關於 愛因斯坦諾貝爾獎原因 ，我們在網路上蒐集到這些相關的討論、資訊與評價

＃研讀諾語
⭐️ 康普頓（Arthur Holly Compton, 1892-1962）
✨1927年諾貝爾物理獎得主。
美國物理學家。因發現康普頓效應（Compton effect）而獲獎，其效應證實了愛因斯坦的光子理論，從而導致近代量子物理學的誕生，在物理發展上佔有重要的地位。

康普頓1927年在諾貝爾獎晚宴的演講上提到，「科學的益處不只是物質性的，科學傳授的真實是世界的共同利益。科學的語言是共通的，也是一股強大的力量，能讓世界上的每個人更靠近。……」
完整講稿：https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1927/compton/speech/

#獲獎原因
「發現以他為名的效應」
"for his discovery of the effect named after him

#NobelPrize #諾貝爾獎 #科學貢獻

【立場轉載】【2020 諾貝爾物理學獎】廣義相對論與宇宙最黑暗秘密

打風落雨留在家，為何不試試學習黑洞的理論呢？😹😹😹

／／諾貝爾獎有三個科學奬項，我們在學校也習慣以「物理、化學、生物」等不同科目去區分不同科學領域。這種分界當然能夠方便我們以不同角度去理解各種自然現象，但大自然其實是不分科目的。科學最有趣的是各種自然現象環環相扣，我們不可能只改變大自然的某一個現象而不影響其他。就好像蝴蝶效應，牽一髮而動全身。

廣義相對論間接推論暗物質存在的必要

廣義相對論是目前最先進的重力理論，它能夠解釋迄今為止所有實驗和觀測數據。然而，天文學家發現銀河系的轉速和可觀測宇宙的物質分佈，都顯示需要比觀測到的物質更加多的質量。這是物理學的其中一個未解之謎，有時會被稱為「消失的質量」問題。那些「應該在而卻看不到」的物質，就叫做暗物質 (dark matter) 。

有些物理學家猜測，會否根本沒有暗物質，而是廣義相對論需要被修改呢？他們研究「修正重力 (modified gravity) 」理論，希望藉由修正廣義相對論去解釋這些觀察結果，無需引入暗物質這個額外假設。可是從來沒有修正重力理論能媲美廣義相對論，完美地描述宇宙一切大尺度現象。

天文學研究向來難以得到諾貝爾獎，因為天文發現往往缺乏短期實際應用。然而過去十年之間，有關天文發現的研究卻得到了五個諾貝爾物理學獎。換言之，過去幾十年間改變人類對宇宙的基本認知的，有一半是來自於天文現象。其中有關廣義相對論的包括 2017 年的重力波觀測、 2019 年的宇宙學研究，以及 2020 年的黑洞研究。

不過很少人提及這三個關於廣義相對論的發現其實同時令暗物質的存在更加可信。因為這些發現測量得越精確，就代表廣義相對論的錯誤空間更小。換句話說，物理學家越來越難以靠修正重力去解釋「消失的質量」問題，所以暗物質的存在就越來越有其必要了。

換句話說，如果證明黑洞存在，其對科學的影響並不單止是為愛因斯坦的功績錦上添花，而是能夠加深人類對構成宇宙的物質的理解。

描述四維時空的圖

談黑洞之前，我們首先要理解一下，物理學家是如何研究時空的。研究時空的一種方法，就是利用所謂的時空圖 (spacetime diagram) 。一般描述幾何空間的圖，在直軸和橫軸分別表示長和闊，形成一個二維平面。有時更可按需要加多一條垂直於平面的軸，代表高度。長、闊、高，構成三維空間。但如果要再加上時間呢？那麼就再在垂直於長、闊、高的第四個方向畫一條軸吧。咦？

怎麼了，找不到第四個方向嗎？這是當然的，因為我們都是被囚禁在三維空間之中的生物。如果有生活在四維空間裡的生物，牠們會覺得我們很愚蠢，問我們：「為什麼不『抬頭』？第四個方向不就在這邊嗎？」就像我們看著平面國的居民一樣，在二維生物眼中，牠們的世界只有前後左右，沒有上下。到訪平面國的我們也會問：「為什麼不『抬頭』？第三個方向不就在這邊嗎？」但牠們無論如何也做不到。

宇宙是三維空間，另外加上時間。如果要加上時間軸這個「第四維」的話，我們就必須犧牲空間維度。物理學家使用的時空圖就是個三維空間，直軸代表時間（時間軸）、兩條水平的橫軸代表空間（空間軸）。當然，把本來的三維空間放在二維的平面上，我們需要一些想像力。在時空圖上，每個點都代表在某時某地發生的一件事件 (event) ，因此我們可以利用時空圖看出事件之間因果關係。一個人在時空中活動的軌跡，在時空圖上稱為世界線 (world line) 。

由於時間軸是垂直的，並且從時空圖的「下」向「上」流動。一個站在原地位置不變的人的世界線會是平行時間軸的直線。由於光線永遠以光速前進，光線的世界線會是一條斜線。而只要適當地選擇時間軸和空間軸的單位，光線的世界線就會是 45 度的斜線。因為沒有東西能跑得比光快，一個人未來可以發生的事件永遠被限制在「上」的那個由無數條 45 度的斜線構成的圓錐體之間，而從前發生可以影響現在的所有事件則永遠在「下」的圓錐體之間。這兩個「上」和「下」的圓錐體內的區域稱為那個人當刻的光錐 (light cone) ，而物理學家則習慣以「未來光錐 (future light cone) 」和「過去光錐 (past light cone) 」分別表示之。

所有東西的世界線都必定被位於未來和過去光錐之內。在沒有加速度的情況下，所有世界線都會是直線。如果涉及加速，世界線就會是曲線。而廣義相對論的核心概念，就是重力與加速度相等，兩者是同一種東西。因此我們就知道如果在時空圖上放一個質量很大的東西，例如黑洞，那麼附近的世界線就會被扭曲。不單是物質所經歷的事件，連時空也會被重力場扭曲，因此時空圖上的格網線和光錐都會被扭曲往黑洞的方向。換句話說，越接近黑洞，你的越大部分光錐就會指向黑洞內部。因為你的世界線必須在光錐之內，你會剩下越來越小的可能逃離黑洞的吸引。

