正传:33.怪癖的天才

我们先来聊聊这个施温格是个什么样的人物。他是个犹太人,犹太人里面聪明人的确是很多。他1918年出生的,是诞生在纽约的一个犹太人家庭。后来上大学也在纽约。施温格从小的天赋异禀,聪明异常啊。14岁就进了大学,普通人还上初中的时候。人家就已经上大学了。那么大家大约算算也可以知道。他上大学的时候,正是不确定性啊、互补原理啊之类的大辩论的时代。波尔跟爱因斯坦在索尔维会议上那是唇枪舌剑你来我往好不热闹啊。到了1935年,爱因斯坦早已到了美国。在普林斯顿安顿下来以后。跟助手罗森还有波多尔斯基写了一篇非常著名的论文提出了所谓的EPR佯谬。也就是爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三个人的名字首页字母拼成的。薛定谔在欧洲看到这篇论文,一个词儿脱口而出啊。“量子纠缠”。这个名字现在那是非常热门的词儿了。

施温格

施温格跟着老师莫兹常去哥伦比亚大学听讲座。施温格倒是不客气,趴桌子上就睡了。上边讲座的拉比教授就看见这孩子了。他就奇怪啊,这孩子大老远的跑来睡觉的吗?拉比教授就是我们上次提到过的那个发现核磁共振的那位。这位拉比教授可是眼光独到,跟一般人不同啊。他下来就问莫兹老师,这孩子叫啥啊?莫兹就告诉拉比,这孩子叫施温格,可聪明啦。后来,莫兹老师去找拉比讨论问题,就带着施温格。让然在一边旁听。不过这孩子还是老打瞌睡。他们讨论的正是当时比较热门的EPR问题。莫兹跟拉比讨论到一半,卡壳了。有个物理量,他们搞不定。这时候,施温格揉揉眼说话了,他说EPR这篇论文他看过,这个量其实不难搞,说吧就tangtangtangtang得一顿解释。三下五除二就给解决了。拉比惊呆了,心说他上那所烂大学简直是埋没人才啊。不行,非要把他刮到哥伦比亚大学。不过施温格不想转学啊,一堆的小伙伴多开心啊。拉比这个急啊,他心说你那个破学校,物理系主任也没你强。你就别在土里埋着了。最后,施温格同意转学去哥伦比亚。但是拉比拿到施温格的成绩单一看,脑仁都疼啊。心说你成绩怎么这么差啊。原来是这个施温格从来不好好上课。经常翘课不去。人家习惯白天睡觉晚上蹦起来。有一门课叫做影射几何。几何课那都是需要画图的。当时施温格的老师比较烂,教材也是个普林斯顿的烂人写的。施温格根本没买。他压根连教材都没有。偶尔借同学的看几眼。老师叫他上黑板上去计算。照理说应该用几何的办法解决。人家施温格从头到尾的全是代数微积分从头推到尾。一张图都没画。整整写了一黑板。把老师看的目瞪口呆,直接下课走人。

拉比

就这么一位牛人啊。拉比爱才的,他跟哥伦比亚大学招生办吵起来了。他说你们按照橄榄球运动员特招行不行啊。人家招生办的为难了。这怎么办啊。最后找动用了一切关系,为施温格游说。还请贝特为施温格写推荐信。这个写推荐信的贝特也不是凡人啊。人家1938年解释了恒星的的能源是怎么获得的。恒星核反应的详细过程人家搞得清清楚楚的。人家跟伽莫夫关系很不错。如果大家听过我讲的宇宙大爆炸专辑。那么一定会知道这个伽莫夫很喜欢开玩笑,也是个比较顽皮的人。他写论文的时候玩儿了一把行为艺术。他的名字比较像gamma,他学生的名字比较像alpha。他顺便就把这位贝特先生的名字给写进去了,因为贝特的名字比较像beta。一篇论文一看署名,好么alpha、beta、gamma。其实贝特根本没参与。就是这位贝特先生,后来1967年拿了诺贝尔物理学奖。他万没想到,他推荐的这个学生比他早拿两年。

