高涌泉
加州大學柏克萊分校物理博士。現任臺灣大學物理學系教授,專長為場論與粒子物理,認為量子力學是最奇妙的學問。喜歡柏拉圖、達爾文、愛因斯坦、費曼、魯迅的作品,也喜歡看各式各樣的電影與棒球比賽。除了學術論文以外,著有《另一種鼓聲:科學筆記》、《武士與旅人:續科學筆記》。
人人的費曼
二十世紀物理奇才理查.費曼過世已二十五年了。我還記得當時是在中研院物理所一場演講中聽到這消息,講者來自國外,是誰我忘了,他在演講中順口提到「費曼死了」,讓我心頭一震。這消息其實不全然令人意外:我早在1980年出國留學之前,就已從消息靈通的同學口中得知費曼得了某種癌症,還一度病危。所以當我在1981年於柏克萊物理系布告欄看到費曼即將前來演講的消息,就熱切地告訴朋友,這可能是最後見到他的機會,不應錯過。費曼那一次的演講不是適合全系師生參加的一般性演講(colloquium),而是以理論學家為對象的專門演講(seminar)。這種專門演講由於參加人數有限,平常都是在小教室舉行,但費曼的演講地點卻特別安排在平常舉行colloquium的大教室,應該是有人預期費曼會吸引來大批聽眾,才會作這種特殊安排。可是我記得費曼演講當天聽眾並不算多,似乎沒太多人和我一樣擔心以後再也見不到費曼。事實證明我急迫的心情是不必要的,費曼在我見過他一面之後,又活了七年——儘管我後來的確再也沒有機會看到他。
費曼演講的主題是三維時空中的「楊(振寧)—密爾斯規範場論」,對於當時剛入研究所不久的我,是還沒能力深入了解的議題,所以對於費曼當時的演講內容,現在回想,腦中幾乎一片空白。後來我仔細地讀過費曼於此主題所發表的論文,才比較了解他當年可能講了什麼。如今只有遺憾自己沒能把握住這唯一可以見識費曼演講本事的時機。
費曼對於當時才只是物理新手的我何以有那麼大的吸引力?答案很簡單,因為我讀過他的《費曼物理學講義》。當其他物理課本都只能單調無味地玩弄數學方程式,費曼卻講得出數學公式背後的物理概念、能夠描繪出一幅物理圖像、可以讓你欣賞建構物理的過程並且帶領你感受探索物理的樂趣。最重要的是,費曼敢承認有些物理他也還弄不懂,這樣便把學生帶到了知識的邊緣,反而能讓學生對於已知的定律有更正確的認識。除了《費曼物理學講義》,我還知道他那著名的「費曼圖」與「路徑積分」是理解現代物理不可缺少的工具,因此費曼成了我,以及所有物理學生,的英雄。
費曼生前出版過《別鬧了,費曼先生》一書,他在裡頭以稍微誇張的方式講了一堆令任何人都會捧腹大笑的故事,近乎馬克吐溫《頑童歷險記》現代版,使得他的名氣大步跨出了物理圈。他後來參與「挑戰者號」太空梭失事調查,公開在電視上以一杯冰水示範了橡皮環在低溫下會失去彈性,而指出這是太空梭爆炸主因,更使他成了舉(美)國甚至舉世皆知的人物。他過世之後,與他有關的書籍還陸續推出,每本都是暢銷書。比爾.蓋茲也加入了費曼迷的行列,他取得授權,將費曼著名的「物理定律的特性」系列演講錄影加工處理後,放在網站(http://research.microsoft.com/apps/tools/tuva/index.HTML)上,供人閱覽。總之,自從約三十年前,「費曼熱」由物理圈內燒到圈外以來,其熱度並未消散。
我本來以為在費曼熱燒了這麼久之後,已經沒有什麼涉及費曼的故事我沒看過;然而,我還是偶而會讀到這樣的故事。例如,我在剛出版的法國物理學家德堅內(Pierre-Gilles de Gennes)的傳記中讀到,他如何因為讀了費曼關於液態氦的論文而受到啓發:「費曼徹底改變了我的觀點。天曉得他究竟如何發現那些算子代數——那些高明的數學,不過他真正了不起的是對於物理的理解;我現在領悟了僅僅知道流體力學中的『納維—斯托克斯方程式(Navier-Stokes equation)』並不代表你就理解了流體動力學。」德堅內因為研究液晶與聚合物而獲得1991年諾貝爾物理獎,曾有「現代牛頓」的稱號。任何讀過費曼論文的人,對於費曼能讓「現代牛頓」如此佩服,其實不會驚訝。我在這裡記下這件事,是希望學生知道「對於物理的理解」才是最要緊的事。
另外我也在楊振寧剛出版的《論文選集II》中讀到這麼一段:「許溫格(Julian Schwinger)與費曼是我(楊振寧)這一世代,兩位傑出的理論物理學家,兩人都因各自對於重整化理論的貢獻而出名。不過兩人的性格相差很遠;我比較喜歡許溫格,因為對我而言費曼過於不安分(restless)。但是我確信費曼在科學史上的地位會較高,因為他的路徑積分捕捉到了量子力學的本質,但是卻又還欠缺嚴謹的數學理論以及深刻的物理理解,這意味著它會是未來重要發展的泉源。」
讀者可以在這本人人可輕易上手的《漫畫費曼》中清楚看到令楊振寧不安的費曼的「不安分」——他的好奇、好勝、愛現但厭惡虛名、對科學的認真、對權威的不敬、「你管他人怎麼想」的「自私」與直率、以及對家人、朋友與國家的責任感。費曼好友戴森(Freeman Dyson)在《紐約書評》雜誌中評論這本書時這麼說:「這本漫畫以費曼真實的話語生動地呈現了費曼。」所以,無論是美是醜,你已看到真實的費曼了。