科學家是怎樣煉成的

一

我有一位藝術家朋友，有時候他的觀點令我無法贊同。他會拿起一枝花，然后說：“看，多美啊！”我會表示同意。但接下來他會說：“作為一個藝術家，我能看到一朵花的美。但你這個科學家會把它拆分一番，事情就變得索然無味了?！蔽矣X得他這么想有點傻。

首先，他看到的美，其他人也看得到，我相信也包括我。雖然我可能不像他那樣精于審美，但我可以欣賞一朵花。不僅如此，我在一朵花上看到的東西比他多得多。我可以想象其中的細胞，細胞也具有美感。美不僅存在于厘米見方的尺度，也存在于更小的尺度。

那里有復雜的細胞活動和其他進程。花進化出顏色是為了吸引昆蟲為自身授粉，這個事實很有趣：這意味著昆蟲能看到顏色。于是就產生了一個問題：我們擁有的這種對美的感受是否也存在于更低等的生命形式中？科學知識可以引出各種各樣有趣的問題，這只會增加一朵花帶給我們的興奮、神秘和敬畏。只會增加。我不明白為什么會減少。

我一向單方面地專注于科學，在更年輕的時候，我幾乎把所有精力都投入到科學中。在那段時間里，我沒有時間也沒有耐心去學習所謂的人文學科。即使必須學習大學里某些人文課程才能畢業，我也盡量避而遠之。直到后來我年紀漸長、更有閑余時，才擴展了一些興趣。我學習了繪畫，也讀了一些書，但我仍然是一個片面的人，我并不博學。才智有限，我選擇把它用在特定的方向上。

二

在我出生前，父親告訴母親：“如果生個男孩，他會成為科學家?！碑斘疫€是個坐在高腳兒童椅里的小孩時，父親拿了一堆不同顏色的小塊浴室瓷磚（次等品）回家。我們在一起玩，父親把瓷磚像多米諾骨牌一樣豎直擺在兒童椅的桌板上，然后我會推動一端讓所有瓷磚都倒下。

玩了一段時間后，我也會幫忙擺瓷磚。很快，我們開始用一種更復雜的方式擺瓷磚：兩塊白色一塊藍色，兩塊白色一塊藍色，如此這般。母親看到這個情景，說道：“別難為可憐的孩子了。他想放藍色的就讓他放吧！”

但父親說：“不行，我要讓他知道什么是模式和模式的有趣之處。這是一種初等數學?！笨梢哉f，他很早就開始帶我認識世界，告訴我世界多有趣。

我們家里有一部《大英百科全書》。在我還是個小男孩的時候，父親總是讓我坐在他的腿上，給我讀《大英百科全書》。比如，我們會讀關于恐龍的內容。在講到霸王龍時，書里會寫“這種恐龍有25英尺高，頭有6英尺寬”。

這時父親會停下來對我說：“現在我們來看看這是什么意思吧。這就是說，如果恐龍站在我們的前院，它的身高足以讓它把頭伸到這里的窗戶?！保ó敃r我們在二樓）“但是它的頭太寬了，因此沒法把頭伸進來?！彼麜M可能把讀給我的所有東西“翻譯”得現實一點兒。

想到世界上曾經有這等龐然大物，我非常興奮，十分感興趣。不僅如此，這些動物還都滅絕了，而且沒人知道原因。我不害怕會有一頭恐龍從窗子鉆進來，但我從父親那里學到了“翻譯”的能力：努力搞清楚所有我讀到的東西到底是什么意思，說的到底是什么。

我們過去經常去卡茨基爾山，這是紐約人夏季經常去的地方。所有的父親都是工作日待在紐約，然后周末返回這里。周末，父親會帶我在林中漫步，然后告訴我曾經在樹林中發生的趣事。別人的母親看到我們后，覺得這樣很不錯，認為自家的丈夫也應該帶著兒子散步。她們開始說服丈夫們這樣做，但起初毫無進展。隨后她們又想讓我父親帶著所有孩子散步，但是他并不愿意，因為他只與我有特別的關系。結果就是，下個周末別人的父親也要帶著自己的孩子散步了。

到了下周一，父親們都回去工作后，我們這些孩子在田地里玩耍。一個孩子問我：“看見那只鳥了嗎？那是什么鳥？”

我說：“我完全不知道這是一種什么鳥?！?/p>

他說：“那是一只褐喉畫眉。你爸什么都沒教你！”

但事實恰恰相反。父親是這樣教我的：“看到那只鳥了嗎？”他說，“那是斯潘塞鶯?！保ㄎ抑浪膊恢肋@鳥的真名）“意大利語里叫‘Ciutto Lapittida’，葡萄牙語里叫‘Bom da Peida’，中文里叫‘鐘隆達’，日語里叫‘Katano Tekeda’。你可以用全世界所有語言說這種鳥的名字，但是完事之后，你對這種鳥依然一無所知。你只知道不同地方的人怎么稱呼這種鳥。我們來看看這只鳥，看看它在做什么——這才有意義?！保ㄎ液茉缇兔靼琢酥酪粋€東西叫什么和了解這個東西之間的區別）

