一个没有博士学位的“反叛者”

2014-01-04 04:26
飞碟探索 2014年12期
关键词:费曼戴森数学

弗里曼?戴森,享誉世界的数学家、物理学家,曾帮助邦戈鼓手、诺贝尔物理学奖得主理查德?费曼等人创立了量子电动力学。戴森设计了大量的数学方法,还曾带领团队为研究性医院设计过一台生产医用同位素的小功率核反应堆。戴森梦想人类能乘坐着由原子弹驱动的宇宙飞船探索太阳系。他还撰写技术专著和科普读物,并执笔为《纽约书评》撰写过很多评论。已过90高龄的戴森(戴森出生于1923年12月15日)现在正在思考一个新的数学问题。

“有那么一类问题,只要有了弗里曼一切都豁然开朗了。”物理学家和计算生物学家、戴森的老同事兼老友威廉?普雷斯说,“这类问题必定是未解的适定性问题(适定性问题是一个高等数学专业术语),而且这些问题中又有某些东西能够让他的天赋一展雄风。”普雷斯说,弗里曼的那种天赋代表着大部分物理学家缺乏的“奇思妙想和智慧火花”,“是一种在抽象的数学世界里能够看得更远,并立刻找到一条直通终极答案的通途的能力。那就是弗里曼的解决方案”。

普雷斯说,他曾向戴森提出过一些不“够格”的问题。几个月过去了,几年过去了,没有得到戴森的任何回应。但是当他问了一个关于“重复的囚徒困境”(也称“迭代囚徒博弈”,一个以合作对抗背叛的经典博弈论场景的变奏问题)的问题时,戴森第二天就答复了。“可能他只用1分钟就能找到解决方法,”普雷斯说,“然后用30分钟把它写下来。”

2012年,他们在《美国国家科学院院报》上共同发表了一篇被广为引用的论文。

次年,为了参加在普林斯顿大学高等研究院为戴森生日举行的为期2天的庆祝活动,普雷斯专程赶往新泽西州普林斯顿。一位位嘉宾登台演讲,称赞他在数学、物理学、天文学和公共事务等多个领域的成就。普林斯顿大学的物理学家威廉?哈珀,戴森的一位质疑“人为气候变化有危害”的同事,以一篇题为《为什么全球变暖已经暂停?》的挑衅意味十足的讲话为当天的演讲画上了句号。

戴森承认,就气候科学而言,其本身就是存在争议的。在接受采访时,他说:“总的来说,在我身上更多地体现出来的,是墨守成规。”然而,在他的著作中,他却很喜欢把科学描绘成一种反叛的行为。在他2006年出版的随笔和评论文集《像反叛者一样的科学家》一书中,戴森写道:“我很幸运,在学校,他们将科学作为年轻男孩的一种颠覆活动‘引见’给了我。”带着对社会问题特有的关注,他接着忠告各位父母:“我们应当试着把科学作为一种反抗贫穷、丑恶、军国主义以及经济不公平的手段,向孩子们介绍科学。”

在庆典后的第二天,在众多演讲者历数了过去与戴森的合作、交口盛赞他的才华之后,普雷斯采取了不同的策略,提到了他们在“囚徒困境”问题上的合作。普雷斯说:“用一篇刚刚刊发的论文来‘缅怀’弗里曼,这样的做法似乎有点太过火了。”(在这里,普雷斯用的是一种调侃的说法,一方面提醒大家2012年他刚和戴森合作发表了一篇影响广泛的论文,另一方面调侃大家在庆典上的那些溢美之词。下面普雷斯的谈话中用的都是一些调侃的说法——译者注。)他还谈到了自己正在研究的“更安全一些的适应性”临床试验最近取得的成果,并补充说,虽然他手头上有的是实实在在的计算数据,但还是可以证明数学分析实在是太强大了。他打趣道:“如果是我和弗里曼一起做的这个研究该多好啊——或许将来仍然有这种机会。”

普雷斯的这番话被证明确实有先见之明。庆典过后,戴森就开始仔细考虑这个问题,并在普林斯顿大学的高等研究院接受了采访。

问:严格意义上讲,20年前您就已经从普林斯顿高等研究院退休了。那么现在您致力于什么呢?

答:我曾经是一名科学家,做过很多计算,那是一个充满竞争的世界。当我老了时,我决定不再和那些聪明的年轻人竞争了,所以我以写书取而代之。现在,我已经变成《纽约书评》杂志的书评撰稿人了。我大概每个月写一篇书评,随后就能收到不少回复和来函,都是那些在书评中发现我所说的不对的人们发来的。

问:在写书评之前,您都在做什么?

答:我被训练成一名数学家,所以现在我仍然是一名数学家。那才是我的真本事,只要进行一些运算,就可以将数学应用于各种各样的问题,于是我先是进入物理学领域,同时还有其他的领域,比如工程学,甚至涉及一点儿生物学,有时还会涉及一点儿化学。数学可以应用于各种各样的事物。这是作为数学家的乐趣之一。

问:您为什么选择了数学?

