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《发现的乐趣:费曼演讲、访谈集》12 理查德·费曼构建一个宇宙

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费曼曾经接受过一次由美国科学促进会资助的采访。在这个之前没有被公开的访谈中,费曼回顾了他的科学生涯:他平生第一次面对满屋子的诺贝尔奖得主,战战兢兢地发表演讲;受邀参与世界上第一颗原子弹的研制以及他当时的反应;“货拜族”科学;那通黎明前吵醒他的重要电话——一名记者告诉他:“你刚刚赢得了诺贝尔奖!”费曼的反应是:“你应该等到天亮了再告诉我。”

旁白:麦尔·费曼是纽约一家制服公司的推销员,1918年5月11日,他迎来了儿子理查德的诞生。47年后,理查德·费曼获得了诺贝尔物理学奖。正如理查德·费曼所说,这个成功与麦尔·费曼有莫大的关系。

费曼:在我出生之前,他(我父亲)对我母亲说:“这个男孩将来会成为一名科学家。”现在你在女权主义者面前当然不能说这样的话,但那个时候,人们确实就是这样说话的。不过,他从来没有跟我说“你要当一个科学家”这类的话……我学会了去欣赏原本习以为常的东西。我从来没有什么压力……我稍大之后,他带我去树林里散步,指点我看动物和鸟,等等;他还告诉我星星、原子以及其他事情。他会告诉我那些事物有趣的地方。他自有一套看待这个世界的方法,而他观察世界的方法——我觉得,对于一个没有受过正规科学训练的人来说,是非常科学的。

旁白:理查德·费曼是位于帕萨迪纳的加州理工大学的物理教授,他从1950年起就在那里工作了。他的时间,一部分用于教学,另一部分投入到对构成我们这个宇宙的微小的物质的理论研究中。在他的整个研究生涯中,他富有诗意的想象有时会把他带到许多神奇的领域:制造原子弹所需的数学,结构简单的病毒的遗传学,极端低温状态下氦的性质。使他获得诺贝尔奖的研究——量子电动力学理论,帮助物理学家更直接、更有效地解决了许多物理问题。然而,这一长串成就最初源于费曼和他的父亲在树林里的散步。

费曼:他有观察事物的一套方法。他经常说:“假设我们是火星人,我们来到地球,然后我们会看到这些奇怪的生物在做一些事情,我们会想些什么?”他会说:“比如,举个例子来说,假设我们从不睡觉,因为我们是火星人,但是我们的意识一直很清醒。我们发现,地球上这些生物每天有8个小时会放下工作,还要闭上眼睛,这期间他们或多或少变得迟钝了。我们有个有趣的问题要问他们,我们会问:‘这整个过程中你们感觉如何?你们的思想发生了什么变化?你们状况良好,能清晰地思考问题——那么这过程中发生什么事了吗?你们的思想是突然停下来的呢,还是变得越来越慢、最后停了下来呢?或者准确地说,你们是怎么停止思考的?'”后来我对这个问题思考了许多,在大学里还做了实验,我想找出这个问题的答案——在睡觉时,你的思维究竟发生了什么变化?

旁白:一开始,费曼博士是想做一个电机工程师的,他学物理,打算用它为自己和身边的这个世界服务。但是没过多久,他就意识到,其实自己更感兴趣的是现象背后的原理:那些使世间万物运转的原理,以及隐藏在宇宙运行现象背后的物理理论和数学原则。于是,他的头脑就变成了他的实验室。

费曼:小时候,我的所谓的实验室只是一个供我瞎鼓捣的地方,我做收音机、小配件、光敏电池诸如此类的小玩意儿。后来,我在大学里看到一个他们口中的实验室,我很震惊。在那里,人们要郑重其事地测量一些东西。而我在自己的实验室里,从来没有测量过什么东西,就是到处鼓捣。这就是我小时候拥有的实验室,那时候我想,这就是我以后要走的路了。在那个实验室里,我要解决这样一些具体的问题。比如说,我那时经常要修收音机,我要把电阻和一些伏特表连在一起,用这种方法来改变电流,诸如此类的事情。于是我开始去找这些公式——电学公式。我的一个朋友有一本书,上面有电学公式,显示变阻器关系的公式。书上有这些公式,比如电的功率是电流的平方乘以电压、电压除以电流就是电阻,等等,共有六七个公式。在我看来,这些公式相互有联系,它们确实不是完全独立的,这个公式可以从那个公式推导出来。于是我就换各种花样反复验证,利用从学校学到的代数知识,我明白了怎样去推导这些公式。在这过程中,我认识到了数学的重要性。

