弗里曼·戴森(FreemanDyson)八卦
与20世纪最伟大的物理学家们在一起工作的那些光辉岁月
有人觉得弗里曼·戴森(FreemanDyson),作为92岁的老人,什么事情都见过。这不仅是说他在过去一个世纪里所做出的科学突破位列前茅,也包括他与像汉斯·贝特(HansBethe)、沃夫冈·泡利(WolfgangPauli)到罗伯特·奥本海默(RobertOppenheimer)和理查德·费曼(RichardFeynman)这些20世纪的物理学巨匠不是朋友就是同事。戴森是科学界最伟大的圣贤之一。如果你想理解科学的起源以及科学未来可能的发展走向,戴森会是你去垂询的不二人选。
戴森在英国长大,他对数字和计算很有天赋。在二战期间,他与英国皇家空军(TheRoyalAirForce)合作精确地识别与定位在德国的轰炸目标。战争结束后,他搬到了美国,接触到了参与制造原子弹的许多物理学家。像那个时代的许多科学家一样,对这种新炸弹的兴趣使得他开启了物理学的职业生涯。他后来更曾梦想用核弹作为推动力,建造一个能环游于太阳系的宇宙飞船舰队。所以到了冷战期间,戴森变成了一个直言不讳的核武器批评者,或许一点也不意外。
六十多年来,普林斯顿高等研究院(Princeton’sInstituteforAdvancedStudy)一直是戴森精神上的家园。他形容自己是一只狐狸而不是刺猬,因为能从一个项目跳到另一个项目的科学家更有乐趣。尽管自己不再是一个活跃的科学家,戴森仍然紧紧地跟踪着科技发展。生活在一个许多问题已有答案的世界里,戴森似乎很高兴,不过对于物理学至今没能把恒星所处的经典世界和亚原子所在的量子世界统一起来这个事实,他也很喜欢。
当我为了一个关于科学英雄史诗的采访而联系戴森时,他回答说:“比起谈哲学,我更喜欢讲故事”。但最后,我不仅听到了故事,也听到了其很多独到精辟的见解。不论是针对博士教育系统过时的要求,还是针对大科学中的各种陷阱,戴森在表达自己的观点时一点都不腼腆,但他的行为是低调的,而且他的冷幽默深入而又浅出。
在成长的过程中,你有感觉你会成为一个科学家或者数学家吗?
是的,我感觉我更可能成为一个数学家,但我又读了很多关于科学的书,其中还有不少是很棒的科普读物。我读过亚瑟·爱丁顿(ArthurEddington),詹姆斯·金斯(JamesJeans),当然还有赫伯特·乔治·威尔斯(HerbertGeorgeWells)这些人的作品。他们让科学变得很有吸引力。最让我记忆犹新的要数儒勒·凡尔纳(JulesVerne)了。大概在我8岁的时候,我读了他写的《太阳系历险记》(HectorServadac)。那是讲到另一个星球上探险的故事。我那时以为这都是真的,当我后来知道这只是一个故事时,我真是大失所望。
当你进入大学以后为什么选择了物理?为什么不留在数学领域呢?
有一部分原因是因为原子弹吧。整个战争期间,我都待在英国,我们对原子弹一无所知,突然之间,它出现在了广岛,然后战争就结束了。我们真的对这些物理学家非常感激。从某种意义上来说,正是他们结束了战争。我觉得去认识这群人,并弄明白他们所从事的研究,一定会非常有趣。
有没有哪些科学家是你心目中的英雄呢?
噢,当然有。一个是约翰·波顿·桑德森·霍尔丹(J.B.S.Haldane),他是一个生物学家,他写过非常杰出的科普书。他也是一个兴趣爱好非常广泛的人。还有哈代(G.H.Hardy),李特尔伍德(J.E.Littlewood)和贝西科维奇(A.S.Besicovitch),他们都是我自己在剑桥结识的非常了不起的数学家。有意思的是他们大部分的时间都花费在了打台球上。贝西科维奇有一个非常棒的台球桌。我非常幸运,因为在我小时候父亲就给家里买过一个台球桌,所以当我到了剑桥,我立刻就很自然地融入了这个群体。每当我想要和这帮大数学家讨论的时候,我就去和他们打台球,然后我们的对话就会转移到数学上来。
战争结束后,在40年代末,你去了康奈尔大学做研究生,最终与一位杰出的物理学家汉斯·贝特(HansBethe)[年诺贝尔物理学奖获得者]共事。他成为你的导师了吗?