答:我想,应该是在读埃里克?坦普尔?贝尔所写的《数学精英》一书时做的决定吧。贝尔是加州理工学院的教授,而他写的这本书,真称得上一本绝妙的数学家传记合集。历史学家指责该书太过传奇化,但这正是这本书的精彩之处。作者揭示数学家大多数都是些骗子,是些各种特质交会在一起的人,他们根本不高尚,其中的很多人十足地道德败坏,而且也不是很聪明,但是,他们依然做出了巨大的数学贡献。因此,这本书可以告诉孩子:“如果他们都能做到,你为什么不能呢?”

问:有没有什么重大问题在您的职业生涯中起过重要作用?

答:我不是解决重大问题的人,我找的是些谜题,是那些我能够解决的有趣的问题,我不关心它们重要与否。因此可以肯定地说,我不会痴迷于解决那些大的谜团,那不是我的风格。

问:哪种谜题最先激起了您的兴趣?

答:最初我作为一名纯数学家,发现很多问题是由数字最本质的问题引发的,这些问题极为微妙、很难解决,但又很漂亮。在我17岁左右,高中即将结束时,我对数字的兴趣已经排在我对现实世界兴趣的前面了(戴森此番话说的是有关数论的问题)。

问:这些数字身上有什么东西,让您想要搞清楚呢?

答:__,?_?这就好比问“小提琴家为什么喜欢拉小提琴”一样。我有这种运用数学工具的技能,而我之所以竭尽所能地运用它们,只是因为它们很漂亮。正如一位音乐家演奏小提琴一样,他并不期望改变这个世界,他做这些只是因为他爱小提琴。

问:您因量子电动力学(量子电动力学描述了光、物质和带电粒子之间的相互作用)以及解决了重整化问题(帮助数学家解决了不必要的无穷大问题)而闻名。这一工作是如何完成的呢?

答:当我1947年来到康奈尔的时候,哥伦比亚大学刚刚在氢原子上完成了一次漂亮的实验。氢原子是最简单的原子,如果你了解原子的话,就应该知道这一点。这些实验是由威利斯?兰姆和他的学生罗伯特?雷瑟福特在哥伦比亚大学完成的,他们利用微波检验了氢原子,第一次观测到氢原子非常精细的行为。但问题是,量子理论不能很好地解释这一结果。迪克?费曼(即理查德?费曼,迪克是理查德的昵称)绝对是一个真正的天才,他知道该如何解释这一结果,但是不能把自己的想法转化为一般的数学公式。这时候我出现了,刚好我拥有这种数学技能,从而使得精确地计算出氢原子正在干什么成为可能。而让人称奇的是,我的计算与实验结果完全吻合,因此证明了量子电动力学理论是正确的。

我没有发明任何新的东西,只是将费曼的想法转化成了数学公式,以使这个想法更容易为世界所接受。结果我出名了,而这一切都是在6个月的时间内发生的。

问:这个成果有没有驱使您去探索其他的问题呢?

答:我收到了来自美国各地的工作邀请,当然也有英国的,但问题是,我根本不想就此安定下来,做一个带着一大帮学生的、疲于奔命的教授。于是我逃到了英国,在伯明翰度过了2年快乐的时光,不用担负任何责任,并且继续致力于其他问题的研究。

我对太空旅行极感兴趣,因此接下来我做了一件令人兴奋的事情,就是与加利福尼亚的一家名为“通用原子”的公司合作了2年,以建造宇宙飞船。当时,人们乐意承担各种风险,各种疯狂的计划都能得到支持,所以就有了这样一群疯狂的青年人。领头的是弗雷迪?德?霍夫曼,他曾在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作过,所以对原子弹了如指掌。于是,我们决定研发由原子弹驱动的宇宙飞船来环游太阳系。我们应该将飞船发射进太空——“嘣、嘣、嘣、嘣”大约每秒引爆四颗原子弹——飞船一路上升直奔火星,而后是木星和土星。我们还打算能够亲临实地,实现这一飞行。

问:这个计划后来怎样了?

答:我怀着对宇宙飞船的远大梦想,在圣地亚哥度过了精彩的2年。我们不仅做计算,还用化学爆炸的方法试飞了一些直径约1米的小模型,真的是“嘣、嘣、嘣、嘣”几声巨响,飞行高度达到了几百米。令人称奇的是,我们从来没有受伤。我们当时用的炸药都不必去买。我们有一些海军朋友,那都是他们从海军中偷了给我们的。不管怎么说,我们用来进行这些小飞行试验的发射台,的确是从海军那里借来的。就这样我们干了2年。很明显,那时我们即将在竞争中取得胜利。我们的竞争对手是韦恩赫尔?冯?布劳恩和“阿波罗”计划,他们打算使用常规火箭抵达月球。

问:这个计划中的“猎户座”宇宙飞船听起来就像是一个孩子空想出来的。这一“远大的梦想”没能实现,你们有多失望?

