第一章　對(duì)物理學(xué)的迷戀

梅爾維爾·費(fèi)恩曼（Melville Feynman）有這樣的家事傳奇，當(dāng)他的妻子露西爾（Lucille）初次懷孕時(shí)他曾預(yù)計(jì)說：“如果是男孩，他會(huì)成為科學(xué)家?！?sup>1這個(gè)嬰兒于1918年5月11日降生在曼哈頓，取名叫理查德·菲利普斯·費(fèi)恩曼（Richard Phillips Feynman），他在紐約的法羅卡威受的教育，長(zhǎng)大后成了他那一代最偉大的科學(xué)家。他不僅以他最主要的科學(xué)貢獻(xiàn)贏得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，而且還完成了至少兩項(xiàng)也值得獲此殊榮的其他研究項(xiàng)目；他是研制原子彈的曼哈頓工程小組的領(lǐng)導(dǎo)者之一；更重要的是，他還是一位偉大的導(dǎo)師，是他鼓勵(lì)了好幾代大學(xué)生以一種新的方式去思考物理學(xué)。

梅爾維爾·費(fèi)恩曼理應(yīng)分享這些榮譽(yù)，是他從很早就設(shè)法引導(dǎo)兒子用“科學(xué)”的方式去思考。當(dāng)孩子還在坐高腳童椅時(shí)，梅爾維爾就用收集到的彩色浴室花瓷片和他做游戲。起初，游戲中只是用花瓷片不管順序地立著擺成一排，然后再推倒，就像玩多米諾骨牌那樣；可是沒多久他們就改為拼圖案，也許是兩塊白瓷片接一塊藍(lán)的，然后再擺兩塊白的和一塊藍(lán)的，就這樣玩下去。父母、家人和親友都稱小費(fèi)恩曼為里蒂（Ritty）或里奇（Richy）。在那些游戲中，他的父親有意識(shí)地開始嘗試讓小里蒂思考圖形及其基本的數(shù)學(xué)關(guān)系，他也很快就變得非常擅長(zhǎng)做這個(gè)游戲了。²

梅爾維爾用各種淺顯的方法鼓勵(lì)他的兒子對(duì)科學(xué)的興趣，他買了一套《不列顛百科全書》（Encyclopaedia Britannica），還帶里蒂去參觀美國(guó)自然歷史博物館，如此等等。梅爾維爾正是運(yùn)用普通的知識(shí)來源作為推斷的起始點(diǎn)，使得枯燥的材料變得生動(dòng)有趣，從而使理查德清楚地意識(shí)到科學(xué)的神奇和魅力。當(dāng)百科全書提到早已滅絕的恐龍有“25英尺（7.62米）高”，有個(gè)“6英尺（1.83米）寬的頭”時(shí)，梅爾維爾就停下朗讀來解釋這是什么意思，他打比方說，如果恐龍站在法羅卡威的院子前邊，它就能夠通過二層樓的窗戶看到房子里面，可是它的頭太大了，沒法伸進(jìn)窗戶。

理查德和父親的關(guān)系的這種特殊之處，以及梅爾維爾用以鼓勵(lì)小費(fèi)恩曼迷戀科學(xué)的特殊方法，在理查德·費(fèi)恩曼津津樂道的他父親的兩件軼事中顯得益發(fā)精彩。

第一件事要追溯到在卡茨基爾山避暑。一些家在紐約的人為了躲避城市的炎熱舉家來到這里，母親和孩子們會(huì)在這里住上幾周，而父親還要留在城里工作，只有周末才能來此地與家人團(tuán)聚。每當(dāng)周末在樹林里慢悠悠地散步時(shí)，梅爾維爾總是借助他看世界時(shí)所用的典型的迂回方式，向理查德講述許多自然的奇跡。因此，有一次當(dāng)另一個(gè)孩子指著一只鳥問理查德是否知道它的名字時(shí)，他只能回答不知道。那個(gè)孩子得意地叫出了鳥的名字，并嘲笑說：“你父親什么也沒教給你?！薄叭欢?，”費(fèi)恩曼告訴我們，³“恰恰相反?！彼母赣H曾指著那種鳥說：

看見那只鳥了嗎？那是一只短雉囀鳴鳥（我知道他并不知道鳥的真名）。意大利語中稱為“楚托·勒皮提達(dá)”，西班牙語中稱為“波姆·德·陪達(dá)”，中文中稱為“鐘龍塔”，日語中稱為“卡塔諾·泰克達(dá)”。你可以知道這種鳥在世界各種語言中的名稱，但知其然而不知其所以然，關(guān)于這種鳥本身你其實(shí)一無所知。你知道的只是不同地方的人如何稱呼這種鳥而已。因此，讓我們來看看它在干什么。那才是最重要的。

因此從很小的時(shí)候起，理查德就已懂得了知道某件事的名稱與了解這件事本身的區(qū)別。幾年后他在研究生院?jiǎn)栆晃粓D書管理員哪兒能找到“一幅貓圖”，卻同樣被她對(duì)這種簡(jiǎn)單請(qǐng)求的茫然不解的反應(yīng)所困惑時(shí)，更加深了這種感覺。很多年以后，實(shí)事求是地講述這件事，還能使人對(duì)費(fèi)恩曼的童年以及成長(zhǎng)有個(gè)基本的了解。在費(fèi)恩曼去世前不久，拉爾夫·萊頓和他談起這件事時(shí)問他：“這些都是有關(guān)你父親的，那么你母親又教了你什么呢？”費(fèi)恩曼答道：“我母親教我懂得了我們能得到的最好的理解就是笑聲和同情?！?sup>4

第二件事發(fā)生在理查德童年時(shí)，有一次他在玩小推車時(shí)偶然注意到落在車中的小球的奇怪行為。當(dāng)他向前推小車時(shí)，球會(huì)向車后滾。他問父親為什么會(huì)發(fā)生這樣的事，得到的是這樣的回答：