所以,我对物理相关的数学知识越来越感兴趣。不过,数学本身对我也有很大的吸引力。我这一辈子都热爱数学[……]

旁白:从麻省理工学院毕业之后,理查德·费曼去了普林斯顿大学——在麻省理工学院西南方大约400英里(约644千米)的地方,他在那里拿到了他的博士学位。也正是在那里,他做了平生第一次正式的学术报告,时年24岁。事实证明,对费曼来说,那是一次十分重要的人生经历。

费曼:在普林斯顿的时候,我给惠勒[1]教授当助手,我们一起研究出一个新理论,是关于光如何起作用,以及不同位置的原子如何相互作用。在那个时候,这是一个相当有意思的理论。因此,主持研讨会的维格纳[2]教授建议我们做一个这方面的报告。惠勒教授说我是个年轻人,之前也没有做过学术报告,这将是一个学习的好机会。所以就这样,我迎来了平生第一个学术报告。

我开始为之做准备。维格纳教授过来跟我说,他认为我们这个研究相当重要,所以他特地邀请了一些重量级的人物来参加这次报告会,这其中有泡利教授,他是从苏黎世来的访问学者、著名物理学教授;冯·诺依曼教授,世界上最著名的数学家;亨利·诺里斯·罗素,著名天文学家;还有阿尔伯特·爱因斯坦,他当时住在附近。我当时一定是吓得脸色煞白,因为他对我这样说:“不要紧张,别担心。首先,如果罗素教授打瞌睡了,你不要感到沮丧,因为他总是在研讨会上打瞌睡。如果你讲的过程中,泡利教授频频点头,你也不要得意,因为他总是在点头,他中风了。”他说了很多这样的话。这让我稍微镇定了一些,但我还是很担心。最后,惠勒教授向我保证,由他回答所有的听众提问,我只需要做好学术报告。

我清楚记得当时走进会场的感觉——你可以想象那种“人生第一次”——就像在钻火圈。我早已提前把所有的方程式都写在黑板上了,那满满一黑板的方程式!其实,人们不需要这么多的方程式……他们只想更好地理解你的想法。我记得自己走上讲台,而那些伟大的人物就坐在听众席里,真是要命!我好像还能看见当时自己的那双手,当我从文件袋里往外抽出讲稿,手那个颤抖啊!但是我一拿出讲稿,开口做报告时,情况就完全不同了——从那时起,只要是在大庭广众下做学术报告,我都很镇定自若。这种感觉真是很美妙。我只要一谈物理——我热爱它——我想也只有谈起物理时,我就不再担心我是在什么场合了,我就什么也不担心了。一切进行得很顺利。我只是尽我所能,认真介绍我们做的研究工作。我不考虑有谁在场,我只考虑我要解释的问题。然后,到了提问环节,我也没什么可担心的,因为有惠勒教授出面应对。泡利教授站了起来——他坐在爱因斯坦旁边。他说:“我认为这个理论不对,因为这个和这个原因,那个和那个原因,还有其他原因,等等。难道你不同意我的看法吗,爱因斯坦教授?”爱因斯坦回答说:“不——”这是我所听过的最美妙的“不”。

旁白:在普林斯顿,理查德·费曼明白了一件事:即使他完全生活在自己的世界里——那里全是数学和理论物理,在这之外,仍然有个世界,那个世界坚持要求他做很实际的工作。那时正值第二次世界大战,美国刚刚开始原子弹的研制工作。

费曼:就在那个时候,鲍勃·威尔逊来到我的房间,告诉我他要开始的一个项目,研究如何提炼原子弹所需的铀。他说下午3:00有个秘密会议,但是他知道,一旦我知道这个秘密的研究,就一定会参加,所以告诉我也不会有什么危险。我说:“你错了。你不该告诉我这个秘密,我不会参加的。我要回去做我自己的事情——我还有毕业论文要写。”他走出房间,甩下一句话:“我们下午3:00开会。”这会儿是早上,我来回在房间里踱步,思考一个问题:如果这炸弹捏在德国人手里会带来怎样严重的后果?我思来想去,最后认定这个研究很重要,也很带劲儿。所以我就参加了3:00的会议,同时暂停了学位论文的写作。

