别闹了,费曼先生,辕门射虎,春秋文艺,轩辕春秋文化论坛">


标题: 别闹了,费曼先生, 科学顽童的故事
性别:男-离线 青石
(临照轩)

木禾侯
谏议大夫

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真正男子汉

  我经常形容自己是个“没文化素养的”或“反知识”分子。之所以会变成这样,我想原因可以回溯到中学时期。那时,我一天到晚担心自己太过娘娘腔,像个文弱书生。对我来说,真正的男子汉大丈夫,是不会把心思放在诗呀、歌呀这类事情上的。我甚至从没有想过,到底诗是怎么写出来的!也因此我很看不惯那些读法国文学、音乐或诗等“优雅”事物的男生。我比较欣赏钢铁工人、焊工或机器房的技工。我常常觉得,那些在机器房里工作、能够制造出东西来的人,才是真正的男子汉!那就是我当年的心态。
  在我看来,作个讲求实用的人是一种美德,但成为“有文化素养的”或“有知识的”就不是。前一句话当然没错,但事实上后一种想法却极为荒谬。
  总之,到了普林斯顿研究院之后,我还抱持着那种心态,等一下你就会明白我的意思。那时候我经常在一家叫“爸爸小馆”的精巧小餐馆中吃饭。有一天,我正在那里用餐,一个穿着工作服的油漆工人从楼上跑下来,坐到我的附近,他是餐厅老板请来粉刷楼上房间的。我忘记是怎么开始的,我们交谈起来,他提到在油漆这一行,要学的东西还真多。“例如,”他说,“拿这餐厅来说,如果让你来决定的话,你会用什么颜色来漆这里的墙壁?”
  我说我不知道,他就说:“在这样的高度你要刷一截深色宽条,因为坐在餐椅上的客人,总是会用肘部在墙上磨来擦去。所以这个部分不能用白色,否则很容易弄脏。可是再往上则相反,因为那样才能让顾客觉得餐厅很干净。”
  那家伙好像很在行,而我就坐在那里,呆呆地听他说下去:“你也必须懂得颜色的道理,弄清楚怎样把油漆混在一起得出各种颜色。举个例子吧,黄色是用哪几种颜色调出来的?”
  我不能确定如何调出黄色的油漆。如果是光,我就知道是要用绿光和红光,但他说的是油漆。因此我说:“如果不用黄漆,我便不知道你怎样调出黄色来了。”
  “噢,”他说,“如果你把红的和白的混在一起,便可以配出黄色来了。”
  “你确定不会配成粉红色吗?”
  “不,”他说,“你得到的是黄色。”我相信了他的话,因为他是个职业油漆工人,而我一直都很景仰这一类型的人,可是我还是不懂他怎么做到这点。
  我突然想到一个主意,说:“那一定是什么化学变化所引起的。你用的一定是些会引起化学变化、很特别的颜料吧?”
  “不,”他说,“什么颜料都行。你跑去‘五分一毛’平价商店买些油漆回来,就是一般的红漆和白漆,我调些黄色的油漆出来给你看。”
  这时我想:“这太奇怪了。油漆我也不是完全不懂,你根本不可能得出黄色来的。但他又很确定可以调出黄色来,这事真有趣,我要看个究竟!”
  于是我说:“好,我去买油漆。”
  油漆工回到楼上继续干活,餐馆老板走过来对我说:“你怎么还跟他争?他是油漆工,他已经干了一辈子的油漆工了。而他说能调成黄色,你还跟他辩干嘛?”
  我觉得很难为情,不晓得该说些什么。最后我说:“我一辈子都在研究光。我认为红加白不可能变成黄,而只能得到粉红色。”
  我真的跑到“五分一毛”商店,买了油漆回到餐厅去。油漆工从楼上下来,餐馆老板也跑来凑热闹。我把两罐油漆放在一张旧椅子上,油漆工就动手调漆。他添一点红,又加一点白,但看起来还是粉红的;他继续加了又加、调了又调。最后他咕咕哝哝的,说什么“我以前随身带着一小瓶黄色的,加进去让它鲜艳点,然后就变成黄色的了。”
  “噢!”我说,“当然了!你加上黄色,当然得出黄色,但是没有黄色的话,你便做不到了。”
  油漆工自顾自回到楼上工作去了。
  这时餐馆老板说:“那家伙胆子真大,居然敢和研究了一辈子光的人争辩!”