他說：“比如，看那只鳥一直在啄自己的羽毛?？吹搅藛?？它一邊走來走去，一邊啄自己的羽毛?！?/p>

“看到了?！?/p>

他說：“你覺得鳥為什么要啄自己的羽毛？”

我說：“它們可能在飛的時候把羽毛弄亂了，所以它們啄羽毛是為了梳理整齊?！?/p>

“好吧。”他說，“如果是這樣的話，它們剛剛飛過之后應該啄得更勤。那么它們在落到地上一陣子后，就不會啄得那么勤了——你明白我的意思嗎？”

“明白。”

他說：“我們來看看它們剛落地時會不會啄得更勤?！?/p>

不難發現，已經在地上走了一陣的鳥和那些剛剛落地的鳥沒有太大區別。于是我說道：“我放棄了。鳥為什么要啄自己的羽毛？”

“因為虱子正騷擾著它們，”父親說，“虱子會吃從鳥的羽毛上掉落的小片蛋白質?！?/p>

他繼續說：“每只虱子的腿上都有一些蠟狀物，小螨蟲會吃這些蠟。螨蟲無法完全消化這些食物，因此它們會從尾部分泌一種糖類物質，而細菌就以此為生。”

最終他說：“所以你看，哪里有食物源，哪里就會有發現它的某種生命。”

現在，我知道實際上可能不一定有虱子，虱子的腿上也不一定就長有螨蟲。這個故事在細節上未必正確，但父親告訴我的事情在原則上是對的。

還有一次，當我大一點的時候，父親從樹上摘下一片葉子。這片葉子有個缺口，我們通常不會關注這種東西。葉子受到了某種損壞，它上面有一條棕色的C形細線，從中間某處開始一直彎曲著延伸到邊緣。

“看看這條棕色的線，”他說，“它在起始處很窄，延伸到邊緣時逐漸變寬。這些都是因為一只蒼蠅，一只黃眼睛綠翅膀的藍色蒼蠅來到這里，并在葉子上排了一個卵。然后當卵孵出了蛆（一種像毛毛蟲一樣的生物），蛆就一直吃這片樹葉，它就是這么獲取食物的。它一路吃下去，就在葉子上留下了這條棕色痕跡。蛆不斷生長，痕跡也越來越寬，直到蛆在葉子邊緣長得夠大了，它就會變成蒼蠅（一只黃眼睛綠翅膀的藍色蒼蠅），飛走后在另一片葉子上產卵?！?/p>

我依然知道這些細節并不完全準確，葉子上的蟲子甚至可能是一只甲蟲，但是父親努力向我解釋的概念正是生命的有趣之處：整件事情的意義就是繁殖。無論生命這件事有多復雜，它的重點就是“再來一遍”！

如果不是和父親多多相處，我就意識不到他有多么非凡。他如何學到科學的深層原理并感受到對科學的熱愛？他如何知道科學背后的東西并相信科學值得我們為之努力？我從來沒有真正問過他，因為我一直以為這就是父親們都知道的事。

父親教我學會觀察。有一天，我在玩一輛“快遞貨車”，這是一輛帶環繞軌道的小貨車。車里有一個球，當我拉動貨車的時候，我注意到球的移動方式。我找到父親，問他：“嘿，爸爸，我注意到一些東西。當我拉貨車的時候，球會滾到貨車的后部。當我一直拉著車然后忽然停止時，球又會滾到車的前部。為什么會這樣？”

“這個嘛，沒人知道?！彼f，“總的原則是，移動的東西趨向于一直移動下去，而靜止的東西趨向于一直靜止，除非你使勁推動它們。這種趨向叫‘慣性’，但沒人知道為什么會這樣?！边@次他給了我一個深刻的見解。他沒有僅僅告訴我名字。

他接著說：“如果你從側面看，你會發現是你拉動的貨車后部與球摩擦，而球則靜止不動。事實上，球由于摩擦力相對地面向前移動了一點兒。它并沒有向后移動。”

我回到小貨車那里，重新把球放好，開始拉車。從側面觀察，我發現父親說的確實沒錯。相對于路面，球果然向前移動了一點兒。

父親就這樣用舉例和討論的方式教育我，沒有壓力，只有令人愉快的有趣對話。這在我余生中一直激勵著我，讓我對科學的所有領域都充滿興趣（只是我剛好更擅長物理而已）。

可以說，我被深深吸引住了，就像有人在孩童時期得到一件很棒的東西，他就會永遠想著如何再得到它。我總是像孩子一樣，尋找那些待我發現的奇妙事物，可能不是每次都有，但隔段時間就有所發現。