沒人知道這是為什么。普遍的原理是運(yùn)動(dòng)的東西有保持運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，靜止的東西有保持靜止的趨勢(shì)，除非你用力去推它們。這種趨勢(shì)被稱為“慣性”，但沒人知道為什么會(huì)如此。

這代表了對(duì)物理學(xué)的本質(zhì)和對(duì)世界的本質(zhì)的一種深刻的見解，正是類似這樣的例子，日后一直激勵(lì)著費(fèi)恩曼對(duì)每一件事提出疑問，去探尋最基本的真理，他從不僅僅因?yàn)橛行┻^程已被標(biāo)明就認(rèn)為已經(jīng)理解了過程的本身。

然而梅爾維爾教育兒子的方法還有另一特點(diǎn)，后來費(fèi)恩曼講述自己的軼事時(shí)就經(jīng)常反復(fù)用這種方法來突出他生活中最重要的事。為了形成某個(gè)正確的觀點(diǎn)，故事的每一細(xì)節(jié)不必完全“真實(shí)”。正如費(fèi)恩曼自己所說，他完全知道梅爾維爾描述的那只鳥其實(shí)并不叫“短雉囀鳴鳥”，所說的鳥的那些外國(guó)“名字”也全是胡編。然而他明白，這并沒有關(guān)系，實(shí)際上故事的主要論點(diǎn)是說名字并不重要，因此，如果梅爾維爾愿意叫這只鳥為短雉囀鳴鳥，那么，他完全可以這樣做。對(duì)于理查德·費(fèi)恩曼本人的故事，往往就應(yīng)該這樣去理解，只要最重要的信息是正確的，細(xì)節(jié)和強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)可以為增強(qiáng)故事的效果而有所調(diào)整。瓊·費(fèi)恩曼的哥哥并沒有說謊，作為一個(gè)偉大的演說者，他只是以最有啟發(fā)性的方式來講述故事。正如在講述父親的故事時(shí)費(fèi)恩曼所說的：“我知道這并不是非常準(zhǔn)確的，但如果你明白我的意思，其實(shí)他所講的故事的本質(zhì)是完全準(zhǔn)確的?！?sup>5我們也可以這樣來看待費(fèi)恩曼本人的故事，比如當(dāng)他逐字逐句地引用童年時(shí)代與父親的對(duì)話時(shí)，好像他已完全回憶起來似的，而實(shí)際上他只是組織一些與他所記起的那些場(chǎng)合相符的對(duì)話而已。理查德·費(fèi)恩曼的軼事的本質(zhì)內(nèi)涵比在20世紀(jì)20年代的某一個(gè)特別的日子里他究竟說了什么這類瑣事具有更深刻的意義。

如果說理查德從父親那里學(xué)會(huì)很多對(duì)于科學(xué)和世界如何思維的方法，而不僅是積累了一些科學(xué)知識(shí)，那么梅爾維爾又是從哪里學(xué)到這種思維方式的呢？梅爾維爾的父親，也就是理查德的祖父，對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)思想也明顯地感興趣，因此在某種程度上至少可以說在這個(gè)家庭里有著科學(xué)的傳統(tǒng)。這一點(diǎn)給我們所有的人以很大的希望，即使我們不奢望成為另一個(gè)理查德·費(fèi)恩曼，即使我們并不掌握職業(yè)科學(xué)家所需要懂得的詳盡的數(shù)學(xué)知識(shí)，至少我們可以期望成為梅爾維爾·費(fèi)恩曼，去理解自然和熱愛自然，并把這種對(duì)自然的熱愛傳給下一代。無論是理查德的父親還是他的祖父，都沒有機(jī)會(huì)把他們的興趣愛好發(fā)展成為職業(yè)。

梅爾維爾出生于1890年，他是雅各布·費(fèi)恩曼（Jakob Feynman）和安妮·費(fèi)恩曼（Anne Feynman）的兒子，立陶宛猶太人，一段時(shí)間住在白俄羅斯的明斯克，1895年移居美國(guó)。他們定居在長(zhǎng)島的帕喬格，梅爾維爾最初在家里接受教育，師從他的父親（日后他自己同理查德之間也是如此），后來上了地方的中學(xué)。他想成為一名醫(yī)生，但家里不能支付他足夠的教育費(fèi)用以滿足他的志向，因此他進(jìn)入一所學(xué)院去學(xué)習(xí)順勢(shì)療法醫(yī)學(xué)。就是這樣的學(xué)習(xí)，在經(jīng)濟(jì)上也難以支持，梅爾維爾只得離開學(xué)院，去從事其他職業(yè)，但都沒有取得特別的成功。盡管如此，他也總是設(shè)法保持家里在經(jīng)濟(jì)上能應(yīng)付自如，甚至在大蕭條時(shí)期也是如此。最后他專門做服裝生意，這使得理查德有了足夠多的機(jī)會(huì)直接了解由制服所代表的職權(quán)和穿制服的脆弱的人之間的區(qū)別。費(fèi)恩曼回憶道，一次他父親給他看報(bào)紙上一張教皇的照片，照片上人們?cè)诮o教皇鞠躬。“這個(gè)人和其他人有什么區(qū)別嗎？”梅爾維爾問理查德，接著他馬上答道，“區(qū)別只在于他戴的帽子。而在別的方面，此人和其他人一樣有著相同的問題：他吃飯、他洗澡，他也是人。”⁶