问题是,为了制造原子弹,你必须分离铀同位素。铀有两种同位素,其中铀235比较活跃,你得把它们分离开来。威尔逊已经发明了一种分离方案:首先把一些铀原子变成带电的离子,让它们成为离子束——在同样的能量下,这两种同位素的速度有轻微的不同。因此,如果你让它们通过一条长长的试管,其中一种同位素就会跑在另一种同位素前头,这样你就可以把它们分离开来了。这是他的计划。我那时做的是理论研究。我最初分配到的任务就是论证威尔逊设计的方案是否完全可行,究竟能不能做到。还有关于空间电荷制约的许多问题等等。经过推算,我得出结论:那是可以做到的。

旁白:尽管费曼推断威尔逊分离铀同位素的方法在理论上确实是可行的,但是最终军方还是采用了另一种生产铀235的方法。即便如此,在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的主要实验室里,仍然有许多工作等待费曼和他的高水准的理论推算能力去完成。战后,他加入了康奈尔大学的核研究实验室。如今他对他参与的原子弹研制工作怀有一种复杂的感情:他到底是做了正确的事情,还是做错了?

费曼:不,我不认为我那时的决定是个错误。我考虑了原子弹的问题,我确实认为:如果纳粹先造出原子弹,那将会非常危险。不过,我认为,我还是犯了一个错误,那就是在德国被打败后——在德国战败三四年之后,那时离我们取得胜利已经很长时间了——我们仍然在十分努力地工作。我没有停下来,我甚至没有考虑过做这项研究的最初动机已经不复存在了。那是我得到的一个教训,那就是:如果你有理由去做一件事,而且理由很充分,那么你就开始去做,但是你一定要时不时关注一下现在的情形,看看最初的动机是否还是正当的。在我做出那个决定的时候,我认为它是正确的,但是继续做下去而没有思考,那可能就错了。我不知道,如果我那时真的去考虑这个问题,可能又会发生什么事呢?也许我还是会打定主意,无论如何都要继续做下去,我不知道。但是,促使我做出最初决定的外部环境已经改变了,而我没有去考虑这一点,这确实是一个错误。

旁白:在康奈尔度过了激动人心的五年之后,像他之前和之后的许多美国东部人一样,费曼博士被加利福尼亚和加州理工学院吸引住了,那里的学术氛围同样很振奋人心。当然,还有其他原因。

费曼:首先,伊萨卡的气候不好。其次,我还蛮喜欢去夜总会之类的地方。

鲍勃·巴赫邀请我到这里来,还请我开了一系列讲座,内容就是我在康奈尔研究的那些工作。于是我就做了一些演讲,然后他对我说:“要不,我的汽车借给你开吧?”我很高兴,开着他的车,每天晚上我都去好莱坞和日落大道,在那里玩得很开心。舒适的气候和辽阔的地域,都是纽约州北部的小镇不可企及的。这两个因素最终把我带到了这里。做出这种选择,其实不难,而且我的选择也没有错。这是我又一个没有做错的决定。

旁白:在加州理工学院,费曼博士担任理论物理的理查德·查斯·托尔曼教授[3]一职。1954年,他获得了阿尔伯特·爱因斯坦奖。1962年,原子能协会授予他E.O.劳伦斯奖,奖励“他在原子能的发展、使用和控制上的卓著贡献”。最后,在1965年,他获得了科学界最重量级的奖项——诺贝尔奖。他和日本的朝永振一郎、哈佛的朱利安·施温格一起获得这个奖。对费曼博士来说,这个诺贝尔奖让他半夜里受了惊扰。

费曼:电话响了,那家伙说(他是)某家广播公司的。我被吵醒,很恼火,这是很自然的反应。要知道,你半夜被人吵醒了,当然很恼火。那家伙说;“我们很高兴地告诉您,您赢得了诺贝尔奖。”我自己心里还在腹诽——你懂的,我还在生气——当时听了也没有上心。于是我说:“你应该等到天亮了再告诉我。”于是他说:“我还以为您想知道这事。”然后,我说我在睡觉,就把电话挂了。我太太说:“什么事?”我说:“我得了诺贝尔奖。”她说:“你再编下去,别逗我了。”我常常想要愚弄她,但是从来没有得逞。每次我想戏弄她,她总能看穿,但这次她错了。她以为我在开玩笑。她以为是某个学生,某个喝多了的学生,或者另外什么人。所以她不相信我。但是10分钟之后,另一家报纸的报喜电话来了,我对那个家伙说:“好的,我已经听说了。现在,请让我清净一下吧。”说完,我就把电话摘了,我想我该回去睡觉,到8点钟再把电话接上。可是我再也睡不着了,我太太也睡不着。我起来了,在房间里走来走去,最后我又把听筒放回去,开始接电话。

