发现的乐趣:费曼演讲、访谈集.pdf

发现的乐趣:费曼演讲、访谈集.pdf
 

书籍描述

内容简介
“找到真爱,自由自我,做一个有趣的人。”在《发现的乐趣》这本书里,费曼不仅是一位伟大的科学家,更是一位睿智的思想家。与费曼一同体会:科学的魅力、人文的愉悦、发现万物之理的乐趣。「未读·探索家」畅销科普系列最新产品。
《发现的乐趣》是理查德•费曼最好的短篇集——收录了费曼一生中最能代表其科学观、价值观、教育观的13篇访谈和演讲文章。通过费曼自己的话语,我们得以聆听他的童年故事、参与原子弹研制的传奇经历、对诺奖的态度、对纳米技术和未来计算机的预言,还能够体会到“找到真爱、自由自我、做一个有趣的人”是怎样一种人生态度;而且,不止天才、不止有趣,在不羁的表象之下,费曼更是一位思想家,在他的叙述中,我们得以领略到科学的魅力、人文的愉悦、发现万物之理的乐趣。

编辑推荐
可以作为偶像来崇拜的科学家。弗里曼·戴森倾情作序:“我确实热爱此人,狂热程度不亚于任何一种偶像崇拜。”
汇集费曼13篇精彩访谈、演讲。聆听有史以来最有趣的物理学家讲述自己的传奇人生和科学思想。
与费曼一同体会:科学的魅力、人文的愉悦、发现万物之理的乐趣。
费曼用一生诠释:有一种成功叫作“找到真爱、自由自我、做一个有趣的人”。
自信、乐观、有趣、好奇、勇于质疑、富于想象、独立思考、不畏权威,是我们每一个人都能从费曼身上汲取并教给下一代的宝贵品质。

媒体推荐
“我确实热爱此人,狂热程度不亚于任何一种偶像崇拜!”
 ——弗里曼·戴森

“他那个时代最具创造力的头脑。”
 ——弗里曼·戴森

“费曼惊人天赋的体现,令人如沐春风。”
 ——《自然》杂志

“一本激发思维火花的辑录。”
 ——《华尔街日报》

作者简介
作者:(美国)理查德•费曼 (Richard P. Feynman)

理查德•费曼,美国物理学家,诺贝尔物理学奖得主。生于1918年,成长于纽约的法罗克维,1942年毕业于普林斯顿大学,拿到了博士学位。二战期间,他是推动原子弹研发的重要人物。战后,费曼在康奈尔大学和加州理工学院任教。1965年,他因在量子电动力学方面的研究荣获诺贝尔物理学奖。除了是物理学家,费曼还是个作家、艺术家,擅长演奏手鼓,还能打开各类保险箱。1988年,费曼辞世。

目录
序 我顶礼膜拜的偶像
编者导语
1 发现的乐趣 001
2 未来的计算机 025
3 从加入“曼哈顿计划”到亲眼看到原子弹爆炸 053
4 科学文化在现代社会中扮演什么角色?应该扮演什么角色? 099
5 底下还有大量的空间—对纳米技术的展望 119
6 科学的价值 143
7 关于“挑战者号”航天飞机事故的少数派调查报告 153
8 科学是什么 173
9 世界上最聪明的人 193
10 货拜族科学:探讨科学、伪科学以及学习如何不自欺 211
11 就像1,2,3那样简单 225
12 理查德·费曼构建一个宇宙 233
13 科学和宗教的关系 251
鸣谢

