“哦!当然。”我说。
然后,他说,“它将会被延迟——波返回得晚——所以,你说的这些,不过是反射光而已。”
“可是,等一下,”他说,“让我们假定反射光是以超前波(及时返回来的反作用力)的方式返回来的,因此它就会立刻返回。我们已经知道,这种效应与距离的平方成反比;但是,假定有许多电子,都在空间当中:其数量与距离的平方成正比。因此,也许我们能够把它整个都抵消了。”
让我闹心的是,我以为他想必一定做过这个计算。只是后来我才知道,像惠勒这样一个人,你一把那个问题给他,他一眼就能看明白所有的东西。我必得计算,可他看看就明白。
我们发现我们的确能那么做。结果非常好,正如所料。这是一种也许正确的经典理论,尽管它和麦克斯韦或者洛伦兹的标准理论不同。它没有电子自作用论的那种无限性的麻烦,它很巧妙。它有作用和延迟,有时间上的向前和退后——我们把它叫作“半超前与半延迟势位”。
惠勒立刻就说,“呵,那不对,因为,你的意思是,它与其他电子之间的距离的平方成反比;然而,它完全不应该决定于这些变量中的任何变量。照你那么说,它还与其他电子的质量成反比呢;它还与其他电子的电荷成正比呢。”
惠勒和我想,下一个问题将转到关于电动力学的量子论上,这个理论(我想)和电子的自作用有麻烦。我们盘算着,如果我们能够先把经典物理学中的这个麻烦消除掉,然后从中搞出一个量子论,我们也能同样把量子论弄妥当。
我想的东西是这样:我将振动这个电子。它将使附近的某个电子也振动,从附近某个电子返回来的效应,或许就是辐射反应力的来源吧。因此我做了一些计算,把结果送给了惠勒。
既然我们已经把经典理论搞妥帖了,惠勒说,“费曼,你是个年轻的伙计——你应该为此开一个讨论会。在讲话方面,你是需要经验的。我也会解决量子论的部分,晚些时候,我也开一个讨论会。”
标准理论是这样:电子依靠自己活动,这才产生了那个力(所谓辐射反应力),但我看到的是,电子只有依靠别的电子才活动。因此,当时我意识到,我麻烦了。(我在麻省理工学院的时候,就有了这个想法,但没意识到这个问题;到我在普林斯顿的时候,我知道了这个问题。)
那是我第一次发表专业讲话,惠勒和尤金·魏格纳做了安排,把这个讨论会加在了例行的讨论会计划中。
有这么个问题:在你振动一个电子的时候,它就辐射出能量,于是它就失去了一点儿能量。这意味着一定有一个力作用于它。当这个电子带电荷的时候,和它不带电荷的时候,那个力必定是不同的。(如果电子在带电荷和不带电荷的时候,力是严格一样的,在一个情形中它失去能量,而在另一个情形中不失去能量。你对同一个问题,不能有两个不同的答案。)
在讲话前的一两天,我在餐厅里见到了魏格纳。“费曼,”他说,“我想你和惠勒的工作很有意思,因此我已经邀请了罗素来参加讨论会。”亨利·诺里斯·罗素,当时著名的大天文学家,来参加讲座!
我在普林斯顿大学读研究生的时候,在约翰·惠勒手下做研究助手。他要我解决个问题,这问题难了,我毫无进展。因此,我想起了我早先在麻省理工学院就有的一个想法。这想法是:电子不对自己发生作用,只对其他电子发生作用。
魏格纳继续说:“我想冯·诺伊曼教授,也有兴趣。”约翰·冯·诺伊曼在哪儿都是最伟大的数学家。“另外,泡利教授眼下从瑞士到这儿访问,事儿凑巧了,所以我也邀请了泡利教授过来。”——泡利是一位非常有名的物理学家——到了这个时候,我脸都黄了。最后,魏格纳说:“只是爱因斯坦教授难得光临我们每周一次的讨论会,但你的工作太有意思了,我也特别请了他,所以他也过来了。”
魔鬼头脑
到了这个时候,我脸都绿了,因为魏格纳说:“别,别!别担心!但我只是想警告你:如果罗素教授睡着了——他肯定会睡着的——那不意味着这个讨论会很糟糕;他开什么讨论会都睡觉。另一方面,如果泡利教授不停地点头,好像从头到尾都对这个讨论会表示首肯似的,你也不必得意。泡利教授点头,是因为他有肌肉麻痹症。”
我学到了许多生物学的东西,得到了许多经验。生物学术语的发音发得准了一点儿,知道在论文里和讨论会上不能什么都说,还察觉到了实验里的一个技巧上的弱点。但我爱物理学,我愿意重新投身到物理学当中去。
我回到惠勒教授那儿,一五一十地把这些有名的大人物数给他听,他们都来参加他让我弄的这个讲话,告诉他我六神无主了。
但那可是我了不得的时刻:我给哈佛的生物系上了一课!我总是这么干,一头扎在什么东西里,看看我能走得多远。
“没什么大不了的,”他说,“别担心。所有的问题,都由我来回答。”
我在哈佛的那个星期,华生提起了个什么事情,我们就一起做了几天的实验。那实验没做完,但我从世界上最棒的人那里,学到了一些新的实验技巧。
于是我就准备着讲话,等那天来了的时候,我走进去,做了某种没有讲话经验的年轻人经常做的事儿——我在黑板上写了太多的方程式。你瞧,人年轻啊,话都不知道怎么说了:“当然,那个是反比,这个是这么搞的……”因为在座诸位都已经知道这些;他们一看就明白。但是,他却不明白。他实际上只能正儿八经地通过搞这些个代数计算来弄出结果——因此,就这么一片方程式。
结果证明不是这么回事儿。几年后,毫无疑问,有人搞出了一种技术,能更快地制造突变和侦察到突变,他们发现,第一个突变是这样一个突变:其中的DNA碱基全部丢失了。这样,“密码”移位了,再也不能被“识别”。在第二个突变当中,或者是一个额外的碱基被放回去了,或者是又有两个碱基给弄出去了。现在,密码又能识别了。第二个突变发生得离第一个突变越近,被这种二次突变改变的信息就越少,抗生素一度失去的能力就恢复得越完全。每个氨基酸分子,要由三个“字母”来编码,这个事实于是昭然若揭。
正当我提前把这些方程式写得满黑板都是的时候,爱因斯坦进来了,兴味儿十足地说:“哈喽,我参加你们的讨论会来了。可首先,这茶在哪儿啊?”
华生认为我用抗生素搞的那些东西,有点儿意思,所以他邀请我到了哈佛。我给生物系讲了个话,谈的是二次突变发生得那么靠近。我告诉他们,我的猜测,是一个突变在蛋白质里造成了变化,比方说,改变了氨基酸的pH,而另外一个突变在同一个蛋白质分子里的氨基酸那里制造了一个相反的变化,因此它部分地平衡了第一个突变——平衡得不太完美,但足以使抗生素重新运作起来。我认为那是在同一个蛋白质分子里的两个变化,它们在化学上互相抵消了。
我告诉他茶在哪儿,接着继续写方程式。
我倒也马马虎虎地写了个东西。我把它寄给了埃德加。他读的时候,笑得喷茶。那东西没按照生物学家的套路来写——首先是,程序,如此等等。我花费了大量时间来解释所有生物学家都知道的事情。埃德加搞了个缩写本,我却看不懂了。我想他们没把它发表。我可从来没直接那样发表。
然后,讲话的时间到了,就在这里,这些魔鬼头脑就在我面前,等着呢!我的第一次技术性讲话,就有这么一帮子听众!我的意思是,他们会把我压到榨汁机里!我记得很清楚,当他们从牛皮纸信封里把我的稿子拿出来的时候,我看到我的双手在哆嗦呢。
和抗生素有关的另外一个工作,我从来也没写下来——埃德加一直要求我写下来,可我就是没腾出工夫考虑。你不在自己的领域里,就有这毛病:你不把它当回事儿。
可是,有个奇迹发生了;在我一生中,这种奇迹一而再地发生。对我来说,太幸运了:从我开始思考物理学的那一刻起,我不得不把精神集中在我正在解释的东西上面,我脑子里什么杂念也没有了——我完全对神经兮兮产生了免疫力。因此,在我发动起来之后,我简直不知道在这屋子里的都是谁。我只是在解释这个想法,没别的。
你知道这让我想起了什么事儿?福楼拜书里的包法利夫人的老公,一个蠢笨的乡村郎中,冒出个念头,要给人家治歪脚,他的搞法不过是拿着大伙儿穷折腾。我和这位缺乏训练的医生,差不多。
但是,在讨论会的末尾,提问的时候到了。泡利,他挨着爱因斯坦坐着,立刻站起来说:“我银为这嘎理论不可能对,银为这噶、这噶,还有这噶,”他转向爱因斯坦说,“你同意吗,爱因斯坦教授?”