2020 年的諾貝爾物理學獎一半頒給了彭羅斯 (Roger Penrose) ，以表揚他「發現黑洞形成是廣義相對論的嚴謹預測」。在彭羅斯之前的研究，大都對黑洞的特性作出了一些假設，例如球狀對稱。這是因為以往未有電腦能讓物理學家模擬黑洞，只能用人手推導方程。但廣義相對論是非線性偏微分方程，就算不是完全沒有可能也是極端難解開的，所以物理學家只能靠引入對稱和其他假設去簡化方程。因此許多廣義相對論的解都是帶有對稱假設的。這就使包括愛因斯坦在內的許多物理學家就疑惑，會不會是因為額外加入的對稱假設才使黑洞出現？在現實中並沒有完美的對稱，會不會就防止了黑洞的出現？

黑洞只是數學上的副產品嗎？

彭羅斯發現普通的高等數學並不足以解開廣義相對論的方程，因此他就轉向拓撲學 (topology) ，而且必須自己發明新的數學方法。拓撲學是數學其中一個比較抽象的分支，簡單來說就是研究各種形狀的特性的學問。 1963 年，他利用一種叫做共形變換或保角變換 (conformal transformation) 的技巧，把原本無限大的時空圖（因為空間和時間都是無限延伸的）化約成一幅有限大小的時空圖，稱為彭羅斯圖 (Penrose diagram) 。

彭羅斯圖的好處除了是把無限縮為有限，還有另一個更重要的原因：故名思義，經過保角變換後的角度都不會改變。其實在日常生活中，我們經常都會把圖變換為另一種表達方式，例如世界地圖。由於地球表面是彎曲的，如果要把地圖畫在平面的紙上，就必須利用類似的數學變換。例如我們常見的長方形或橢圓形世界地圖，就是利用不同的變換從球面變換成平面。有些變換並不會保持角度不變，例如在飛機裡看到的那種世界地圖，在球面上的「直線」會變成了平面上的「曲線」。

扯遠了。回來談彭羅斯圖，為什麼他想要保持角度不變？因為這樣的話，光錐的方向就會永遠不變，我們可以直接看出被重力影響的事件的過去與未來。彭羅斯也用數學證明，即使缺乏對稱性，黑洞也的確會形成。他更發現在黑洞裡，一個有著無限密度的點——奇點 (singularity) ——必然會形成。這其實就是彭羅斯-霍金奇點定理 (Penrose-Hawking singularity theorem) ，如果霍金仍然在世，他亦應該會共同獲得 2020 年諾貝爾物理學獎。

在奇點處，所有已知物理學定律都會崩潰。因此，很多物理學家都認為奇點是不可能存在宇宙中的，但彭羅斯的計算卻表明奇點不但可以存在，而且還必定存在，只是在黑洞的內部罷了。如果黑洞會旋轉的話（絕大部分都會），裡面存在的更不會是奇點，而是一個圈——奇異圈 (singularity ring) 。

黑洞的表面拯救了懼怕奇點的物理學家。黑洞的表面稱為事件視界 (event horizon) ，在事件視界之內，你必須跑得比光線更快才能回到事件視界之外。因此沒有任何物質能夠回到黑洞外面，所以黑洞裡面發生什麼事，我們都無從得知。就是這個原因給予了科幻電影如《星際啟示錄 (Interstellar) 》創作的空間——在黑洞裡面，編劇、導演和演員都可以天馬行空。只要奇點永遠被事件視界包圍，大部分科學家就無需費心去擔心物理學可能會分崩離析了。甚至有些科學家主張，研究黑洞的內部並不是科學。

雖然如此，卻沒有阻礙彭羅斯、霍金等當代理論天體物理學家，利用與當年愛因斯坦所用一樣的工具——紙和筆——去研究黑裡面發生的事情。雖然或許我們永遠無法證實，但他們的研究結果絕非無中生有，而是根據當代已知物理定律的猜測，即英文中所謂 educated guess 。利用彭羅斯圖，我們發現不單奇點必定存在，而且在黑洞裡面，時間和空間會互相角色。

但這是什麼意思？數學上，時間和空間好像沒有分別，但在物理上兩者分別明顯：在空間中我們可以自由穿梭，但在時間裡我們卻只能順流前進。彭羅斯發現，帶領掉入黑洞的可憐蟲撞上奇點的並非空間，而是時間，因此我們也說奇點是時間的終點。亦因為在黑洞裡面掉落的方向是時間，向後回頭是不可能的，所以一旦落入黑洞，就只能走向時空的終結。

看見黑洞旁的恆星亂舞

另一半諾貝爾獎由 Reinhard Genzel 和 Andreas Ghez 平分，以表揚他們「發現銀河系中心的超大質量緻密天體」。銀河系中心的確有一個超大質量的物體，而且每個星系中心都有一個。這些質量極大的物體，就是所謂的超大質量黑洞 (supermassive blackholes) 。

上世紀 50 年代開始，天文學家陸續發現了許多會釋放出無線電輻射的天體，稱為類星體 (quasars) 。之後其中一個類星體 3C273 被觀測確認是銀河系外的星系中心。根據計算， 3C273 釋放出的無線電能量是銀河系中所有恆星的 100 倍。起初，天文學家認為這些能夠釋放巨大能量的類星體，必然是些比太陽重百萬倍的恆星。但是理論計算結果卻表明，這麼重的恆星會是極不穩定的，而且壽命會非常短，因此類星體不可能是恆星。

為什麼這些類星體不可能是恆星？因為恆星的發光度是有極限的，而且正比於恆星的質量。這個極限稱為愛丁頓極限 (Eddington limit) 。如果恆星的發光度超出愛丁頓極限，光壓（radiation pressure ，即光子對物質所施的壓力）就會超過恆星自身的重力，恆星就會變得不穩定。因此，天文學家逐漸改而相信類星體是位於星系中心的超大質量黑洞。這也令類星體多了一個名字：活躍星系核（active galactic nucleus）。