序言
序 我顶礼膜拜的偶像

伊丽莎白一世时期的剧作家本·琼森(Ben Jonson)曾撰文写道:“我确实热爱此人,狂热程度不亚于任何一种偶像崇拜。”“此人”指的正是琼森的良师益友—威廉·莎士比亚。琼森和莎士比亚都是卓有成就的剧作家。琼森是一位饱学之士,颇有学者气质;而莎士比亚则是个天才,不拘小节。所谓的“文人相轻”在他们之间根本不存在。莎士比亚比琼森年长9岁,在琼森开始创作前,他的经典名剧就已经登上了伦敦各大舞台。正如琼森所言,莎士比亚“待人真诚,率性坦然”,不仅对他这位年轻的文友鼓励有加,还不吝奖掖后进。莎士比亚对琼森最有力的扶持就是在1598年琼森的第一部戏剧《人各有癖》(Every Manin His Humour)首演时,他亲自担纲主演。这部戏轰动一时,琼森就此开始了剧作家的职业生涯。那年,琼森25岁,莎士比亚34岁。在这之后的岁月里,琼森继续创作诗歌和剧本,他的许多剧本都交由莎士比亚的剧团演出。琼森凭自己的努力成为一位蜚声于世的诗人和学者,身后得以入葬威斯敏斯特教堂。但是他从未忘怀老朋友对他的提携之恩。莎士比亚去世后,琼森写了一首挽诗,“致我最敬爱的大师—威廉·莎士比亚”,诗中有这样的名句:
“他不属于某一个时代,而属于所有世纪。”
“尽管你不大懂拉丁,更不通希腊文,
我不到别处去找名字来把你推尊,
我要唤起雷鸣的埃斯库罗斯,
还有欧里庇得斯、索福克勒斯,……
也唤回人世来,听你的半统靴登台。”
“天籁本身以他的心裁而得意,
穿起他的诗句来好不欢喜,……
然而我决不把一切归之于天成:
温柔的莎士比亚,你的工夫也有份。
虽说自然就是诗人的材料,
还是靠人工产生形体。谁想要
铸炼出体笔下那样的活生生一句话
就必须流汗,……
团为好诗人靠天生也是靠炼成。”
琼森和莎士比亚的故事跟理查德·费曼有什么关系吗?答案很简单—我可以照搬琼森的原话:“我确实热爱此人,狂热程度不亚于任何一种偶像崇拜。”由于命运的眷顾,我有幸拜费曼为师。1947年,我从英国来到康奈尔大学求学,自以为学识渊博,颇有学者风范,可是费曼这个不拘小节的天才立马让我心悦诚服并甘愿拜在其门下。仗着年少轻狂,我自比为琼森,将费曼比作莎士比亚。我不曾指望在美国遇到莎士比亚那样的导师,但是这样的人一旦出现在我面前,我就会一眼把他认出来。

在遇到费曼之前,我已经发表过许多数学论文,这些论文净卖弄些小聪明,含金量不高。当我一遇到费曼,我就知道自己已经置身另一重境界。费曼对发表华而不实的论文毫无兴趣。能让他为之奋斗的事业是:通过彻底重建物理学来理解大自然的工作机理。我还从未见过任何人能像他那样孜孜探索、不懈奋斗。我很幸运,在他八年的奋斗接近尾声之时遇见他。七年前,当他还是约翰·惠勒(John Wheeler)的学生时所设想的新物理学,这时终于初见雏形,他称之为“时空方法”(the space-time approach)。在1947年,这套学说还尚显粗糙,有些问题还没有解释清楚,还有诸多自相矛盾的地方。但是我一眼就断定它必定是正确的。我抓住每一个机会用心聆听费曼讲话,努力去理解他恣肆汪洋的科学见解。他喜欢侃侃而谈,也欢迎我这个听众。我们成了终生挚友。

接下来的一年时间里,我见证了费曼不断完善他那一套用图形和图表解释大自然的方法,最终将遗留问题一一解决,并捋顺了所有前后矛盾的说法。然后,他开始利用这些图表计算数值。他可以用惊人的速度计算出完全可与实验结果相媲美的数值,也就是说,实验得到的结果跟他计算出的数值完全吻合。1948年夏天,我们亲眼见证琼森的话变成现实:“天籁本身以他的心裁而得意,穿起他的诗句来好不欢喜。”

