“不可能！”
我和我的研究生多夫·萊文（Dov Levine）一起發(fā)現(xiàn)了一種新型物質(zhì)，在我剛剛描述完它的革命性概念之后，這個(gè)聲音在教室里回響。
加州理工學(xué)院的教室擠滿(mǎn)了校園里各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家，討論進(jìn)行得如火如荼?？僧?dāng)人群中的最后一個(gè)人站出來(lái)時(shí)，一個(gè)熟悉而又響亮的聲音響起：
“不可能！”
閉著眼都能認(rèn)出這個(gè)獨(dú)特、沙啞，帶有明顯紐約口音的人。站在我面前的是我的科學(xué)偶像，傳奇物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman），他留著灰色的及肩長(zhǎng)發(fā)，穿著標(biāo)志性的白色襯衫，臉上掛著他那令人放松的、邪魅的微笑。
費(fèi)曼因其開(kāi)創(chuàng)性的量子電磁學(xué)理論工作獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在科學(xué)界，他被認(rèn)為是20世紀(jì)最偉大的理論物理學(xué)家之一。費(fèi)曼也因?yàn)榇_定挑戰(zhàn)者號(hào)飛行災(zāi)難的原因以及兩本暢銷(xiāo)書(shū)《別鬧了，費(fèi)曼先生》（Surely You’re Joking, Mr. Feynman!）和《你在意其他人想什么》（What Do You Care What Other People Think?）而在社會(huì)上具有標(biāo)志性地位。
費(fèi)曼很幽默，也因他精心設(shè)計(jì)的惡作劇而“臭名昭著”。但說(shuō)到科學(xué)，費(fèi)曼有著毫不妥協(xié)的誠(chéng)實(shí)以及犀利的批判性，這使他在科學(xué)研討會(huì)上顯得尤其可怕?？梢灶A(yù)料，在演講中，如果聽(tīng)到他認(rèn)為不準(zhǔn)確或不精確的事情時(shí)，他會(huì)打斷演講并公開(kāi)質(zhì)詢(xún)。
因此，在我的演講開(kāi)始之前，當(dāng)費(fèi)曼走進(jìn)禮堂，坐在他通常坐的前排位置時(shí)，我敏銳地意識(shí)到了他的存在。在整個(gè)演講過(guò)程中，我一直用眼角觀察他，預(yù)備任何潛在的爆發(fā)。但費(fèi)曼從未打斷，也沒(méi)有提出異議。
演講結(jié)束后，費(fèi)曼站出來(lái)與我對(duì)質(zhì)，這樣的情況可能會(huì)讓許多科學(xué)家受到驚嚇。事實(shí)上，這并不是我們第一次見(jiàn)面。大約十年前，當(dāng)我還在加州理工學(xué)院讀本科時(shí)，我就很幸運(yùn)地與費(fèi)曼有著密切的合作，而且對(duì)他充滿(mǎn)了欽佩和愛(ài)戴。費(fèi)曼的寫(xiě)作、課程和個(gè)人指導(dǎo)改變了我的人生。
1970年，當(dāng)時(shí)我還是一名大一新生，我的目標(biāo)是主修生物學(xué)或數(shù)學(xué)。我在高中時(shí)從來(lái)沒(méi)有對(duì)物理特別感興趣，但我知道每個(gè)加州理工學(xué)院的本科生都必須修兩年的物理課。
我很快發(fā)現(xiàn)，大一的物理課非常難，這在很大程度上要?dú)w功于當(dāng)時(shí)的教材《費(fèi)曼物理學(xué)講義（第1卷）》。這本書(shū)與其說(shuō)是一本傳統(tǒng)的教材，不如說(shuō)是一本根據(jù)費(fèi)曼在20世紀(jì)60年代開(kāi)展的大一物理課程而編寫(xiě)的優(yōu)秀論文集。
費(fèi)曼告訴我，可以用好奇心來(lái)引導(dǎo)自己探索各種各樣的領(lǐng)域。
跟其他物理教材不同，費(fèi)曼物理學(xué)講義從不費(fèi)心解釋如何求解各種習(xí)題，來(lái)讓家庭作業(yè)更加令人生畏以及浪費(fèi)時(shí)間。這些講義提供了更有價(jià)值的東西，那就是費(fèi)曼關(guān)于科學(xué)本原的深刻見(jiàn)解與思考，幾代學(xué)生都從這套講義中受益匪淺，對(duì)我來(lái)說(shuō)，這段經(jīng)歷是個(gè)深刻的啟示。