如果我是一个很棒的生物学家,那将会是一个令人叫绝的大发现。但我不是个很棒的生物学家。我们想法很棒,实验很棒,设备合用,但我把事情弄得一团糟:我给她的是被感染了的核糖体——在那种实验中,那是你可能犯的最低级的错误。我的核糖体在冰箱里放了差不多一个月,被某种别的生物体污染了。假如我重新赶紧准备好核糖体,交给她的时候,当心点儿、小心点儿,把什么事情都控制好,那个实验是会有结果的,我们也会第一个发现生命一致性(uniformity):制造蛋白质的机器,即核糖体,在每个生物中都是相同的。我们站的位置没错儿,我们做的事儿没错儿,但是我做事儿像个外行——愚蠢不堪、邋里邋遢。
爱因斯坦说:“不——同——意。”和和气气的,德国味儿的“不同意”,很礼貌的。“我只是发现,要为引力相互作用搞出一种相应的理论,会是很困难的。”他说的引力相互作用,意思是他的广义相对论,那是他的小宝宝。他继续说:“因为,到目前为止,我们还没有太多的实验证据,我对正确的引力理论,还没有绝对的把握。”爱因斯坦坦然承认,事情或许会和他的理论所说的不同;他对别的观念很宽容。
梅瑟尔森和我从大肠杆菌提取了大量核糖体,好用来做其他实验。我说:“该死,我会把我们弄到的核糖体给你的。我们有的是,在我实验室的冰箱里。”
我希望我能记得泡利说了什么,因为,若干年后,我发现,当这个理论用来建立量子论的时候,它不能令人满意。可能是这样:这个大腕儿立刻就注意到了麻烦所在,接着就为我解释成问题的东西,但我不必回答问题,这使我大大松了一口气,以至于我没有仔细听他们说什么。我确实记得我和泡利一起走上了帕尔默图书馆(Palmer Library)的台阶,他对我说:“到惠勒演讲的时候,关于量子论,他会说些什么呢?”
希尔迪噶德说:“我需要大量细菌核糖体。”
我说:“我不知道。他没告诉我。他单打独斗。”
我想我一定要讲讲那次我和希尔迪噶德·兰姆弗罗姆(Hildegarde Lamfrom),想发现豌豆是不是也和细菌一样能利用核糖体。问题是:细菌的核糖体,是否可以制造人类或者其他生物体的蛋白质。她刚刚搞出了一个方法,能从豌豆中提取出核糖体,并且给豌豆核糖体信使RNA,这样豌豆核糖体就会制造豌豆的蛋白质。我们意识到了一个非常具有戏剧性和重要性的问题,即如果我们把豌豆的信使RNA给细菌的核糖体,那么这个细菌的核糖体会制造豌豆蛋白质还是细菌蛋白质。那将是一个非常具有戏剧性和根本性的实验。
“哦?”他说,“这人干活儿却不告诉助手,他在为量子论搞些什么?”他走近一点儿,用低沉而神秘的声音说,“惠勒永远不会开那个讨论会的。”
我小心翼翼地测量和控制一切,但花费了我8个月的时间,我才意识到有一个步骤做得毛糙了。在准备细菌的时候,要把核糖体从细菌里弄出去,在那年头细菌是依附在氧化铝上在研钵里研磨的。除了研钵,别的东西都是化学的,都在控制之下;但是,在你研磨细菌的时候,你无论如何也不可能两次完全重复研杵的动作。因此,这种试验弄不出什么结果。
他说准了。惠勒没开那个讨论会。他认为,把量子的部分搞出来,应该是容易的;他认为自己几乎把它搞出来了。但他没有。到讨论会该开了的时候,他意识到他不知道怎么弄了,因此没啥可说。
可是,我的休假年来了,因此我打算继续在这个生物学实验室工作,但研究另外一个题目。我和马特·梅瑟尔森(Matt Meselson)工作了一阵子,然后从英国来了个挺不错的伙计,叫史密斯(J.D.Smith)。这课题和核糖体有关。核糖体是细胞里的“机器”,它用我们现在叫作信使RNA的那种东西来制造蛋白质。用放射性物质,我们可以证明RNA能够从核糖体中出来,也能回去。
我也没解决这个问题——一种关于半超前与半延迟势位的量子论——我为此工作了好几年。
我一直在想方设法如何让抗生素更经常地突变,如何更快地侦察到突变;但是,我还没赶上掌握一种好技术,夏天完了,而我也不想继续研究这问题了。
搅和油漆
埃德加建议我做一个试验,发现这种后转突变,是否发生在DNA螺旋体的同一个地方。小心翼翼,加上大量单调的工作,我发现了后转突变的三个例子,发生的地方非常靠近——比目前他们看到的任何东西都更靠近——这三个突变也使抗生素的作用能力得到部分的恢复。这工作做得很慢,好像是守株待兔:你不得不等啊等啊,直等到你遇到个很稀奇的二次突变。
为什么我说自己“没教养”或者“反知识分子”,其原因或许一直可以追溯到我上中学的时候。我一直担心自己娘娘腔,我不想让自己太娇气。在我看来,真正的男人不会在诗之类的东西上费心思。诗是怎么写成的——这个,从来没往我心里去!因此,我对那些研究“法国文学”的家伙,或者研究音乐和诗研究得过分了的家伙,起了一种消极的态度——那都是些“异想天开”的东西嘛。我更羡慕炼钢工人、焊工或者机修工。我总认为那些在机修厂里干活儿的,能造出东西来的家伙,他才是真正的家伙!那是我的态度。在我看来,做一个务实的人,不知怎么,总是一种正面的优点;“有教养”或者“知识分子”就不是了。前者是对的,当然对;但是,后者,都是些疯子。
已经发现,抗生素能够发生突变,这种突变能够影响它们对细菌的攻击力,我们的任务是研究那些突变。还有一些抗生素,会发生二次突变,能使它们重新组织起对细菌的攻击力。有些抗生素突变回去了,跟它们以前一模一样。另外一些不是这样:它们对细菌的作用,有一点儿轻微的改变——它们的行动,会比通常的快些或者慢些,细菌也比通常生长得慢些或者快些。换句话说,存在一些“后转突变”,但这些突变并不总是完美的;有时抗生素仅仅会部分地恢复它们失去的能力。
我在普林斯顿读研究生时,还有这种感觉,等会儿你就会看到。我常常在一家叫“爸爸的地方”的漂亮的小饭馆吃饭。有一天,我正在那儿吃着饭,一个油漆工穿着工装,从楼上他干活儿的房间里下来,在我近旁坐下来。不知怎么,我们就谈了起来。他开始聊干油漆这行,“你有好些东西要学。比方说,”他说,“在这个饭店里,要是你来干这个活儿,你用什么颜色漆墙面?”
有一个有用的试验技巧,是我从那个课上学会的,今天我仍然用得上。他们教给我们怎么用一只手拿试管,还得把试管帽取下来(用中指和食指),把另一只手腾出来干别的(比方说用吸管来吸氰化物)。现在,我能用一只手拿牙刷,而用另一只手拿牙膏,把帽儿扭下来,扭上去。
我说我不知道,他就说:“你得在这么高的地方,留出深色的墙围子,因为,你瞧,守着桌子坐在那儿的那些人,胳膊肘擦着墙,所以你不想那里的墙面白白净净的。那儿太容易脏了。可从那儿往上,你确实希望它是白的,给人一种饭店里干净的感觉。”
我听了一门抗生素的课,告诉我们怎么怎么进行抗生素的研究(噬菌体是一种病毒,它有DNA,攻击细菌)。我立刻发现,我免除了不少麻烦,因为我懂一些物理学和数学。我知道原子在液体里是怎么回事,因此离心机是怎么工作的,就没有什么神秘的了。我知道的统计学,足够让我在数培养皿上的小点点的时候,理解统计学上的偏差。正当生物学的家伙们在费劲理解这些“新”事物的时候,我可以把时间用于学习生物学的部分。
这家伙似乎懂行,我坐在那儿,琢磨着他的话,他说:“你还得知道颜色的事儿——当你把油漆搅和起来的时候,怎么得到不同的颜色?比方说,要得到黄色的,你需要把什么不同颜色的油漆搅和起来?”
我不认为我会真的做一些生物学的研究,因此,我在夏天去访问生物学领域的时候,我不过是在生物学实验室里磨蹭,“洗洗盘子”而已,顺便也看看他们在搞些什么。我去了生物学实验室,把我这想法告诉了他们。罗伯特·埃德加(Robert Edgar),一个年轻的博士后,在那里负点儿什么责任,说他不会让我这么干。他说:“你必得真的做点儿研究才成,像研究生那样,我们就给你一个问题,让你干。”正中下怀。
把不同颜色的油漆搅和起来,得到黄色的,这个我不知道。要说光的话,你把绿光和红光混起来就成,但我知道他说的是油漆。所以我说,“要是不用黄的,我不知道你怎么搞出黄的。”
那时正是华生和克里克发现DNA双螺旋结构之后不久。加州理工学院有一些很棒的生物学家,因为德尔布鲁克的实验室就在那儿,华生也来加州理工学院做DNA密码系统的讲座。我听了他的讲座,也参加了生物系的讨论会,热情十足。那是生物学领域非常令人振奋的时代。待在加州理工学院,真是妙啊。
“是这样,”他说,“你把红的和白的搅和到一块儿,就是黄的。”
第二次世界大战之后,每个夏天我都可以开车到美国的什么地方旅游。有一年,在我到了加州理工学院以后,我想:“这个夏天,我不再到不同的地方了,我要到一个不同的领域。”
“拿得准你说的不是粉红的?”
