新媒体编辑/房永珍

今年5月11日，是著名物理学家费曼诞辰100周年，他传奇的一生可以浓缩成一句话，加州理工的学生在费曼走后挂在楼上的横幅“Dick, we love you”。Dick是费曼昵称，谨以此篇怀念这位天才。

理查德·费曼

（Richard Feynman）

1918年5月11日出生于纽约靠海的小镇

在他出生前

费曼的父亲Melville对他母亲说：

如果是个男孩，

将来就让他当科学家

费曼的母亲Lucille却回应说：

蛋都没有呢，就想数有几只小鸡

事实上

Melville为小费曼埋下了科学的种子

从母亲那继承了幽默

大萧条时期

由于经济问题

费曼的老爸没能上大学

但他将自己的科学思维带给了费曼：

他教费曼不相信权威

这个思想，贯穿了费曼的一生

来看看费曼的老爸都做了什么：

给坐在婴儿车里的费曼摆放蓝白瓷砖

这是排列组合

抱着费曼读《不列颠百科全书》

带着费曼去博物馆，

形象的讲解恐龙足够高

能把头伸进家里的窗户

但又挤不进来，因为头太宽了

度假时告诉费曼

一只鸟叫什么无所谓

知道鸟在干什么才是重要的

知道事物的名字和知道事物本身的区别

那费曼的母亲在干啥呢？

她很长时间都在担心小费曼不会说话

就像爱因斯坦

费曼也是很晚才会说话

但费曼会说话后

他就停不下来了

▲费曼的妹妹小时候给费曼打工，周薪四分钱（来源：Pinterest）

到了十一二岁

费曼给自己弄出了一个实验室

其实只是一块冰箱大小的木箱

上面摆着各种带电的东西

最终费曼修收音机的本事日益精炼

远近闻名

有人说物理学家可以分为两种

一种是玩收音机的

另一种是玩化学实验器材的

比如1989年诺贝尔物理学奖得主德默尔特

曾在美军战俘营靠着修收音机度日

费曼都占了

他在本科毕业时候去了一家化学公司打工

通过实验解决了电镀难题

自认为是首席化学家

中学时代的费曼各种自学

自己证明几何定理

用自己发明的符号研究三角函数

还有无穷级数，高等代数等等

微积分也很熟练

因为他上课实在话太多

老师扔给他一本大部头《高等微积分》

想让他安静

费曼从里面自学了

积分符号内取微分的技巧

这个小技巧让他在未来和数学家抬杠时

获得了胜利

费曼后来自己认为

中学时代最吸引他的是数学和女孩

所有人都知道费曼有数学天赋

但他妹妹回忆费曼中学时的智商测试

只有123

比她自己还低一分

在读大学前费曼战胜了几位假象情敌

追到了他的初恋——美丽的女孩Arline

其实高中时还有一个对他影响更深远的东西

从物理老师那了解到的

最小作用原理

费曼后来把这个简洁的理论应用在了

量子力学

继薛定谔的波动方程，海森堡的矩阵后

费曼的路径积分

成了量子力学的又一种表述形式

1935年，17岁的费曼申请了两所大学

哥伦比亚大学因为犹太裔名额满了

而拒绝了费曼

他对交了15美元考试费而耿耿于怀

麻省理工学院（MIT）接受了费曼

当他接触了更高深的数学后

觉得太抽象了

反问自己学数学啥好处？

费曼喜欢更实际一点的

而且也有基础理论的

所以最后转入了物理系

费曼总是学习比课程所授的内容多一些

游走在高年级的课堂里

费曼的校园生活也同样丰富多彩

兄弟会的学长们拿他没办法

而且费曼是一个撩妹高手

出没在舞会上

人长得又帅，声音又好听

但他真正确定自己的最爱是Arline后

老实了不少

▲年轻帅气的费曼与Arline

大四时

费曼就在顶级期刊

Physical Review上发表了两篇论文

一篇证明了宇宙射线各项同性的进入银河系

合作者是Manuel Vallarta

虽然费曼做了主要工作

但论文的第一作者是Vallarta

还没读完本科的费曼

就感受到了学术界的“险恶”

后来大物理学家海森堡

写过一本关于宇宙线的书

讨论恒星磁场改变宇宙线方向的可能性

引用了费曼的工作

费曼兴高采烈的进行了“复仇”