答:在最终得知“猎户座”永远不能再飞翔的时候,我们当然非常失望,但是很明显,“猎户座”会把我们的家园搞得乱七八糟。“猎户座”飞船在穿越大气层时,这些爆炸的原子弹会产生放射性尘降物。虽然当时我们出于军事目的在大气层中引爆的炸弹比我们建议使用的炸弹要大得多,但是我们依然会造成普遍的污染。这正是该计划失败的原因,而且我想这一原因也恰如其分。

问:人们都认为您是一位有着不同观点的特立独行的科学家。您认为这样的名声应该从何说起呢?

答:我认为,这种认为我总是喜欢和科学界共识唱反调的观点完全是错误的。事实是,我一直以来只对一个课题持有异议,那就是气候。我将大概百分之一的时间用在了气候上,而且只在这一个领域与大多数人的观点不同。总的来说,更多时候我是一个墨守成规的人,只是刚好在气候方面有着自己强硬的观点。那是因为我认为大多数人完全错了,而且在大多数人都对某一事物众口一词时,你一定要搞清楚他们是不是在胡说八道。

问:现在大多数科学家在这一问题上持另一种观点,什么才能说服您改变自己的立场呢?

答:我可以确信的是,我们不了解气候,而这应该是一种中立的立场。我并不是说大多数人必定是错的,而是他们并不了解他们所看到的。在解决这个问题之前,还有大量艰苦卓绝的工作需要去做。在此之前,我会继续保持中立,直到发生某些重大的改变。

问:您从未获得过博士学位,却仍然能够成为康奈尔大学的一名教授,您应该很以此为傲吧?

答:哦,是的。我很是以自己没有博士学位为荣。我认为博士体系是一种让人深恶痛绝的体系。它是19世纪为培育德国教授而建立的体系,在当时的条件下效果很好,对很小一部分想要终生致力于教授工作的人来说还算不错。但是现在,它变成了一种工会会员证,一种你为了得到工作而不得不拥有的工会会员证,不论是作为教授,还是其他什么工作,对此我觉得很不恰当。它强迫人们浪费年复一年的时间,假装做着他们根本就不适合的研究。最终,人们得到了这张纸片,除了说明他们博士毕业了,说明不了其他任何问题。攻读博士学位花费的时间太长,因而阻止了女性成为科学家,在我看来这是一个巨大的悲剧。因此,即便没有任何进展,我也要投入我这一生反对这一体制。

问:您是如何逃过这一关的

答:我很幸运,因为我是在第二次世界大战期间接受的教育,当时所有的一切都是乱七八糟的,因此我未获得博士学位就熬了过来,并最终成为一名教授。这在今天根本不可能。所以,对没有取得博士学位这件事,我特别骄傲。我有六个孩子,他们中没有一个拥有博士学位,这是我的贡献。

问:您的科学道路改变得多吗?

答:到今天为止,我已经活跃了将近70年,而我采用的仍然是同样的数学方法。我认为,主要改变的是电脑数据库的大小。现在,我们拥有大量的数据,却对其了解很少。因此,我们现在所拥有的、能够理解的,就如同信息海洋中的一个小岛。现在的问题是,如何加强我们对已掌握信息的理解能力。

问:请您展望一下,即将出现的哪些科学进步会对社会产生重大影响?

答:人们经常问我,接下来科学界会发生什么重大事件。其实人们应该知道,如果真有什么重大事件,那么这些重大事件都是出乎人们意料的,都会给人们以巨大的惊喜。当然,诸如此类的例子有很多,而暗能量就是最近的例子。很显然,我提到的所有这些东西,都不是什么惊喜。

问:您现在还在致力于攻克什么数学问题吗?

答:我并没有真正进行竞争激烈的科学研究,但是我喜欢有难题等着我去攻克。我很幸运地拥有普雷斯这样一位朋友,他是临床试验专家,他的临床试验最终被证明是一个有趣的数学问题。他发表了一篇论文,解释如何以一种生命消耗最低的真正高效的手段进行临床试验。他是位电脑专家,所以他做的所有一切都是以数据为基础演算出来的。因此,我承接的下一个课题,就是把他所做的转换成公式,就像我和费曼共事时所做的那样。我不能确定它是否有效,但这是我此时此刻正在思考的事情。

问:对像您这样有众多学术追求的人来说,退休意味着什么?

答:当我以研究院教授的身份退休的时候,我仍然保留了所有的特权。唯一改变的事情就是,支付薪水的支票不会再发给我了。我仍然拥有一间办公室以及我所需要的秘书服务,另外,午餐桌上也有我的一个席位。另外一个更大的好处就是不必再出席教授会议了。

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