这之后不久,我在一个地方坐出租车,出租车司机和我聊起我获奖这件事,我就把自己遇到的麻烦说给他听:那帮家伙一直追问我,我又不知道该怎么应对,等等。他说:“我看过你的一个访谈。我是在电视上看的。那家伙问你:‘请您用两分钟解释一下,您做了什么拿到这个奖的?’你真的说给他们听了,这真是疯了。你知道我会怎么说?‘嗨,老兄,如果我能在两分钟内解释给你听,我就没资格获这个诺贝尔奖了。'”从那以后,我就用这个来回答别人。如果有人问我,我就说:“你瞧!要是我那么容易就把这问题解释清楚喽,那它就不配拿诺贝尔奖了。”这么说其实不怎么合适,可出租车司机教我的这个回答很妙。

旁白:前面已经提到,费曼博士获得诺贝尔奖,是因为他对一个新的研究领域——量子电动力学的理论发展所做出的贡献。正如费曼对它的评价,这是“一个能解释所有其他事物的理论”。它不适用于核能或重力,但是它确实适用于电子和光子间的相互作用。它能解释电的流动方式、磁现象、X射线的产生方法及其与其他物质形式的相互作用。量子电动力学中的“量子”印证了20世纪中期的一个理论,这个理论称,环绕在每个原子核周围的电子受一定的量子状态或能级的限制。它们只能存在于某些能级上,而不可能处于两个能级之间。另外,这些量子化的能级取决于照射在原子上的光的强度和其他一些因素。

费曼:理论物理最大、最重要的一个工具是废纸筐。你得知道什么时候该放手,对吗?实际上,所有我所知道的关于电学、磁学、量子力学和其他一些东西都是在我试着构建这个理论的过程中学到的。让我获得诺贝尔奖的东西,归根到底要说到1947年,那时我想改变和修正一个普通的理论,而在这过程中遇到了一些问题,我正在设法解决它。贝特劝诫我:“如果你做的确实是正确的事情,如果你能撇掉一些事,却抓住另外一些事;如果你的做法正确,那么,你就能得到可以和实验结果相媲美的结果。”他还给了我一些建议。那时我对电动力学有相当充足的了解,在此之前,我已经尝试过用大约655种不同的形式来表述这个疯狂的理论。可以说,我知道怎么做使他得到想要的东西,知道如何用非常便利的方法来很顺利地控制并开展这项计算工作,我有很有效的手段去完成这件事情。换句话说,我有一套自己琢磨出来的方法,借助这套方法,我在旧理论的基础上逐渐构建起我自己的理论——听起来像是很自然而然的事情,而我自己好些年没有想到用这个方法——那时我就发现这个理论非常管用,我用这个(改头换面的)旧理论来处理问题,比起之前任何人都要快得多。

旁白:除了其他诸多用途,费曼博士的量子电动力学理论为我们提供了一个新的视角,它帮助我们理解把物质聚集在一起的那种力。它还让我们对转瞬即逝的、无穷小的粒子的性质有了更多一点的了解——宇宙中所有其他物质都是由这些转瞬即逝的、无穷小的粒子构成的。随着物理学家对物质本质结构的研究越来越深入,他们发现,那些看起来很简单的,实际上可能非常复杂;而那些看起来很复杂的,实际上可能非常简单。他们的工具是高能原子粉碎机,它能够把原子级的粒子轰击成越来越小的碎片。

费曼:我们观察世界,一开始的时候,我们看到很多不同的现象——风、波浪、月亮,还有其他很多东西。我们想重新解读它们。风的运动是不是很像波浪的运动?等等。渐渐地,我们发现许许多多的事物都是相似的,世界上各种现象的种类并不像我们想象的那么多。我们不仅看到了所有的现象,我们还知道了它们背后隐藏的原理,其中最有用的一个原理看来是这个:世间万物都是由一些物质构成的。比如,我们发现所有物质都由原子构成,只要了解原子的性质,我们就可以理解很多东西了。最初,人们认为原子应该很简单,但是,后来人们发现,为了解释所有的事物及现象,原子的结构应该更复杂一些,现在人们知道有92种原子。实际上,原子的种类要比这多得多,因为它们的质量各不相同。接下来的问题,是要了解各类原子不同的性质。我们发现,如果了解到原子本身也是由一些更小的东西构成的,我们就能理解原子性质的千差万别了——原子是由原子核以及围绕着原子核运动的电子构成的——各类原子的不同之处仅仅在于它们的电子数不同。在万事万物背后真正起作用的正是这个漂亮的、大一统的规则。

