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两位物理学家的传说

中国物理学会期刊网  · 公众号  · 物理  · 2017-10-18 10:03

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人”。按惠勒的结论,费曼肯定是 “一颗未经打磨的钻石”。


作为纽约皇后区工薪阶层的一 个小孩,费曼按那时的标准来说无 疑算下里巴人出身。惠勒的妻子珍 妮特(Janette Wheeler)就曾因费曼在 女士走近时没有起身而责备过他, 但惠勒欣赏这个年轻人的率真和幽 默。费曼第一次与新导师会面时, 惠勒在桌上放了块怀表来计时,费 曼离开后也买了块便宜货,在下一 次会面时拿了出来,“活像棋盘上的 反戈一击”。两个年轻人纵声大笑; 而书中的趣事远不止这些。


惠勒很快意识到他可以在物理 上把费曼作为平等的讨论对象,并 且可以依靠这个学生为最具挑战性 的难题找出数学解。更重要的是, 他俩都对那些疯狂不已的观念持开 放态度,只要它们不明显违背物理 学定律。他们的一些早期工作是有 关“吸收体理论”的,这个理论是 讲加速中的带电客体是如何发出辐 射的,其中包括逆时间传播的信 号。这个概念极富创意,但终究是 错的。


正如哈尔彭指出的那样,从容 优雅的惠勒通常比张扬冲动的费曼 更率性而为。某日,正是惠勒给费 曼挂电话嚷嚷道,他知道了为什么 所有电子是相同的了:它们都是同 一个电子,兜兜转转,遍历时间和 空间。但这个想法最后也落空了。 惠勒乐于琢磨出发人深省的佯谬式 修辞——“非法之法”(law without law),“无相之相”(charge without charge)。惠勒—费曼吸收体理论在 稳态宇宙论的信徒们手中复苏并焕 发活力时, 就被戏称为Wheeler Without Wheeler。


因为发展出的理论观念促成了 规避无穷大奇点的量子电动力学 ——其核心问题是如何处理可视为 点电荷的电子与其自身激发场的相 互作用—— 费曼同施温格(Julian Schwinger)、朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)分享了1965 年的诺贝尔 物理学奖(戴森Freeman Dyson 揭示 了如何综合这三人的理论,确实也 该分一杯羹,按哈尔彭的说法,他 最终受限于一奖最多颁三人的规 定)。惠勒从未达到那样的高度,但 他在现代物理学中的影响也是广泛 而深远的:除费曼外,他的学生还 包括了埃弗雷特(Hugh Everett),他 构造了如今广为人知的量子力学 “多世界”诠释,此外还有复兴广义 相对论的几位主角,比如贝肯斯坦 (Jacob Bekenstein)、米斯纳(Charlie Misner)以及索恩(Kip Thorne)。


很难说讲这样的故事却不深究 一些艰深的物理学。哈尔彭充分且 广泛地发挥了类比的功用,但是这 些类比自有其限度,一根挂满毛毯 的晾衣绳连接着两个摇椅,你一旦 试着描绘出类似的图景,就很难再 聚焦于你意欲解释的现象了。哈尔 彭偶尔回避了更深层次的问题。比 如量子电动力学中的费曼路径积分







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