露西爾·菲利普斯，即理查德·費(fèi)恩曼的母親，她的父母都是在童年時(shí)代就來到了美國(guó)。她的外祖父（理查德的曾外祖父）是個(gè)波蘭猶太人，在19世紀(jì)60年代和70年代他曾卷入反俄運(yùn)動(dòng)，被監(jiān)禁并被判處死刑，后來逃跑并設(shè)法來到美國(guó)，不久他的幾個(gè)孩子也來此與他團(tuán)聚。他的大女兒約翰娜·赫林斯基（Johanna Helinsky）和他一起開鐘表修理店，這家店開在紐約的下東區(qū)，正是在這兒約翰娜遇到了未來的丈夫，理查德·費(fèi)恩曼的外祖父。

亨利·菲利普斯（Henry Phillips）生于波蘭，從小失去父母，在他被送到美國(guó)去淘金之前，有一段時(shí)間在英國(guó)孤兒院度過，在那兒他才有了自己的名字。和許多處境相同的移民不同，靠他的樸實(shí)，亨利·菲利普斯真的創(chuàng)業(yè)成功了。最初他背一個(gè)包挨門挨戶賣針線，后來和約翰娜一起成功地做起女帽及婦女頭飾生意，生意一直很興旺，直到第一次世界大戰(zhàn)末帽子生意開始不景氣才改行。亨利是在一次修表時(shí)結(jié)識(shí)約翰娜的，他走進(jìn)表店，驚喜地發(fā)現(xiàn)有位年輕漂亮的姑娘正在修表。不久他們就結(jié)婚了，接著一起做生意，在帽子生意很成功的那個(gè)時(shí)候，他們搬到上東區(qū)第92街去住。1895年，露西爾·菲利普斯（五個(gè)孩子中最小的一個(gè)）就出生在那里。⁷后來他們?nèi)野岬介L(zhǎng)島南端的法羅卡威的一套帶大花園的房子居住，那兒當(dāng)時(shí)是昆斯縣的一個(gè)半田園式的社區(qū)。

作為成功商人的女兒，露西爾到倫理文化學(xué)院上學(xué)［9年后，羅伯特·奧本海默（Robert Oppenheimer）也在此上學(xué)］，想成為一名幼教教師。但她高中剛剛畢業(yè)，當(dāng)時(shí)只有18歲，就遇到了梅爾維爾·費(fèi)恩曼；他們馬上就相處得很好，他幾乎是立即就向她求婚了。她父親不同意她這么早就結(jié)婚，因此只得等到1917年她21歲以后。開始，這對(duì)新婚夫婦住在上曼哈頓；婚后一年，理查德·菲利普斯·費(fèi)恩曼就在當(dāng)?shù)氐囊患裔t(yī)院里出生了。

如果說使兒子成為一位科學(xué)家梅爾維爾至少作出了部分貢獻(xiàn)，那么露西爾同樣以她的幽默、溫和與同情給了他很大影響。瓊·費(fèi)恩曼感到，在有關(guān)費(fèi)恩曼傳奇的很多版本里，她母親的角色被輕描淡寫了，說的都是父親把年輕的里蒂引向了科學(xué)，而母親只是藏在父親的身影里。也許這是可以理解的，至少?gòu)臄⑹鲞@些傳奇的觀點(diǎn)來看是這樣的。畢竟，我們中很多人的母親都很有幽默感和同情心，而父親卻很少有像梅爾維爾·費(fèi)恩曼這樣的，因此在故事中他的角色乍一看似乎更有趣、更值得驕傲。但若沒有露西爾的影響，理查德·費(fèi)恩曼也許已成為常規(guī)的、枯燥的學(xué)究，而不是保險(xiǎn)柜的開啟者和敲邦戈鼓的傳奇人物。畢竟，是幽默感與“我們所能得到的最好的理解就是笑聲和同情”⁸這種明智見解的融洽而又科學(xué)的結(jié)合，才使得費(fèi)恩曼如此獨(dú)特。這種結(jié)合在他父母各自的身上是找不到的，只有把他們聯(lián)系在一起才有如此效果。如果還需進(jìn)一步證明露西爾對(duì)兒子的影響，那么，她還是個(gè)擅長(zhǎng)講故事的人。瓊回憶說：

每當(dāng)晚上理查德從學(xué)院回到家中，他和母親會(huì)坐在餐桌邊一直聊下去。我和父親笑得肚子都疼了，求他們可憐我們，可他們還是不停地說著，直到我從椅子上掉下來簡(jiǎn)直要摔到地板上為止。⁹

露西爾良好的幽默感和同情心也經(jīng)歷過嚴(yán)峻的考驗(yàn)。早在1924年，當(dāng)理查德5歲時(shí)，她有了另一個(gè)兒子，叫亨利·菲利普斯·費(fèi)恩曼，在那年的1月24日出生，只活了一個(gè)月零一天，2月25日就夭折了。直到理查德9歲時(shí)妹妹瓊才出生，但這并不意味著9歲前他過著像其他“獨(dú)生子”那樣的生活。

費(fèi)恩曼很小的時(shí)候，他家搬了幾次，后來在法羅卡威住下來，和露西爾的姐姐珀?duì)枺≒earl）全家同住在外祖父的房子里。珀?duì)柤矣袀€(gè)兒子叫羅伯特（Robert），比理查德大3歲，一個(gè)女兒叫弗朗西斯（Frances），比他小3歲，因此在這個(gè)大家庭的表兄妹中他年齡居中，他們像親兄妹般相處。由于經(jīng)濟(jì)原因他們需要合住。珀?duì)柕恼煞蚶瓲柗颉けR因（Ralph Lewine）做襯衫生意，但他的生意從沒像梅爾維爾那樣成功過。費(fèi)恩曼家并不窮，但也不像露西爾的父母那么富裕，瓊·費(fèi)恩曼回憶，經(jīng)濟(jì)上他們總是自如的，在整個(gè)大蕭條時(shí)期也很順利。這樣密切地生活在一起往往并不容易，至少對(duì)兩家的大人是如此（當(dāng)然，亨利·菲利普斯傳下來的這套房子實(shí)際上是一種提示，即梅爾維爾和拉爾夫兩人都不如岳父取得的成就大）。瓊出生不久，理查德10歲的時(shí)候，費(fèi)恩曼家搬到鄰近的錫達(dá)赫斯特鎮(zhèn)，幾年后他們又不得不搬回來。盡管亨利·菲利普斯的兩個(gè)女婿事業(yè)上都不像他本人那樣成功，但兩個(gè)家庭都能比較舒適地度過大蕭條時(shí)期，這多少還得感謝他們從岳父那兒繼承來的這套房子。瓊記得她曾有“從紐約的高檔商店買來的漂亮衣服”，每天還有女傭來打掃房間和洗燙衣物?！皯?zhàn)前，我們每年都有一輛新車（通常是一輛奧爾茲莫比爾）?！?sup>10