是的,正是这样,他是一位超极好的导师。学生们都觉得他很了不起,他有很多很多学生。他总是能恰当地为每一个学生量身定做出研究课题,这些课题对学生们来说都足够困难,但又没有困难到超出他们各自的能力。他是一个非常理想型的导师,他给我的引导我真的难以报答。
他给你的研究课题是什么呢?
这涉及到了量子分子动力学,是那时候新兴的一个题目。在哥伦比亚大学有一群实验物理学家用他们在战争期间发展起来的工具,去观察氢原子。微波是为了诸如雷达这样军事目的而发明的,但微波也是当你以极高的精度去研究量子力学时所需要的工具。威利斯·兰姆(WillisLamb)[年诺贝尔物理学奖获得者]是这个实验的负责人,通过微扰氢原子,他便能非常精细的测量出氢原子能级。结果发现标准的量子理论给出了错误的理论结果,所以需要加入一些新的要素来解释实验结果,而贝特知道这个新要素是什么。如果你把原子辐射场的反作用也算上,就能得到原子的正确行为。贝特有一个非常棒的本领,他能做一些简单计算,尽管粗略,但却得到大致正确的结论。然后他把这个问题拿来给我,由我来做更精确的求解。
然后你遇到了理查德·费曼(RichardFeynman)[年诺贝尔物理学奖获得者]并在量子电动力学领域与他共事。
我从没有与他共事过,但我从他那儿学到了很多东西。那时候他是一个非常年轻的教授,而我只是一个学生,所以我听他讲,他真的是一个天才。他同时也是一个活宝,非常喜欢表演,所以他总是需要一个听众。而我非常乐于做他的听众。
是什么让费曼与别的科学家比起来很不一样呢?
他非常具有原创性。他有他自己做科研的方式,与别人都很不一样。这也是他与别人交流起来会有困难的原因。他从不写下方程。很多人在做物理的时候总是先写下一个方程,然后来求解答案,但费曼不是这么干的。费曼从不写出问题的方程就直接写出了答案,就像在变魔法一样。因为他是根据图像来思考问题的,而不是根据方程。这些一幅幅图在他的脑海里,然后他把这些图涂写在纸上,但是没有人知道这些图是个什么意思。我的工作就是把费曼的想法用大家熟悉的物理语言翻译出来,以让人理解。
你实际上从没拿过博士学位,对吧?
我没拿过。但我想说,我因而觉得自己很幸运。
你不想要一个博士学位吗?
不想,我讨厌博士学位。我觉得它会毁了人们的生活。我事实上能举出三个我亲眼目睹过的悲剧,就发生在与我共事的人头上。其中一个自杀了,另外两个后来一直待在精神病院里。我因此非常埋怨博士教育体系。我觉得这个体系对许多人来说真是一场灾难。
为什么呢?因为博士教育体系对人是极大的消磨吗?
是的,这完全不符合大多数人的需要。它是在19世纪为德国学术界设计的,对他们来说挺好的。但对于任何其他类型的生活来说,这绝对是错误的。它需要太久的时间了。它迫使你假装自己是一个研究者,然而这当中的大多数人并不想成为一个研究者。博士学位成了一张会员证,我认为这是具有高度破坏性的一件事情,尤其对女性特别不好。要浪费5年或10年的生命在这上面,比起男性,对于女性来说是个更大的灾难。
是因为她们也许同时要肩负起照顾家庭的责任吗?
是的,因为生物钟就在那里,它在女性身上更加频繁地滴答作响。
当你到达普林斯顿的时候,有非常多的著名科学家都在那儿,包括阿尔伯特·爱因斯坦(AlbertEinstein),你有没有结识他?
没有,他不是很鼓励年轻人去接近他。他从没来过我们的研讨会,也没来过与我们共进午餐。我们倒是每天都能看到他在我们身边走过。他极度地忙于世界事务,所以他也非常被人们所追捧。每天都有人来。重要的人物也来拜访他,所以他真的没有时间去和年轻人哪怕打个招呼。
但这听起来好像是他不想去打招呼,不愿意与冉冉升起的下一代对话,会不会是他性格的一部分?
很可能是真的。他的确不喜欢教学。对他来说只有两件事情非常重要,一件是他自己的工作,他一直都没停过,另一件就是他作为一个政治家的公众活动,他做得非常出色。他在这种国际游戏中是一个非常认真严肃的玩家,他的确也产生了好的影响。
在战争与和平的事情上吗?
是的,尤其是在公民自由的问题上。
当你刚来到普林斯顿的时候,你对爱因斯坦怎么看?