每個黑洞旁邊都有一個最內穩定圓形軌道 (innermost stable circular orbit) ，依據黑洞會否旋轉而定，大概是黑洞半徑的 3–4.5 倍。比最內穩定圓形軌道更接近黑洞的範圍，環繞黑洞運行的物質都會因不穩定的軌道而墜落黑洞之中，並在墜落的過程中釋放出 6–42% 的能量，因此可以解釋活躍星系核的強大發光度。

另一方面，彭羅斯在 1969 年亦發現一個旋轉的黑洞能夠把能量轉給物質，並且把物質拋出去，這個過程稱為彭羅斯過程 (Penrose process) 。換言之，從黑洞「偷取」能量是有可能的。科學家估計，科技非常先進的外星文明有可能居住於黑洞附近，並利用彭羅斯過程從黑洞提取免費的能源。這個過程亦進一步支持超大質量黑洞能夠釋放巨大能量的理論。

由於 E=mc2 ，能量即是質量，因此被偷取能量的黑洞的質量就會減少。霍金在 1972 年發現一個不會旋轉的黑洞的表面積不可能減少。黑洞質量越大，其表面積就越大，因此不會旋轉的黑洞不會有彭羅斯過程。他亦發現，如果是個會旋轉的黑洞，其表面積是有可能減少的。因此霍金的結論支持了彭羅斯的理論。

Genzel 和 Ghez 兩人的研究團隊已經分別利用位於智利的歐洲南方天文台 (European Southern Observatory) 的望遠鏡和位於夏威夷的凱克望遠鏡 (Keck Telescope) 監察了距離地球約 25,000 光年的銀河系中心區域將近 30 年之久。他們發現有很多移動速度非常快的恆星，正在環繞一個不發光的物體轉動。這個不發光的物體被稱為人馬座 A* (Sagittarius A*, 縮寫為 Sgr A*) 。 Sgr A* 會放出強大的無線電波，這點與活躍星系核的情況相似。

他們不單確認了這些恆星的公轉速率與 Sgr A* 的距離的開方成反比， Genzel 的團隊更成功追蹤了一顆記號為 S2 的恆星的完整軌跡。這兩個結果都表明， Sgr A* 必然是一個非常細小但質量達 400 萬倍太陽質量的緻密天體。這樣極端的天體只有一種可能性：超大質量黑洞。

霍金輻射　黑洞的未解之謎

諾貝爾物理學委員會在解釋科學背景的文件中亦特別提及霍金的黑洞蒸發理論以及霍金輻射 (Hawking radiation) 。現時仍然未能探測到霍金輻射的存在，未來若成功的話除了將再一次驗證廣義相對論以外，更會對建立量子重力理論 (quantum gravity theory) 大有幫助。就讓我們拭目以待吧！

重力波研究、宇宙學研究、黑洞研究，都是直接檢驗廣義相對論預言的方法。加上 2019 年 4 月 10 日公布的黑洞照片，大自然每一次都偏心愛因斯坦。相信愛因斯坦在天上又會伸出舌頭，調皮地說：「我早就知道了！」／／

【費曼102歲誕辰】兩年前費曼百歲誕辰時，我寫了這篇文章，內容全靠我自己多年重讀N次所有費曼的書和傳記而寫成（加上後來一點fact check）。我大致把他最有趣和最有意義的生平事跡都寫過了，我想暫時也難再寫另一篇了。

立場link：http://thestandnews.com/cosmos/百年華誕紀念-繼續鬧吧-費曼先生/

／／一百年前今天，理查．費曼 (Richard Feynman, 1918–1988) 在美國紐約出生。他的父親梅爾維爾．費曼 (Melville Feynman) 移民自白俄羅斯猶太家庭；母親露西樂．菲利普 (Lucille Phillips) 則來自波蘭猶太家庭。費曼五歲時，父母誕下了第二個兒子。不幸地，這個孩子在四週大時夭折。費曼的妹妹喬安．費曼 (Joan Feynman) 在他九歲時出生。

費曼是誰？他是理論物理學家、諾貝爾奬得主、開創量子電動力學、發明費曼圖；他亦傳奇無數，曾偷偷打開放有原子彈機密的夾萬、為脫衣舞廳老闆出庭作證、在皇室面前邊抽煙邊講爛笑話、身為物理系教授跑到生物系與學生一起上課做功課、飛到巴西參加音樂表演等。費曼從不介意別人目光，他甚至寫自傳細說這些離經叛道的行徑，使他可能成為物理學界裡比愛因斯坦更有名的物理學家。

父親啟蒙費曼踏上科學路

費曼與愛因斯坦一樣，很遲才開口說話。費曼從不認為自己是天才，他把對科學的啟蒙與熱情歸於他的父親。費曼憶述，雖然他父親是個賣制服的商人，但他從父親處學到了如何學習。有一天，費曼在玩一輛玩具貨車。他在玩具貨車上放了一個球，然後他發現當他把玩具貨車向前拉時，球會向後滾。

費曼覺得很奇怪，為什麼玩具貨車明明向前跑，但球卻向後滾？他跑去問父親，父親對他說，「其實球並沒有向後滾，你試試水平看著玩具貨車，就會發現這只是錯覺。」費曼照做，果真發現球其實是向前滾的。他再問父親，為什麼？父親的答案影響他一生往後看待宇宙萬物的態度：「那是個神秘的現象，沒有人知道為什麼。普遍的原理是，運動中的東西會繼續運動，靜止的東西會繼續靜止。科學家們叫這做慣性，但事實上，沒有人知道為什麼有慣性。這只是一個稱呼。」費曼的父親教會費曼「知道東西的名字 (Know-what) 」和「知道東西 (Know-how) 」的分別。費曼的父親雖不是科學家，但他有科學家的態度：誠實地說不知道。

我希望分享另一個關於費曼與父親的故事。話說城鎮裡的家庭都會在暑假期間一起到郊外度假。男人們會在週中回城工作，在週末回到度假區陪伴家庭。一天，費曼與其他小孩一起郊遊，他們發現了一隻特別的鳥。其他孩子就比賽誰知道那隻鳥的名字。他們問費曼，費曼說他不知道。他們就嘲笑費曼：「難道你爸爸什麼都沒教你嗎？」