其实这只是一篇小短文

但至少给费曼开了个好头

另一篇本是一篇本科论文

在当时MIT学生会等着老师布置一些前沿问题

为物理学大厦添砖加瓦

当时系主任物理学家John C. Slater

给费曼布置了研究晶体中原子的相互作用

当费曼用量子力学方法

计算出电子云的电荷分布后

再用经典力学就轻而易举的

解决了原子核所受的力

大大简化了化学家计算晶体中原子

行为时的冗长

简化也贯穿了费曼的一生

他总想把复杂的事情变容易

这就是天才

Slater被简洁的方法

吸引了鼓励费曼写成一篇论文投稿

最终以分子中的力

（Forces in Molecules）独立发表

他的方法也被

德国物理学家Hans Hellmann独立发现

最终成为了Hellmann–Feynman定理

但其实费曼自己觉得

这只是个微不足道的工作

费曼在1939那年还参加了

普特南竞赛（Putnam Competition）

虽然MIT团体第二

但个人成绩第二名远逊于费曼

其实从某种意义上

费曼并不是最突出的天才

因为几乎同时代的还有更吓人的

像21岁的泡利

就接受了当时物理学界的权威索末菲的邀请

写相对论的综述

与费曼同龄，

也是与费曼一起共同分享诺奖的

施温格（Julian Schwinger）

21岁时已经在哥伦比亚大学拿到了博士学位

19岁的朗道提出矩阵密度的概念影响至今

我们不能用“人”来理解他们

数学家Mark Kac曾说

世界上天才分两种

一种是普通的天才

另一种是魔术师般的天才

他认为费曼是后者

那么接下来看看费曼走在开挂之路正轨上的样子

但形式其实和他之前的生活一样

只是 发现的乐趣

本来费曼想继续在MIT深造

但Slater不同意

他希望费曼开阔视野去别的地方

于是费曼来到了普林斯顿大学

21岁的费曼的导师

是28岁的惠勒（John Wheeler）

后者提出了“黑洞”一词

尽管外表严肃，西装革履

但惠勒很疯狂

他说要是了解一门学问，

就写本关于它的书

然后关于引力的东西写了1000多页

两人的相遇促成了后来的累累硕果

20世纪30年代

用量子力学处理电磁场与带电粒子相互作用方面

还有很大不足

这种理论被概括为量子电动力学（QED）

主要困难是

电子自身能量和电磁场真空能量无穷大

费曼在MIT时就看了狄拉克的书 一头雾水

天才狄拉克没能解决问题

所以写道“看来这里需要全新的思想”

费曼记住了这句话，并认为之前的不再重要了

▲费曼与狄拉克，狄拉克的沉默寡言让费曼也吃过闭门羹（来源：ysfine）

他与惠勒提出了一个全新的辐射理论

费曼第一次作报告时

吸引了当时几位鼎鼎大名的学者

维格纳（Eugene Wigner）、

冯·诺依曼（Von Neumann）、

罗素（Henry Russell）

前面说过的泡利（Pauli）

还有爱因斯坦

费曼为大场面而生，

也可能是因为第一次就如此大的排面

他自己回忆报告前双手不停地颤抖

但在真正开始讲解物理的时候

他忘了场下都坐着谁

最后爱因斯坦觉得

这是一个可继续做下去的题目

惠勒认为他们的新理论不够成熟

不宜做博士论文

费曼就换了个思路

把经典电动力学中拉格朗日表述量子化

从最小作用原理出发得到结论

费曼遇到了困难

在一次酒会上

从Herbert Jehle听说狄拉克

写过一篇晦涩难懂的论文

用到了拉格朗日量

后来费曼想到了

要用就要考虑粒子运动每个可能路径

也就是后来知道的“历时累加”——路径积分

1942年博士论文写完

惠勒认为其有“罕见的原创性”