就連梅爾維爾這個(gè)最反對(duì)傳統(tǒng)觀念不愿與習(xí)俗為伍的人也有一個(gè)盲點(diǎn)。事實(shí)上，他鼓勵(lì)理查德對(duì)科學(xué)感興趣，卻從未嘗試過激發(fā)瓊對(duì)科學(xué)的熱情。在20世紀(jì)30年代，一個(gè)女孩子能成為一個(gè)科學(xué)家，這簡(jiǎn)直是不可思議的，即使是對(duì)梅爾維爾·費(fèi)恩曼這樣心胸豁達(dá)的人也是如此。然而，無論怎樣瓊真的成了一名科學(xué)家，最終她在帕薩迪納著名的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室從事空間科學(xué)的研究，恰恰成了梅爾維爾曾經(jīng)期望里蒂應(yīng)該成為的那種科學(xué)家。這全從她聽到梅爾維爾和理查德談?wù)撃切┯腥さ氖虑殚_始，過后她會(huì)用這些偶然聽到的事情問她哥哥。很快，她的哥哥也用父親的方式向她解釋他從父親那里所學(xué)到的東西，他從小就成了一個(gè)講科學(xué)故事的人（盡管聽眾只有一個(gè)）。¹¹同樣，瓊對(duì)哥哥的發(fā)展也有影響，并喜歡以“理查德·費(fèi)恩曼的第一個(gè)學(xué)生”自詡。¹²

從瓊還是個(gè)嬰兒起，理查德就負(fù)責(zé)照顧她。在嬰兒車?yán)锼陀^察理查德和他的朋友一起修補(bǔ)那些收集來的電線、電池以及其他有關(guān)電的零碎東西，這被他們稱為“實(shí)驗(yàn)室”。當(dāng)時(shí)家里有一條狗，有時(shí)教它做一些小把戲，理查德相信他妹妹比狗聰明，應(yīng)該能把小把戲做得更好。為了給朋友們留下深刻印象，他決定教她學(xué)算術(shù)，當(dāng)她做對(duì)時(shí)就允許她拽他自己的頭發(fā)，以此來鼓勵(lì)她學(xué)下去。瓊至今還記得，她3歲時(shí)，站在有欄桿的童床里“興奮地拽住理查德的頭發(fā)”，只因她學(xué)會(huì)了2加3。

瓊大些時(shí)仍做這些功課。5歲時(shí)，她成了實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)薪水的助手，做些零活，每周掙2分錢。有時(shí)還作為魔術(shù)師的助手，把她的手指伸進(jìn)一個(gè)小的火花縫隙，忍受一個(gè)適度的電擊，這使理查德的朋友們大為驚詫。再也沒有別的軼事更能說明他們之間的關(guān)系了；帶有崇拜英雄色彩的妹妹明白哥哥是從不會(huì)傷害她的，確信他會(huì)把這種電擊保持在只有輕微不舒服的程度。盡管在不知情者看來，當(dāng)火花躍過縫隙時(shí)就是不放手指在那兒都很可怕。和經(jīng)濟(jì)報(bào)酬一樣，作為回報(bào)，理查德會(huì)給她介紹世界的奇妙，指星星給她看；為證明離心力而將一杯水杯口從朝上到朝下旋轉(zhuǎn)一個(gè)弧形，而讓水一滴也不灑出來（除了那難忘的偶爾一次，杯子從他手里滑出來，飛到房子的另一頭去了）。

有一件理查德指給她看的事生動(dòng)地留在瓊的記憶里。她回憶道，當(dāng)時(shí)家里的生活非常有規(guī)律，比如入睡的時(shí)間等都有嚴(yán)格的規(guī)定。作為家中最小的孩子，她要最早上床睡覺?？墒怯幸惶?，那時(shí)她大約4歲，13歲的哥哥被許可叫醒她。他告訴她有件奇妙的事要她看，他把她帶到外面，在附近的一個(gè)高爾夫球場(chǎng)中間，還沒來得及叫她往天上看，她自己就看到了北極光。

然而使瓊成為科學(xué)家的真正轉(zhuǎn)變是在她14歲的時(shí)候，理查德當(dāng)時(shí)是普林斯頓的研究生。瓊很早就對(duì)天文學(xué)感興趣，可是實(shí)際上母親曾告訴過她女子的大腦達(dá)不到從事科學(xué)工作的程度。¹³而當(dāng)她14歲生日時(shí)，理查德送給她一本有關(guān)天文學(xué)的大學(xué)教科書，當(dāng)她認(rèn)為這本書對(duì)她來講太難沒法看懂時(shí)，理查德讓她堅(jiān)持看下去?！澳銖念^讀，盡量往下讀直到你一竅不通時(shí)，再?gòu)念^開始，這樣堅(jiān)持往下讀直到你全能讀懂為止?！?sup>14用這種方法堅(jiān)持讀下去，她取得了穩(wěn)步的進(jìn)展。后來，她讀到了第407頁，其中有一張圖，顯示了一顆星的部分光譜。圖注認(rèn)為獲得這些信息的天文學(xué)家是有成就的，這位天文學(xué)家是賽西莉亞·佩恩-加波施金（Cecilia Payne-Gaposhkin），她是位女士！“秘密找到了：這是可能的！從那一天起，我可以把自己的興趣認(rèn)真地放到科學(xué)上了?！?sup>15