其實，費曼與父親早就見過同一種鳥。費曼父親當時對他說：「理查，我可以告訴你這隻鳥在世界上每種語言裡的名字。可是，到最後除了世界各地的人如何稱呼牠。關於牠的一切，其實你什麼都不知道。你要觀察這隻鳥，試著理解牠在做什麼。」費曼父親教會他名稱只是人類的創造，與大自然真實的知識毫無關係。

費曼回憶，他父親很喜歡與他一起閱讀大英百科全書 (Encyclopaedia Britannica) 。當他們讀到一個段落，例如恐龍，他父親就會停下來，圖像化地解釋：「暴龍身高二十五尺，頭闊六呎，我們來看看這是什麼意思。這代表如果有一頭暴龍站在窗外，牠能從這裡的二樓窗外看見我們。不過牠的頭太大了，穿不過窗戶。」

這影響了費曼日後做物理研究時，往往喜愛從圖像化方式入手把問題簡化。費曼曾說過，如果我們無法把一個理論簡化至大學一年級的程度，我們就不算真正理解這個理論。他發明的費曼圖，大大簡化了量子力學的計算方式，就是明證。費曼圖幫助費曼推導出光與物質的互動——量子電動力學，費曼因而獲頒 1965 年諾貝爾物理學獎。

厭惡權威的費曼

費曼厭惡權威，這點與愛因斯坦相似。費曼的父親是個制服商人，看盡世上各種制服行業的虛偽。他曾對費曼說：「教宗衣服下的那個人，也只不過與我們一樣，需要吃飯。」後來，當費曼知道他要從瑞典國王手上領取諾貝爾獎，他仍十分抗拒穿上西裝。

費曼不喜歡榮譽。他在學校的時候，被邀請加入了一個叫做「Arista Honor Society」的精英學生團體。費曼說他不喜歡這個團體，因為他們開會時做的唯一事情就是討論「誰有資格加入我們」。當費曼成為了有名的科學家後，他又被選為美國國家科學院 (National Academy of Sciences) 院士。費曼非常反感每次開會都在討論「誰有資格加入我們」。最終，費曼忍受不住這些沒有養份的會議，不得不請辭。此後，費曼再也沒有加入過任何榮譽團體。

費曼母親：不怕炸了整間屋　更怕扼殺了費曼的好奇心

費曼的科學家性格可能培養於學生時代。他曾在家裡建立了一個小實驗室，製作一些電路和做些電學實驗，有時候更會發生一些小意外。費曼的母親邀請朋友來家裡時，朋友們問她，妳不怕費曼炸了整間屋嗎？她回答說，她更怕扼殺了費曼的好奇心。

費曼喜歡把電器拆開，研究內部結構再重組。有一次，鎮上一個人找費曼幫忙修理一部收音機。費曼簡單檢查了一下，就看著收音機沉思，思考解決方法。那人看了，就問費曼為何還不動手？費曼就說：「我正在修！」最後果真給他想出問題根源，修好了收音機。那人就周圍幫費曼宣傳：「他用想的就能修好收音機！」

與妹妹的約定

有一晚半夜時分，費曼把妹妹叫醒，說有東西要給她看。費曼帶她到外面空地，喬安抬頭看到美麗的極光。喬安問費曼，這是什麼？費曼說「這叫極光，但沒有人知道為什麼會出現極光。」喬安覺得極光很有趣，便說日後也要成為科學家，研究極光。他們就約定，費曼可以研究世上任何現象，除了極光要留給她。最終，喬安真的成為了一位天體物理學家，一生都在研究她與哥哥約定的極光。

費曼成名後，有一位物理學家想請教費曼對極光成因的想法。費曼說他是有一點想法的，但是他必須先打一個電話。費曼當場向學校借用電話，「喬安，我可以說我對極光的想法嗎？」然後回頭向那位物理學家說：「對不起，我跟妹妹有個約定，這世上所有現象我都可以研究，除了極光要留給她，所以我不能夠回答你的問題。」

精於數學　自創符號

費曼對數學很感興趣，很早就自學超越學校程度的數學了。他想學習微積分，就去圖書館借相關的教科書。可是，圖書館管理員竟然因為費曼只是個小孩而不借給他。費曼要說謊稱書是幫他父親借的，才能得到他想學習的知識。

由於費曼的數學知識大多靠自學，他自己發明了很多數學符號。他也不喜歡記著科學實驗或理論的名稱，他認為只需要知道內容就可以了。這導致他教導同學、寫筆記和交功課時，有時會不自覺用了自創的符號，以致沒有人明白他在說什麼！他後來笑稱，他父親忘記了告訴他名字是跟其他人溝通的重要工具。費曼的數學功力十分深厚，他於高中最後一年贏得了紐約大學數學冠軍賽。

輕視人文哲學題目　卻愛上素描、邦哥鼓藝術

費曼曾認為「真正的男人不會對詩詞和類似的東西感興趣」，這與他後來沉醉於素描和邦哥鼓等藝術相映成趣。由於中學時代的費曼的人文科目成績不太理想，而且他來自於一個猶太家庭，即使他的數學和物理成績都十分優異，這些都使他在升讀大學時碰到不少困難。他曾經試過考哥倫比亞大學 (Columbia University) 入學試，但並沒有被錄取。最後，麻省理工學院 (Massachusetts Institute of Technology) 錄取了他。

費曼進入麻省理工學院修讀物理學，成績優異。不過，他有時候還是會用了自己發明的數學符號，使他的同學們一頭霧水。費曼很不喜歡人文學科，可是麻省理工要求學生必須修讀人文課程才能畢業，費曼就勉強選了哲學，因為他覺得這是最接近科學的科目了。

在英國文學課裡，教授要求同學們寫一篇文章，費曼絞盡腦汁也寫不出來。最後，費曼把自己正在研究的物理題目亂寫一通，竟然獲得教授稱讚，並在課堂上朗讀出來！這使費曼從此輕視某些人文和哲學題目。

調皮搗蛋的費曼

費曼也愛捉弄人。在大學裡有間房間，很多同學都會在裡面溫習。每當有人進去問問題後，裡面的人都會大叫「請關門！ (Please shut the door!) 」有一天清晨，費曼睡不著，散步經過那房間。他發現兩扇門的其中一扇不見了，只留了一個牌子，寫著「Please shut the door」。