而他们俩搞的推迟势理论

对后来的黑洞研究有深远影响

费曼在普林斯顿可不只是研究这种纯粹的物理问题

费曼的乐趣五花八门

体验催眠术

研究宿舍窗外的蚂蚁

连带着惠勒也一起研究草地洒水器的逆过程

成为折纸造型委员会的委员，

折纸后来成为了趣味数学中重要的领域

还参与过一次哲学讨论

讨论砖是不是基本对象（Essential Object）

事实上费曼一辈子讨厌哲学

他觉得这种扯淡的东西没什么实际意义

尤其在自己本科时

写了篇自己都不知道是什么的作业

还得了高分

当然

还少不了恋爱

即使是异地恋

费曼啥都不耽误

▲费曼对于物理学的理解就像这句话：物理学就像性爱，它可能会给你一些实际的结果，但这不是我们去做的目的。（来源：Pinterest）

然而Arline患上了结核病

那个年代的绝症

在普林斯顿时，

费曼被要求不能结婚才能发用于生活的奖学金

在确诊前，

Arline有结核病和霍奇金病两种可能

无论是哪种都命不久矣

费曼则想的是马上结婚

以便好好照顾她

后来确诊为结核病，

费曼父母的极其反对，害怕传染

但费曼娶了Arline

他们在市政厅举行了婚礼，

只有两位陌生人见证了他们的婚礼

然后回到了他们新家——一家慈善医院

▲费曼与Arline（来源：Rishi Savera）

费曼的这段婚姻只持续了4年

他因参与曼哈顿计划，

只能间歇的时候见面

费曼陪她到了最后一刻，

但他人麻木了，

费曼甚至吃惊于自己的麻木

几周后他路过一家商店

看到了一件连衣裙

想到了Arline穿上一点很好看

然后失声痛哭

在Arlie离世一年后费曼给她写了一份信

表达对她刻骨铭心的爱恋

和不能自已的悲伤

结尾还有费曼一如既往的幽默

“请原谅我没有把这封信寄出，

只因为我不知道你的新地址”

▲24岁的费曼参加了曼哈顿计划（来源：richard-Feynman.net）

事实上

在普林斯顿

已经有一群学者在参与曼哈顿计划了

费曼也不例外

如果想比较的话写博士论文、

完婚这些活其实才是副业

然后他们全体都被邀请前往洛斯阿拉莫斯

新实验基地

云集玻尔、费米、泰勒、奥本海默、

冯·诺依曼、汉斯·贝特等等大人物

还有不到25岁的费曼

费曼本身其实不想参与的

但因为不能让纳粹先研发出来

费曼决定为人类文明做一些什么

▲在洛斯阿拉莫斯的一次会议，费曼坐在前排左起第三位的费米后面

费曼在理论组遇到了亦师亦友的贝特

他们共同发明了计算裂变效率的方程

Behte-Feynman公式

不过作为一个年轻人

费曼并不在项目最核心的地方工作

却解决了不少大问题

简化计算

戴森（Freeman Dyson）说

他创造了人脑计算机团队

他把3个问题用9个月完成

变成了9个问题用3个月完成

他还解决了一些工程问题

业余时间想想量子力学的问题

休息时去医院照顾Arline

玻尔甚至要求与费曼1对1讨论

因为其他物理学家都对这位大人物敬畏

但费曼在谈物理时就把身份忘了

也许是因为他已经和爱因斯坦对过话了

在基地费曼最大的消遣是开锁

保险柜杀手

让保密人员苦不堪言

费曼自己总结是熟能生巧

不仅有纯粹的技巧也有猜数字

他在正式会议上提出了保密不充分

费曼苦中作乐的本事确实是第一流

终于到了爆炸的时刻

费曼觉得自己是唯一一个

用肉眼观看原子弹爆炸的人

他认为只有紫外线会伤害眼睛

就把分配的墨镜扔在了一边

在挡风玻璃后看到了“蘑菇云”