贝特

施温格到了哥伦比亚以后,那是外甥打灯笼——照旧。照样不好好上课。有一门课恰好是乌伦贝克讲的,这个乌伦贝克就是和高斯米特一起发现电子自旋的那一位。乌伦贝克本来都不想让施温格来考试了。直接给他个A就行了。拉比不干,考试还是要考的。施温格到时派头真大。要考试,行啊。晚上10点半吧。乌伦贝克气的快冒烟了。时间你说了算啊?!不行,早上10点。不来就挂红灯。结果最后的考试结果让乌伦贝克无话可说啊。人家解答的非常棒啊。

后来,这个施温格在奥本海默的手下干活。奥本海默那时候已经不怎么做实际的工作了。基本上就是当老板的状态。有俩人来找奥本海默请教问题。奥本海默当然是高屋建瓴的讲述了一下大约的计算途径。就打发那两个物理学家回去闷头计算了。施温格自己闷头算了一夜,终于给算出来了。写到一张纸上,揉吧揉吧,放自己衣服兜里了。过了半年,那两个物理学家回来了。说我们终于给算出来了。奥本海默就知道施温格一定算过。就然施温格去核对这两个人的计算结果。施温格回家一顿翻,把所有衣服兜儿翻了个遍,终于把那个纸条给找出来了。比对一下那两位的计算结果。少了个因子。奥本海默无条件相信施温格,一定是那二位算错了。在回去查查,这个因子是不是你们给弄丢了。可见施温格的数学功底子。

后来施温格独立当教授了。他的作息时间跟人家还是反着的。晚上工作,白天睡觉。人家见不到他的面,只好在他桌子上留条子。有一回一个同事请教他贝塞尔函数。给他留了个条子。第二天一看,桌上摆着40页的答案。施温格一宿给干出来的。结果仔细核对一下发现施温格的计算结果有问题。施温格满不在乎的说肯定没问题。最后发现施温格的计算是有瑕疵的。他用错一个公式。他很恼火,下次再也不抄书上的公式了。啥东西还是自己推算的保险。

施温格很强调场的作用。有次作报告。讲的就是有关场论的东西。大家其实都没太听懂。只有波尔在下面频频点头。大家也就跟着一起点头。施温格讲完下去。轮到费曼来讲。结果包括波尔在内,一个都没听懂。波尔还很不客气的说,你该重新学习量子力学。其实也不是一个都没听懂,有两个人是懂的。一个是贝特,就是我们提到的那个给施温格写推荐信的那个。他跟费曼比较熟悉。费曼那一套他听过多次了。他懂怎么回事儿。还有一个人听懂了。那就是费米。施温格有一次做马拉松式的长篇报告。费米特地带着纸笔去的。氢弹之父泰勒也去了。费米一般听报告都不做笔记。那次费米做了非常详细的笔记。他觉得施温格的报告是个非常重要的报告。结果几个人回了芝加哥大学以后召集研究生讨论了一个多月啊。大家都认为施温格做了重要的工作。但还是没人能搞懂他究竟做了什么。然后有人问,听说费曼也讲了一些东西? 三个去开会的人一起说,对,他讲了一些东西, 但是三个人谁也想不起来 费曼到底讲了什么……