什么事都可能发生

  从这件事可以看出,我是多么地信任这些“真正的男子汉”。那油漆工告诉了我许多很合理的事情,使我相信可能有那么一个我不晓得的奇怪现象。虽然我预期看到的是粉红色,可是我却死脑筋地想:“如果他真的调出黄色来,那一定是些很有趣的新方法,我非看个究竟不可。”
  在研究物理时,我也经常犯类似的错误。我有时会觉得某个理论并不像它表面上看来那么完美,觉得不知什么时候会横生枝节,把它破坏掉。因此我的态度是:“什么事都可能发生,虽然也许实际上你已经很确定应该发生的是什么。”


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跟数学家抬杠

  在普林斯顿研究院,物理系和数学系共用一间休闲室。每天下午4点钟,我们都在那里喝茶。这一方面是模仿英国学校的作风,另一方面也是放松情绪的好方法。大家会坐下来下下棋,或者讨论些什么理论。在那些日子里,拓扑学是很热门的话题。
  我还记得有个家伙坐在沙发上努力思索,另一个则站在他面前说:“所以,这个这个为真。”
  “为什么?”坐在沙发上的人问。
  “这太简单!太简单了!”站着的人说,接着滔滔不绝地发表了一连串逻辑推论,“首先你假设这个和这个,然后我们用克科夫理论的这个和那个;接下来还有瓦芬斯托华定理,我们再代入这个,组成那个。现在你把向量放在这里,再如此这般……”坐在沙发上的家伙勉力挣扎要消化这许多东西,而站着的人则一口气又快又急地讲了15分钟!等他讲完之后,坐在沙发上的家伙说:“是的,是的!这真的很简单。”
  我们这些念物理的人全都笑歪了,搞不懂这两个人的逻辑。最后我们一致认为,“简单”等于“已经证实”。因此我们跟这些数学家开玩笑说:“我们发现了个新定理——数学家只懂得证明那些很简单的定理,因为每个已被证明的定理都是很简单的。”
  那些数学家不怎么喜欢我们提出的定理,我就再跟他们开个玩笑。我说世上永远不会有令人意外的事件——正因为数学家只去证明很简单的事物。

找数学家麻烦

  对数学家来说,拓扑学可不是那么简单的学问,其中有一大堆千奇百怪的可能性,完全“反直觉”之道而行。于是我又想到一个主意了。我向他们挑战:“我跟你们打赌,随便你提出一个定理——只要你用我听得懂的方式告诉我,它假设些什么、定理是什么等等——我立刻可以告诉你,它是对的还是错的!”
  然后会出现以下的情况:他们告诉我说,“假设你手上有个橘子。那么,如果你把它切成N片,N并非无限大的数。现在你再把这些碎片拼起来,结果它跟太阳一样大。这个说
法对还是错?”
  “一个洞也没有?”
  “半个洞也没有。”
  “不可能的!没这种事!”
  “哈!我们逮到他了!大家过来看呀!这是某某的‘不可量测量’定理!”
  就在他们以为已经难倒我时,我提醒他们:“你们刚才说的是橘子!而你不可能把橘子皮切到比原子还薄、还碎!”
  “但我们可以用连续性条件:我们可以一直切下去!”
  “不,不,你刚才说的是橘子,因此我假定你说的,是个真的橘子。”
  因此我总是赢。如果我猜对,那最好。如果我猜错了,我却总有办法从他们的叙述中找出漏洞。
  其实,我也并不是随便乱猜的。我有一套方法,甚至到了今天,当别人对我说明一些什么,而我努力要弄明白时,我还在用这些方法:不断地举实例。
  譬如说,那些念数学的提出一个听起来很了不得的定理,大家都非常兴奋。当他们告诉我这个定理的各项条件时,我便一边构思符合这些条件的情况。当他们说到数学上的“集”时,我便想到一个球,两个不相容的集便是两个球。然后视情况而定,球可能具有不同的颜色、长出头发或发生其他千奇百怪的状况。最后,当他们提出那宝贝定理时,我只要想到那跟我长满头发的绿球不吻合时,便宣布:“不对!”
  如果我说他们的定理是对的话,他们便高兴得不得了。但我只让他们高兴一阵,便提出我的反例来。
  “噢,我们刚才忘了告诉你,这是豪斯道夫的第二类同态定理。”
  于是我说:“那么,这就太简单,太简单了!”到那时候,虽然我压根儿不晓得豪斯道夫同态到底是些什么东西,我也知道我猜的对不对了。虽然数学家认为他们的拓扑学定理是反直觉的,但大多数时候我都猜对,原因在于这些定理并不像表面看起来那么难懂。慢慢地,你便习惯那些细细分割的古怪性质,猜测也愈来愈准了。
  不过,虽然我经常给这批数学家找麻烦,他们却一直对我很好。他们是一群快乐的家伙,构思理论就是他们的使命,而且乐在其中。他们经常讨论那些“简单、琐碎”的理论;而当你提出一个简单问题时,他们也总是尽力向你说明。
  跟我共用浴室的就是这样的数学家,名字叫做奥伦(PaulOlum)。我们成了好朋友,他一直想教我数学。我学到“同伦群”(homotopy group)的程度时终于放弃了;不过在那程度之下的东西,我都理解得相当好。
  我始终没有学会的是“围道积分(contour integration)”。高中物理老师贝德先生给过我一本书,我会的所有积分方法,都是从这本书里学到的。
  事情是这样的:一天下课之后,他叫我留下。“费曼”,他说,“你上课时话太多了,声音又太大。我知道你觉得这些课太沉闷,现在我给你这本书。以后你坐到后面角落去好
好读这本书,等你全弄懂了之后,我才准你讲话。”
  于是每到上物理课时,不管老师教的是帕斯卡定律或是别的什么,我都一概不理。我坐在教室的角落,念伍兹(woods)著的这本《高等微积分学》。贝德知道我念过一点《实用微积分》,因此他给我这本真正的大部头著作——给大学二三年级学生念的教材。书内有傅立叶级数、贝塞尔函数、行列式、椭圆函数——各种我前所未知的奇妙东西。
  那本书还教你如何对积分符号内的参数求微分。后来我发现,一般大学课程并不怎么教这个技巧,但我掌握了它的用法,往后还一再地用到它。因此,靠着自修那本书,我做积分的方法往往与众不同。
  结果经常发生的是,我在麻省理工或普林斯顿的朋友被某些积分难住,原因却是他们从学校学来的标准方法不管用。如果那是围道积分或级数展开,他们都懂得怎么把答案找出;现在他们却碰壁了。这时我便使出“积分符号内取微分”的方法——这是因为我有一个与众不同的工具箱。当其他人用光了他们的工具,还没法找到解答时,便把问题交给我了!


