第二部 误闯普林斯顿-1
“别闹了,费曼先生!”
在麻省理工学院念书时,一切都惬意极了。我觉得那是个很棒的学校,因此很自然地想留在那里继续念研究所。
然而当我把这个想法告诉史莱特(Slater)教授时,他说:
“不,我们不会让你留在这儿。”
我大叫起来:“什么?”
史莱特说:“你为什么觉得应该留在这里念研究所?”
“因为麻省理工是全美国最适合念科学的学校呀!”
“你真的这样想?”
“当然。”
“这正是为什么你应该去别的学校。你应该看看其他地方长什么样才对。”
这就是为什么我去了普林斯顿大学。千万别误会我的意思,事实上,普林斯顿是所很优雅的学府,从某个角度来说,他们很有英国的传统。我在麻省理工兄弟会的哥儿们(他们都很清楚我不修边幅、随便的性格),却开始调侃我:“等他们弄清楚来普林斯顿的是谁时,可有得瞧了!
那时候他们才明白犯了多大的错误!”当下我便决定,到了普大之后一定要好好表现一番。
父亲开车送我到普大,看着我搬进宿舍后便离开。我在那里待不到一个小时,便有人来找我,带着浓重的外国口音说:“我是这里的舍监。今天下午院长举办茶会,他希望你们每个人都来参加。也请你通知你的室友——薛瑞特先生。”
就这样我被引进普林斯顿大学的研究院了。这里的特色是,所有研究生都住在一起,整体说来有点像牛津或剑桥的翻版——各种外国口音一应俱全,例如,舍监是法国文学的教授。宿舍楼下有仆人,房间很舒适,每天,所有人都要穿上学生袍子、在镶满彩色玻璃的大礼堂内一起进餐。
总之,我到普林斯顿的第一天下午,便跑去参加院长的茶会,不过当时我连“茶会”是什么都没弄清楚,更不用说聚会的用意何在了。我是个社交白痴,在这类事情上毫无经验。
抵达聚会地点时,艾森赫(Eisenhart)院长站在大门口,跟新生打招呼:“噢,你就是费曼先生了,很高兴你来普林斯顿。”那令我觉得好多了,因为他一眼就认得我,不管他是怎么把我认出来的。
穿过大门,看见一些女士和年轻女孩。那是个很正式的场合,我开始担心自己的言行举止,脑袋中光想应该往哪儿坐,要不要坐在这个或那个女孩身旁。突然背后有个声音响起:
“费曼先生,你的茶要加牛奶还是柠檬?”原来是艾森赫夫人在跟我说话,她正在替我们倒茶。“哦,两样都加吧,谢谢。”我一边说,一边四面张望,想找个地方坐下来,忽然听到她说:“嘻嘻嘻……别闹了,费曼先生!”
别闹了?我刚刚说了些什么来着?然后我立即醒悟,自己又做了什么好事!这就是我生平第一次的茶会经验了。
在普林斯顿待了一段日子之后,我才深切体会出这“嘻嘻嘻嘻嘻”的真正意义。其实,就在那次茶会上,当我要离开时,我就明白那代表“你犯了社交错误”。之所以会这样说,是因为我再听到艾森赫夫人的“嘻嘻嘻嘻嘻”,是有个人在向她告辞时,吻了她的手。
又有一次,也许在一年以后,我在茶会中碰到维尔特(Wildt)教授。他专攻天文学,曾经提出关于金星大气云层的理论。根据他的说法,金星云都是甲醛——他全弄清楚了,像甲醛如何凝结等等,这很有趣。我们正谈得起劲,一位个子瘦小的女士跑来对我说:“费曼先生,艾森赫夫人要见你。”
“好,等一会儿……”我继续和维尔特谈话。
过一会儿,瘦小妇人再度走过来说:“费曼先生!艾森赫夫人要见你。”
“好啦!好啦!”我走到艾森赫夫人身边,她正在替客人倒茶。
“你要不要喝点咖啡或茶呢,费曼先生?”
“那位夫人说你要见我。”
“嘻嘻嘻嘻嘻。你要喝点咖啡,还是要喝点茶呢,费曼先生?”