幾周之后，我整個(gè)思維都脫胎換骨了，我開(kāi)始像個(gè)物理學(xué)家一樣去思考，并愛(ài)上了物理。像我這代的很多科學(xué)家一樣，我以偶像是費(fèi)曼而自豪。我放棄了最初追求的數(shù)學(xué)和生物，轉(zhuǎn)而將探索物理學(xué)作為我的最終理想。
記得大一的時(shí)候，有幾次我鼓足勇氣在研討會(huì)前向費(fèi)曼問(wèn)好。當(dāng)時(shí)我們做了很多不可思議的事情，大三的時(shí)候，我和室友鼓起勇氣敲響了費(fèi)曼辦公室的門(mén)，問(wèn)他可不可以為本科生開(kāi)設(shè)一門(mén)非官方的課程，每周跟本科生交流一次，回答我們可能提出的任何問(wèn)題。整件事情都是非正式的，沒(méi)有作業(yè)，沒(méi)有考試，沒(méi)有分?jǐn)?shù)，沒(méi)有學(xué)分。我們知道他是一個(gè)對(duì)官僚主義沒(méi)有耐心的反傳統(tǒng)主義者，繼而希望這樣自由的形式能夠吸引到他。
大約在十年前，費(fèi)曼也上過(guò)類(lèi)似的課，但只給大一新生開(kāi)放，每年只有一個(gè)季度?，F(xiàn)在我們要求他將這個(gè)課程延長(zhǎng)至一年，而且所有的本科生都能參加，尤其是我們這些大三、大四可能會(huì)有更多專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的學(xué)生。我們建議這門(mén)課跟之前課程名字相同，名為：“物理X”，以便讓所有人知道這門(mén)課是完全脫離傳統(tǒng)課本教學(xué)方式的。
費(fèi)曼想了一會(huì)兒，出乎意料地回答說(shuō)：“好的！”所以在接下來(lái)的兩年里，我和我的室友每周都會(huì)和其他幾十個(gè)幸運(yùn)的學(xué)生一起，與親愛(ài)的費(fèi)曼度過(guò)一個(gè)個(gè)引人入勝、難忘的下午。
物理X的課程從他進(jìn)入大禮堂并詢(xún)問(wèn)有沒(méi)有人有問(wèn)題開(kāi)始。偶爾，有人會(huì)問(wèn)到費(fèi)曼擅長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)話(huà)題，當(dāng)然，費(fèi)曼的回答總是很巧妙。還有些時(shí)候，他會(huì)被問(wèn)到一些他沒(méi)想到過(guò)的問(wèn)題，我覺(jué)得這些時(shí)刻特別有趣，可以有機(jī)會(huì)看費(fèi)曼如何參與并討論一個(gè)新的問(wèn)題。
我清楚地記得我曾問(wèn)過(guò)一件自認(rèn)為很有趣的問(wèn)題，盡管擔(dān)心他會(huì)認(rèn)為這件事很不重要。
我想知道：“陰影是什么顏色的？”
在教室前后徘徊了一分鐘后，費(fèi)曼興致勃勃地抓住了這個(gè)問(wèn)題。他開(kāi)始討論陰影中的細(xì)微漸變和變化，然后是光的性質(zhì)，然后是顏色的感知，然后是月亮上的陰影，然后是月球上的地球反照，然后是月球的形成，等等等等。我為這個(gè)回答著迷不已。
在我大四的時(shí)候，費(fèi)曼同意做我研究項(xiàng)目的導(dǎo)師，我能夠更緊密地見(jiàn)證他解決問(wèn)題的方法。每當(dāng)他的高期望得不到滿(mǎn)足時(shí)，我也能感受到他尖刻、挑剔的言辭。他用“瘋狂”、“神經(jīng)”、“荒謬”和“愚蠢”等詞描述我的錯(cuò)誤
起初這些刺耳的字眼刺痛了我，讓我懷疑自己是否適合理論物理學(xué)。但我忍不住注意到，費(fèi)曼不像他說(shuō)的那樣嚴(yán)厲，在這些批評(píng)之后，他總是鼓勵(lì)我去嘗試不同的方法，并在有任何進(jìn)展的時(shí)候再來(lái)討論。
費(fèi)曼教給我的最重要的一件事是：在日常現(xiàn)象中可以發(fā)現(xiàn)一些最令人興奮的科學(xué)驚喜。你需要做的就是花時(shí)間去仔細(xì)觀察，并提出一些好問(wèn)題。他還影響了我的信念：不需要去屈服于外部壓力，逼迫自己去像許多科學(xué)家那樣專(zhuān)攻某一科學(xué)領(lǐng)域。費(fèi)曼舉了個(gè)例子：你可以接受好奇心引導(dǎo)你去探索各種各樣的領(lǐng)域。