所有不同的原子,其实是同一样东西,只是它们携带电子数量不同。可是,原子核也不尽相同。于是我们开始着手研究原子核。我们采用卢瑟福实验等轰击原子核,立即就发现了大量不同种类的原子核。从1914年起,他们先是发现原子核很复杂,然后又意识到,假如原子核也是由一些更小的粒子构成的话,那么它们也是可以被理解的。原子核是由中子和质子构成的,这两者之间的相互作用力把它们维系在一起。为了理解原子核,我们必须对这种相互作用力有更深入一点的理解。顺便提一下,就原子本身而言,也有一种相互作用力,那是一种电作用力,我们是知道这个的。因此,除电子之外,还有一种电作用力,我们称为光子。光和电作用力被整合成为一个叫光子的东西,所以外部世界,也就是说原子核外的空间里是电子和光子。描述电子行为的理论,是量子电动力学,我就是因为研究这套理论获得了诺贝尔奖。

但是现在我们走进原子核,发现它们可能由中子和质子构成,但是,这里也有那种奇怪的作用力。接下来一个问题,是努力理解这种作用力。汤川秀树提出了各种看法,认为可能有其他类型的粒子。于是我们做了实验,设法让高能量的中子和质子互相撞击,结果确实撞击出新东西来了——就像我们让能量足够高的电子互相撞击,就会出来光子一样。这次,我们打出来的新的粒子是介子。看来,汤川秀树是对的。我们继续做实验。接下来,我们得到了无数种不同的粒子,你要知道,不只是一种光子,我们让光子和中子撞击在一起,得到了400余种不同种类的粒子——λ粒子和Σ粒子。它们各不相同。此外,还有π介子和K介子,等等。我们还碰巧制造出了μ子,但它们显然与中子和质子没有什么关系——至少比不上电子与它们的关系密切。那是一个意外的发现,我们也不知道后来它跑到哪里去了。它就像是一个电子,但是比电子又重一些。所以,我们这儿有了电子和μ子,它们与其他那些粒子之间没有强烈的相互作用——其他那些粒子我们称为强相互作用粒子,或强子。强子包括质子、中子,以及你让它们猛烈对撞后立即就能产生的所有粒子。现在的任务就是系统地试验和描述所有这些粒子的性质。这是个大工程,所有人都投入到了这项工作中去。它被称为高能物理学或基本粒子物理学。过去人们习惯叫它基本粒子物理学,但是没有人会相信400种不同的粒子都是“基本”的——它们有可能是由更基本的粒子构成的。这种可能性看起来很合理。于是,人们发明了一个名字——“夸克理论”。这个理论说,这些粒子里的某些种类,比如质子和中子等等,都是由三种叫“夸克”的东西构成的。

旁白:至今还没有人见过夸克长什么样子,这真是很遗憾,因为夸克是构成原子和分子的基本材料,而这些结构更为复杂的原子和分子则构成了宇宙万物。“夸克”这个名字是费曼的同事默里·盖尔曼在几年前随意起的。让盖尔曼博士有些吃惊的是,早于他30年前,爱尔兰小说家詹姆士·乔伊斯就已经在其著作《芬尼根守灵夜》中预见性地用到了这个名字,其关键词是“冲马克老爷三呼夸克”。费曼博士解释,更为巧合的是,构成宇宙间各种粒子的夸克目前看来确实有三种。在寻找夸克的过程中,物理学家设法将能量很高的质子和中子撞击,希望它们在撞击过程中分裂出夸克。