費曼認為應該是有人很煩厭這句話，所以惡作劇拿走了門。費曼覺得很有趣，就偷偷把另一扇門也拿走藏起來。沒有人找到那兩扇門。後來，學生聚餐時就討論該怎麼辦。費曼發言說：「我建議拿走了門的人，可以匿名留下字條，寫出門的藏處。」學生們並未認真考慮費曼的建議。高年級的學長認為事態嚴重，於是對在場的每個人逐一問話：「門是你拿走的嗎？」每個人都說不是。

輪到費曼時，學長問：「門是你拿走的嗎？」費曼回答：「是的，門是我拿走的。」學長就說：「費曼！這是很認真的，不要開玩笑！」然後就去問下一位學生了。之後，門被還回來了。直到幾個月以後，他們才發現原來其中一扇門真是費曼拿走的。他們就很生氣，說費曼不應該說謊。費曼說，可是他明明有誠實回答啊！

別鬧了，費曼先生！

費曼大學畢業後，報考了普林斯頓大學 (Princeton University) 的研究生課程，並在物理入學試中取得滿分。他的數學成績也非常出色，可是英文和歷史科卻考得很差。這令普林斯頓物理系主任非常擔心。不過，原來他並不擔心費曼的成績，而是費曼的猶太人身分。因為歧視，大學分配給猶太人的學位很少。費曼最終被取錄，跟隨約翰．惠勒 (John Wheeler) 進行理論物理學的研究。

費曼第一天進入普林斯頓，去了參加院長的茶會。費曼從未參與過這種社交茶會，不知道原來有很多禮儀。茶會上，院長夫人問費曼：「費曼先生，請問你想要加檸檬或是奶油？」不懂如何選擇的費曼說：「都要。」院長夫人就笑說：「嘻、嘻、嘻、嘻、嘻。別鬧了，費曼先生！」費曼後來才知道，每當院長夫人「嘻、嘻、嘻、嘻、嘻。」地笑，就即是有人犯了社交錯誤。後來，費曼第一本自傳的書名就叫做《別鬧了，費曼先生！（Surely You’re Joking, Mr. Feynman!）》。

費曼打算在他的首個研討會上報告他與惠勒共同研究的一個結合量子力學與電動力學的構想。惠勒竟然邀請了大名鼎鼎的愛因斯坦；現代電腦和博弈論之父、數學家約翰．馮諾曼 (John von Neumann) ；以及提出量子力學效應「鮑利不相容原理 (Pauli Exclusion Principle) 」的華夫岡．鮑利 (Wolfgang Pauli) 等人出席！

知道了這些科學巨人將會來聽自己第一次的研究報告，費曼當然非常緊張。研討會當天，費曼很早就到課室準備。怎料愛因斯坦剛進課室，向費曼說的第一句話是：「請問茶點放在哪裡？」想必費曼當時不會知道，未來自己會成為跟愛因斯坦等人一樣有名的科學巨人吧！結果，當費曼開始講解物理的時候，就完全忘記了聽眾是誰，完全不緊張了。

加入曼哈頓計劃　偷走夾萬文件

1942年，正在寫博士論文的費曼，被羅拔．奧本海默 (Robert Oppenheimer) 招募進入極機密的原子彈研發計劃「曼哈頓計劃 (Manhattan Project) 」。研究部門設於新默墨西哥州洛斯阿拉莫斯 (Los Alamos, New Mexico) ，費曼與其他科學家都必須搬到建於當地的研究所居住。

洛斯阿拉莫斯研究區是軍事重地，保安非常嚴密。進入時必須在入口閘門經過冗長的安全檢查，然而離開卻只需出示證件就可以了。費曼發現圍籬上有個大洞，可以避開安全檢查進入研究所。費曼認為軍隊安全意識不足，然而他愛玩的性格又驅使他不直接報告，而是跟軍隊開個玩笑。費曼利用籬上的洞進入，然後在閘門出示證件離開，如是者不斷地重複進進出出。負責檢查的軍人覺得奇怪，為什麼這同一個人沒有進入過，卻不斷離開？結果他們竟然拘捕了費曼，而不是去正視問題。

大家可能聽說過費曼的開鎖傳奇。研究所內每個人都有自己的夾萬。費曼研究了夾萬運作方式，發現很多人選的密碼都很容易猜到。結果，他練成了能在短時間內打開研究所內任何人夾萬的技術，經常偷走其他人夾萬內的重要文件，放在他們的辦公桌上，希望提高他們的安全意識。每個人都非常害怕費曼，他的開鎖技術連真正的鎖匠也為之景仰。結果，將軍竟然不是要求眾人更改密碼，而是叫所有人提防費曼。

研發平行運算　改變運算方式

研究所訂了一部當年最新的 IBM 打卡式電腦（即是用打有孔的卡片進行計算的最早期的電腦），足足有一個房間那麼大，用來計算提煉鈾元素的方程式。費曼領導一隊從全國挑選出來的精英中學生，要在幾個月內算出結果。由於計算複雜，而人手更換卡片的速度又慢，進度落後很多。最終費曼與學生們發現，如果分開幾隊人手同時計算不同的部分再整合結果，速度會快很多。這使費曼成為平行運算 (parallel computation) 的創始人，而且是在現代電腦被發明出來之前的人力平行運算！

物理學家的愛情故事

費曼第一任妻子叫做阿琳 (Arline Greenbaum) 。他倆從學校讀書時已相識，是對青梅竹馬，而且亦認定對方為終身伴侶。1996 年的電影《無限 (Infinity) 》描述的就是費曼與阿琳的愛情故事。可惜，天意總弄人，正當一切都看似美好時——費曼是物理學界的明日之星，仍未博士畢業就參與了曼哈頓計劃——阿琳被診斷出患有肺癆，當時這是不治之症。阿琳剛出現症狀時，醫生以為阿琳患的是小病。費曼卻不同意，他自己一個在圖書館裡尋找資料，對比阿琳的病徵。最後是他向醫生建議，阿琳患的可能是絕症。多麼動人、又多麼令人心碎。