“哦,”我说,“你们知道?怪不得我能这么快就赶上你们这些学了四年生物的。”15分钟能找得到的东西,他们却把时间都浪费在死记硬背这种东西上。
“不是,”他说,“是黄的。”——我相信他会弄成黄的,因为他是个专业的油漆工,而我一贯佩服像他那样的家伙。但我还是纳闷他是怎么弄成的。
班上别的学生打断了我:“那些东西我们都知道!”
我有了个想法。“那一定是某种化学变化。你用过什么特别的能发生化学变化的色料吗?”
到我讲这个题目的时候,我开始画了一幅猫的轮廓,把许多肌肉都标上名字。
“没用过,”他说,“任何老式的色料都管用。你到杂货店去弄些油漆来——只要平常的一罐儿红油漆和平常的一罐儿白油漆——我会把它们搅和起来,我让你瞧瞧怎么得到黄油漆。”
“猫地图,先生?”她相当恐怖地问我,“您的意思是,一张动物园的导游图!”从此以后,就起了传言,说是有个学生物的傻瓜学生,在找一张“猫地图”。
到这节骨眼儿上,我就想了:“什么玩意儿发疯了。油漆,我知道得不少,知道弄不出黄的来,但他一定知道你一定会弄出黄的,因此有意思的事情来了。我一定得看个究竟!”于是我说:“得,我去弄油漆。”
我开始读这篇论文。这文章老是谈伸肌、屈肌、腓肠肌之类的东西。这块肌肉,那块肌肉,都是有名字的,但这些肌肉在神经的什么位置上,或者在猫的哪块,我整个是一头雾水。于是我就去找生物学部的图书馆员,问她能不能给我找一张猫地图。
油漆工上楼去了,好干完他的活儿。饭店老板过来对我说:“你憋着个什么心眼儿,要跟那人吵?那人是个油漆工;他干了一辈子的油漆工,他说他能弄成黄的。那你跟他吵吵个什么劲哪?”
给我选的第二篇文章,是亚德里安和布朗克写的。他们表明,神经脉冲是一种尖锐的单脉冲现象。他们曾经拿猫做过试验,测量过神经上的电压。
我觉得尴尬了。我不知道说什么好,最后我说:“我一辈子,一直在研究光。我认为,用红的和白的,你弄不成黄的——你只能弄到粉红的。”
我必须和别人一样递交书面报告,布置给我的第一个报告,是关于作用于细胞上的压力效果——哈维给我选了这么个题目,是因为它和物理学有关。尽管我理解我做的事情,但我在读报告的时候,把术语都念错了。在我谈论“分裂蛋儿”而不是“分裂球儿”以及别的诸如此类的东西的时候,全班总是笑得前仰后合。
于是我去了杂货店,弄来了油漆,拿到饭店来。油漆工从楼上下来,饭店老板也凑过来。我把油漆罐儿放在一把旧椅子上,油漆工开始搅和油漆。他加一点儿红的,再加点儿白的——在我看来,还是粉红的——他又搅和了更多的。然后,他嘟嘟囔囔地说了这么一种意思,“我通常是加一小管儿黄油漆,为了把颜色提亮些——那样就会是黄的。”
“我不知道。”
“啊!”我说,“那当然!你加了黄的啊,所以你能搞成黄的;但是,没黄的,你就搞不来了。”
“听着,”我不耐烦了,“那个,我知道;否则我不来上这课了。什么是卵磷脂?”
油漆工回到楼上,干活儿去了。
这家伙就开始用那种单调乏味的声音解释:“所有有生命的东西,植物和动物都一样,都是由跟小砖头似的东西构成的,那叫‘细胞’……”
饭店老板说:“那小子真有胆子哈,敢跟一个研究了一辈子光的家伙吵吵!”
“还行,”我说,“我唯一不明白的,是卵磷脂的那一部分。什么是卵磷脂?”
但是这件事儿,表明我是多么信任那些“真正的家伙”。那个油漆工跟我说了那么多,听来蛮有道理;我呢,很愿意逮着个机会看看我有所不知的一个怪现象。我指望看到的是粉红,但我的思想状态是:“这个只此一家的弄到黄油漆的办法,想必是个有意思的新鲜事儿,我必得看个究竟。”
画儿讲完了,那个请我来上课的家伙说:“喂,怎么样?”
我在我的物理学中,经常出错儿,那是因为我以为某个理论实际上不那么好,以为有许多复杂情况会毁了这个理论——什么事儿都可能发生,就是这么一种态度,尽管你蛮有把握什么事儿才是应该发生的。
开课了,哈维开始在黑板上画了一幅很棒的大画儿,画的是细胞,为细胞里全部东西都加了标签。然后他就开始讲这些东西,他讲的,大部分我都能懂。
别具一格的工具箱
没人知道。后来我知道,在那个时候,这种兜圈子还没有被大家理解。因此,我立刻就发现了生物学的一件事儿:很容易发现一个非常有意思的问题,却没人知道它的答案。在物理学那里,你一定要走得深入一点儿,你才能发现一个大家都不知道的有意思的问题。
普林斯顿的研究生院,物理系和数学系共用一个休息室,每天四点钟,我们都来喝茶。那是下午放松的一种方式,姑且不提这是模仿英国的大学。大家坐着下围棋,或者讨论定理。那时候,拓扑学闹得正欢。
还没上第一节课之前,那些请我来上课的家伙,想给我看看显微镜下面的什么东西。他们在那里放了一些植物细胞,你可以看到一些小小的绿点子,那叫叶绿体(阳光照在上面,它就制造糖),在那里兜圈子。我看了看,抬起头问:“它是怎么兜圈子的?什么玩意儿推着它转?”
我仍然记得有个家伙坐在沙发上,冥思苦想呢,另一个家伙站在他面前,说:“因此,这个这个是正确的。”
我们问过那位讲师,牛顿·哈维(H.Newton Harvey),这人做了许多关于发光细菌的研究。哈维说,我可以参加这个特别的、高等的课程,但有一样——我要做全部的作业,要交书面报告,与别人一视同仁。
“为什么是那样?”沙发上的那家伙问。
在那之后,在晚饭时间,我就去了生物学那桌转悠。我一直对生物学有些兴趣,那些家伙谈的是很有意思的事情。他们中有几位邀请我来听听他们的细胞生理学。对生物学,我略知一二,但这是个研究生的课。“你认为我招架得住吗?教授让我进去吗?”我问。
“不足挂齿!不足挂齿!”站着的家伙说,奋笔疾书了一套逻辑推导步骤:“首先,你设如此这般,于是我们有基尔霍夫(Kirchho)的这个那个,然后有沃芬斯多弗(Wa ensto er)定理,于是我们代入这个并建立那个。现在你把这个转动的矢量放在这儿,于是如此这般……”沙发上的那家伙苦苦挣扎着要理解所有这些东西,就这么高速折腾了差不多15分钟!
又一个家伙站起来,又是另外一个。我告诉你,看一块砖头,竟然有这么多别出心裁的不同方式,我以前可是闻所未闻。而且,正如在那些关于哲学家的故事里讲的那样,这讨论会在完全的混乱中结束。在他们以前的全部讨论中,他们甚至不曾问过自己,像砖头这么简单的对象,像电子这么更简单的对象,是不是“本质对象”。
最后,站着的那家伙,从另一头儿推演了一遍,沙发上的那家伙说:“敢情,敢情,是不足挂齿啊!”