费曼:这些都对,但有一点让夸克理论陷入困境,夸克理论明显过于绝对化了。如果这些粒子是由夸克构成的,那么我们轰击两个质子的话,应该产生3个夸克。而事实上,在我们现在谈论的这个夸克模型中,夸克带的电荷十分奇特。我们所知道的自然界所有粒子带的电荷都是整数,通常是一个正电荷,或一个负电荷,或者不带电。但是根据夸克理论,夸克带的电荷,或是负1/3电荷,或是正2/3个电荷。如果这种粒子真的存在,它应该很明显,早就被我们观测到了,因为它经过云室时留下的气泡数目会少得多。比如一个带1/3电荷的粒子,它沿途击打的原子就应该都带有1/9的电荷——这是按照平方反比率计算的。所以和一个普通粒子相比,它沿途留下的气泡只有前者的1/9,这应该是很明显的。如果你能看到一条轻轻划过的痕迹,这就说明有问题了。他们一直在苦苦寻找这样的一条痕迹,但是至今还没有找到。这仅仅是这套理论当中一个很严重的漏洞。这也让我们感到很兴奋,它促使我们思考:我们走的路子正确吗?或者我们完全是在黑暗中瞎转悠,离找到真相还有很大的距离?或者我们已经快要接近真相了,只是还不知道怎样去把握住它?一旦我们能正确把握住它,我们就会顿时明白为什么那个实验看起来不太一样。

旁白:如果这些利用原子粉碎机和云室做的高能物理实验确实能证明世间万物都是由夸克构成的,那又有什么用途呢?我们有没有可能亲眼看到它们?

费曼:努力去弄懂强子和μ子等等,这件事在我看来,目前根本看不到什么实用价值,事实上一点儿用也没有。过去有不少这样的例子,很多人说,他们根本看不出这个研究有什么实用价值,可是后来发现这些研究都有用。还有一些人会信誓旦旦地保证,这个研究一定会大有用处。说实话,我觉得那些人很傻。我的意思是,断言某个研究永远不会有什么用处,这是件很傻的事。现在,我也准备当一回傻子,我说研究这些玩意儿压根儿不会有任何应用价值。不是吗?那么你为什么要研究这个呢?因为追求实用价值不是世人做事唯一的目的。探索世界万物是由什么构成的,这是件很有趣的事。正是出于这样的兴趣,人类的好奇心促使我们造出了望远镜。知道宇宙的年龄有什么实用价值?还有,那些遥远的类星体的爆炸跟我们有什么关系?我的意思是,整个天文学又有什么用?什么实际用处都没有,但是很有意思。所以,我探索我们这个世界也是出于这个目的,我满足的是自己的好奇心。如果说满足人类的好奇心也是一种需要,从这层意思来看,努力去满足它,这也是有实用价值的。目前我就是这么看待我们所做的研究的。我不会做出任何许诺,说它将来会有什么经济意义。

旁白:对于科学本身及其对我们的意义,费曼说他不愿意对此展开哲学探讨。然而这并不妨碍他就科学是什么和科学不该是什么样提出自己的观点,这些观点很有趣,极富启发性。

费曼:我得说,科学从它诞生之日起,就是这个样子。它致力于理解某些问题或事物,它依据的原则是:凡是发生了的就是真的,这也是判断一个理论正确与否的标准。如果李森科说,你把500代老鼠的尾巴都砍掉,之后新生的老鼠就没有尾巴了(我不知道他是不是说过这样的话,我们姑且就认为是某某先生说的)。然后你去做实验,结果不是这样的,于是我们知道那个理论不正确。这个原则就是:通过实验或经验将正确的和错误的认知区分开来。由此获得的符合这个原则的知识体系连同这个原则,就构成了科学。

除了实验,我们带给科学的,还有无数追寻普遍真理的充满智慧的尝试。所以,科学不仅仅是那些在实验中碰巧发生的,被证实为正确的理论的总和;科学也不仅仅是我们剪掉老鼠尾巴时会发生的那些事实的综合——那样的话,我们脑袋里就要装太多太多的东西了。我们已经发现了大量的普遍性原则。比如,如果这理论适用于老鼠和猫,我们就说它同样适用于其他哺乳动物;如果它也适用于植物,那么,在一定程度上,它就是生物的一个自然属性,是我们先天就有的,而不是后天形成。但是,这种推理不是几乎完全正确的,而是绝对正确的。我们后来发现,有实验证明细胞能够通过线粒体或其他东西传递遗传信息,于是我们就一边研究一边修正这理论。但所有的理论必须尽可能具有广泛性和普遍性,而且还要与实验结果保持完全一致,这才是真正的挑战。