費曼在普林斯頓的博士奬學金有一附帶條件，就是受獎人不能已婚。1942 年，費曼取得博士學位後，就立刻向阿琳求婚。雖然費曼的父母反對，費曼與阿琳仍然在紐約史丹頓島 (Staten Island) 的市政廳結婚。由於肺癆會透過接吻傳染，費曼只能在婚禮親吻阿琳的臉頰。沒有親人和朋友來他倆的婚禮，只有一對陌生人見證。

因為曼哈頓計劃是機密，阿琳不可以隨費曼搬到洛斯阿拉莫斯的研究所居住。而且，她因病情嚴重，必須廿四小時住院。費曼於奧本海默的協助下，在新默墨西哥州阿布奎基 (Albuquerque) 找到一間療養院供阿琳入住，以便費曼能於週末駕駛幾個小時的車程穿過沙漠去探望她。

費曼和阿琳喜歡以書信通訊。在戰時的軍事重地都有一個不明文規定，軍隊負責人會拆開所有信件，確保軍事機密沒有外洩，而且會擅自刪改內容。為了不讓其他人明白信件內容，費曼和阿琳就發明了一種只有他倆明白的密碼。但亦因為這個原因，他們的信件常常通過不了軍隊審查，因為軍隊想要知道他們的密碼有沒有洩漏機密！不過費曼和阿琳很享受寫這些密碼去刺激軍隊，軍隊花時間解碼後發現密碼內容只是日常購物清單之類！

當時，費曼因為介意其他人對自己的看法而苦惱。阿琳告訴他，不用介意別人的評價，要忠於自己。阿琳在療養院對費曼說：「你管別人怎麼想？ (What do you care what other people think?)」阿琳過世後，費曼寫了兩本自傳（都是他口述然後朋友幫他寫出來）。費曼第二本自傳的書名，就是以這句話命名。

當阿琳快不行的時候，醫院打電話給費曼，叫他快來醫院。費曼就借了朋友的車（他們後來才發現這個借車的朋友是間諜），極速向醫院開去，但在途中車子又壞了幾次，幾經波折才趕到醫院，可惜已經來不及見阿琳最後一面。費曼回憶說，他當時很傷心，可是卻沒有哭出來。他看到阿琳床邊放著阿琳送給他的手錶，錶面時間竟然停在阿琳的死亡時間！費曼初時覺得這是阿琳留給他的訊息，然而理性告訴他這不太可能。這手錶曾經壞過幾次，每次都是費曼把它修好。所以，費曼知道應該是護士拿起手錶記錄阿琳的死亡時間時，不小心再次弄停了它。

費曼回憶說，直到很多個月後，他在街上看見一間時裝店的一條裙，心想阿琳一定會喜歡，終於才淚流不止。阿琳生前很喜歡與費曼寫信。阿琳死後一年半，費曼寫了一封最後的信給他的太太。費曼自己一直收藏著這封信，直到他 1988 年離世後人們才把信打開。信中充滿費曼對阿琳的愛，在最後一句，費曼寫道：「附注：請原諒我沒有把信寄出。我不知道你的新地址啊。」

“PS Please excuse my not mailing this — but I don’t know your new address.”

原子彈試爆

史上第一個原子彈試爆時（試爆計劃代號是「三位一體 (Trinity) 」），所有研究人員都被安排在遠處觀看。由於核反應會釋放出極大量的高能量輻射，包括伽瑪射線、X射線和紫外線，每個人都分配有護目鏡。只有費曼沒有戴上護目鏡，他選擇於車內觀看試爆，因為他知道紫外線並不能穿透車輛的擋風玻璃。試爆成功，所有人都非常興奮，因為他們的研究終於成功了。只有三位一體計劃負責人肯尼．班布里奇 (Kenneth Bainbridge) 對奧本海默說：「現在我們都是婊子養的。 (Now we are all sons of bitches.) 」

費曼回憶道，當日本的廣島和長崎被原子彈毀滅時，他們還未意識到自己究竟做了什麼事。直到後來，興奮感褪去了，費曼才意識到，這將是世界末日的開端。戰後很長一段時間，當費曼看見街上有工人在建設房屋和橋樑時，他都會想：「這些全都沒有意義；這一切都將被摧毀。為什麼還要建設？」的確，當年不少科學家認為世界即將發生第三次世界大戰，而且人類會因核戰而滅絕。

隨心研究　由餐碟擺動到量子電動力學

戰後，費曼在康奈爾大學 (Cornell University) 當物理學教授。他曾有一段時間因為想不出新的物理構思而非常苦惱。費曼覺得自己不值得大學高薪聘請，他走去跟物理系主任說：「我想不到重要的問題去研究。」系主任就跟他說：「別擔心，聘人是我們應該承擔的風險，你儘管做自己感興趣的東西就好。」從此，費曼就真的不管任何人，只做自己感興趣的事。

有一天，費曼在餐廳看到幾個學生在拋餐碟。餐碟上印有學校的標誌。費曼發現標誌旋轉和擺動的頻率似乎有著某個數學關係。他覺得這個現象很有趣，於是立即埋首計算。他把計算結果交給系主任看，主任問他：「這很有趣，可是有什麼用？」費曼回答：「我只是覺得這很有趣，我不管它有什麼用！」

世事難料。費曼在 1965 年獲頒諾貝爾物理學獎，原因是他成功推導出電磁輻射與物質的交互作用的一個完整理論，稱為量子電動力學 (quantum electrodynamics) 。費曼對其中電子自旋的計算靈感就是來自於當年餐碟標誌的計算。

費曼與朝永振一郎 (Shin’itirō Tomonaga) 以及朱利安．施溫格 (Julian Schwinger) 共同獲得 1965 年諾貝爾物理學獎。他們三人各得 1/3 獎金，因為他們各自使用不同方法推導出相同結論。其中，費曼的方法與別不同，他用圖象方法代替繁瑣的代數運算，使整個物理過程能表達得更清晰。我們現在稱之為費曼圖 (Feynman diagram) ，是粒子物理學計算不可或缺的工具。或許費曼擅長把物理問題圖象化，是因為他父親的教導。