又有一个家伙站起来说:“不,‘本质对象’不在砖头自身。‘本质对象’,意思是心灵里的一个观念;当你思考砖头的时候,你就有这个观念。”
我们这些物理学家在笑,想猜出他们在搞什么名堂。我们断定“不足挂齿”意思是“已经得到了证明”。因此我们和数学家们开玩笑:“我们有了一个新定理——数学家只能证明那些不足挂齿的定理,因为每一个已经得到证明的定理都是不足挂齿的。”
另一个人说:“不对啊,一块个别的砖头,可不是本质对象;所有砖头共同具有的那种一般特性——即它们的‘砖性’——才是本质对象。”
数学家们不喜欢这个定理,而我就拿这个来逗他们。我说,没什么令人惊讶的——数学家只证明那些明摆着的事情。
几个回答于是就出来了。有个人站起来说:“一块砖头,作为一块个别的、特殊的砖头,那就是怀特海说的本质对象的意思。”
对数学家而言,拓扑学完全不是明摆着的。有各种各样的奇异的可能性,是“反直觉的”。于是我有了一个念头。我向他们提出挑战:“我敢打赌,你连一个定理都说不出来——请用我能明白的措辞来说,你说的那些假定是什么,你说的那个定理是什么——而我却不能马上告诉你它是对的还是错的。”
我想做的,是想发现他们认不认为理论构想是本质对象。电子是一种我们使用的理论;在理解自然运行的方式上,它太有用了,我们几乎可以说它是真实的。通过类比,我想把关于理论的一个看法讲清楚。说到砖头,我下一个问题将是:“砖头的里面是怎样的?”——我将指出,没有人曾经看到过砖头里面是怎样的。你每次把砖头打碎,你只能看到表面。砖头有一个里面,仅仅是一个理论,这个理论帮助我们理解事物理解得好一点儿。关于电子的理论,是类比性质的。因此,开始的时候,我问:“砖头是本质对象吗?”
事情经常弄成这样:他们想跟我解释什么,“你有了一个橘子,对吧?现在,你把这个橘子切成有限数量的许多块儿,你再把这些块儿摆回去凑在一起,它就跟太阳一样大。对还是错?”
哦,我麻烦来了。我承认,我没读过这书;怀特海用这个短语是个什么意思,我一点儿不明白。我到这儿来,仅仅是看看热闹。“但是,”我说,“如果教授先回答我的一个问题,我将努力回答教授的问题。砖头是本质对象吗?”
“中间没空当儿?”
在讨论了一阵子之后,关于“本质对象”是个什么意思,主持讨论会的教授说了些什么话,意在澄清一些东西,还在黑板上画了一种像是闪电的玩意儿。“费曼先生,”他说,“你说,电子是‘本质对象’吗?”
“没空当儿。”
那儿发生的事儿,够典型的——典型到难以置信,却是真的。首先,我坐在那儿,一言不发,这就难以置信,但也是真的。一个学生做了个报告,说的是那周要讨论的那章书。在书里,怀特海不停地使用“本质对象”(“essential object”)这词儿,使用的方式很技术化,他想必是对这个词儿定义过,但我听不懂。
“那就不可能了!纯粹异想天开嘛。”
他们的讨论会,像是上课。每周聚会一次,讨论几章《过程与现实》——某个家伙先发表一个关于这书的报告,接着是讨论。我来参加这个讨论会,对自己下了保证,把嘴闭上,时时提醒自己对这个学科一无所知;我到那儿,看景儿而已。
“哈!我们可逮着他了!大伙儿都凑近来!那就是‘不可测量’定理啊!”
我和学哲学的坐一块儿的时候,我听他们相当严肃地讨论一本书,叫《过程与实在》(Process and Reality),怀特海写的。他们的措辞,好玩儿,我听不大明白他们说的啥。我现在不想打搅人家的谈话,不想没完没了地要求人家解释这个解释那个。倒有几次,我要他们解释,他们也乐意为我解释,可我还是摸不着头脑。最后,他们请我参加他们的讨论会。
正当他们以为逮着我的时候,我提醒他们,“但是,你说的是橘子!你不可能把橘子片儿切得比原子还薄。”
在普林斯顿大学研究生院的餐厅里,人人都有自己的圈子。我和学物理的闲坐,但过了一阵子,我想:去看看这世界上别的地方搞些什么名堂,或许好玩儿吧。于是,我每一两个星期,就去别的圈子坐坐。
“但是,我们有连续性这个前提条件啊:我们可以切个不停!”
猫地图?
“切不得的,你说的是橘子嘛,因此我还当你说的是真正的橘子呢。”
我因此发现催眠是一种非常有趣的体验。你一直在对自己说:“我能做那件事儿,但我不想做”——换句话说,你做不到。
因此,赢家总是我。如果我猜对了,伟大。如果我猜错了,我也总能找到他们忽略了的简单化处理方法。
在我从催眠状态醒来的时候,我看了看手背,结果大吃一惊:我手背上有烧伤。很快起了一个水疱儿,可一点儿不疼,连破了的时候也不疼。
实际上,我的那些猜测,是有一定量的货真价实的东西的。我有个方法,我至今还在用,当有人跟我解释某个我想理解的东西的时候,我就不停地提出例子。比方说,数学家们将要把一个棒极了的定理弄出来了,大家都很兴奋。当他们告诉我这定理的条件时,我就构想出一个符合所有这些条件的什么玩意儿来。你知道,他们说一个集合的时候(我就想到一个球儿)——他们说两个不相交的集合的时候(我就想到两个球儿)。在他们提出更多的附加条件的时候,球儿就出来颜色了,就长毛了,就怎么怎么的了。最后,他们开始发布那个定理了,我说:“不对啊!”因为这个定理不适用于我那个长毛的绿球儿。
我想:“扯淡!”她拿出一根火柴,划着,吹灭,放在我手背上。我觉得有点儿热乎乎的。在这过程中,我眼一直闭着,但我在想:“那容易。她划一根火柴,放在我手背上的却是另一根儿。偷梁换柱罢了;装神弄鬼呗!”
如果是对的,他们就欢呼雀跃,我就让他们先高兴一阵子。然后呢,我就提出我的反例。
在那之后,有一次,我被一个女人催眠了。在我进入催眠状态时,她说:“我要划一根火柴,吹灭它,然后马上放在你手背上,而你一点儿也不会觉得疼。”
“哦,我们忘了告诉你,那是豪斯多夫第二类同态。”
起身下台的时候到了,我开始直截了当地往我座位上走。可是,我有了一种气恼的感觉:我不能继续那样走了,这感觉太不舒服。我呢,在大厅里绕开了圈子。
“哦,那样的话,”我说,“它就不足挂齿!不足挂齿!”到那个时候,我知道了那是怎么回事,尽管我不知道豪斯多夫同态是个什么意思。
在整个演示过程中,我模模糊糊地意识到正在捣鼓的是什么,也照催眠师的吩咐,干这干那;但这一次,我拿定了主意:“去他的,够了够了!我就是要径直找座儿去。”
大多数时候,我猜得对;因为,尽管数学家们认为他们的拓扑学定理是反直觉的,但那些定理不像他们以为的那样难。对于这种超细致的切割营生的那些好玩儿的属性,你是会习惯的;它的结果会是怎样的,你也能猜个八九不离十。
当真正的演示来临的时候,他让我们走到台上来,当着普林斯顿大学研究生院全体师生的面,给我们实施催眠术。这次,效果强烈些;我猜我已经学会了怎么被催眠。这位催眠师搞的演示五花八门,让我做一些我通常做不来的事儿。到末了,他说,在我从催眠状态苏醒过来之后,我不是径直回到我的座位上(径直回去,本是当然的),而是在这房子里绕来绕去,从后面走回我的座位。
尽管我找了数学家许多麻烦,他们对我还是很和气的。他们是一群在一起搞东西的男孩儿,而且对自己搞的玩意儿兴奋不已。如果你问他们个简单的问题,他们就会讨论起他们那些“不足挂齿”的定理,也总是想为你解释清楚。
他折腾了好一阵子,蛮有把握我是个很不错的人选。
保罗·奥拉姆(Paul Olum)和我共用一个洗澡间。我们成了好朋友,他想教我数学。他教我“同伦群”,到那份儿上我就作罢了。但在那个水平之下的东西,我都学得相当好。
我心里对自己说:“我敢打赌,我能把眼睁开,但我不想毁了这阵势,让俺见识一下,他还能搞出什么名堂来。”这境况蛮有趣儿,你仅仅有那么一丁点儿迷糊,尽管你有那么一点儿失去控制,你还是很能拿得准,你是能把眼睁开的。但是,你就是不睁眼,从某种意义上说,你也就当然睁不开眼了。
有一个东西,我怎么也没学会,就是路径积分法。我中学的老师贝德(Bader)先生给过我一本书,我从这书上学会了用各种不同方法来计算积分。
他开始拿我操作,我一进入位置,他就说:“你没办法把眼睁开。”
有一天下课后,他让我等一下。“费曼,”他说,“你话也太多了,聒噪个没完。我知道为什么。你觉得乏味。因此,我会给你一本书,你到后边那儿去,待在角落里,研究这书,等你把这书里的全部东西都吃透了,你还可以说话。”
最后,另外几个家伙也报了名儿。一个星期以后,那人来这里拿我们做试验,看看我们几个当中,有没有适合于催眠术的。催眠术这东西,我知道;但被人家催眠了,是个什么感觉,我不知道。
因此,在每一堂物理课上,对帕斯卡定律是怎么个事情,或者无论他们在干什么,我一概漠不关心。我在后头捧着这本《高等微积分学》,伍德斯(Woods)写的。贝德知道我多少研究过《实干家的微积分》这本书,所以他把真正的著作给了我——那是大学低年级或高年级上课用的。里头有傅立叶级数、贝塞耳函数、行列式、椭圆函数——都是我不知道的一些好玩儿的东西。
他听得见,因为没有别的主儿响应。我的声音在大厅里回荡——好尴尬啊。艾森哈特立刻答话:“好的,当然,我就知道你会当仁不让,费曼先生;但是,我倒想知道,还有别人吗?”