也正是在那一年,我一边和费曼散步、聊天,一边研究物理学家朱利安·施温格(Julian Schwinger)和朝永振一郎(Sinitiro Tomonaga)的理论,他们走的是一条更传统的路子,得出的结论却与费曼的类似。施温格和朝永振一郎各自独立开展研究,他们运用更费力也更复杂的方法,成功计算出了一些数值,而这些数值跟费曼利用他的图表中轻轻松松直接得到的数值如出一辙。施温格和朝永振一郎并没有重建物理学,他们在传统物理学的框架内引入了一些新的数学方法从而得出那些数值。
当我发现他们的计算结果显然与费曼的数值一致时,我知道老天赐予我一个难得的机会:我可以对这三种理论进行研究对比。我写了一篇论文,标题为《朝永振一郎、施温格和费曼的辐射理论》,文中我阐释了这三种理论为何看似不同而实质上却是一样的。我的论文发表在1949年的《物理评论》上,就此开启了我的职业生涯,其意义正如《人各有癖》之于琼森。那一年我25岁,和当年的琼森同龄;而费曼才31岁,比1598年时的莎士比亚还年轻3岁。我努力以同样尊崇的态度对待这三位物理学家的理论,但我心里明白:这三人中最伟大的还得数费曼,而我写那篇论文的主要目的就是让世界各地的物理学家更容易接受他那些革命性的思想。费曼非常支持我发表他的思想,从未抱怨我抢了他的风头。而他才是我这出戏里的领衔主角!

我从英国带到美国来的一件心爱之物是J.多佛·威尔逊(J.Dover Wilson)所著的《莎士比亚传略》(The Essential Shakespeare )。这是莎士比亚的一本小传,我文中引用的琼森的话大部分都摘自此书。威尔逊的书既不是虚构的小说,也不是历史文献,而是介乎两者之间。威尔逊以琼森等人的第一手资料为基础,运用自己的想象力,将其与珍稀的历史文献相结合,努力还原莎士比亚的生平。特别值得一提的是,莎士比亚出演琼森剧目的最早证据来自一份1709年的文献,其时距此事件已有100多年了。我们知道,莎士比亚既是一位著名的作家,也是一位出色的演员。我认为人们没有理由去质疑威尔逊笔下的这个老故事。

幸运的是,记录费曼生平和思想的文献并非为数寥寥。这本书就是这些文献资料的一个合集,它记录了费曼演讲和接受采访时的音容笑貌,还有他的几篇随笔。这些文献资料都是非学术性的,面向的对象是普通大众而不是从事科研的圈内人。我们从中可以看到一个真实的费曼—他一直在玩着思想的游戏,但是对自己看重的东西却始终抱着严肃认真的态度。他看重的是诚实、独立以及坦然承认自己无知。他讨厌把人分作三六九等,乐于跟各行各业的普通人交朋友。在人生这个舞台上,他跟莎士比亚一样,也是一位有喜剧天赋的演员。

除了对科学抱有异乎寻常的热情,费曼还喜欢跟朋友开玩笑并乐此不疲;他对各种俗世的乐趣也兴致盎然。我认识费曼一周之后,在写给父母的信中这样描述他:“一半是天才,一半是滑稽演员。”在倾心尽力探究自然规律之余,费曼喜欢与朋友们一起娱乐消遣:他喜欢打他的邦戈鼓,喜欢恶作剧或者讲故事来逗每个人开心。在这方面,他与莎士比亚也很相似。我从威尔逊的书中摘抄了琼森的这段记述:“他会夜以继日专心写作,一刻也不放松,直至累到虚脱才罢休;而一旦停下工作,他就会沉迷于各种运动和娱乐之中,这时想将他拉回到书桌前根本没戏;但是当他彻底放松后重新拿起笔时,他的创作欲望就会变得更强烈,更热切。”

莎士比亚是这样,我顶礼膜拜的偶像—我熟知和热爱的费曼也是这样。

弗里曼·戴森
于新泽西州普林斯顿高等研究院

文摘
1发现的乐趣

此篇为电视访谈文字整理版。1981年,BBC科普节目《地平线》采访了费曼,这期节目后来在美国的科普节目《新星》上播出。其时费曼已进入人生暮年(费曼于1988年去世),我们在节目中看到的是一位睿智的长者在反思自己的人生历程和此生成就—唯有历经岁月洗礼方能有此番感悟。采访中,费曼言谈率直、轻松,饱含感情,他谈了很多内心的想法:为什么说仅仅知道一个事物的名称其实等同于对其一无所知;当广岛成千上万人遭受原子弹荼毒之际,他和他的同事—曼哈顿计划的原子物理学家们,即原子弹这种可怕的武器的研发团队—何以能够痛饮狂欢、庆贺胜利;还有,为什么说即便没有得诺贝尔奖,费曼照样也能把自己的人生过得很精彩。