当然我非常钦佩他,无论是他作为一个科学家或是一个公众人物。我们都知道他是一个伟大的人,但我们也因此觉得他不太属于我们。他对科学中正在发生的事一点都不感兴趣。就我们而言,我们没有什么能向他学习的,他或许对我们也有同样的感觉。
在科学上属于他的时代悄悄的走了,正如其悄悄的来吗?
这是当然的。他错过了战后物理学发展的那个巴士。
尼尔斯·波尔(NielsBohr)[年诺贝尔物理学奖获得者]常常来访问普林斯顿高等研究院,你和他熟识吗?
是的,他与爱因斯坦完全不一样。波尔和爱因斯坦差不多年纪,但他更平易近人,他与每个人都能说上话。他对每件事情都非常感兴趣而且见多识广,他还会给我们一些很好的建议。他毫无疑问是我们团体的一部分,他来参加讨论会,也来和我们一起吃午饭,我们和他有许多互动。
还有其他杰出的物理学家也常常来普林斯顿,你认识沃夫冈·泡利(WolfgangPauli)[年诺贝尔物理学奖获得者]吗?
我跟他很熟,当然那是因为我曾经在瑞士和他待过一段时间。他在苏黎世那是首席教授。我在苏黎世住了半年,所以我每天都能见到他,我们成了很好的朋友。他很喜欢在午饭后散会儿步,他常常也会邀请我一起去,所以我和他聊了很多东西。他脑袋里装满了故事,他毫无疑问是个逼格很高的段子手,他也一直紧跟着年轻人的潮流。
你们在这些散步中谈论过科学或生活吗?
噢,我们什么都谈呢。他尤其对心理学非常感兴趣。他是荣格(Jung)的私交很好,他曾经被荣格做过分析,所以关于这个他谈了很多。
我们听到过很多关于他与卡尔·荣格(CarlJung)的趣事,荣格相信各种精神现象,泡利也是。
噢,是的,他有过很多奇怪的想法。但他也有巨大的幽默感,他从不太拿自己当回事。
怎么把泡利从科学家中区分出来?
他最具特色的要数他尖刻的言辞了。每个人都怕他,他在几乎每个人身上都能挑出一大推毛病。我记得我第一次见到他是在苏黎世的一次会议上。他和一群人一起谈论刚刚来瑞士的朱利安·施温格(JulianSchwinger)[年诺贝尔物理学奖获得者]。施温格那时虽然是一个年轻美国人,但业已做出了一些非常好的研究工作,是费曼的劲敌,他们那时是著名的两个天才。泡利说,施温格告诉我们的这些东西实际上是有意义的,而不像戴森写的那些都是废话。正在那时,我和我的一个朋友马库斯菲尔兹(MarkusFierz)恰巧走近他们,他也是一个瑞士科学家,他闪过一丝狡黠的眼光走近泡利,对他说:“请允许我给你介绍我的朋友弗里曼·戴森。”泡利说:“哦,没关系,他听不懂德语……“。我当然能听懂。这是一个好的开始,我们从那天开始就成为了朋友。
你也认识罗伯特·奥本海默(RobertOppenheimer),他在洛斯·阿拉莫斯(LosAlamos)的工作结束后不久也来到了普林斯顿,我听说他是一个极具领导天赋的人,至少在他管理曼哈顿工程时表现得很出色,比起做科学家,也许他作为一个管理者更出色。这是真的吗?
我不知道那是不是真的,他在科学中做了一件非常重要的工作,即他研究了黑洞的理论。他真的是发现了黑洞,这点真的很重要。那是在年他和他的学生哈特兰·施奈德(HartlandSnyder)一起完成的,他们发展了为什么黑洞存在,以及黑洞又是怎么形成的理论,所有这些他都搞对了,最重要的是,他是黑洞概念的提出者[黑洞这个名称的提出者是费曼的研究生导师惠勒],并且他的预言成真了。
遗憾的是,这篇论文发表于年9月1日,那实际上是希特勒入侵波兰的那一天。所以整个世界都在注视波兰,而不是奥本海默。这个工作就这么莫名的被遗忘了,奥本海默自己也对它失去了兴趣,再也没有回过头来研究它。它就这样从他的生活中溜走,这不能说不是一个耻辱。他本来可以在这上面做出更多的研究,但结果是20年后这个工作又被别人重头来做。他是一个大科学家,但奇怪的是,他做的真正伟大的工作并不是他想做的。他本来对天文学没有什么兴趣,而是想研究粒子物理学的。不管怎么说,这就是生活,你永远不知道你最后会以什么而出名。
当奥本海默接管了普林斯顿高级研究所,你一定对他有了更多认识,你对他有什么看法呢?