这书也让我明白,怎么对积分符号内的参数求微分。后来我知道,大学里教这个东西教得不多;他们不重视这个。但我明白怎么用这个方法,而且我是翻来覆去地用这该死的方法。因此,因为我是自己学会了使用那本书,我也有自己独特的方法来解决积分问题。
我举着手,在座位上高喊,尽我所能叫得山响,我得保证他能听到我:“我——!”
结果是,麻省理工学院或者普林斯顿大学的那帮家伙在做某个积分题遇到了麻烦,那是因为他们不会用在中学学到的标准方法来解决问题。如果那应该用路径积分法,他们本该看得出来;如果那是一个简单的级数展开,他们本该看得出来。然后,我过来了,打算在积分符号内取微分,而这经常管用。因此,我做积分出了名,这仅仅是因为我的工具箱跟别人的不同;他们在试过了自己的全部工具之后,把问题给了我。
最后,艾森哈特说:“我愿意问问各位,有没有自告奋勇的……”
测心术
艾森哈特坐在大厅那边儿,我呢,总坐在另一边儿靠后的地方。那里有好几百个家伙。我知道,人人都会争先恐后担当此任。因为我远远地坐在后头,他看不到我,我急得要上树。在这次演示当中,我必须当仁不让!
我爸爸一直对魔术和狂欢节上演的那些把戏感兴趣,想知道那是怎么弄的。他知道的一件事,是测心术。在他还是小孩的时候,是在长岛(Long Island)中间的一个叫帕查崮(Patchogue)的小镇子上长大的。到处都是海报,说下个星期三,有个测心术的要来。海报上说,几个有名望的市民——市长、一个法官,还有一个银行家——要把一张五块的票子藏在个什么地方。等那个测心术的一来,就能找到它。
艾森哈特院长接着说,如果有三四个志愿者,那就好了。这位催眠师就能先试试他们,看谁能够被催眠,因此,他竭力敦促我们能够提供这么多的人选。(他总是这么浪费时间,我的个老天爷!)
他来的时候,大家都围拢过来,看他显本事。他一只手拉着法官,一只手拉着银行家,票子就是他俩藏的,开始沿着街道走下来。他到了一个十字路口,转过街角,走到了另一条街上,然后又走到另一条街上,进了该进的那个房子里。他是跟他俩一道儿走的,总拉着他俩的手,进了房子,上了二楼,进了那个该进的房间,走到一张办公桌前,撒开那两位的手,拉开该开的抽屉,五块的票子果然在此。神哈!
我心花怒放:这不成问题,我一直想了解催眠术。机会难得!
那年头,要受到好的教育,难了;因此,这个测心术士就被雇来当我爸爸的私塾先生。有一次下课的时候,我爸爸就问他,没人告诉他钱在哪儿,他是怎么把钱找到的。
在那个装了彩绘玻璃窗的大餐厅里,就是我们总在那儿穿着越发破烂不堪的学位服吃饭的那个,艾森哈特院长在开饭之前,总用拉丁语谢神。饭后,他经常站起来宣布几件事儿。有一天晚上,艾森哈特博士站起来说:“从现在起两个星期后,一位心理学教授,要来这里发表一个关于催眠术的演讲。这个这个,这位教授认为,如果我们真的演示一下催眠术,要比光说不练强得多。因此,他希望有人自告奋勇,接受催眠术……”
测心术士是这么解释的:你拉着他们两人的手,松松垮垮地拉着,你走的时候,轻轻摇晃着。你到了个十字路口,你往哪儿去,往左,还是往右。你往左稍微那么一摇晃,如果不对,你能感觉出那么一点儿抵触,因为他们没想到你会去那边儿。但是,当你往正确的方向上走的时候,因为他们认为你或许真能知道该往哪儿走,他们比较会顺水推舟,没什么抵触。因此,你必须总是稍微那么摇晃着点儿,试探着往哪边儿走看来最少抵触。
然后,我说:“在我看来,好像是这样:关于诗歌,随便你说什么,我都能找到个法子,把它和任何学科相提并论,正如刚才我把它和理论物理学相提并论一样。我并不认为这种类比有什么意思!”
我爸爸把这故事讲给我听了,他说那还是需要不少的练习。他自己从来也没试过。
我站起来说:“是的,关系非常紧密。在理论物理学中,相当于词语的那个东西,就是数学公式。诗歌结构,相当于理论的这个这个和那个那个之间的相互关系。”——我滔滔不绝地讲了一大通,做了一个完美的类比。演讲者听得眼睛发亮,好不得意。
后来,我在普林斯顿大学读研究生,有个伙计名叫比尔·伍德沃德(Bill Woodward),我决定拿他来试试。我突然宣布我会测心术,能猜透他的心思。我告诉他到那个“实验室”里——一大间房子,里头有好几排桌子,桌子上满是各种各样的设备、电路、工具,到处都是垃圾——在什么地方,挑出一件什么东西,再出来。我跟他解释为什么让他干这个,“现在我测你的心,把你带到那物件那儿”。
艾森哈特博士是研究生院的院长,一个大数学教授。他也非常聪明。他说:“我倒愿意知道,迪克·费曼怎么看这个问题和理论物理学之间的关系。”他经常把我置于这种境地中。
他进了实验室,记下了一个特别的东西,然后出来了。我拉着他的手,开始摇晃。我们走过这条走道,再走过另一条,果真就走到了那东西那儿。我们试了三次。其中有一次,我找到了那个东西——它混在一大堆东西中间。另一次,地方我是去对了,但错过那东西才几寸——东西找错了。第三次,不知哪儿出毛病了。但是,总的说来,结果比我原来想的好。很容易的。
另外一次,有人发表了一个关于诗歌的演讲。他讲了一首诗的结构,以及这诗所附带的感情。他把什么东西都分门别类。在其后的讨论中,他说:“艾森哈特博士,这和数学中的情形,是否相同呢?”
那次之后,当时我大约26岁,我爸爸和我去了亚特兰大市。那儿狂欢节在室外变戏法的,五花八门。我爸爸去办什么事儿了,我就去看一个玩测心术的。他坐在台子上,背对观众,穿着长袍,扎着穆斯林的那种大头巾。他有个助手,一个小个子家伙在观众中间跑来跑去,喊着类似这么一些话,“哦,大师,这个笔记本是什么颜色?”
在普林斯顿大学研究生院,每星期三,各路神仙都来演讲。讲话的经常很有趣儿。讲话后的讨论,通常非常好玩儿。比方说,我们学校有个坚定反对天主教的家伙,他提前为那些准备向宗教人物提问的人提供问题,把那些讲话的整得好惨。
“蓝色的!”大师说。
我——!
“啊,了不起啊先生,那么这位妇女叫什么名字啊?”
我把设备都安装好了,把空压机打开,“噗”地一声,气压把软木塞顶出了瓶子。我用铁丝把它好好绑在瓶口上,这样它就不会崩出来了。现在,这实验进行得相当好。水正在出来,橡皮软管扭动个不亦乐乎,于是我又增加了一点儿压力,因为速度快一点儿,测量会更准。我仔细地测量了角度,测量了距离,然后又增加压力。突然,这整个东西把瓶子压碎了,玻璃片和水在实验室里四下飞散。一个过来看热闹的家伙,被淋成了落汤鸡,不得不回家换衣服去(玻璃片没伤着他,倒是个奇迹)。用加速器耐心拍摄的大量云室照片,也被淋得一塌糊涂。但我当时不知怎么站的足够远,或者站的位置凑巧,我倒没淋得太厉害。但我一辈子也不会忘记,负责加速器的德尔·萨索(Del Sassor)教授,是怎么走到我面前的,他声色俱厉地说:“新生的实验,应该在新生实验室做啊!”
“玛丽!”
在普林斯顿的加速器实验室里,他们有一个用藤罩保护的大玻璃瓶子。我觉得这东西刚好可以用来做实验。我弄了一段黄铜管儿,把它弯成S形。然后,我在它中间钻了一个孔,塞进一段橡皮管,让这橡皮管从我塞在那个大玻璃瓶口上的软木塞中间穿过。软木塞上还有一个孔,我把另一段橡皮管插在这个孔里,把它接到实验室的空压机上。往这大瓶子里吹气,我可以强迫水进入黄铜管,正像我用嘴把水吸出来似的。现在,S形管儿是不会转的,但它会扭动(因为橡皮管软塌塌的),然后我会通过测量水流从大玻璃瓶口上射得多远,来测量水流的速度。
有个家伙站起来:“我叫什么名字?”