科学家眼中的花之美

我有一个朋友,他是个艺术家,他有些观点我真是不敢苟同。他会拿起一朵花,说道:“看,这花多美啊!”是啊,花很美,我也会这么想。他接着会说:“你看,作为一个艺术家,我会欣赏花的美;而你是个科学家,只会职业性地去层层剖析这花,那就无趣了。”我觉得他在胡扯。首先,我相信,他发现花很美,其他人和我也能看到,不过,我可能没有他那样精妙的审美感受,但是毋庸置疑,我懂得欣赏花的美。而我同时还能看到更多的东西:我会想象花朵里面的细胞,细胞体内复杂的反应也有一种美感。我的意思是:美不尽然在这方寸之间,美也存在于更小的微观世界,这朵花的内部构造也很美。事实上,一些进化过程很有意思,比如,一些花开始有了颜色,就是为了吸引昆虫为自己授粉;这就意味着昆虫也能看到颜色。这就带来一个问题了:低级动物也能感受到美吗?为什么能称之为“审美体验”呢?所有这些有趣的问题都说明了一件事:科学知识只会增加花的美感
和神秘感,人们对花更加兴趣盎然、惊叹不已。是的,只增不减,我弄不懂为什么有人不这么想。

关于偏科

我向来就偏科偏得厉害,早些年,我几乎把所有的精力都投入到学习自然学科上面。我没有时间,也没有耐心去学习所谓的人文学科,即便是大学里那些必修的课程。我尽量逃避学习这些课程,不愿在那上头花费精力。后来,我年岁大了一些,生活节奏没那么快了,我的兴趣也多了那么一点点。我学了画画,也开始阅读一些书。但是总的来说,我还是偏科很厉害的一个人,我知道的东西很有限。我的智慧有限,我只把它用在一个特定的地方。
父亲教育我的方式
我们家有一套《不列颠百科全书》,当我还是小孩子的时候,我爸爸就经常让我坐在他腿上,给我读这套书。我们读恐龙那部分,可能那里描述了雷龙或者暴龙什么的,书上会这么写:“这家伙有25英尺(约7.6米)高,脑袋有6英尺宽(1.8米)。”这时,我爸爸就停下来,说:“我们来看看这句话什么意思。也就是说,假如那东西站在我们家的前院,它那么高,足以把头伸进楼上的窗户。不过呢,由于它的脑袋比窗户稍微大了些,它要是硬把头挤进来,就会弄坏窗户的。”
凡是我们一起读过的内容,爸爸都会尽量用现实生活中的事物来解释。就这样,我学到了一个方法—无论我读到什么内容,我总要设法通过这种思考方式,弄明白它到底在说些什么(笑)。你看,我小时候读《不列颠百科全书》就养成了这种习惯。那时想到院子里有这么一个庞然大物,这真的会让一个小孩子很兴奋。当然,我不害怕当真会有那么一个大家伙把头伸进我家的窗户里。但是想想看,这些庞然大物突然一下子就灭绝了,而且没有人知道其中的原因,这真的非常、非常有意思。
那时候,我们常去卡茨基尔山度假。平时,我们住在纽约,卡茨基尔山是人们消夏的地方。去那里度假的人很多,但平日里父亲们都去纽约上班,周末才回到山中。我爸爸回来时,会带我去树林里散步,并且引导我观察树林里正在发生的各种有趣的事情—稍后我会详细说说这些事情—其他孩子的妈妈看到我爸这么做,觉得这种做法简直太棒了,她们想让自己的丈夫也带上儿子去散步,可是他们不干;于是她们又去求我爸带上所有的孩子去散步,我爸也不干,因为他和我就像哥们儿一样—我们更愿意两人待在一起。这些妈妈只好作罢,等到下个周末的时候,那些爸爸不得不带着自己的孩子去散步。周一,爸爸们都回纽约上班了,我们小孩子在田野里玩。一个小伙伴问我:“你看!你知道那是什么鸟吗?”我说:“我可不知道。”
他得意扬扬地说:“这是brown throated thrush”,他又加了一句,“你爸什么也没教你。”但事实恰恰相反,我爸教过我。他指着那只鸟对我说:“你知道这是什么鸟吗?这是brown throated thrush,在葡萄牙语里,它叫……,在意大利语里,它叫……”,他还会说,“在汉语就叫……,用日语叫是……”
等等。“你看,”他说,“你知道这鸟的名字,就算你会用世界上所有的语言去称呼它,你其实对这鸟还是一无所知。你所知道的,仅仅是不同地方的人怎么称呼这种鸟而已。现在,我们来好好看看这只鸟。 ”
通过这些事,父亲教导我要去“观察”事物。有一天,我在玩一种小孩子拉着玩的叫“货运快车”的玩具,小车斗四周有一圈栏杆,车斗里有一个球—我记得很清楚,里头有一个球—我拉着玩具车,注意到小球滚动了,我就跑去跟爸爸说:“爸,我发现了,当我拉着车往前走,球会往后滚;我突然停下来,球就会向前滚。这是怎么回事?”他回答说:“谁知道怎么回事呢?一般来说,运动着的东西会继续运动下去;静止的东西也会保持不动,除非你用力去推它们。”他接着说:“这就叫作惯性,没有人知道怎么回事。”这就需要深入理解这种现象了—他没有光告诉我一个物理概念,他很清楚:知道一个概念和真正懂得这个概念有很大区别,而我很早也知道这一点。他接着说:“如果你仔细观察,就会发现球并没有向后滚,而是你拉着车向小球移动;那小球是静止不动的,或是由于摩擦力的作用在向前移动,而不是向后移。”于是,我重新跑回来,把球又放在车斗里,然后从旁边观察。我发现爸爸说的是对的!我拉着车往前移动的时候,小球并没有往后跑,它是相对于车斗往后移动;但是相对于侧面,小球稍稍往前移动了一点,可以说是车斗的移动超过了小球而已。这就是我爸爸教育我的方式,活生生的例子,接着是探讨问题,这个过程毫无压力,都是些轻松有趣的讨论。