“茶,”我说,“谢谢你。”
过了一会儿,艾森赫夫人的女儿和她的同学走过来,艾森赫夫人介绍我们认识。这时我才搞清楚她“嘻嘻嘻”
的真正意思:艾森赫夫人并不是想和我谈话,她只不过是要在她女儿和朋友过来时,我刚巧站在那里等着喝茶,好让她们有个谈话对象。从头到尾,就是这么一回事。到这时候,我早已受到制约,每当听到“嘻嘻嘻”时便知所进退。我不会再问:“什么意思嘛?‘嘻嘻嘻’?”我明白“嘻嘻嘻”代表了“失礼”,最好赶快乖乖自我纠正。
很合我的胃口
每天傍晚,我们都得穿上学生袍子进餐。头一个晚上我真的吓坏了,因为我最讨厌形式。但过不多久,我发觉那些长袍好处甚多。刚刚还在外面打网球的小子可以赶回房间,抓起长袍往身上一罩,直奔餐厅,大家不必花时间换衣服或洗澡。因此在长袍之下,光着手臂、圆领衫,什么都有。而且,学校还规定长袍不准洗;因此单用眼看,便可以看出谁是新生,谁是二年级生,谁已在研究院待了三年,也可以看出谁是脏猪!新生的学袍都很新;到了第三年,它会看来像披在肩上的硬纸,上面挂着几条破布。
于是,在那个星期天——我到普林斯顿的第一天,下午参加了茶会,晚上穿上长袍在研究院内吃晚餐。到了星期一,我想做的第一件事,是去看回旋加速器。
还在麻省理工念大学部时,他们刚巧建了一座新的回旋加速器,那真是美极了!加速器的主体在一个房间内,所有控制面板则在另一房间,接线由控制室经过地下管道通往加速器,整个工程设计精巧无比,我称之为“镀金加速器”。
这时我早已读过很多利用类似加速器做出来的研究论文。不过,可能是由于麻省理工尚在起步阶段,大部分的论文都来自其他学校,例如康奈尔、伯克利,特别是普林斯顿;因此我真正渴望想看的,是普林斯顿的回旋加速器——在我想象中,那一定是个了不起的地方。
我跑到物理馆去问:“加速器在哪里?哪幢建筑?”
“在楼下地下室里,走廊尽头的地方。”
在地下室?这幢房子很老旧了呢!地下室哪会有地方放得下一座回旋加速器?我走到走廊尽头,开门走进去。
不到10秒钟,我就知道为什么普林斯顿很合我的胃口了:
房间里四周爬满电线!许多开关悬在电线上,冷却水从水阀不住地滴出来,杂七杂八的东西周围乱放,桌上堆满了各式各样的工具。这是前所未见的一团糟。不错!整部回旋加速器都在房间内,但它是混沌一片!
它使我想起家里的实验室。在麻省理工,任何事物都不会令我想起家里的实验室。刹那之间,我醒悟到为什么普林斯顿能够取得那么多的研究成果——他们是确确实实地在使用这部仪器。这些人亲手把仪器安装起来,知道一切的来龙去脉以及每一部分的功能,而不是把一切都丢给工程师。普林斯顿的加速器比麻省理工那部小得多了,更谈不上“镀金”——刚好相反哩!当他们要处理真空防漏等问题时,就往上加甘酞树脂,因此地上也留下了斑斑点点的痕迹。但这真是棒极了!这才叫使用仪器,而不单是坐在隔壁房间里按钮!
不过,由于房间里杂乱无章、电线太多,那里曾经发生过火灾,连加速器也烧毁了。但我最好不要提这件事!
后来到了康奈尔大学之后,我也跑去看他们的回旋加速器。那部仪器直径不到一米,跑遍全世界也找不到更小的了,因此它占不到一个房间;但他们的研究成果却极为优异。那里的人知道各种特殊的技巧和诀窍:如果他们需要改变D形盒——粒子绕着它转动的D形磁铁——里面的组件时,就拿起螺丝起子,把D形盒拆下,修改好再装回去。同样的修改在普林斯顿就比较麻烦;在麻省理工呢,你必须让天花板上的吊臂开动到加速器上方,放下吊钩——实在是劳师动众至极!
向后转?向前转?