我思考了一阵子,终于想清楚了答案是什么;为了演示这个答案,我想做个实验。
“亨利。”
可是,另外一个家伙,过来说,“假如我们把管子抓牢,并且问问,我们需要多大的转矩才能把管子抓牢。如果水是往外喷的,我们大家都知道,你必须在曲线的外缘抓牢它,因为水流产生的离心力是绕着这条曲线走的。可现在,假定水以相反的方向绕着同一条曲线往里吸,它仍然产生朝这曲线外缘的相同的离心力。因此,这两种情况是一样的,喷水器将朝同一个方向转,无论你让它往外喷水,还是让它朝里吸水。”
我站起来说:“我叫什么名字?”
第一个论点是这样:当你往里吸水的时候,你是往管子口儿里吸水,因此管子是迎着往里进的水往前走的。
他没回答。那个家伙显然是个托儿,但我琢磨不透这个测心术士是怎么玩的另外一些把戏,像说出笔记本的颜色。他在大头巾下面戴着耳机吗?
我将告诉你一个论点,让你认为它是朝某个方向走的;我再告诉你另一个论点,让你认为它是朝另一个方向走的。好吧?
在我和我爸爸见面的时候,我把这个告诉了他。他说:“他们设计了一些暗号,但我不知道是什么暗号。咱们回去看个究竟。”
惠勒说:“昨天,费曼让我相信,它倒退着转。今天,他同样让我相信,它朝相反的方向转。我不知道明天他会让我相信它怎么个转法儿!”
我们回到了那个地方,我爸爸对我说:“这里是五毛钱,你到那边算命摊子上算算命吧,半小时以后见面。”
乍看起来,答案是很清楚的。麻烦的是,有些家伙很清楚,答案是这个方向;另外一些家伙也很清楚,答案却是另一个方向。因此,大家都在讨论这个问题。我记得,在一次特别的讨论会上,兴许是茶会,有人走到约翰·惠勒(John Wheeler)教授跟前,说:“您认为它朝哪个方向走?”
我知道他要干什么。他要去给那个人讲个故事,要是他儿子不在那儿不停地“嚯!嚯!”,那会顺利些。他不得不把我打发到一边儿去。
我曾经在普林斯顿的加速器实验室里做了一个实验,取得了令人震惊的结果。在一本流体力学的书里,有一个问题,学物理的学生一直在讨论。问题是这样的:你有一个S形的草坪喷水器——装在转轴上的一个S形管子——水以合适的角度向轴线方向喷,这就使它朝某一方向转动。人人都知道它是怎么转的;它向与水喷出的方向相反的方向倒退。现在问题是这样:如果你有一个湖,或者游泳池——水有的是——你把这个喷水器整个放在水下,却让它往里吸水,而不是往外喷水,它朝哪个方向转?它还是会像它在向空中喷水的时候那样转吗?或者它会朝相反的方向转?
他回来的时候,把暗号整个告诉了我:“蓝色是‘哦,大师’,绿色是‘哦,无所不知的人’,如此等等。”他解释说,“我到了他那儿,后来呢,告诉他我以前在帕查崮摆摊儿卖艺,我们也有一套暗号,但算不了那么大的数,能说的颜色也没那么多,我问他,‘你怎么能记得住这么多东西啊?’”
这就是说,麻省理工是很好的,但斯莱特告诉我,到别的学校读研究生,是对的。我也经常给我的学生同样的建议。了解这世界的别的地方是个什么样子。这种多样性,值。
这位测心术士对自己的暗号很是自豪,坐下来,把他的那一整套对我爸爸一五一十地讲了个透彻。我爸爸就有这个本事,我可不行。
从不同的学校,我学到了不少。麻省理工是个非常好的地方;我不会说它的坏话。我简直就是爱上了它。它为自己培养了一种精神,所以那整个地方的每一个人,都认为那是世界上最美妙的地方——它不知怎么就是美国的(即使不是世界的)科技发展中心。这好像纽约人对纽约的看法:他们把这国家的别的地方给忘了。如果你没有一种很好的全局感,那么你跟它相伴,身在其中,有动力和愿望与它一道前进,这感觉就是不错——你是上天特别选上的,能在那儿是一种幸运。
业余科学家
(我到康奈尔大学去看过那里的一台回旋加速器。这台加速器,还用不了一个房间来放:它差不多1米宽——我是说这东西整个的直径。这是世界上最小的加速器,但他们取得了令人瞠目的成绩。他们有各种各样的特别技巧和窍门。如果他们想修理“D”(粒子运行的D形环路)里面的什么东西,他们就动手用螺丝刀把D拆下来,修好了,再安上去。在普林斯顿,事情麻烦得多;在麻省理工,你必得用一架在天花板上滚动的起重机,把钩子垂下来,那真叫干活儿啊。)
小时候我有一个“实验室”。我说那是个实验室,意思不是说我用它测定什么。我倒拿它来玩儿:我造了一台发电机,造了一个小机器,在什么东西走过光电池的时候,它能转起来。我还拿着硒到处玩儿:我一天到晚东游西荡。我为那个电灯排做了点儿计算,这个电灯排是一串开关和灯泡,我用来当作电阻,好控制电压。但那都是为了某种用处。我从来没做过实验室的那种实验。
这让我想起了我家里的实验室。麻省理工学院没有什么东西能让我想起家里的实验室。我突然意识到,为什么普林斯顿能出成果。他们是用这设备干活儿呢。他们建造的这设备,他们知道哪儿是哪儿,他们知道一切是怎么运作的,用不着麻烦工程师;有工程师的话,他也在那儿干活儿。它比麻省理工学院的那个回旋加速器小得多吗?它是“镀金的”吗?——恰恰相反,在他们想修理一个真空罐的时候,就在上面滴一点儿甘酞树脂。因此地板上就滴着甘酞树脂。这很好啊!因为他们用这东西干活儿。他们不必坐在另一个房间里按按钮!(意外的是,他们那房间里起了火,因为他们把房间折腾得那个乱劲儿——电线太多——结果把回旋加速器给毁了。但我最好别讲这事儿!)
我有一架显微镜,爱观察显微镜底下的东西。那是需要耐心的:我会把什么东西放在显微镜下,然后隔一阵子去看一次。跟别人一样,我看到过许多有意思的东西——一个硅藻慢慢地走过玻璃片儿,等等。
在地下室?那是个老楼。地下室没足够的地方放回旋加速器啊。我走到大厅尽头,进了门儿,在10秒钟之内,我明白了为什么普林斯顿正是我该来的地方——我上学,这就是最好的去处了。这房间里,到处都拉着电线!开关在电线上吊着,冷却水从阀门上滴答着,满屋子都是东西,都晾在外头。到处都是桌子,上面堆着工具,这是你看到过的最凌乱不堪的地方。整个加速器占了一个屋子,那可真叫一个乱哪。
有一天我在观察一个草履虫,我看到了我学校里的课本上没讲到的东西——甚至大学的课本也没讲到。那些书总是把事情简化了,好让这个世界更像它们希望的那样:当那些书讲动物的行为时,开头总是这样,“草履虫极其简单;它的行为很简单。当它拖鞋似的在水里动起来的时候,它就转,直到它碰上个什么东西,那时它就蜷缩起来,转开一个角度,然后又开始动”。
“楼下,地下室里——大厅尽头儿。”
这实际上是不对的。首先,人人都知道,草履虫有时互相交配——它们凑在一块儿,交换细胞核。它们怎么决定什么时候做这个?(没关系:那不是我观察到的东西。)
因此,星期一的头一桩事儿,是我到了物理楼,问:“回旋加速器在哪儿——哪个楼?”
我观察到这些草履虫碰到个什么东西,蜷缩,转过一个角度,然后又走。说它是机械的,像个计算机程序,这想法不对——它看起来不是那样。它们走的距离不同,它们蜷缩的距离不同,它们在各种情况下转过的角度不同;它们不是总朝右转;它们很不规律。它看起来是随机的,那是因为你不知道它碰上了什么东西;你不知道它们闻到了什么化学物质,或者别的什么。
那时我读了很多关于加速器实验的论文,麻省理工学院的人写得不多。也许他们才刚刚起步。但是好多实验结果,来自康奈尔大学(Cornell)和加利福尼亚大学伯克利总校(Berkeley);最突出的是普林斯顿大学。因此,我真想看到的东西,我一直在寻找的东西,就是普林斯顿的回旋加速器。那一定是一个了不起的东西!