三

大我三歲的表哥那時正讀高中。他學習代數非常吃力，因此請了一位家庭教師。當家庭教師給我表哥講代數的時候，我可以坐在角落。我聽他說起X。

我對我的表哥說：“你要做什么？”

“我想解出X是多少，比如在2X+7=15里?！?/p>

我說：“你是說4?！?/p>

“是的，但你是用算術方法解的。必須用代數方法來解。”

幸運的是，我不是在學校里而是通過閣樓里找到的姨媽的舊課本學會的代數，我明白了代數的整體思想就是解出X是多少，怎樣求解并沒什么分別。對我來說，無所謂“用算術解”還是“用代數解”?！坝么鷶到狻本褪且惶滓巹t，如果你盲目遵從這些規則，就能得出答案——“等號兩邊同時減7；如果X有系數，兩邊就同時除以系數”，以此類推。即使你不理解自己在做什么，也可以通過一系列的步驟得到答案。之所以有這些規則，是為了讓不得不學習代數的孩子可以通過考試。這也是我的表哥一直都不會解代數題的原因。

在我們本地的圖書館里有一系列數學書，包括《給實用主義者的算術》，還有《給實用主義者的代數》以及《給實用主義者的三角學》（我就是從這本書上學到了三角學，但是我很快就忘光了，因為當時我沒有很好地理解）。在我13歲時，圖書館收入了《給實用主義者的微積分》。那時我已經通過百科全書知道微積分的重要和有趣，我必須學習微積分。

當我終于在圖書館里看到那本微積分書時，我非常興奮。我到圖書管理員那兒辦理借閱手續，但是她看著我說：“你只是個孩子。你帶走這本書做什么呢？”

這是我人生中為數不多的幾次感覺尷尬和撒謊之一。我說書是給父親的。

我把書拿回家，然后開始看書學習微積分。我認為微積分比較簡單直接。父親也開始讀這本書，但是書中內容讓他感到很困惑，他無法理解。因此我就試著給他解釋微積分。我從沒有意識到他的能力如此有限，而這讓我有點困擾。這是我第一次認識到在某些方面我學到的東西比他多。

四

除了物理，父親教給我的事還包括（無論正確與否）對于某類特定事物的不敬。當我還是個小男孩時，他會讓我坐在他的膝蓋上，給我看《紐約時報》的插圖版——剛剛從報紙上打印出來的圖片。

有一次我們正看一張教皇的照片，照片里所有人都在向教皇行禮。父親說：“看看這些人吧。一個人站著，而其他人都在朝他鞠躬。看看，區別是什么？這個人是教皇。”他就是討厭教皇。他說：“區別在于他戴的帽子?！保ㄈ绻麍D上是一位將軍，區別就是肩章。總之區別就是裝束、制服、姿勢）“但是，”他說，“這個人也和其他所有人有同樣的問題：他吃晚餐，他上廁所，他是個人?！保槺阏f一句，我父親從事制服生意，因此他知道一個人穿著制服和脫下制服有什么區別——對于他來說就是同一個人）

五

父親對我挺滿意，至少我是這樣想的。但是有一次，我從麻省理工學院回來（我已經在那里待了幾年），他對我說：“現在你已經很了解這些東西了，我一直有一個問題不太明白?！?/p>

我問他是什么。

他說：“我知道當一個原子從一個狀態躍遷到另一個狀態時，它會釋放一種光的粒子，叫光子?！?/p>

“沒錯?！蔽一卮?。

他問：“光子在此之前就在原子里嗎？”

“沒有，在這之前沒有光子。”

“那么，”他又問，“它是從哪兒來的？它是怎么出來的？”

我努力向他解釋，光子的數量不是守恒的，它們是由電子的運動創造出來的。但我解釋得不是很好。我說：“就和我現在發出的聲音一樣，之前并不存在于我身體里?！保ㄎ覂鹤涌刹贿@樣想。他在非常小的時候，有一天突然宣稱，他無法再說某個特定的詞了，這個詞是“貓”，因為他“詞匯袋”中的這個詞用完了。事實上，根本就不存在詞語會被用光的詞匯袋，同樣道理，原子里也沒有“光子袋”）

在這方面父親對我不太滿意。我一直沒有向他解釋清楚任何他不理解的事。因此他并不成功：為了弄明白那些東西，他把我送到這么多大學里去，而最終他也沒弄明白。

六

雖然我母親對科學一無所知，但她也對我產生了很大影響。特別是她那絕佳的幽默感，我從她身上學到，我們能夠達到的最高級理解就是歡笑與愛心。

（杲罡摘自北京聯合出版公司《費曼經典：一個好奇者的探險人生》