有一次，工作人員帶費曼去看巨大的粒子對撞機。費曼問：「這些機器用來做什麼的？」工作人員說：「費曼教授，這些機器是用來驗證你的理論的！」「花了多少錢？」「3 千 7 百萬美元。」費曼笑說：「你們這麼不相信我的理論嗎？」

熱愛邦哥鼓　街頭巡遊表演

費曼的父親在 1946 年離世，費曼因此受抑鬱症狀困擾。也是於同時期，費曼寫了上述給阿琳的最後情信。1951 至 1952 年，費曼使用他的研究休假（sabbatical，研究員可在休假的情況下自由進行研究）到巴西授課。

費曼很愛打邦哥鼓 (bongo) ，他甚至因為作為愛打邦哥鼓的物理學家而為人所識。在巴西，費曼深深受森巴音樂所打動，他學習了一種叫「frigideira」的巴西獨有的樂器。他參加了一個地道樂團，而且更被選拔進入街頭巡遊表演！

表演那天，費曼入住的酒店一個相熟的侍應生知道費曼熱愛森巴音樂，就跟費曼說：「教授，今天街上有森巴音樂巡遊表演，你一定會喜歡！」費曼就說：「今天我有事要做。」結果，當費曼的樂團經過費曼的酒店時，那侍應驚喜地發現費曼竟然是表演者之一！他就大叫：「那是教授！那是教授啊！」費曼在巴西歷險之後，沒有再回到康奈爾大學，轉到加州理工大學 (California Institute of Technology) 任教直到 1988 年離世。

以科學角度欣賞花朵之美

費曼最值得我們學習的地方，可能並非他的科學成就，而是他對知識的態度。費曼的藝術家朋友 Jirayr Zorthian 對他說：「科學拿走了花朵之美，令花朵變得枯燥乏味。」費曼回答道：「我也可以感受到花朵之美。但同時我看到其他人並不一定能立即看出的更深刻的美麗。我能看見花朵之中複雜的互動之美。花是紅色的。這代表花朵演化出顏色去吸引昆蟲嗎？這帶出另一個問題：昆蟲能看見顏色嗎？牠們會審美嗎？如此類推。我看不出研究花朵何以拿走它的美麗。這只會加深。我不明白這如何減少。」

“The beauty that is there for you is also available for me, too. But I see a deeper beauty that isn’t so readily available to others. I can see the complicated interactions of the flower. The color of the flower is red. Does the fact that the plant has color mean that it evolved to attract insects? This adds a further question. Can insects see color? Do they have an aesthetic sense? And so on. I don’t see how studying a flower ever detracts from its beauty. It only adds. I don’t understand how it subtracts.”

費曼認為，世界的美麗是每個人都可以看見的。但透過科學，除了世界外表上的美，我們更可以看見大自然運作的美麗。後來費曼跟 Jirayr 約定，每隔週末輪流教導對方自己擅長的事。這個禮拜，費曼會教他物理學；下個禮拜，他會教費曼畫畫。最終費曼學會了素描，舉辦了（匿名）個人畫展，更有人以高價買他的作品。費曼說， Jirayr 卻學得不太好。

沒有架子的科學巨人　為脫衣俱樂部辯護

費曼從不擺教授的架子。他試過在休假年走到生物學系上課，因為他對生物學感興趣。生物系的教授就說：「你可以跟其他學生一起上課和實習，條件是你要跟他們一樣交齊功課和報告。」結果費曼真的照做了。

費曼喜歡光顧一家脫衣舞酒吧，他會點一支可樂（他在巴西時戒了酒，從此他未有再喝過一滴酒精），然後計算一些物理問題，或是練習素描。酒吧顧客也不乏其他專業人士，有律師、老師等等。後來，這家酒吧被人告上法院，說他們破壞社區形象之類的。酒吧老闆請求常客們幫他辯護，可是那些專業人士們一個也沒答應，除了費曼。費曼想，我喜歡這裡，而且也沒有做什麼違法的事情，怕什麼？費曼就出庭作證了。結果，第二天報紙就刊登了「物理學教授經常光顧脫衣舞酒吧」。

費曼走出失去阿琳的極度傷痛後，曾兩次再婚。他與第二任妻子 Mary Louise Bell 去度蜜月的時候，竟然同時沉迷於破解古馬雅文明的文字，這一點各位男士最好不要學，除非得到了太太的批准……

疼愛子女　遺憾未能見證女兒長大成人

費曼與第三任妻子 Gweneth 於 1962 年誕下了卡爾 (Carl Feynman) ，然後他們於 1968 年領養了米雪 (Michelle Feynman)。費曼曾嘗試使用他父親當年教育他的方式，跟卡爾和米雪一起讀大英百科全書。可是費曼發現這只對卡爾有效。卡爾後來成為了電腦科學系教授，而米雪則成為了著名的攝影師。

費曼很愛他的兩個子女。費曼於 1978 年被診斷出患有脂肪肉瘤（癌症的一種），可能是由於當年曼哈頓計劃時接觸太多放射性物質（他們每天都會用手摸一個放射性物質造成的球）。《費曼的彩虹 (Feynman’s Rainbow) 》作者倫納．姆沃迪瑙 (Leonard Mlodinow) 曾經問費曼有沒有什麼遺憾。姆沃迪瑙本來以為費曼會回答他在理論物理上遇到的難題。然而，費曼眼泛淚光地說：「我最大的遺憾是我可能不能親眼看見我的女兒米雪長大成人。」

關心教育　啟發下一代

費曼也關心教育。他在加州理工學院曾講了一次為期兩年的物理學課程，對象是全校所有新入學的學生。費曼講課生動，深受學生喜愛。結果，很多教授和研究生每堂都會來旁聽，使得座無虛席，連地板和樓梯都坐或站滿了人。這套講義被完整記錄了下來，編成了著名的《費曼物理學講義 (The Feynman Lectures on Physics) 》。這一套三冊紅色硬皮教科書，時至今天依然風行於物理系學生之間。加州理工學院現已把所有《費曼物理學講義》放在網上，使所有人也可以免費讀到費曼教的物理學。

費曼曾經幫助政府審查中學科學和數學課程用的課本。他非常認真的逐書逐頁看完，寫下了很多感想和意見，希望出版社和作者能夠改善。可是根本沒有人理會費曼的意見。費曼也發現，委員之中只有他細心看過這些課本。此後，費曼決定不再幫助政府做任何事。