实验的成功令所有人兴奋

但他知道自己的工作造成了如此巨大的伤害后

陷入了苦痛

Arline的离开对他来说更是双重打击

1945年年仅27岁的费曼受邀

成为了康奈尔大学的教授

因为贝特在那里

但费曼陷入了迷茫

他的撩妹技术一度帮助了他

但是剪不清理还乱的男女关系

让费曼过的并不舒服

学术上一度没有什么进展

▲康奈尔的盘子（来源：Charlie's European Museum Crawl）

一个盘子改变了费曼的一生

他在康奈尔一处餐厅吃饭

看到了有些孩子把盘子扔起来玩

他注意到了盘子上有个餐厅标志的LOGO

发现盘子转动和上下摆动的频率比为2比1

接着费曼想到电子自旋问题

再然后

他的量子电动力学诞生了

费曼在解决兰姆位移的问题上

用到了贝特提出的重整化

但他直观的物理图景

让当时的物理学家摸不着头脑

费曼用自己的方法

仅用3个小时就解决了Slotnic用了几个月时间

对电子在中子上反弹的问题，

还考虑到了反作用问题

▲一个简单的图像代表一串复杂的思想 这就是费曼的方法（来源：Pinterest）

40年代末费曼在处理计算问题时发明了一种方法

大名鼎鼎的费曼图

费曼图只是简单地几笔

每一个点每一条线都代表了一个物理过程

又极大的简化了微扰计算分析

费曼后来自豪的把费曼图画在自己的车上

还真有人问为什么画上费曼图

当时他说因为我就是费曼

后来的物理学家每天都在画这种东西

▲费曼的面包车上面画着费曼图（来源：Pinterest）

量子电动力学QED

是有史以来最成功的理论之一

但证明费曼的方法与施温格和朝永振一郎

是等价的是戴森

可惜他没有获得诺贝尔奖

施温格的方法就用了极其复杂的计算

（朝永振一郎的稍微简单一点点）

或许只有他这样的天才才能做到那种程度

最终朝永振一郎、施温格和费曼

共享了1965年的诺贝尔物理学奖

“他们在量子电动力学方面的基础研究，

对基本粒子的物理学有深刻影响”