我在加州理工學(xué)院最后一個(gè)學(xué)期的一次交流特別令人難忘。我向費(fèi)曼展示了一個(gè)用來(lái)預(yù)測(cè)彈力橡膠球運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，這在當(dāng)時(shí)非常熱門(mén)。
這個(gè)問(wèn)題非常具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)橄鹉z球在每次反彈時(shí)都會(huì)改變方向，我想嘗試預(yù)測(cè)橡膠球沿著不同角度表面的反彈情況。例如，我計(jì)算了橡膠球從地板反射到桌子底下到傾斜平面到墻面的軌跡。這些看似隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)物理定律被完全預(yù)測(cè)到。
我站在費(fèi)曼面前告訴他這些長(zhǎng)期被認(rèn)為是常規(guī)的東西是錯(cuò)誤的。
我向費(fèi)曼展示了我的計(jì)算，預(yù)測(cè)我能通過(guò)扔一個(gè)橡膠球然后經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的反射之后，球會(huì)回到我的手上。費(fèi)曼瞥了一眼我的方程。
他說(shuō)：“這不可能！”
不可能？我被這個(gè)詞嚇了一跳，這是繼“瘋狂”或者“愚蠢“之后從他口中聽(tīng)到的新鮮詞。
我有點(diǎn)緊張：“為什么你認(rèn)為這是不可能的？”
費(fèi)曼說(shuō)出了他的觀點(diǎn)，按照我的方程，如果有人從高處以一定的轉(zhuǎn)動(dòng)釋放橡膠球，在地面上球會(huì)以非常低的角度反彈。
“保羅，這看起來(lái)是反直覺(jué)的?！?/p>
我看了一下我的方程，發(fā)現(xiàn)我的預(yù)測(cè)確實(shí)暗示了球會(huì)以低角度反彈。但即使這是反直覺(jué)的，我并不確定這不可能發(fā)生。
我現(xiàn)在有比較足夠的經(jīng)驗(yàn)來(lái)繼續(xù)對(duì)話(huà)：“好吧，我以前沒(méi)有嘗試過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但我們現(xiàn)在在你的辦公室試試吧?！?/p>
我從口袋里掏出一個(gè)橡膠球，費(fèi)曼看著我按要求的旋轉(zhuǎn)角度把球扔了下去。果不其然，球準(zhǔn)確地沿著方程式預(yù)測(cè)的方向運(yùn)動(dòng)，以一個(gè)低角度從地板上側(cè)向移動(dòng)，這正是費(fèi)曼認(rèn)為不可能的事情。
馬上，他意識(shí)到了自己的錯(cuò)誤。他沒(méi)有考慮橡膠球表面的極粘性，這會(huì)影響旋轉(zhuǎn)對(duì)球的軌跡的影響。
“太蠢了！”費(fèi)曼用他批評(píng)我時(shí)一樣的語(yǔ)氣大叫道。
經(jīng)過(guò)兩年的磨合后，我終于確定了長(zhǎng)期以來(lái)的懷疑：“愚蠢”只是費(fèi)曼希望將注意力集中到錯(cuò)誤的問(wèn)題上以保證下次不再發(fā)生的一種表達(dá)方法。
我還了解到，費(fèi)曼使用“不可能”時(shí)，并不一定意味著“無(wú)法實(shí)現(xiàn)”或“荒謬”。有時(shí)他的意思是：“哇！這里有一些令人驚訝的事情，與我們通常預(yù)期的情況相矛盾。這是值得注意的！”
所以11年后，當(dāng)費(fèi)曼在我演講結(jié)束后帶著頑皮的微笑走近我時(shí)，他開(kāi)玩笑地說(shuō)我的理論“不可能！”我很確定他的意思。我演講的主題是一種被稱(chēng)為“準(zhǔn)晶”的全新物質(zhì)形式，與他認(rèn)為正確的原則相沖突。因此，它很有趣，值得注意。
費(fèi)曼來(lái)到我做實(shí)驗(yàn)的桌子邊，指著實(shí)驗(yàn)裝置要求道：“再給我看看！”
