一个世纪的进步

当时对力的研究让人们用了十年重新解释原子的本质。化学物理学学科很快就被所谓的核物理学和高能物理学所取代，而那些探讨各种物质的化学性质的人，也尝试着把量子力学早期的惊人发现纳入研究之列。那年夏天，美国物理学会在芝加哥召开一场会议。化学家莱纳斯· 鲍林（Linus Pauling）讲述了量子力学对生命的原始组成部分——复杂有机分子有什么影响。来自麻省理工学院的物理学家斯约翰· C. 斯莱特（John C. Slater）努力地在量子力学中的电子和化学家可以测量的能量之间建立联系。会议之后，人们就分散到主题为“一个世纪的进步”的芝加哥世界博览会的会场去了。玻尔本人讲解了新的物理如何进行测量的问题，这是在回应大家共同的疑惑。在或站或坐的拥挤人群面前，玻尔轻柔的丹麦口音总被婴儿的哭声或出故障的麦克风打断，他提议用一个“互补性”原理来处理物质注定要面对的双重性。他说是他本人引入了这个革命性的观念。不只是原子粒子，真实世界里的一切都要受它支配。他说：“我们已经不得不接受这个观念 [2]，我们不只是要修正所有经典物理学中的观念，就连日常生活中的一些想法也需要修正。”他最近跟爱因斯坦碰过面（他们的讨论并没有玻尔所描述的那么平和），发现实在是别无选择。“我们必须放弃用因果律来描述物理现象。”

费曼一家人也在那年夏天的博览会上，他们忍耐着热浪在博览会上参观。为了参加这样的活动，家人还特地教琼用刀叉吃培根。然后，全家人把行李箱绑在汽车后面就出发了。在那个还没有州际高速路的时代，驾驶在乡间道路上的旅程似乎没有尽头。他们在旅途中住在农家过夜。博览会位于密歇根湖边占地 400 英亩的地方，到处都有科学的象征。进步的确存在：博览会庆祝的是大众对科学的认知达到新顶点。“知识就是力量”，这句最诚挚的格言印在费曼的一本叫作《少年科学家》（The Boy Scientist）的书上。科学意味着发明和革新，它改变了人类的生活方式。由发明家爱迪生、贝尔和福特本人创建的企业，正在用电线和柏油路的网络连接广大的乡村——这一切似乎正在取得积极的结果。这些光子和电子的表现多么神奇啊！它们点亮的街灯和敲响的电铃，在百里之外都明亮和悦耳。

即使在大萧条时代，科学的奇迹也激发了人们对未来的乐观信念。在目光所及之处，有高速飞机、数百米高的摩天大楼，人体甚至国家的疾病都可以通过技术得到治疗。谁知道今天这些聪明的年轻学生明天会把世界带向何方呢？一位纽约作家写下了他心目中 50 年后的纽约：他预计 1982 年的纽约会有 5000 万人口，东河和哈德逊河大部分会被“填平”。“在交通方面，无疑会有好几层的高架桥和无声电车轨道——建在摩天大楼两边伸出来的平台上……”一位天才高中生（他总是知道得比别人多）这样想象：补充营养只需要服用浓缩的小药丸，女装的剪裁会像 20 世纪 30 年代的泳装那样更贴身。那时候，人们对年轻一代有着无限的期望。

科学家也一样，他们在努力地接受社会文化赋予实验室的新形象。芝加哥大学的研究人员在那年夏天发表结论，认为人脑也靠电力运作，大脑的中心交换机有大量的连线来连接脑细胞，而每个脑细胞都可以被看成一个微小的化工厂和电池。芝加哥的商业界也最大限度地利用这些科学成果。在博览会开幕那天的特别表演中，四座天文台的技术人员用从 40 光年外的大角星（牧夫座 α）传来的微弱星光，经过望远镜聚焦，再用电放大的方式点燃现场的灯光。“展现在我们眼前的，是人类在物理科学世界的成就，证明人类有能力战胜所有阻挠自己的障碍。”在大会主席鲁弗斯· C. 道斯（Rufus C. Dawes）宣布这句话的同时，无数的美国国旗被射上天空，然后缓缓飘下。真实尺寸的恐龙模型震慑了观众，还有机器人在发表演讲。对科学不太感兴趣的人可以去看失业女演员萨莉· 兰德拿鸵鸟毛做的扇子跳舞。费曼一家人乘坐了悬挂在两座高 600 英尺的高塔间的钢缆上的缆车，还去看了科学厅，那里的墙上用 151 个单词概括了从毕达哥拉斯到欧几里得，到牛顿，再到爱因斯坦的科学史。