我从不同的学校,学到的东西也各有千秋。麻省理工是个很好的学校,我绝对无意贬低它,事实上我还深爱着它。它有它独特的精神,学校里的每个人都认为它是全世界最美好的地方,相信是全世界——至少是全美国——科技发展的中心。那好像纽约客看纽约市的情形一样;他们完全忘记了美国还有其他地方。然而,虽然在麻省理工的人,不大有里外大小的观念,你却会有一种和它共生的奇妙参与感,很想继续参与下去——他们都觉得自己是得天独厚的一群,运气好才能待在那里。
麻省理工无疑是好学校,但史莱特把我赶到另一所学校也是对的。现在我也经常给学生同样的建议:看看世界其他地方长的怎么样。学习不同的事物,是很值得的。
我在普林斯顿的回旋加速器实验室,做过一个实验,结果十分惊人。在流体力学课本中,有一道所有物理系学生都碰到过的题目:考虑一只S形草坪喷水器——一根S形水管安装在旋转轴上。水喷出来时跟旋转轴成直角,使得喷水器以一定的方向旋转。谁都知道它会怎样转动,它的转动方向与喷出来的水柱方向相反。问题是:如果你把喷水器浸在大量的水里——例如一个湖或游泳池里,不要喷,而是把水吸进来,它会怎样旋转?会像它在空气中喷水那样旋转呢?还是朝另一个方向旋转?
猛一想,答案是很明显的。麻烦在于,某些人觉得它会这样转,另外一些人却认为它会朝相反方向转,因此大家议论纷纷。记得在某次研讨会或茶会上,有人跑去问惠勒(John Wheeler)教授:“你认为喷水器会怎么个转法?”
惠勒说:“昨天费曼刚说服我,说它会朝后转;今天他却说服我,相信喷水器会朝前转。我不知道明天他会说服我相信些什么新的说法?”
让我告诉你一种说法,让你相信它会朝一个方向转动;然后再提出另一种说法,说服你相信它会朝另一方向转,好不好?
头一种解释是,把水吸进来时,水从喷嘴进入,这有点像让喷嘴追着水跑,把水吞进去,因此它会向前转;换句话说,跟在空气中喷水的情形相反。
但又有人走过来说:“如果我们把喷水器抓紧,不让它动,再考虑我们加诸于它的力矩(torque)大小。当水往外喷出时,我们都知道必须在喷水器弯管的外缘处抓着它,因为水流的离心力沿着弯管作用。而当水柱换方向向里流时,作用于弯管上的离心力还是一样;因此两个情况是一样的,喷水器转的方向相同!”
我想了很久,决定了自己的答案该是什么之后,做了个实验证明我的想法。
在普大回旋加速器实验室里有一大瓶水,很适合进行这个实验。我找到一截铜管,把它弯成S字形,在铜管中央打了个洞,把一条橡皮管嵌进洞里,让橡皮管穿过水瓶顶上软木塞中的孔道。我在软木塞上打了另一个孔道,让另一根橡皮管穿进去浸在水里,管子另一端接到实验室里的空气压缩机。把空气打进瓶里,我便能把水压进铜管中,就如同把露在空气中的橡皮管衔在嘴里用力把水吸进去一般。不过,在我的实验里,S形铜管并不会像喷水器那样旋转,而会扭动(因为橡皮管是软的)。只消观测水流喷出多远,便可计算出水流的速度。
一切都准备好,我开动空气压缩机,“噗”的一声,瓶口的软木塞被吹得跳起来了,我把它重新装好绑紧,确定木塞不会再被吹走,之后实验便进行得很顺利了,水继续流出来,橡皮管正常扭动;我又加了点气压,让水流加速,以提高数据的准确度。我仔细测量角度、距离,然后再提高气压。忽然之间,砰然一声巨响,大水瓶炸得粉碎,水和玻璃朝四面八方飞射,溅遍了整个实验室。有个跑来看我做实验的家伙,衣服全湿了,不得不回去更衣;还好他奇迹般地没被玻璃刺伤。一大堆用回旋加速器耐心拍下来的云雾室底片,全弄湿了;但不知为什么我站得够远——或许也跟位置有关——我身上并没怎么弄湿。但我永远记得,主管回旋加速器实验室那位伟大的岱尔沙苏(Del Sasso)教授跑过来,一板一眼、很严峻地跟我说:“大学一年级的实验,应该在大一的实验室里做!”