我想观察的事情当中,有一件是在水干掉的时候,它们会怎样。有人声称,草履虫会干得像一粒变硬的种子。我在我的显微镜的载玻片上滴了一滴水,在这滴水中是一个草履虫,还有一些“草”——就与草履虫的比例而言,看起来好像是一堆挑棍儿游戏。随着这滴水的蒸发,这需要15~20分钟,草履虫的处境越来越紧巴:前前后后的动作越来越多,直到它几乎动不得。它被卡在那些“棍儿”中间,几乎黏住了。
在我还是普林斯顿大学的学生的时候,普林斯顿大学建造了一个新的回旋加速器,建得真叫漂亮!回旋加速器本身在一个房间里,控制台在另一个房间里。这工程,造得漂亮。通过管道,电线从控制间通到加速器上,控制台上满是按钮和仪表。我把这东西叫作镀金的回旋加速器。
接着,我看到了某种以前没看到也没听说的事儿:草履虫失去了它的形状。它能自己伸缩,像个阿米巴虫。它开始把自己朝一根棍儿推去,开始像叉子那样裂开,一直裂到自己身体中间,那个时候它断定那不是个很好的主意,就又撤了回来。
因此,我在普林斯顿上学的时候,星期天下午穿学位服去喝茶,当天晚上到“院里”去。但是在星期一,我头一件想做的事儿,是去找回旋加速器。
因此,这些动物给我的印象,是它们的行为在书里被简化得过分了。书上说,它们完全是机械的,或者单一的。那些书应该正确描述这些动物的行为。直到我们看到甚至一个单细胞动物的行为有那么多方面,我们是不可能完全理解更复杂的动物的行为的。
每天晚上我们都穿学位服去吃晚饭。第一天晚上,差点儿没把我魂吓掉了,因为我不喜欢场面。但我很快就发现,学位服有个好处。那些在外头打网球的家伙,冲进房间,抓起学位服就往身上套。他们不必费劲换衣服,或者冲个澡什么的。这么说,学位服下面,是光着膀子的或T恤衫什么的。除此之外,有规矩,你永远也不要洗学位服,因此你能分得清谁是一年级的,谁是二年级的,谁是三年级的,谁是猪!这个学位服,你用不着浆洗缝补,所以一年级的,学位服还是非常好看、相对干净的,可到了大约三年级那时候,这学位服就跟挂在你肩膀上的硬纸板儿似的,碎布条儿啷当着。
我还喜欢观察虫子。大约十三岁的时候,我有一本昆虫书。书上说,蜻蜓无害,不叮人。在我们的邻居中,大家都知道那些“缝衣针儿”,他们都这么叫蜻蜓,叮起人来是很危险的。因此,如果我们在外边什么地方玩棒球什么的,一只这种东西转着圈儿地飞,大家都会跑着藏起来,挥舞着胳膊,大喊大叫:“一个缝衣针儿!一个缝衣针儿!”所以,有一天,我在海滩上,看的正是那本说蜻蜓不叮人的书。一个缝衣针儿过来了,大家叫着喊着,到处乱跑;我呢,就坐在那儿。“别担心!”我说,“缝衣针儿不叮人!”
不多工夫,艾森哈特夫人的女儿和一个同学过来了,我们互相做了介绍。这种“呵、呵、呵”,整个意思是:艾森哈特夫人不想跟我聊;她女儿和朋友来了,她就想要我过去喝茶,两个女孩儿也好有个说话儿的啊。就这么个这名堂。当时,我听到“呵、呵、呵、呵、呵”的时候,还知道怎么办。我没说,你“呵、呵、呵、呵、呵”,什么意思啊,你?我知道“呵、呵、呵”意味着“错误”,我还是把这事儿弄清楚的好。
这玩意儿落在我脚上。大家都在尖叫,乱成一团,因为这个缝衣针儿坐在我脚上。而我却坐在那儿,这个科学奇观,说它不会叮我。
“茶,”我说,“谢谢。”
你拿得准,这故事,到头来会说它叮了我——但它没叮。书上说得对。但我确实出了一点儿汗。
“呵、呵、呵、呵、呵。您要来点儿咖啡还是茶,费曼先生?”
我还有一个小小的便携式显微镜。那是个玩具显微镜,我把目镜摘下来,拿在手里,跟拿着放大镜似的,尽管那是个40或50倍的放大镜。仔细点儿,你就能对准焦距。因此,我能在街上闲逛,一边还看东西。
“那什么什么夫人说,你想跟我聊。”
我在普林斯顿研究生院的时候,有一次我把它从口袋里掏出来,看在常春藤上乱爬的蚂蚁。我不得不叫出声儿来,我太兴奋了。我看到的是一只蚂蚁和一个蚜虫。蚂蚁照顾着蚜虫——如果蚜虫待的那个植物死了,蚂蚁就把它们搬到别的植物上。作为回报,蚂蚁得到了被部分消化过的蚜虫汁儿,叫“蜜露”。我知道这个;我爸爸告诉过我,但我从来没看见过。
“您来点儿咖啡,还是茶,费曼先生?”
因此,这就是那个蚜虫了,而且再真实不过的是,一只蚂蚁过来了,用脚拍拍它——绕着蚜虫转着圈儿地拍、拍、拍、拍、拍。这可是太令人兴奋了!接着,那汁儿就从蚜虫后窍出来了。因为那是放大了的,那汁儿看起来像是一个好大、好漂亮的、闪闪发光的球,跟气球似的,那是因为它表面有张力。因为这个显微镜不怎么好,由于镜片的色差而带上了一点儿颜色——那真是个漂亮的东西啊!
“好的,好的!”我走到艾森哈特夫人那儿,她正倒茶呢。
这蚂蚁用两只前脚捧着这个球,从蚜虫那儿举起来,然后抱着它。你可以把水举起来抱着,在这个尺度下看,这世界是如此不同!蚂蚁腿上多半有油性的物质,那样在它抱着水的时候,才不会把水表面戳破。然后,蚂蚁用嘴把这液滴的表面弄破,表面的张力塌陷了,那水珠儿就进了它肚子里。看到这整个事情这样发生,真是有意思啊!
小巧的夫人又来了,说:“费曼先生,艾森哈特夫人希望见见您。”
在普林斯顿我的房间里,我有一个凸窗,窗台是U形的。一天,一些蚂蚁在窗台上,在那里转悠着。我发生了好奇心:它们怎么发现东西?我不明白,它们怎么知道往哪儿去?它们能跟蜜蜂似的相互转告食物在哪儿吗?它们有没有几何感?
“好的,稍等……”我还在继续跟魏尔德聊。
这纯属业余:大家都知道这个答案,但我当时不知道这个答案,因此,我做的头一件事儿,是通过凸窗的U形窗台垂下一根线,线上系着一片折叠起来的硬纸板儿,硬纸板儿上有糖。这主意是把糖从蚂蚁那里隔离开,所以它们不会碰巧发现糖。我希望把一切都置于控制之下。
另外一次,大概是一年之后吧,在另外一次茶会上,我告诉魏尔德(Wildt)教授,有个天文学家,已经搞出了一个理论,来解释金星上的云彩。那些云彩被认为是甲醛(我们曾经对那些云彩很担忧,知道这一点儿,是很有意思的),现在,这个天文学家把这个搞明白了,甲醛是怎么形成的,诸如此类。这理论非常有意思。我们说着说着这事儿,一个小巧的夫人走过来,说:“费曼先生,艾森哈特夫人希望见见您。”
接着,我弄了许多小纸条儿,并且把纸条儿折一下,这样我就能把蚂蚁撮起来,把它们从一个地方摆渡到另一个地方。我把那些带折痕的纸条儿放在了两个地方:一些放在放了糖的纸板儿上(吊在线上呢),另一些纸条放在一个有蚂蚁的地方附近。我在那里坐了一下午,一边看书,一边观察,直到一只蚂蚁碰巧走上了那些小纸渡轮中的一个。然后,我把它送到糖那儿。在几只蚂蚁被摆渡到了糖那儿之后,其中的一只碰巧走到了附近的一个渡轮上,我就把它摆渡回原来的地方。
后来,那是我在普林斯顿大学待了很长时间之后的事儿,我才明白了这种“呵、呵、呵、呵、呵”是个什么意思。实际上,我是在离开那个首次茶会的时候,意识到了那意思是“你犯了个社交错误”。因为下次我从艾森哈特夫人那里听到同样的嘎嘎笑,“呵、呵、呵、呵、呵”,其时有个家伙在离开的时候,亲吻了她的手。
我想看看,其他的蚂蚁需要多长时间,才能得到去“终点渡口”的信息。开始的时候很慢,但越来越快,最后我发了疯似地来回摆渡这些蚂蚁。
逗?逗什么逗?我没说过什么话呀?过后,我才意识到我干了什么。这就是我第一次参加茶会这玩意儿的经历了。
一切都按部就班地进行。正在这个时候,我突然不把蚂蚁摆渡到糖那儿,而是把它们发配到一个不同的地点。现在的问题是:蚂蚁学得会从哪儿来、回哪儿去吗?或者说,它能到它在以前的时间里到过的地方吗?
“两样儿都要吧,谢了啊。”我说着,还在张望着找坐的地方,其时我突然听到:“呵、呵、呵、呵、呵,别逗了,费曼先生!”