费曼一家人从没听说过玻尔和其他来芝加哥开会的物理学家。但是，像大多数美国报纸的读者一样，他们对爱因斯坦的事迹耳熟能详。那年夏天，爱因斯坦已经离开德国，正在欧洲大陆流浪，他准备在 10 月抵达纽约。过去 14 年来，美国一直很狂热地向大众宣传这位“数学家”的故事。费曼家里常看《纽约时报》，这份报纸所领导的这股风潮只有一个前例可以与之相提并论，那就是在此一个世纪前，它差点把爱迪生捧成神。无论美国还是欧洲，无论在这之前还是之后，都从来没有哪位从事理论研究的科学家能像爱因斯坦这样引发狂热的崇拜。传说里面最真实的一部分就是他提出的相对论，让 20 世纪的人知道如何去思考宇宙。传说还提到，爱因斯坦自称全世界只有 12 个人能够理解他的理论。1919 年，《纽约时报》一篇文章的标题写着：“天空的光线全是歪的，爱因斯坦理论大获全胜。星星其实不在你看到的或计算出的位置，不过不必担心。一本为 12 位聪明人写的书。爱因斯坦说，世上没有其他人能理解。”接下来有一连串的评论，其中一则标题叫作“挑战绝对的观念”，另一则很开心地说，“连九九乘法表是否可靠都会引起信心危机”。

正因为相对论晦涩难懂，反而让它流行起来。不过，如果爱因斯坦的理论真的不可能读懂，也就不可能真的传播得这么好。市面上出版的号称能解释这些谜团的书超过一百种，报纸上谈到相对论那些似是而非、充满矛盾的谜时，语气总是又崇敬又谦卑。而事实上，报纸和读者对这门新物理学的内容的了解是正确的。空间是弯曲的，即空间中有看不见的经纬线被引力扭曲了，而时空里有一个以太这样的绝对参考坐标系的假设也被扫地出门。光的速度是固定的，约 30 万千米 / 秒，而且它的轨迹也受到引力的控制。广义相对论从欧洲经海底电缆传到纽约市的报馆后不久，连不太会算直角三角形斜边长度的小学生都能背诵爱因斯坦的著名方程式：（能量等于质量乘以光速的平方）。有人居然还能讲出公式的含义：理论上，质量和能量可以相互转化，而且在原子中，巨大的力量还没有释放出来。他们也感觉到，宇宙已经缩小了。宇宙再也不是过去那种包罗万象、无从想象的整体，现在，宇宙可能是有限的，因为它的四维曲率特性而开始显得有点儿不自然。英国物理学家 J. J. 汤姆森（J. J. Thomson）很不高兴地说：“我们有爱因斯坦空间、德西特空间、膨胀的宇宙、收缩的宇宙、振荡的宇宙、神秘的宇宙，等等。事实上，纯数学家只要写下一个方程就可以创造宇宙……他可以拥有自己的宇宙。”