“家庭的激勵(lì)，對(duì)物理學(xué)的強(qiáng)烈熱愛，使我自然地認(rèn)為這非常完美?！杯偦貞浾f，“來自哥哥和爸爸身上的這種激勵(lì)，充溢我的家庭且無時(shí)不在，我正是伴隨著這種激勵(lì)成長(zhǎng)起來的。科學(xué)變成了我要做的事情?！?sup>16然而她敬畏理查德從不比其他小妹妹們敬畏她們的哥哥們更甚?！澳愀绺?，他是你哥哥。你不要以為他具有特殊的才華?！焙髞硭耪J(rèn)識(shí)到，這個(gè)家庭對(duì)科學(xué)的興趣確實(shí)與眾不同?！爱?dāng)我還是小孩時(shí)我們就對(duì)相對(duì)論感興趣，因此，我們和其他許多家庭是不同的?！?/p>

瓊得到固體物理學(xué)博士學(xué)位后，也就是里蒂帶她看極光的20年以后，她又對(duì)極光產(chǎn)生了興趣。她對(duì)此工作很喜歡，并且想把這些告訴理查德。她想告訴他的最后一件事就是，她盼望在聰明的哥哥把問題解決之前由她自己全部搞明白。于是她去找到哥哥并且提議，把整個(gè)宇宙分開，如果哥哥同意不研究極光，那她可以把其他所有的事全留給哥哥研究。理查德同意了。

然而在20世紀(jì)80年代，有一次理查德去阿拉斯加訪問，人們讓他參觀專門研究極光的天文臺(tái)。他表示對(duì)這個(gè)還沒人能解決的問題很感興趣，于是有人問他，為什么他自己不做些這方面的研究?！拔液芟胱?，”費(fèi)恩曼回答，“可是不行，我必須信守我對(duì)妹妹的諾言?！?/p>

不久，在一次極光專家會(huì)議上，一位阿拉斯加的研究者找到瓊問，她的哥哥是不是在開玩笑。她說，不是開玩笑，故事是真的。理查德從阿拉斯加返回加利福尼亞后，請(qǐng)求妹妹允許他做極光方面的工作，這次她讓步了。真是一諾千金，在極光研究上，他讓給瓊30年。¹⁷

理查德第一次把極光指給妹妹看時(shí)，他剛開始上中學(xué)，那是在1931年秋天。那時(shí)，不論在校內(nèi)還是在校外，他都被看成是聰明不過的孩子。在錫達(dá)赫斯特的那幾年里，他開始有意識(shí)地發(fā)展對(duì)科學(xué)的興趣，在住宅的地下室他獲準(zhǔn)有一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在那兒他可以用化學(xué)藥品做實(shí)驗(yàn)。錫達(dá)赫斯特的學(xué)校對(duì)學(xué)科學(xué)的人來說簡(jiǎn)直是浪費(fèi)時(shí)間。只在八年級(jí)（小學(xué)的最后一年級(jí)）才教些東西，費(fèi)恩曼從那兒學(xué)到的唯一的知識(shí)是1米等于39.37英寸。然而，在算術(shù)方面卻大不相同。他總是“被視為小學(xué)里的算術(shù)神童”，在10—11歲時(shí)，他曾被請(qǐng)到其他班講解他做減法的方法，老師認(rèn)為這種方法對(duì)小孩子來說非常簡(jiǎn)潔。¹⁸

在小學(xué)的最后一年，理查德有了他最初的科學(xué)交往。他有個(gè)牙醫(yī)，總是不厭其煩地回答他有關(guān)牙齒是怎么工作的問題，牙醫(yī)成了他心目中的“科學(xué)家”。他還試著從公共圖書館中的幾本有關(guān)科學(xué)新進(jìn)展（第二章中會(huì)更多地談及這些進(jìn)展）的普及書中努力學(xué)習(xí)。盡管牙醫(yī)并不是真正的科學(xué)家，但他意識(shí)到理查德對(duì)科學(xué)的興趣決不是一時(shí)的心血來潮。牙醫(yī)的另一名患者，萊蘇爾（William LeSur），雖是法羅卡威中學(xué)的英語教師，卻在那兒幫助科學(xué)教學(xué)，牙醫(yī)把這個(gè)孩子的興趣告訴了他。結(jié)果，萊蘇爾邀請(qǐng)理查德每周去參觀一次那個(gè)中學(xué)，下課后一邊把實(shí)驗(yàn)室打掃干凈，一邊在其中轉(zhuǎn)悠著看。通過這種交往，理查德遇到了中學(xué)里真正的化學(xué)教師，該校的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)人巴恩斯（Edwin Barnes），在理查德幫他清洗儀器時(shí)，他給理查德講與科學(xué)有關(guān)的東西。

如果說理查德并沒有從錫達(dá)赫斯特的教師那兒學(xué)到什么科學(xué)的話，那么正是在那兒的時(shí)候，他從一位新朋友萊昂納德·毛特納（Leon-ard Mautner）那兒知道了原子。是他向理查德講解了如果不斷地把一個(gè)物體越分越小將會(huì)發(fā)生什么情況。對(duì)受過科學(xué)教育的人來說這是不足為奇的，但對(duì)費(fèi)恩曼，這卻是他生活中的一個(gè)轉(zhuǎn)折。30年后，他在他著名的《講演錄》（Lectures）中說道：