我对此的感觉很复杂。他是我的老板,他具有喜怒无常、难以揣测的性格,他对人忽冷忽热,你永远也无法推测如何应对。他有时非常慷慨、友好,有时他又非常苛刻。我刚来到普林斯顿时,我的家里出了点状况,他非常热情、慷慨地帮助我,他是一个很好的朋友。另一方面,他在对待科学问题上过于苛刻。他过于武断,会很快就作出判断,说某人不行,然后就结束了。的确有一些与之相关的糟糕案列。
莱昂·库珀(LeonCooper)刚来到普林斯顿时还是一个年轻的孩子,他有一个疯狂的想法,说他可以解释超导性,超导性在当时是一个很大的悬而未决的问题。库珀认为超导性与电子配对有关,奥本海默却说这完全是垃圾。在库珀试图给一个关于他的超导性理论的学术报告时,奥本海默可以说是没有一刻不在打断他,告诉他为什么他的理论毫无意义。他认定库珀不行,所以库珀离开了普林斯顿,去了伊利诺伊州,在那里他遇到了巴丁(Bardeen)和施里弗(Schrieffer),结果他们三个共同给出了超导性的正确理论,而这正是基于库珀的那个想法。他们都获得了诺贝尔奖,库珀算是报了仇。
你所谈论的差不多都是现代物理学的巨人,是一些当今物理学的缔造者。这似乎是科学的一个黄金时代,一个我称之为英雄辈出的时代,在这里,我们揭开了大自然运行的主要法则。你认为是这样的吗?
是的,当然,真正的黄金时代是20世纪20年代,量子力学大发展的年代。与之相比,我在20世纪50年代被卷入其中,与量子力学相关的革命只能是小巫见大巫了。我所处的那个年代只能叫白银时代,但仍然是一个做物理的好时机,大部分聪明的孩子在这时都进入物理学界,这对年轻人来说是一个非常激动人心的时刻。有大量的工作等待完成,物理学也正在迅速扩大。任何二流物理学家都可以做出一流的工作,那时活跃在物理学领域是最好的选择,三流的物理学家也可以做出二流的工作。
这也是时势造英雄的时候,爱因斯坦自然是首屈一指,但你那个时代也有像费曼这样的英雄人物,但在今天的科学领域,我们还有这样的英雄吗?
我会说他们现在大多正往生物学那边跑。生物学发展得非常快,所以那些在过去希望成为物理学家的人,现在更倾向于成为生物学家。理论生物学现在变得比以前更像一个真正的学科,所以很多实际上是计算机科学家也正在研究生物学。数学和生物学之间的界线不再那么清晰分明,我会说这是现在年轻人聚集的地方,他们现在正拥有着像50年前物理学家拥有的大好时光。
在物理学中,我们仍然还没有一个统一理论,我们有描述恒星与行星的经典世界,也有属于原子和电子的量子世界,目前还没有人能够把这两个现实统一在一个理论模型中,这对你会是一个困扰吗?
这对于一些人来说会是个困扰,但对我来说,这是个值得欣喜的事。比起一个世界,我更喜欢拥有两个。我认为经典世界是真实的,量子世界也是真实的。美妙的事情是它们相处得如此自然,即使他们又是如此不同。我喜欢它们的差异,我总是希望他们不会统一,不过当然大自然最后会给我们答案。
这么多年来你认识了许多伟大的科学家,是否有某种个性上或智力上的特点,决定着一个人成为一个伟大的科学家?
这真的很难讲,他们都很不同。我只能说当他们变得年老时,他们变得都有点小疯狂,他们失去了一种分寸感,波尔不寻常之处就在于他直到老还一直保持着他的分寸感。
你会愿意用你的声誉冒险去追逐疯狂的想法吗?这是导致重大突破的原因吗?
首先,无知是很有帮助的。我就是在我最无知的时候做出了最好的工作。知道的太多有时候是一个巨大的障碍。特别是如果你已经教学教了几年,事情在你的头脑中固定了下来,结果你的思想便很难跳出条条框框。我很幸运,在没有上过任何物理课的时候,就跳进了物理学开始挖坑,在这之前我一直是一个纯数学家。
伟大的科学家也自然是一个颠覆者吗?