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看穿你的心

  父亲对魔术之类的把戏向来很感兴趣,总想知道那是怎么一回事。他很了解“观心术”是如何运作的。他小时候住在长岛中央,一个叫做帕楚格(Patchogue)的小镇。有一次,镇上贴满了海报,说下星期三,一位观心术士即将来访。海报还说,镇上几位德高望重的人士,包括镇长、一位法官及一家银行的总经理,会预先将一张 5元钞票藏在镇上某个地方,到时这位观心术士会把它找出来。
  当观心术士来到小镇之后,大家都跑来看他怎么进行。钞票是银行总经理和法官藏的;观心术士一手牵一个,便往大街的另一头走,走到一个十字路口时,他拐弯,走进另一条街,然后又走上另一条街,走到藏钞票的房子!接着,他牵着这两个人的手,一起走到这幢房子的二楼,走到正确的房间内,再走到一个柜子前面,放开他们的手,打开其中一个抽屉, 5元钞票就藏在那里。整个过程真是戏剧化!
  那些年头要受到好的教育很不容易,因此观心术士就被请来当我父亲的家庭教师。我父亲呢,只不过上了一节课,便问观心术士钞票是怎么找到的。
  术士说你只要轻轻地牵着他们的手,一边走路时一边略微摇动。当你走到十字路口时,你可以往前、往左或往右走。这时你手稍微往左晃动。如果这方向错误,你会感受到某种阻力,因为他们并不预期你会往那个方向走。如果你走对了方向,由于他们下意识认为你可能成功,因此会较易让路,一点阻力也没有。所以你必须不断晃来晃去,检验出哪条路最轻松。
  父亲告诉我这个故事时,提到这大概需要很多练习,他自己从来没有试过这方法。
  后来,当我在普林斯顿当研究生时,我想拿一个叫伍德霍德的家伙来做个试验。有一天,我宣布我是一名观心术士,能够看透他在想些什么。我告诉他,他可以在实验室内选定某样物件,然后走出来。实验室内有很多排的桌子,上面放满了各种仪器、电路板、工具及其他有用、没用的东西。我说:“现在我能读出你心里在想的事物,把你带到这物件那里。”
  他走到实验室内,挑选好一件东西,走出来。我牵着他的手,轻轻晃动。我们走到一排桌子,再走到一张实验桌前,正正的走到他挑的物件那里!我们一共试了三次。有一次我一找便找对了——还是藏在一大堆东西之中呢!另一次,我找对了地点,但物件的位置却差了几英寸。第三次不知哪里出了些问题;但这办法的效果比想象中好多了,简直称得上是容易。
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噢,大师!