如果在某種大變動(dòng)后所有的科學(xué)知識(shí)將不復(fù)存在，而只有一句話能流傳后世，那么，什么樣的敘述能以最少的詞語包涵最多的信息呢？我相信這就是世間萬物都由原子組成的原子假說（或叫原子事實(shí)，或其他隨你怎么叫的名字），原子這種永恒運(yùn)動(dòng)著的小粒子，當(dāng)它們彼此遠(yuǎn)離時(shí)互相吸引，彼此靠近時(shí)就互相排斥。從這句話中，只要用一點(diǎn)點(diǎn)想像力和思考，你就會(huì)明白其中包涵了有關(guān)這個(gè)世界的極為大量的信息。¹⁹

童年的理查德·費(fèi)恩曼（和成年后一樣）極具想像力和思維能力。在他最愛提到的一件往事中，他講述了在錫達(dá)赫斯特時(shí)他學(xué)習(xí)修理收音機(jī)的事。當(dāng)時(shí)收音機(jī)是很簡(jiǎn)單的，在法羅卡威時(shí)，他就開始自己組裝收音機(jī)，后來在家里還修一些有毛病的收音機(jī)。事情傳開了，朋友和熟人都不再花錢去請(qǐng)專門的修理工而是請(qǐng)費(fèi)恩曼到家里來。故事的關(guān)鍵在下面。一次一位陌生人請(qǐng)他修收音機(jī)，這個(gè)收音機(jī)一開開關(guān)就發(fā)出很大的噪音，但等管子熱起來噪音就沒有了。小費(fèi)恩曼走來走去，想搞清楚到底是怎么一回事，此時(shí)收音機(jī)的主人卻越來越感到焦慮，抱怨自己怎么這么傻，居然請(qǐng)這么個(gè)小孩兒來做本該是大人才能做的事。于是他問費(fèi)恩曼在干什么，孩子答道：“我在思考?！?/p>

最后，經(jīng)過仔細(xì)的考慮，孩子明白了，也許把收音機(jī)中的兩個(gè)管子的順序顛倒一下問題就能解決。他對(duì)換了這兩個(gè)管子的位置，再打開開關(guān)，收音機(jī)果然正常工作了。收音機(jī)的主人喜出望外，完全轉(zhuǎn)變了對(duì)這位少年天才的看法，又請(qǐng)他做了許多事，還告訴所有的朋友：“他是通過思考來修理收音機(jī)的?！?sup>20

故事并不是想說明成年的費(fèi)恩曼有些自負(fù)，也不是在夸耀他少年時(shí)的成就，而是通過這個(gè)真實(shí)的故事強(qiáng)調(diào)富有想像力的思維的重要性，另外還告訴我們通常情況下該怎樣解決各種問題。從另一方面講，有這樣的人，他反對(duì)費(fèi)恩曼所做的嘗試（至少是反對(duì)這種嘗試的方式），但一旦這樣的做法有效，他就會(huì)完全轉(zhuǎn)變態(tài)度，變?yōu)閹缀跏橇钊穗y為情的熱情。因此，當(dāng)你堅(jiān)信自己正確時(shí)，就應(yīng)有信心去面對(duì)反對(duì)意見，以你認(rèn)為正確的方式去做。故事還告訴了我們有關(guān)費(fèi)恩曼性格的另一側(cè)面，即他從不放棄。面對(duì)任何難題，從鄰居家的壞收音機(jī)到量子力學(xué)的基本性質(zhì)，只要還沒有解決他就決不罷休（當(dāng)然，除了他答應(yīng)過妹妹的不去研究的領(lǐng)域）。

在中學(xué)時(shí)也是如此。比如，年長(zhǎng)的學(xué)生會(huì)拿一些在高年級(jí)數(shù)學(xué)中才有的棘手幾何學(xué)難題給他，他總能解答出來——這樣做并非是出于要討好那些大男孩，而是因?yàn)樗荒芸咕苓@種挑戰(zhàn)。實(shí)際上，數(shù)學(xué)天才的這種名聲在社交上確實(shí)對(duì)他有益。對(duì)于球類運(yùn)動(dòng)，這通常被視為是一種有“男子氣概”的消遣，他對(duì)此無能為力；他在女孩子面前又顯得很靦腆，常擔(dān)心被人視為“女人氣的男人”。在《你干嗎在乎別人怎么想》（What do You Care What Other People Think？）一書中，他這樣描述自己的“癡呆”：有一群孩子在打球，他經(jīng)過時(shí)球恰好飛出來滾到他這個(gè)方向，那些人希望他把球拾起來扔回去。此時(shí)，球卻從他手里飛到其他地方去了，惹得所有人都大笑。盡管如此，他對(duì)那些大男孩來說太有用了，他們并不會(huì)從他的不足之處尋開心來疏遠(yuǎn)他。

理查德總是借助于那些從基本原理推導(dǎo)出來而加以發(fā)揮的技巧，用自己的方式來解決這些幾何難題以及所有其他問題。這一部分是出于自覺，一部分來自于梅爾維爾對(duì)他的指導(dǎo)，即對(duì)任何事情，不管告訴你的人多么有名，不要僅僅因?yàn)閯e人告訴你是這樣你就相信的確是這樣，這種態(tài)度貫穿費(fèi)恩曼科學(xué)生活的始終。和朋友毛特納一起，但更多地是靠他自己，他推導(dǎo)出了歐幾里得幾何學(xué)的絕大多數(shù)規(guī)則?！拔蚁胝业焦?，”1988年他對(duì)梅赫拉（Jagdish Mehra）說，“我并不在乎希臘人甚至是巴比倫人是否已經(jīng)得到了，那些事我沒有興趣。這是我的難題，從中我得到了樂趣?！?/p>