过了一阵子,实际上没有蚂蚁再到第一个地方了(有糖的那个地方),然而第二个地方那儿有许多蚂蚁,在那儿乱转,想找到糖。因此,到目前我琢磨出了它们确实是从哪儿来,还到哪儿去。
“您的茶,是加奶油,还是柠檬汁儿,费曼先生?”是艾森哈特夫人,在倒茶呢。
在另外一个实验里,我摆了许许多多显微镜的载玻片,让蚂蚁踩着这些载玻片,熙来攘往地朝我放在窗台上的糖那儿奔。然后,用一个新的载玻片替换一个旧的载玻片,或者把原来那些载玻片重新摆一下,我能以此表明,蚂蚁是没有什么几何感的:它们琢磨不透东西都有个地方。如果它们沿着一条路走到糖那儿,回来的时候有一条更短的路,它们总也琢磨不出有这么一条近便路。
我进了门,还有些女士呢,女孩儿也有。这整个都太正式了,我心里盘算着坐哪儿好,我该不该挨着这女孩儿坐,我举止应该如何,正在这时,我听见背后有个声音。
通过重新摆放载玻片,另外一件事儿同样清楚:蚂蚁留下了某种痕迹。因此,我就做了许多容易做的实验,来发现那些痕迹需要多长时间干掉,能不能一擦就擦个干净,等等。我还发现,那些痕迹不能指示方向。如果我把一个蚂蚁撮到一张纸上,然后转啊转啊,再把它放回那痕迹上,它是不会知道自己正在背道而驰的,直到它遇到了另一只蚂蚁才恍然大悟。(后来,在巴西,我注意到某种切叶蚁,就拿它们做同样的实验。走不几步,它们就说得上来自己是朝着食物走,还是南辕北辙——这想必是根据痕迹判断出来的,这个痕迹或许是一个气味儿序列:A, B,空格儿;A, B,空格儿,如此等等。)
于是,我就走到那门口,院长艾森哈特(Eisenhart)在那里向新生致意:“啊,您是费曼先生,”他说,“我们很高兴您来。”这多少让我放松了些,不知道他怎么认得我。
我一度想让蚂蚁走圈儿,但我没有足够的耐心来设计这事儿。除了缺乏耐心之外,我看不出这事儿办不到。
就这样,到了普大的当天下午,我就赶赴院长的茶会,而我连“茶会”是什么玩意儿都不知道,再说,茶什么会啊!我什么社交能力都没有;对那路事儿,我没什么经验。
有一件事儿确实能把实验弄麻烦了,就是,你喘气喷在蚂蚁身上,会让它们慌不择路。那一定是个本能的事儿,好防着那些吃它们、骚扰它们的动物。是我呼吸的温度、湿度,还是气味儿打扰它们,这个我不知道;但我在摆渡蚂蚁的时候,总是憋着气,把头转到一边儿看,免得把实验搞乱了。
我就这么进了普林斯顿大学的研究生“院”,全体学生都住这儿。这好像是模仿牛津或者剑桥——连说话都是英国味儿(这位主事是个“法国文学”教授)。楼下有位门房,各人的房间都挺雅致。我们还穿着学位服,在装了彩绘玻璃窗的大餐厅里,一块儿吃饭。
我迷惑不解的一个问题是,为什么蚂蚁痕迹看起来那么直、那么整齐。蚂蚁好像知道自己在干什么似的,好像有很好的几何感似的。然而,我做的实验,却意在表明它们的几何感是不管用的。
我父亲开车把我送到了普林斯顿大学,我找到了自己的房间,他就走了。还不到一小时,我就遇到了一个人:“鄙人乃本舍主事,请容禀告,院长午后专设茶会,希望各位光临。或许您可以通知您的室友瑟瑞特先生。”
许多年后,我在加州理工学院,住在林阴街(Alameda Street)的一所小房子里,一些蚂蚁在澡盆上乱爬。我想:“机会难得。”我把糖放在澡盆的另一边儿,在那儿坐了一下午,才有一只蚂蚁终于发现了糖。这仅仅是一个有没有耐心的问题。
我于是决定去普林斯顿大学。普林斯顿大学有高雅的一面。它部分的是仿效英国的学校。兄弟会那帮家伙,都知道我举止不雅驯,一副随随便便的样子,就开始发表评论了,说:“让他们瞧好吧,他们让谁到了普林斯顿大学!让他们瞧瞧自己犯的错误!”因此,我到普林斯顿大学的时候,就尽量乖一点儿。
蚂蚁一发现糖,我就拿起早就准备好的彩色铅笔(我以前做过的实验,表明蚂蚁对铅笔画的道道儿并不反感——它们就在铅笔道道儿上走——所以我知道我没弄乱任何东西),蚂蚁在前头走,我就在它后头画线,这样我就说得上来它的痕迹在哪儿。这蚂蚁走了一些冤枉路,这才回到洞里,因此我画的线就七扭八拐的,不像常见的蚂蚁痕迹。
“那就是你为什么应该另外找个学校的原因。你应该去发现这世界别的地方怎么样。”
当第二只蚂蚁找到糖并且开始往回奔的时候,我用另一种颜色的铅笔画它的痕迹。(顺便说一句,它是循着第一只蚂蚁的返程痕迹走的,而不是循着它自己的来路。我的理论是,当一只蚂蚁发现了食物的时候,它留下的痕迹,要比它仅仅是瞎转悠时留下的痕迹强烈得多。)
“是啊。”
这第二只蚂蚁急匆匆的,在很大程度上循着本来的痕迹。因为它走得太快,走得很率直,好像是顺坡儿下路似的,哪管早先的痕迹七扭八拐。经常地,在这只蚂蚁“顺坡下路”的时候,它是会再次发现痕迹的。已经清楚的是,这第二只蚂蚁的返程稍微直一些。更多的蚂蚁,急匆匆地,漫不经心地“循路前进”,对这痕迹的同样的“改进”就发生了。
“你是这么认为的?”
我在8~10只蚂蚁的后头用铅笔画线,最后沿着澡盆边儿画成了一条整齐的线。这跟画素描似的:你先画一条毛毛糙糙的线;然后你描啊描啊,过一阵子,它就成了一条整整齐齐的线。
“因为,论科学,麻省理工学院的研究生院全国最棒。”
我记得小时候我爸爸就告诉我,蚂蚁是多么神妙,它们是怎么合作的。我仔细观察过三四只蚂蚁把一小块巧克力往窝里搬。乍一看,那种合作好像颇为高效、奇妙而令人称道。但是,如果看得仔细些,你会看到全然不是这么回事儿:它们那做派,就好像巧克力不在自己人手里似的。它们朝这边儿拉,向那边儿拽。晃荡,踌躇,方向全乱了套。巧克力呢,并没沿着一条近便的路向窝那边儿移动。
斯莱特问:“你为什么认为你应该在麻省理工学院读研究生?”
巴西的切叶蚁却非常不可思议,它们有一种怪有意思的蠢劲儿,我很惊讶这种蠢劲儿为什么没进化好。这种蚂蚁要花费相当的工夫,才能切一道圆弧,为的是切下一块叶子。切割工作完成之后,蚂蚁有五成机会去拖没被切掉的一边,无可奈何地看着刚刚切好的叶块掉在了地上。有一半的时间,蚂蚁是在叶子没被切掉的一边拽啊拉啊拽啊拉啊,最后作罢了,开始去另外切一块。没有一只蚂蚁打算去拿早先切好的叶块,别的蚂蚁也不去拣别人切掉的叶块。因此,事情很明显,如果你看得仔细的话,切割,然后把叶块搬走,这活儿做得不地道;它们走到叶子那儿去,切一个弧线,一半时候是拖错误的一边,本该拖的叶块,掉下去了。
我说:“什么?”
在普林斯顿大学,蚂蚁发现了我的食品柜。里头放着我的果酱、面包和菜什么的。这柜子离窗户距离相当远。一长串儿蚂蚁,横穿客厅的地板,兼程行军。那时我正在做关于蚂蚁的这些实验,因此我心里想:“我怎么才能阻止它们到我的柜子那儿去,却不杀死任何蚂蚁?不准放毒;你对蚂蚁也得讲人道不是!”
我在麻省理工学院那阵子,真是喜欢它。我觉得那是个了不起的地方。我当然也想在那儿读研究生。可我去看了斯莱特(Slater)教授,把我的想法跟他说了,他说:“我们可不想把你留这儿。”
我的搞法是这样:在准备阶段,我把一丁点儿糖放在它们进入这房间后六七寸的地方,这个它们不知道。然后呢,我又干起了摆渡的营生,每当有一只蚂蚁带着吃的往回赶却误上了我的渡船的时候,我就带它一程,把它放到糖上。任何往我的柜子那儿去却误上了渡船的蚂蚁,我也把它带到糖那儿。最后,蚂蚁们发现了从糖到窝的道儿,因此这条新痕迹得到了双倍的强化;老痕迹呢,越来越没人用了。我知道,半小时之后,老痕迹就干了,一小时之内,它们就离开我的食品柜。我没洗地板;除了摆渡蚂蚁,我什么也没做。
“别逗了,费曼先生!”