世界上再也不会有另一个爱因斯坦了，当然也不再会有另一个爱迪生、雅舍· 海费兹（Jascha Heifetz）5或贝比· 鲁斯（Babe Ruth）6，这些人物跟同代的人比起来是如此崇高，甚至被看成传奇人物、英雄、半神。未来还会出现天赋异禀的科学家、发明家、小提琴家和棒球选手，过去也的确出现过。但是世界已经大到不容易找到独一无二的天才，如果有 12 个贝比· 鲁斯，岂不是跟没有一样？在 20 世纪初，数百万美国人只能说出一位同时代的科学家的名字；到了 20 世纪末期，能举出的科学家名字有五六个。宣扬爱因斯坦学说的人属于一个人心比较纯真的时代，而在今天这个打破神话、推翻成规的年代，要创造新的偶像就没那么容易了。当初把爱因斯坦捧红的人有那个意愿，也有那个能力来重塑科学天才的大众印象。爱迪生那“1% 的灵感加 99% 的汗水”的秘诀似乎已经不适用于天资聪颖、善于抽象思考的爱因斯坦。爱因斯坦的创造力和禀赋简直是天赐的：他想象一个宇宙该是什么样的，那个宇宙就诞生了。“天才”这个称呼一方面似乎带有不食人间烟火的意味，另一方面好像必然充满智慧。他像电视时代以前的运动明星一样，人们只能从很远的距离之外看到他。没有多少真人真事会跟神话形象互相干涉。这时候，爱因斯坦已经不再是一个很执着的苦行僧——一位在 19 世纪的前 20 年里，天赋达到顶峰的年轻职员。民众以前几乎都没见过这个人，现在一讲爱因斯坦，大家就会想到他鲜活又有点儿心不在焉的形象：乱蓬蓬的头发，松松垮垮的衣服，还有不爱穿袜子的模样。把爱因斯坦神化的这种例子有时候也会用到别人身上。英国量子物理学家狄拉克在 1929 年到美国威斯康星大学访问，当地的《威斯康星州报》登了一篇俏皮的文稿：“在今年春天，大学里有这号人物……他正要把牛顿、爱因斯坦和其他所有人从报纸头版挤下来。”记者写道，平常美国科学家一定都显得很忙碌，也很活跃，“但是狄拉克不一样，他仿佛拥有全世界的时间，他最繁重的工作就是看向窗外”。狄拉克在对话中总是以恰如其分的简短话语结尾。（报纸的读者一定会以为狄拉克德高望重，但事实上，他那时才 27 岁而已。）

5俄裔美籍小提琴家，20 世纪最伟大的小提琴家之一。

6美国棒球运动员，被誉为“棒球之神”。

“博士，现在可不可以请您用短短几个字简单介绍一下您的研究内容？”

“不。”

“好。我换个问法：‘狄拉克教授解决了所有的数学物理学的问题，可是还找不到更好的方法来估算贝比· 鲁斯的击球成功率。’您觉得这样介绍可以吗？”

“好。”

……

“您看电影吗？”

“看。”

“什么时候？”

“1920 年，可能 1930 年也看过。”

这个天才真像是从其他世界来的外星人，对追求实用的美国人来说，科学指的是机械装置等玩意儿，可是爱因斯坦和狄拉克等这些从欧洲来的科学家让美国人再次觉得，科学家的想法就是古怪。

在电影《淑女伊芙》（The Lady Eve）中，芭芭拉· 斯坦威克饰演的角色在打听亨利· 方达扮演的人物——一个费曼这么大年纪的蛇类研究者：“是那个高个子的迟钝男孩吗？”

“他不迟钝，他是科学家。”

“哦，他是干这个的啊。我就知道他很怪。”

“怪”的意思是对人无害，意味着聪明的人有天赋，但为此要付出一些代价，带有一些缺陷。大众会这么想，也有一点儿自我安慰的意思。不过，某种程度上说这也算事实。很多科学家人在平凡世界里行事，思想却在远方。他们有时候无法掌握穿衣打扮或社交的技能。

假如当初那位记者询问狄拉克对美国科学状况的看法，可能会得到更长的回答。狄拉克曾经在一个比较私人的场合很刻薄地说过：“美国没有物理学家。”这个评论不怎么好听，不过狄拉克的判断并不离谱，误差只有几年，而且狄拉克所说的物理学是全新的物理学。物理学不是真空吸尘器或人造纤维等在那十年间蓬勃发展的技术宠儿，也不是点亮路灯和发射无线电波，甚至不是在实验室里测量电子的电量或气体光谱的频率。物理学是看待如此破碎、随机、曲折的现实世界的全新眼光，少数几位美国物理学家看到了这个发展趋势，却恐惧它的到来。

“我觉得真实世界反映了我们的感官认识，”耶鲁大学首席物理学家约翰· 泽勒尼（John Zeleny）向美国明尼阿波利斯市的观众演讲时为自己辩护道，“我相信明尼阿波利斯是一个真实的地方，而不是我的梦境。”不管爱因斯坦是不是真的说过相对论比量子力学更接近真相，只有很少几个人具备足够的数学基础能把它搞懂。