实干家如何学知识

我表哥比我大三岁,那时他念中学。代数这门课,他学得很吃力,所以就请了个家教。老师给他补课时,允许我待在旁边(笑)。那老师努力地教我表哥“2x+……”之类的代数问题。我问他:“你在算什么?”因为我听到他说到了x 。他答道:“你个小孩子知道什么?2x +7=15,要算出x 等于多少。”我说:“4啊。”他回答:“对的,可是你是用算术做出来的,不是用的代数。”这就是我表哥永远学不好代数的原因,因为他都不明白自己应该怎么学。这真是没有办法。幸运的是,那时我没上学,所以我学代数就知道一个目标,那就是算出x ,不管你用什么办法—你知道,世界上没有这么一回事:这个问题你必须用算术做,那个必须用代数做。学校生造出这么个东西是不对的,其实那些被迫学习代数的孩子完全可以不用学那个。那些人鼓捣出一套规则,你要是照做的话,根本不用动脑子也能算出答案:等式两边都减去7,假如还有一个乘数,那就两边再除以这个乘数,等等,走完这些步骤你就可以得到答案,即便你根本不理解自己在做什么。
数学教材从浅到深是这样编排的:先是《实用算术》,再是《实用代数》,然后是《实用三角学》。我学了三角学,但是很快就忘了,因为我不是很理解。后来图书馆打算进这套书中最新的一本《实用微积分》。我读了《不列颠百科全书》,知道微积分很重要也很有意思,我一定要学微积分。那时我大了一点,可能有13岁了。等这本书来的时候,我很兴奋地跑到图书馆去借,图书管理员看着我说:“啊,这么大点一个孩子,你借这本书干吗?那可是给大人看的。”我记忆中有那么几次尴尬的经历,这算是一次。于是我撒了个谎,说是替我爸爸借的,是他要看。最后我把书拿回了家,开始自学微积分。我给爸爸解释微积分,他从这本教材的最开头读起,却发现微积分很难懂。这真让我有点
儿难过:我不知道他竟然也有学不会的东西,他不懂书上那些东西;而我觉得那些很简单、一目了然。这是我第一次发现自己在某些地方比他懂得多。

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