当科学大师碰上菜鸟

在普林斯顿念研究院时，我曾经当过惠勒教授的研究助理。他给我一个题目，没想到太难了、做不下去。因此我回过头来，研究早在麻省理工念大学时便有的一个构想，那就是：电子不会作用于自己身上，而只会和别的电子相互作用。

问题是这样的：当电子晃动时、它会辐射出电磁波，这等于散发出能量，而损失能量即意谓有某个力作用在电子上。

更进一步考虑，晃动一个带电的电子所用的力，与晃动不带电的电子所用的力，一定不一样。因为假使在两种情形中所施的力完全一样，但已知在一种情况下粒子损失能量，另一种情况下则不会损失能量——这好像是对同一个问题出现了两种不同答案，根本是不可能的。

当时的标准理论，是电子对自己作用而产生力，称为“辐射反应力”（radiation reaction）。当我在麻省理工开始推敲这个想法时，我并没有注意到这个问题；我一直认为，电子只会对其他电子施加作用。等我到了普林斯顿之后，才听说有这些标准理论，也才明白，原来的构想碰到大麻烦了。

这时我的想法是：首先让这个电子晃动，然后根据我的想法，它对附近的电子作用，使它（们）晃动起来。这些被扰动的电子所产生的效应，才是辐射反应力的来源。于是我做了些计算，带着结果去见惠勒教授。

惠勒教授想也不想，马上说：“噢，这里不对，因为你等于说它和其他电子间距离的平方成反比，可是它不应跟这些变量有关。而且，它应该与其他电子的质量成反比，也跟其他电子的电荷成正比。”

使我难过的是，他怎么已经做过这些计算。后来我才明白，像惠勒那样的大师，你给他一个问题，他可以立刻“看”

出其中的重点。

他接着说：“而且这会受到延迟，因为辐射波返回较晚。

因此你描述的只不过是反射光。”

“哦！当然。”我颓丧地说。

“等一下，”他说，“让我们假定这反射光是一种超前波，换句话说，这是逆着时间的反应；那么它会在正常时间返回。我们已知道这个效应跟距离平方成反比，如果有很多电子充满整个空间，而且电子数目随距离平方成反比，也许所有的效应便可刚好互相抵消。”

我们发现这个想法确实可行。再次计算的结果非常完美，各方面都对应无误。在古典物理的范围内，这个理论很可能是正确的，尽管它跟麦克斯韦（James Clerk Maxwell）或洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz）提出的标准理论都有很大差异。但它没有电子自我作用理论中出现一些无限大的量造成的困扰；它十分巧妙，且包含了作用量、延迟效应、时间上的向前和向后等物理现象。我们称这套理论为“半超前——半延迟势位”。

惠勒和我觉得，下一步是把目标转向量子电动理论，因为我认为那里也出现了电子自我作用的困难。我们设想，如果我们能够克服这个古典物理中的困难，然后从中发展出一套量子理论，等于同时矫正了量子理论的缺失。

我们可以说已弄通了古典的理论部分。这时惠勒对我说：

“费曼，你年纪还轻，应该就这题目做一个研讨会报告，你需要多练习上台讲演。同时我会把量子理论部分弄出来，过一阵子再做报告。”那将会是我的第一次学术报告，惠勒跑去跟维格纳（Eugene Wigner）教授说好，把我排进研讨会的日程表中。

爱因斯坦也来了

轮到我做报告之前一两天，我在走廊上碰到维格纳。“费曼，”他说，“我觉得你跟惠勒合作的研究很有趣，因此我已请了罗素来参加你的研讨会。”罗素（Henry NorrisRussell），当代大名鼎鼎的天文学家，要来听我的报告！

维格纳继续说：“我想冯诺曼教授也会有兴趣。”冯诺曼（John von Neumann）是当时最伟大的数学家。“而刚巧鲍立教授从瑞士来访，因此我也请了鲍立来。”天哪！鲍立（Wolfgang Pauli），1945年诺贝尔物理奖得主，也是很有名的物理学家呢！这时我吓得脸都黄了。最后维格纳说：