费曼获得诺奖时已经是名人了

他很不在在乎诺奖

对他来说真正的喜悦是发现这些事本身

而且对于天才来说，

那样的灵光乍现出现过几次

那是对他这样的人来说是最大的喜悦

▲1965年三位诺贝尔奖获得者（来源：nobelprize）

▲费曼在诺奖颁奖典礼上吐槽不让让他玩鼓（来源：Speakola）

▲在诺奖颁奖晚宴上与妻子一起跳舞（来源：Pinterest）

尽管在30出头的年纪

就完成了一生最杰出的工作

但费曼依然过得不开心

尤其是男女关系上

或许这是费曼一生中

为数不多的不开心时刻

他需要离开康奈尔

1949年7，8月

费曼度过了6周的巴西访问

在未来费曼又多次来到巴西

他否定了那里的物理教育

他热爱桑巴音乐

打击乐玩得贼溜

有人说里约热内卢是费曼式的

最终费曼来到了加州理工学院

50年代费曼依然有杰出的学术工作

对超流体的工作被认为不逊于超导BCS理论工作

费曼也研究过超导但并无建树

BCS理论彻底征服了他

所以，天才也不需要样样都成

朗道因超流体获得了1962年的诺贝奖

也明确提到了费曼的贡献

诺奖评委会似乎认为QED才是费曼的杰作

就没有考虑让他与朗道分享

其实费曼在液氮方面发表的论文比QED方面还多

在做这些工作时

费曼迎来了第二次婚姻

在巴西认识的空姐

然后证明了只看颜值与身材并不靠谱

爱泡夜店的费曼也让对方难以忍受

仅四年他们就结束了不幸福的离婚

1956年李政道与杨振宁

发现了弱作用下宇称不守恒定律

解决了所谓θ-τ之谜

费曼为之兴奋

与盖尔曼合作在解释β衰变提出了V-A理论

▲费曼与盖尔曼（来源：nobelprize）

这又是一项值得诺奖的贡献

当然他与盖尔曼的爱恨情仇是另一回事了

算上这次他已经有了三次美妙而惊人的经历

▲费曼与杨振宁（来源：gettyimage）

在加州理工时期的费曼除了学术

玩鼓，撩妹，绘画，破解玛雅文字

总之玩是少不了的

机缘巧合的结识了艺术家Jirayr Zorthian

然后成了颇有造诣的业余画家

加州理工还为费曼办过一次画展

也能卖出去画，

笔名Ofey

在脱衣舞酒吧一边看表演

一边解方程被大肆报道出来

费曼正经的学了一些生物学

他做了生物系的助教

被评了最高分

还结识了发现DNA双螺旋结构的沃森

这时他觉得

加州理工在生活上与学术上的自由

才是他最爱的

42岁的费曼安下心来迎来了第三段婚姻

与24岁的女孩Gweneth在一起共度余生

▲费曼的素描（来源：Pinterest）

▲费曼说自己唱歌跑调 格外喜欢打击乐（来源：richard-feynman.net）

▲如今可以在网上看到费曼的上课视频 是比尔盖茨买下了版权播放给全世界（来源：Kottke）

60年代费曼

还干了两件重要的事

甚至一件被认为

是费曼的十大贡献之首

热爱教学的费曼在加州理工给本科生开课

通过录音和费曼自己潦草的大纲

最终成为物理教材经典《费曼物理学讲义》

费曼十分热爱教学

他曾在加州理工开了34门课

讲台上能充分的发挥他的表演天才

课堂上总是欢声笑语

但能不能听懂就是另一回事了

▲三卷本《费曼物理学讲义》（来源：Raptis Rare Books）

当时的背景还稍微复杂

一方面

加州理工物理系的教育模式还延续几十年前，

很老旧！

另一方面

苏联人造卫星先上天刺激了美国顶尖名校

加州理工决定让费曼改变一下教学模式

然后费曼登场了

他教了他理解的物理学

三大卷本的教材直接体现了

费曼与众不同的物理直觉

但也因为他的天才，

他的课有难以理解的底蕴

对学生来说高不可攀

事实也是如此，

真正上费曼课的本科生越来越少

同时，吸引了更多的研究生助教，

还有其他老师

不过这并不影响课程与教材的经典

加州理工的物理学院院长David Goodstein

称其为最伟大的教师

费曼自己说

“我讲授的主要目的，

不是帮助你们应付考试

也不是帮助你们服务于工业或国防，

我最希望做到的是，

让你们欣赏这奇妙的世界

以及物理学家观察它的方式。”

另一件是学术上的

费曼提出的部分子模型

解释核子散射的强相互作用

这个与盖尔曼提出的夸克模型遥相呼应

是当时最前沿的理论

费曼本有机会超越他过去所有的成就

但他自己的风格决定了他的深度

费曼从没有像爱因斯坦所说钉木板一直凿下去

所以在物理学的白银时代

爱因斯坦沉寂了

费曼能添砖加瓦

没能盖一座大厦

▲美女与方程是费曼的最爱（来源：Brain Pickings）

▲费曼在里约热内卢参加嘉年华（来源：caltech）

最后不得不提的是他对于挑战者号航天飞机的调查

也有人说这是最后的挑战

有人邀请费曼参与调查

那人还是费曼曾经的学生

当时已是NASA负责人

其实费曼很不愿意为官方做些什么

多次请辞美国科学院院士的位置

为了公众他觉得自己要做点什么

最终他在电视听证会上表演了

把密封材料O圈放在冰水里的实验

一个简简单单的实验解释了爆炸的原因

O圈因为受冻没有恢复弹性导致了燃料的泄露

全美国人都知道了

发射当天太冷导致发射失败

▲费曼在公众前做了一个简单的实验让所有人知道了航天飞机爆炸的原因（来源：richard-feynman.net）

实际上

费曼作为受尊敬且为人喜爱的物理学家

除了解释原因与展示物理学的魅力

费曼揭开了工程技术与政治关系背后一连串

工程师与管理者的问题

所以在最终报告里费曼加了一个提醒

与他往日幽默的风格不同

“对于一个成功的技术，

实现必须置于比公共关系更优先的地位

因为大自然是不会被愚弄的。”

这段悲剧，

以及费曼的严肃依然警醒着今天的世人

费曼早在1978年就患上了癌症

肿瘤很大

费曼自己都能看到腰部上的鼓包

在接下来的10年里接受了4次大手术

但好在除了认真为挑战者号工作

在生命的最后十年里

费曼依然过的很有意思

和自己的儿子研究电子计算机

像盖尔曼学习弦论

探索图瓦（Tuva）

——学语言查资料发现呼麦的唱法

最后弥留之际

费曼嘟囔了一句“死的过程真烦”

留下无数宝贵财富的费曼走了

希望他也能活在你的心中

*全国自然科学名词审定委员会公布的《物理学名词》（1996）中将费曼译为“费恩曼”，本文作者出于习惯沿用旧译。关于费曼的传记文献很多，推荐阅读原文。

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