你知道,通过实验得到一些结论——这听起来十分简单——你只需去做实验,然后看结果。但是,由于人是有弱点的生物,事实表明,做到这一点远比你想象的要困难得多。拿教育做例子,一个人看到人们教数学的方法,他说:“我有个更好的办法。我要做一个玩具计算机,用这个来教学生。”于是他找了些孩子来做实验——他找不到很多孩子来做实验,也许有人给了他一个班级来试试。他热爱这项工作,他很兴奋。他完全清楚自己要做什么。孩子们知道这是样新鲜事物,所以他们也都很兴奋。他们学得非常好,他们的算术学得比其他孩子都好。你考了一下他们——他们学的是算术,然后这就作为一个案例被记录下来:这种教学方法可以提高算术成绩。但是,这是一个个案,它没有普遍性,因为这个实验的一个前提条件是教学的人就是这种教学方法的发明人。而你真正想知道的是,如果把这个方法写进一本教师用书,供普通教师使用(你必须考虑普通的教师,实际上各地教师中,肯定有许多水平一般的教师),他们拿到这本书,然后尝试用书上介绍的方法教算术,教学效果一定会变好?换句话说,事实上,你所知道的各种各样关于教育、社会学,甚至心理学的陈述——所有这类事,我得说,它们都是伪科学。他们做了统计,据他们自己说,统计得非常仔细;他们做了实验,其实那些并不是真正的可控实验。那些实验结果,其实没有严格意义上可控实验应该具备的可复制性。他们把所有这些做成实验报告,因为做得很细致认真的科学研究都会成功,他们认为这么做,就会得到回报。我这里有一个例子。

在所罗门群岛,如许多人所知道的,岛上的原住民原本不知道飞机为何物。在“二战”期间,飞机曾降落在岛上,并给士兵们带来各种各样的好东西,所以这些岛上出现了飞机崇拜。他们仿建了飞机降落跑道,在跑道边上点上篝火模仿灯光,一个可怜的原住民坐在他修建的一个木盒子里,戴着木制的耳机,上面插着细竹竿代表天线,前后晃动着脑袋。他们还有木制的雷达罩和其他一些东西,希望借此吸引飞机给他们带来好东西。他们不过在拙劣地复制战时机场的样子,这也正是某些人干的事。而我们现在很多领域有出奇多的活动,打着科学的幌子,实质上和那些岛民的行为没有两样。举个例子,所谓的教育科学,其实根本就算不上科学。他们做了大量工作,就好像是花了大量时间雕琢出那些东西,那些木头飞机,但是这并不意味着他们真的发现了什么有价值的东西。刑罚学,监狱改革——目的是要弄清人们为什么犯罪。看着这世界——以我们现代人对这些事情的理解,我们对此看得越来越明白。对教育的理解更多了,对犯罪的理解更多了,但是考试成绩不断下滑,监狱里的犯人在不断增多。年轻人在犯罪,而我们根本不了解原因。想要以模仿科学的方式——他们现在正在用的方式,去发现事物的某些特性,这种做法就是没有效果。现在如果我们懂得如何运用科学方法,那么科学方法在这些领域是否能起作用?我不知道。在这方面,它尤其无力。也许有一些别的什么方法,比如倾听过去人们的想法和老人多年的经验,这或许是个好主意。只有当你另有一个独立的信息来源,而且你已经决定挖掘那方面的资料时,你才能不理会那些过往。对于那些已经见过和思考过这事物,并且不科学地得出了一个结论的人,如果你想忽略他们的智慧,那么你一定要留心你是在追随谁。比起身处现代社会的你,他们观点正确的概率并不比你少,而你们做出不科学的结论的概率也是一样的。

我说的这些怎么样?要做一个哲学家,我还算够格吗?

旁白:在今天的《科学的未来》这个节目里,您刚刚听到的是加州理工学院的理查德·费曼博士的访谈录音。我们采访了多位诺贝尔奖得主,制作成系列录音访谈节目。该系列访谈节目是由美国科学促进协会资助的。


[1]约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler 1911—2008),物理学家,因为发明了“黑洞”这个词,从而为大众所知。——编者

[2]尤金·维格纳(Eugene P. Wigner 1902—1995),1963年被授予诺贝尔物理学奖,以表彰他在对称性原理上的研究成果对原子核和基本粒子理论的贡献。——编者

[3]以理查德·查斯·托尔曼(Richard Chace Tolman)名字命名的教授职位。——译者