不以為意諾貝爾獎　發現自然定律便是最大榮譽

費曼並不喜歡諾貝爾獎或任何其他榮譽。他認為榮譽只會為他帶來煩惱。1965 年，當諾貝爾獎委員會於美國半夜時間從斯德哥爾摩打電話給費曼時，他生氣地說：「現在什麼時候？明天早上再打來！」就掛了電話。很多記者一個接一個打電話給費曼，使得他要把電話線拔掉。費曼苦惱地問妻子，他應不應接受這個獎。他妻子就說：「如果你不接受這個獎，你會更加出名。」於是，他無可奈何地就接受了諾貝爾獎。

諾貝爾獎是瑞典國王頒授的，諾貝爾獎得主需要走到台中間從國王手中接過獎項（只有一次例外，就是 2009 年諾貝爾物理學獎得主高錕因患阿茲海默症，瑞典國王親自走到高錕前）。費曼以為離開時不能背著國王，於是就練習倒後行。後來有人告訴他瑞典沒有這個規定，他才鬆一口氣。

費曼在諾貝爾獎晚宴上看見丹麥公主，他就問可否坐在旁邊，公主說：「可以，你不是其中一位得主嗎？你是做什麼領域的？」費曼回答：「我做物理的。」公主就說：「噢！我們不能談論物理，因為那是沒有人明白的領域。」費曼卻說：「正正相反。正是沒有人明白的東西，我們才要去討論。人人都明白的東西，就不需要討論了。」費曼說得雖然很對，但公主眼睜睜地看著他，面上頓時結冰。

費曼認為能夠發現自然定律，就已經是最大的榮譽。他享受找尋大自然定律的樂趣 (the pleasure of finding things out) ，認為成就不應該由獎項去量度。費曼說，他知道其他科學家會運用他的研究結果，就是他的成就。費曼得到諾貝爾獎後，他以前的一個學生 Koichi Mano 寫信祝賀他。費曼回信問 Mano 現在做些什麼研究， Mano 回覆說自己的研究是「卑微」的。費曼看了，就回信說：「那些你能解決、能幫助解決、能夠出力的問題，就是值得花時間研究的問題。……如果我們能夠做些東西，這問題就不小、不瑣碎。你說你名不見經傳？對你妻兒來說，沒有這回事。」

重回政府助調查穿梭機爆炸慘劇

1986 年，美國太空穿梭機挑戰者號 (Challenger) 升空時發生爆炸， 7 名太空人全部罹難。政府邀請費曼成為事故調查委員會的成員，他本來是拒絕的。可是，費曼的妻子對他說：「如果你不去做，就永遠沒有人能夠發現這意外的真相。」最終，費曼調查出了事故原因：升空當天氣溫很低，不幸地穿梭機的 O 型環在低溫下會失去彈性，導致燃料洩漏並引發爆炸。費曼在聽證會上突然公開做實驗，證明 O 型環在低溫下的確會失去彈性。不過，這其實是委員會中的一位軍隊將領故意暗示，引導費曼找出答案。費曼知道後曾一度非常生氣，不過最後他倆成為了好朋友。

費曼公開展示美國太空總署的失誤，不單令全世界嘩然，美國政府對費曼的擅自行動也非常不高興。費曼獨自寫了一篇報告，可是委員會卻不肯把費曼的報告加入到最終要總統簽署的報告書之中。費曼就說，如果不加入我寫的報告，我就不會在報告書上簽名。這樣的話，調查就永遠不能結束。最後雙方妥協，費曼寫的報告被放在報告書附錄裡。費曼在裡面寫的最後一句話，當為所有人引以為鑑：「對於一項成功的技術，真相必須置於公共關係之前，因為大自然是不可能被欺騙的。」

“For a successful technology, reality must take precedence over public relation, for Nature cannot be fooled.”

晚年醉心研究克孜勒文化

費曼晚年時，曾與好友 Ralph Leighton 打賭世界上有個地方叫做唐努‧圖雅 (Tannu Tuva) ，其首府叫做克孜勒 (Kyzyl) 。費曼覺得這個地方一定很有趣，因為這個地方的拼音裡完全沒有響音。圖雅人也有著唱喉音的傳統，費曼非常希望親身去感受這個地方的文化。可是，圖雅是當時蘇聯的一部分，由於美蘇冷戰，一般美國人是很難得到簽證前往蘇聯的。蘇聯政府提出，如果費曼以諾貝爾獎得主身分去蘇聯的大學演講，就可以獲得特權去克孜勒。可是，費曼一生謹記他父親的說話，非常討厭特權，拒絕用這個方法得到簽證。他們花了很長時間研究克孜勒的文化，並以一般人的身分與很多研究圖雅的專家和教授交流。他們在美國舉辦巡迴展覽，介紹圖雅文化，希望以此換取簽證去克孜勒。

1988 年 2 月 18 日，能夠前往圖雅的簽證終於送到了費曼的家。可惜的是，費曼已經在 3 天前與世長辭。費曼清楚知道自己未必能夠等到簽證去完成他這最後心願。可他仍然堅持原則，不使用任何特權。費曼在人生最後的歷險之中學到了圖雅的文化，他已經達到了他的目的了。

不死的好奇心

費曼對世界的看法，很簡單，也很深刻。他接受大自然就是我們觀察到的樣子，無論我們喜不喜歡。他覺得，知道自己並不知道，比起以為自己知道但卻是錯的答案，更有趣。他曾說：「我可以與懷疑、不確定、不知道共存。我覺得比起知道可能是錯的答案，不知道反而更加有趣。」

“I can live with doubt, and uncertainty, and not knowing. I think it is much more interesting to live not knowing than have answers which might be wrong.”

費曼一生都覺得世界是有趣的，以純真的好奇心去看這個宇宙。他臨終前的最後一句說話，也許亦是他這一生歷險的最佳結語：「死亡很沉悶。我會討厭死兩次。」

“I’d hate to die twice. It’s so boring.”

謹以此文紀念費曼。希望在下個 100 週年，費曼的歷險傳奇和科學態度，仍會繼續啟發世界。／／