費(fèi)恩曼非常幸運(yùn)，在從學(xué)校里接觸到代數(shù)之前他就用自己的方式學(xué)會(huì)了它。他的表兄羅伯特就是不能掌握代數(shù)，還請(qǐng)了家庭教師來輔導(dǎo)。費(fèi)恩曼被允許在家教課上聽講，他很快就明白了代數(shù)中的問題就是在一個(gè)方程中求出未知變量x的值。當(dāng)羅伯特還在用學(xué)校中記住的法則死記硬背地掙扎時(shí)，費(fèi)恩曼就意識(shí)到，只要答案是正確的，你究竟是怎樣得到這些答案的則無關(guān)緊要。小學(xué)畢業(yè)前，理查德就已學(xué)會(huì)了如何解聯(lián)立方程組，聯(lián)立方程組就是兩個(gè)方程中有兩個(gè)未知量，如：

要求出x和y兩者的值（此處x＝3，y＝4）。后來他又給自己出了四個(gè)方程四個(gè)未知數(shù)的題目。

令人大為吃驚的是，理查德在中學(xué)里學(xué)到代數(shù)學(xué)的時(shí)候，他對(duì)所要學(xué)的東西厭煩得簡(jiǎn)直要哭出來。他沉默了一段時(shí)間，然后告訴老師他已經(jīng)知道老師將要給這個(gè)班學(xué)生講的東西。作為測(cè)試，數(shù)學(xué)部的負(fù)責(zé)人出了一道題讓他解答，對(duì)他來說這道題的確很難，但是他觸到了問題的核心，這使老師明白他確實(shí)懂得代數(shù)學(xué)的一些知識(shí)。因此他被安排到這門課的一個(gè)特別班中，班中的學(xué)生是有過不及格而重修這門課的。該班教師莉蓮·穆爾（Lillian Moore）是個(gè)非常靈活的人，足以應(yīng)付理查德的早熟。在這兒，他遇到了一類新問題。穆爾小姐讓班里的學(xué)生解2

x＝32這個(gè)方程，沒人知道從何入手，他們沒有解這類問題的一套法則?？墒抢聿榈虏⒉恍枰惶追▌t，他直接得出方程的解是x＝5，因?yàn)?個(gè)2相乘等于32。這種事對(duì)理查德來講是不言自明的，可對(duì)班里的其他人并非如此，這個(gè)事實(shí)正是證明他和班里其他學(xué)生的確不同的一個(gè)最初跡象。

當(dāng)理查德成為學(xué)校數(shù)學(xué)代表隊(duì)的明星在“校際代數(shù)聯(lián)盟”中與紐約其他中學(xué)競(jìng)賽時(shí)，這種與眾不同之處就表現(xiàn)出來了。代數(shù)代表隊(duì)會(huì)到不同的學(xué)校和那里的數(shù)學(xué)神童進(jìn)行比賽。每個(gè)隊(duì)有5個(gè)隊(duì)員，他們的問題要用現(xiàn)在稱為橫向思維的方式去解答，并且有嚴(yán)格的時(shí)間限制——一般是45秒。每個(gè)隊(duì)員獨(dú)立完成，他可以在他面前的紙上寫他想寫的任何東西。至關(guān)緊要的是在時(shí)限到來之前，每個(gè)選手必須在紙上把他認(rèn)為是正確答案的那個(gè)號(hào)碼畫上一個(gè)圈。問題是直接選擇的，因此即使“用書上的法則”可以解答，但在有限的時(shí)間里也幾乎不可能做完；但你一旦發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)便算法（或用你自己發(fā)明的簡(jiǎn)便算法）就非常容易。費(fèi)恩曼經(jīng)常贏得這些比賽，寫下他的號(hào)碼并炫耀地畫上一個(gè)圈，常常是在其他選手還在勉力應(yīng)付解答之前，他已在處理紙上另外的空白了。這種訓(xùn)練對(duì)他后來的生涯很有用，他始終保持著迅速簡(jiǎn)潔地解答代數(shù)問題的能力，從不拘泥于教科書中的方法。

因此理查德在中學(xué)學(xué)到了一點(diǎn)兒數(shù)學(xué)，盡管他宣稱在那兒他根本沒學(xué)到一點(diǎn)兒科學(xué)，因?yàn)樗亲咴谡n堂學(xué)習(xí)之前。20世紀(jì)30年代，法羅卡威的中學(xué)所教的生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)對(duì)他來講已經(jīng)很熟悉了，這些知識(shí)來自《不列顛百科全書》，來自他自己的小修理（比如與電有關(guān)的修理）和與老師及其他人的非正式交談。即使是在中學(xué)學(xué)的數(shù)學(xué)也多半靠自學(xué)——對(duì)他來講那幾年最新鮮的事就是學(xué)微積分。他是從兩本書里學(xué)到的，一本是《簡(jiǎn)明微積分》（Calculus Made Easy），作者是湯普森（S．P．Thompson，紐約：圣·馬丁出版社，1910年）；另一本是《實(shí)用微積分》（Calculus for the Practical Man），作者是另一位湯普森（J．E．Thompson，紐約：范·諾斯蘭德出版社，1931年），該書是《實(shí)用者數(shù)學(xué)指導(dǎo)叢書》之一，理查德在離開小學(xué)進(jìn)入中學(xué)的那段時(shí)間里，如饑似渴地學(xué)習(xí)著。

然而在中學(xué)時(shí)期的兩次數(shù)學(xué)方面的經(jīng)歷決定了理查德后來的生涯。一次使他了解到普通學(xué)生是怎樣學(xué)習(xí)的，另一次決定了他以后的職業(yè)。

當(dāng)理查德在中學(xué)接觸到研究三維形體的立體幾何時(shí)，他才瞥見了自己在數(shù)學(xué)上的失敗。他被徹底擊倒了，盡管他能用老師所教的一些法則做適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算，但他一點(diǎn)也不明白老師所講的東西。他一度和那些只能用代數(shù)法則解方程卻根本不知其所以然的同學(xué)們一樣。不過，事情終于有了轉(zhuǎn)機(jī)。幾個(gè)星期以后，他了解到畫在黑板上的那團(tuán)線條其實(shí)代表的是三維的物體，而并不是兩維的古怪圖形。于是一切都變得一目了然，對(duì)這門課他再也不感到困難了。直到從事科學(xué)研究之后他還說：“那是我唯一一次體驗(yàn)普通人的感受?！?sup>21