费曼

反正费曼总是被施温格压着一头。费曼也是个绝顶聪明的人。施温格看到朝永振一郎的文章的时候,很快就发现。他俩的东西其实是等价的。说白了一回事儿。但是费曼的东西就不是这样了。费曼图看起来相差就比较大。好像路数不太一样啊。他发展出了一套新的办法叫做路径积分。说起来还是受了狄拉克的启发。假如一个粒子从A点走到了B点。它怎么过去的?天知道它走哪条路径过去的。狄拉克说,不对,你不知道走那条路。说不定人家走了所有的路过去的。费曼看着狄拉克注解里面的文字就特别来劲啊。其实粒子是走了所有的路径从A点到了B点。路径积分是个非常有效的办法。费曼潜心思考了8年之久。后来有一次狄拉克到美国访问,费曼见到狄拉克非常兴奋。手舞足蹈的跟狄拉克讲自己的路径积分方法。讲了能有40分钟。狄拉克一言不发。本来狄拉克就是个话少的人。好不容易狄拉克打断了费曼的讲述,提出了一个问题。费曼高兴坏了,狄拉克提问题了。结果狄拉克问的问题是哪儿有洗手间?弄得费曼哭笑不得。路径积分比较新颖,大家一时不能理解也是正常的。波尔就误解了费曼的想法。以为费曼讲的是粒子运动轨迹。但是有人很喜欢费曼的想法。他叫戴森。费曼用路径积分,花了一个晚上就解决了过去用哈密顿正则方法要算一个月的东西。计算当时比较热门的介子理论。戴森被惊到了。这东西这么灵啊。看来费曼的办法是对的。那么他跟施温格的方法,还有朝永振一郎的办法是啥关系呢?1948年,戴森终于搞出来了。三个人的办法是殊途同归。本质上是一回事儿。表达方式不同而已。路径积分方法也就成为一个广泛使用的方法。那么量子理论除了海森堡的矩阵表述、薛定谔的波动方程,现在要再加上路径积分表述。三种表述都是等价的。路径积分表述非常简洁明了。如果说,30年代末,量子电动力学还很骨干的话,经过年轻一辈的努力。现在的量子场论,已经算是羽翼丰满了。原来大家都认为必须再来一场量子革命才能解决这些问题。现在看来,只要打几个补丁,就基本上OK了。虽然还有几个恼人的发散问题。

戴森

这个戴森也不是凡人啊。我们对于他们搞的具体的学术领域其实也只是知道个大概。但是戴森这个名字很多人都知道。按理说专业领域其实没那么大的知名度。戴森有名气那是因为戴森提出了一个科幻作品非常喜欢的概念叫做“戴森球”。这个戴森就是那个戴森。戴森本人兴趣爱好广泛。涉及领域非常多。他文学作品看的很多,自己动笔写的科普著作也很多。所谓的戴森球,就是宇宙里面的高等文明,很可能能源不够用。他们不得不造个壳子把太阳包起来。反正他们有本事把整个恒星的能源全都占为己有。这个东西,就是戴森1960年提出来的。他觉得外星人要是科学发达的话,说不定会干这种事儿的。科幻作家们很喜欢这东西。科幻迷也很喜欢,最近发现的一颗恒星周围有不规则的光度变化。大家就觉得像是外星人造的戴森球。这东西反正也没个定论。目前看来不是。

戴森球想象图

后来惠勒拿着费曼的东西给爱因斯坦去看。费曼的思路跟早年的爱因斯坦比较相似,但是跟晚年的爱因斯坦差得很远。爱因斯坦还是一晃脑袋,觉得不靠谱儿。没几年,1955年4月18日,爱因斯坦去世了。4月13日,在草拟一篇电视讲话稿时发生严重腹痛,后诊断为动脉出血。4月15日进普林斯顿医院。4月18日,爱因斯坦被诊断出患有主动脉瘤,18日午夜在睡梦中感到呼吸困难,主动脉瘤破裂导致大脑溢血破裂,而逝世于普林斯顿。享年76岁。因为值夜班的护士不懂德语,这位世纪天才在弥留之际留给人类的最后遗言成了永远的谜。为遵照爱因斯坦的遗嘱,他死后并没有举行任何丧礼,也不筑坟墓,不立纪念碑,遗体便依照遗嘱被火化了,骨灰撒在永远保密的地方。他不希望自己的墓成为圣地。20世纪最伟大的物理学家停止了思考。就这么悄悄的离开了这个世界。其实人们不需要有型的纪念碑,物理学就是最好的纪念碑。最终他还是没有承认量子力学的完备性。他总是在想,现在的量子力学是不是缺了点儿什么。是不是还有隐变量没有被发现。很遗憾,在这个问题上,他是错的。这个我们后文会讲到贝尔不等式。到那时再来讲。爱因斯坦的去世,标志着一个物理学大转折的落幕。爱因斯坦推动了整个物理学的一场革命。这一场革命是自他1905年发表《论运动物体的电动力学》开始的。自那以后,相对论和量子力学大大改变了物理学的基本面貌。现在爱因斯坦的去世,基本意味着这场革命已经大幕低垂。随着时间的推移,很多人也将一一谢幕。

让人想不到的是,下一个谢幕的竟然是他……

下回再说

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