我撥動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)始演示，費(fèi)曼一動(dòng)不動(dòng)地站著。他親眼見(jiàn)證了違反科學(xué)中最著名原則的東西。這個(gè)概念在人們的心里根深蒂固，在將近200年以來(lái)一直作為最基本的概念被講給年輕的科學(xué)家們，甚至在費(fèi)曼的課堂上也一再談起。
但現(xiàn)在，我站在理查德·費(fèi)曼面前，解釋這些長(zhǎng)期存在的規(guī)則是錯(cuò)誤的。
晶體并不是原子有序排列和精確衍射圖案的唯一可能形式。現(xiàn)在有了一個(gè)新的宏觀藍(lán)圖，它有著自己的一套規(guī)則，我們稱(chēng)之為準(zhǔn)晶（quasicrystals）。
我們選擇這個(gè)名字是為了明確這種新材料與普通晶體的區(qū)別。這兩種材料都由在整個(gè)結(jié)構(gòu)中重復(fù)的原子群組成。
晶體中的原子有固定的的周期。在準(zhǔn)晶中，不同的基團(tuán)以不同間隔重復(fù)。這個(gè)靈感源于一種被稱(chēng)為彭羅斯瓷磚（Penrose tiling）的二維圖案，這種圖案包含兩種的瓷磚，它們以不相等的間隔重復(fù)。數(shù)學(xué)家稱(chēng)這種模式為準(zhǔn)周期，因此這個(gè)理論被稱(chēng)為為“準(zhǔn)周期晶體”或者“準(zhǔn)晶”。
我用激光投影和帶有準(zhǔn)周期圖案的幻燈片來(lái)給費(fèi)曼展示我理論的證明。按照費(fèi)曼的指示，我用激光將幻燈片投影到墻上，就像X射線(xiàn)穿過(guò)原子層一樣，墻上出現(xiàn)了下圖中準(zhǔn)晶產(chǎn)生的衍射圖案。
我關(guān)掉了頭頂上的燈，讓費(fèi)曼好好觀察墻上標(biāo)志性的雪花圖案。這跟費(fèi)曼所見(jiàn)過(guò)的任何其他衍射圖案都不一樣。
我告訴他：這里有很多同心圓，每個(gè)同心圓都是由10個(gè)等距亮點(diǎn)組成的，這是前所未聞的。人們還可以看到形成五邊形的針尖群，揭示了一種被認(rèn)為在自然界中絕對(duì)禁止的對(duì)稱(chēng)性。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，針尖之間有更多斑點(diǎn)，這些斑點(diǎn)之間的斑點(diǎn)，還有更多的斑點(diǎn)。
費(fèi)曼想要看得更仔細(xì)。我打開(kāi)燈，把幻燈片從燈座上取下來(lái)交給了他。照片上的圖像小得難以觀察細(xì)節(jié)，我遞給他一個(gè)放大版的照片，任由他仔細(xì)觀察。
接下來(lái)的幾分鐘，一片寂靜。我開(kāi)始覺(jué)得自己又像個(gè)學(xué)生了，等著費(fèi)曼對(duì)我最新的愚蠢想法做出反應(yīng)。他盯著桌子上放大版的照片，把幻燈片重新插入支架，自己打開(kāi)了激光投影。他的眼睛在桌子上打印的放大圖和墻上的投影之間來(lái)回移動(dòng)。
“不可能！”費(fèi)曼最后說(shuō)。我點(diǎn)頭表示同意并微笑，因?yàn)槲抑肋@是他最大的贊美之一。
他回頭看了看墻上的投影，搖著頭說(shuō)：“絕對(duì)不可能！這是我見(jiàn)過(guò)的最令人驚奇的事情之一?！?/p>
然后，費(fèi)曼一句話(huà)也沒(méi)說(shuō)，高興地看著我，給了我一個(gè)巨大的鬼魅般的微笑。
作者保羅·斯泰恩哈特是普林斯頓大學(xué)（Princeton University）的阿爾伯特·愛(ài)因斯坦科學(xué)教授，他在普林斯頓大學(xué)物理系和天體物理系擔(dān)任教授，創(chuàng)立并領(lǐng)導(dǎo)了普林斯頓理論科學(xué)中心。他因在早期宇宙和物質(zhì)新形式方面的工作而獲得狄拉克獎(jiǎng)?wù)潞推渌?jiǎng)項(xiàng)。
作者：PAUL J. STEINHARDT
翻譯：Nuor
審校：zhenni
原文鏈接：
https://nautil.us/what-impossible-meant-to-richard-feynman-13171/
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