“爱因斯坦教授很少参加我们每周一次的研讨会，可是你这个题目太有趣了，因此我特别去邀请他，他也会来。”

这时我的脸一定变成绿色了，因为维格纳还说：“不！

不！不用担心！不过我得先提醒你：如果罗素教授边听边打瞌睡——而他是一定会睡着的——那不表示你的报告不好，他在每个研讨会中都打瞌睡。另一方面，如果鲍立教授不停点头，好像表示赞同你说的一切，也不要得意，鲍立教授患了震颤麻痹症。”

我回去告诉惠勒。当初他要我做演讲练习，现在却有这些科学大师要来听我的报告，使我很不自在。

“没关系，”他说，“不用担心，我会替你回答所有的问题。”

我努力准备报告，到了那天，我跑进会场，却像许多没有做过学术报告的年轻人一般，犯了同样错误——在黑板上写了太多的方程式。要知道，年轻小伙子都不懂得在什么时候说：“当然，这跟那成反比，而这会如此这般地演变……”

因为事实上，在座的听众早已知道这些，他们都“看”明白了；可是只有他自己不晓得。他必须靠实际的推算才得出结论——因此他写下一大堆方程式。

会前，我就在黑板上上下下写满了一大堆，还在写着，爱因斯坦跑进来，和颜悦色他说：“哈罗，我来参加你的研讨会。请问你，茶放在哪里？”

我告诉了他，继续写我的方程式。

报告时间终于到了。我面前坐了这些科学大师，全在等我开口讲话！我生平第一次学术报告，却碰上这样的听众！

我的意思是说，他们会问很多难题，我将会大大地出丑了！

我还清楚记得，从牛皮纸袋抽出讲稿时，双手不住地发抖。

但奇迹出现了——事实上我很幸运，类似的奇迹在我一生中一再发生——只要我开始思考物理、必须全神贯注于要说明的问题上，我的脑袋中就再没有其他杂念，完全不会紧张。因此当我开始报告以后，我根本不知道听众是谁了；我只不过在说明这些物理概念。事情就那么简单！

报告结束，开始问问题的部分。坐在爱因斯坦旁边的鲍立首先站起来说：“我不认为这个理论正确，因为这个，这个和这个……”他转头去问爱因斯坦：“你同不同意，爱因斯坦教授？”

爱因斯坦说：“不——，”声音拉长，带着浓重德国口音，很悦耳的一声“不”，很有礼貌。“我只觉得，要替引力交互作用构思一套同样的理论，必定十分困难。”他指的是广义相对论，也是他心爱的“小孩”。他继续说：“由于目前我们还没有足够的实验证据，因此我并不很确定哪些才是正确的引力理论。”爱因斯坦了解，很多想法可能跟他的理论不一样，他很能容忍别人的想法。

我真希望我当时把鲍立说的话记下来，因为几年之后，我发现那套理论用来构筑量子理论上，确是不够。很有可能，伟大的鲍立早已注意到其中的问题，而且当时已对我说明；但由于我不用回答问题，心情太过放松，以致没有仔细听。

我倒是记得，跟鲍立一起走上帕尔玛图书馆的台阶时，鲍立问我：“等惠勒做演讲谈量子理论时，他会说些什么？”

我说：“我不知道，他没有告诉我。这部分是他在做。”

“哦？”他说，“这家伙自己闷着头在做，而没有告诉助理究竟他在做些什么？”他靠过来，用低沉、神秘的语调说：

“惠勒不会举办那个演讲的。”

果然，惠勒一直没有提出报告。原先他以为轻易便可解决跟量子理论有关的部分；他还以为已经做得差不多了，但事实上并没有。到了该他做报告时，他明白了他根本不知应该怎样着手，所以没什么可报告。我也始终没有解决那“半超前——半延迟势位”的量子理论。而老实说，我还为此花了许多年的功夫呢！