1933年，費(fèi)恩曼全家參觀了芝加哥的世界博覽會(huì)。一年后，理查德開始了他中學(xué)最后一年的學(xué)習(xí)，他在數(shù)學(xué)上的遭遇決定了他爾后的職業(yè)。

他把這個(gè)遭遇歸因于大蕭條。那一年，一位新的物理教師艾布拉姆·巴德（Abram Bader）來到學(xué)校，他原來在哥倫比亞大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從生于奧地利的物理學(xué)家拉比（I．I．Rabi），拉比在基本粒子的磁性方面的工作使他榮獲了1944年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?？墒前偷碌腻X用光了，他不得不放下研究工作來做一名教師。他很快就頗為欣賞費(fèi)恩曼的非凡才能，并借給費(fèi)恩曼一本高等微積分的書，還經(jīng)常在課外與費(fèi)恩曼談?dòng)嘘P(guān)科學(xué)的事情。一次巴德講到“最小作用量原理”，這個(gè)題目他們只討論過一次，可是在費(fèi)恩曼以后的生活中，這次的整個(gè)情景卻深深地印在他的腦海里。他因這個(gè)物理思想而興奮不已，因此他記得那次談話的每一細(xì)節(jié)——精確到他們?cè)谀膫€(gè)房間，黑板在哪兒，他自己站在哪兒，以及巴德先生站在哪兒。“他只是解說，他并沒有證明任何東西。沒有任何復(fù)雜的事情，他只是說明有這樣一個(gè)原理存在。我隨即為之傾倒，能以這樣不尋常的方式來表達(dá)一個(gè)法則，簡(jiǎn)直是個(gè)不可思議的奇跡?！?sup>22

這個(gè)“不可思議的奇跡”，可以用從地面拋出通過樓上窗戶的飛球?yàn)槔齺砝斫?。從來龍去脈看，術(shù)語“作用量”有其特定的涵義。在球飛行中的任一點(diǎn)，你都可以計(jì)算球的動(dòng)能（球運(yùn)動(dòng)的能量，與它的速度有關(guān)）和勢(shì)能（因其距地面的高度而使球具有的引力能量）間的差值。這個(gè)作用量是沿著球在空氣中通過的路徑的所有這些差值的總和（可以用與計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)——包括電子在原子中運(yùn)動(dòng)相似的方法來計(jì)算作用量）。球通過窗戶會(huì)有許多種不同的路徑曲線，從低而平的彈道直至飛行到遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過窗戶然后再下落經(jīng)過窗戶的非常彎曲的飛行路徑。每條曲線都是拋物線，都是球在地球引力作用下運(yùn)動(dòng)的可能軌跡族中的一條。所有這些費(fèi)恩曼都已經(jīng)懂得，然而，巴德提醒他的是，如果你知道球飛行所用的時(shí)間，即從離開拋球手的瞬間到抵達(dá)窗戶的瞬間的時(shí)間間隔，那就能排除所有其他可能而只剩下一條軌道，即確定了球的唯一路徑。然后巴德給他講了最小作用量原理。

物理學(xué)中最重要的原理之一就是能量守恒——球的總能量（在這個(gè)例子中）保持不變。能量的一部分以引力勢(shì)能的形式存在，這部分能量與它離地球表面的高度相關(guān)（嚴(yán)格地講，是與它到地心的距離有關(guān)）。球升高時(shí)，將得到引力勢(shì)能，球下落時(shí)，將失去一部分勢(shì)能。球所具有的與之相關(guān)的唯一其他形式的能量是運(yùn)動(dòng)能，或叫動(dòng)能。速度越快動(dòng)能越大。在球脫手的瞬間，由于球速很快，所以球有很高的動(dòng)能。隨著球上升，一部分動(dòng)能就損失了，轉(zhuǎn)變成引力勢(shì)能，同時(shí)它的速度也降低了。在軌跡的最高點(diǎn)處，球具有最小的動(dòng)能和最大的勢(shì)能，當(dāng)球沿著軌跡曲線的另一側(cè)下落時(shí)，將得到動(dòng)能并同時(shí)失去勢(shì)能。但是總的能量，動(dòng)能與勢(shì)能之和將保持不變。

所有這些費(fèi)恩曼都知道，但他并不知道一旦飛行時(shí)間確定，球的飛行軌跡就一定是確定的一條，它與其他任何可能的軌道的區(qū)別在于，沿著軌跡各點(diǎn)累計(jì)的差值（即動(dòng)能減勢(shì)能之差）累計(jì)起來其和最小。這就是最小作用量原理，是涉及整個(gè)路徑的一種性質(zhì)。

看一看黑板上代表飛球軌跡的曲線，也許你會(huì)想到可以通過扔得慢一點(diǎn)、以更小的弧度、更接近直線，或是通過沿更長(zhǎng)一些的軌跡而速度更快一點(diǎn)、弧圈離地面更高一些，使得球也飛行相同的時(shí)間。但自然界不取這種方式。對(duì)于確定的兩點(diǎn)，如果飛行時(shí)間確定，則只能有唯一可能的路徑。自然界以最小作用量“選擇”這條路徑——這不僅適用于球的飛行，而且對(duì)任何尺度下的任何軌跡都適用。巴德先生并未算出具體的數(shù)值，也未讓費(fèi)恩曼去推導(dǎo)。他只是告訴費(fèi)恩曼這樣一個(gè)原理，一個(gè)深刻的真理，這一點(diǎn)給進(jìn)入大學(xué)前正上中學(xué)最后一年的這位中學(xué)生以極深的印象。