是的,这是毫无疑问的。为了建立新的东西,你必须摧毁已经存在的东西。当然,你需要有一个好的品味。如果你不分青红皂白,不分轻重缓急地摧毁一切,那么一点都没用。直觉的价值就在于此——知道旧的建筑物的哪些部分应该被拆除掉。
物理学是属于年轻人的游戏吗?似乎大多数伟大的发现都是由40岁以下甚至30岁以下的人做出的。
这在理论物理学中是真的。做实验的可以保持其活跃期更长,有时即使到了老年,仍然能做出很好的贡献,这是一个不同的游戏。对于理论物理,我想你需要保持无知,否则过不了多久,你就被你之所有所束缚不前。
我以为你会说我们年轻时脑力更好使,但按你的观点来看,问题是我们给自己设置了太多规定。
我会这样说。当然,我不知道如何测量脑力。我的大脑随年龄增长的确是变慢了,这是很明显的事实,但我无法测量我以前的大脑比现在的聪慧了多少。
你有没有曾经碰到过某个事业转折点,比如你打算停止做你曾经一直做的数学物理,而决定做别的什么事情?
有的,我的转折点大约是在45岁那年。我遭遇了中年危机,就是当你突然意识到了一个事实,你已经不如你的学生那么聪明。在那一刻,我决定把我的下半辈子的时间花费在写书上,而不是去做计算,这是一个明智的选择。大多数人会成为管理者,或者做点别的事情。你必须找到另一种适合的工作而不只是想想。
你的写作涉及的面很广,不仅是科学,还有文学,人文学科,甚至上帝。虽然你不信基督教,但还是把自己描述为一个基督徒。在你心中有一套形而上的体系吗?
不,一点也不形而上学,但我是很社会性的家伙。我喜欢朋友。我喜欢成为一个社群的一部分。这不是形而上学,这是一个非常实际的东西。宗教对我来说,就是去教堂,有一群也去教堂的朋友,去唱唱歌,听听颂词什么的。这是一件你和大家一起参与的事情。我现在不再去教堂了,但我有一个当长老会会长的女儿,挺让我高兴的,我把她看作我与那个宗教世界的接头人。
今天大家对科学家的看法与20世纪30年代和40年代,你刚开始步入科学家之列时相比是怎么样的?
嗯……在转圈圈。我成长在30年代,那时候科学真的很不受欢迎。科学得对第一次世界大战造成的恐怖负责,尤其是化学武器。那真的是非常可怕,深深的印在了人们的心里。当我还在念高中时,傻瓜才会选择学习科学。如果你真的有能力,你会去研究拉丁语和希腊语。如果你是二流的学生,你会研究法语和德语。如果你是三流的学生,你才会学习科学。后来时代慢慢变了。我认为大家对科学有偏见或诋毁科学,是因为其造成技术的滥用所致。现在大家怕的是核武器,而不是化学武器了,同时公众对遗传基因之类的也非常不信任。
你认识很多参与了制造原子弹的人。许多在洛斯·阿拉莫斯的人都说,那段时间是他们生命中最令人兴奋的一段时间。然而讽刺的是,正是他们的工作,造就了我们迄今为止见过的威力最大的破坏。
你说得对。那些人是我的朋友,我毕生一直在努力去解决战争与和平的问题,我是说当我不在做科学的时候,我都在担心战争与和平的问题。当然,这是一个千古难题,起起伏伏。尤其是在30年代,当我是一个十来岁青少年的时候,这个问题特别糟糕,因为我们必须去应对希特勒(Hitler),那时的情形比我们目前碰到的任何情况都更糟糕。当世界被划分成不同国家,那定然会出现一个巨大的问题,即我们都在试图谋杀对方。但我觉得也有很好的一个方面就是,我们整个社会的基石在于我们有着各种各样的语言和文化。正是这种多样性使得人类这个物种如此具有创造力。因此问题就变成了你该如何协调这两个方面。
从根本上来说,你对人类这个物种是持乐观主义态度的吗?
是的。它来自我在20世纪30年代的成长经历。在20世纪30年代,事情在许多方面是黑暗的,远远差于今天。人们也许不记得了,但英国曾经一切都被笼罩在煤烟之中。当我去伦敦一天,我衬衫的颜色就会变黑,因为在空气里弥漫满了煤烟,比起那时,英国现在洁净多了。美国现在也比以前更干净了,当我第一次去洛杉矶时,那里也到处弥漫着烟雾。30年代的经济问题比今天也更糟糕。首先,第二次世界大战正在向我们走来,我们都相当了解希特勒是个什么东东,我们也知道我们必须得去与之对抗的事实,而很有可能我们会因此牺牲。那就是伴随着我长大的环境,与我们今天有的战争相比,那要糟糕得多。
本文转载自《不只是科普》
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