  那以后,大约在我26岁时,有一次我和父亲一起到大西洋城去,那里有各种露天的游乐表演。父亲在接洽公事时,我跑去看一个观心术士的表演。这位术士坐在台上,背向观众,身上穿着长袍,头裹一条巨大头巾。他的助手是个小个子,不停在观众中穿来插去,口中念念有词地喊:“噢,大师!我这本记事本是什么颜色的?”
  “蓝色!”大师说。
  “那么,神明先生,这位女士的名字是什么?”
  “玛丽!”
  有人站起来问:“我的名字叫什么?”
  “亨利。”
  我站起来问:“我叫什么名字?”
  他没有回答。显然那个亨利是跟他串通好的,但我想不通这个术士怎么做到其他的把戏?像说出记事本的颜色等。难道他在大头巾内藏了耳机?
  见到父亲时,我把这事告诉他。他说:“他们有一套暗号,但我不清楚实际情形怎么样。让我们回去看看是怎么回事。”
  我们回到观心术士那里,父亲跟我说:“来,给你 5毛钱。你到后面那个算命的摊位算算命,半小时后我们再碰头。”
  我知道他要干什么。他要跟大法师编个故事,如果我不在旁边不停地说:“哦!哦!”事情会顺利得多,因此他把我支开。
  等他过来找我时,已经把全部的暗号都弄清楚了。“蓝色是‘噢,大师’,绿色是‘噢,无所不知的学者’等等。”父亲说:“我跟术士说,以前我在帕楚格做过差不多的表演,也有一套暗号,但我们没法做多少套把戏,颜色也没他多。我问他,‘你怎么这样厉害,能够传达这么多信息?’”
  观心术士很高兴,也很为他的暗号而自豪,居然就把整套秘密告诉了我父亲!父亲是个推销员,这种情况他最会应付了,我可没这种本领呢!
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草履虫·蜻蜓·蚁

  我很小的时候就有自己的“实验室”。当然,如果说要测量什么或做重要的实验,那就算不上实验室了。其实,我只是待在那里玩而已:我自己做马达,或者利用光电管做些小玩意——比方设计一个小电子玩意儿,有东西在光电管前晃过时,会启动另一组零件等;我也找来一些硅片玩。总之,我在那里天马行空地率性而为。只有在做灯座时,我做过一些计算,看如何利用开关及灯泡来控制电压;但这些都只能算是应用而已,我还没真正做过什么伟大实验。
  我还有一座显微镜,经常沉迷于镜下的世界;这也需要很大的耐性。我把东西放到显微镜下,看个没完没了。跟其他人一样,我看到许多有趣的事物,像硅藻慢慢地从玻璃片这一头游到另一头……等。
  一天,我在观察草履虫,无意中看到一些在中学、甚至大学课本里都没有提到的现象。我经常觉得,这些课本都自以为是地把世界简化了。他们说:“草履虫是种极端简单的生物,行为更是如此。当它们碰到其他东西时会退后,转个角度重新出发。”
  但其实不对。首先,许多人也知道,草履虫有时互相触碰,交换核细胞。我感到有趣的是:到底它们怎样决定在什么时候交换核细胞?(不过这跟我观察到的事情无关。)
  我确实看到草履虫碰到东西之后反弹回来,转个角度再继续前进;可是它们的动作一点都不机械化——不像课本形容的那样。它们移动的距离不一,反弹回来的距离也不一样,在不同情况下,转的角度也大小不一;它们更不一定都向右转或左转——一切看起来都是不规律的。事实上,我们并不清楚它们碰到什么,更不知道它们嗅到什么化学物品。
  我想观察的一个现象是,草履虫周围的水干掉以后,它会怎样?据说,草履虫会变干、变硬,像颗种子一样。于是我在玻璃片上滴了一滴水,放到显微镜下。我看见一只草履虫和一些“小草”——对草履虫来说,这些小草已经像一张巨大的麦杆网了。过了10多分钟之后,水滴逐渐蒸发,草履虫的处境愈来愈艰困了。它前后游动,愈来愈快,直到不能再动,最后,它被卡在“草棒”之间,无法动弹。
  然后,我看到一些从未看过、也从没听说过的事:草履虫的样子变了,居然可以像变形虫一样改变形状!它紧挨着一根草棒,开始分叉,好像螃蟹的两根钳子一般。分到它身体的一半长度左右,突然它大概觉得这样下去没什么好处,于是又回复原状。
  因此我的印象是,课本对这些小动物的描述太简略了。事实上它们的行为都不是那样机械化或没变化的,这些书真应该正确地描述它们才对。而假如我们连单细胞动物的多姿多采都不大了解,我们就不要奢望能够明白更复杂的动物行为了。
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长脚针来了!

  我也很喜欢观察小昆虫。大约13岁时,我读过一本谈昆虫的书——它说蜻蜓是无害的,也不会叮人。但从小我们就称蜻蜓为“长脚针”,邻居都认为被它们叮到是很危险的。因此,如果我们在外头打棒球或玩耍时,一有蜻蜓飞近,大家便四散飞奔找地方躲藏,同时挥手尖叫:“长脚针来了!长脚针来了!”
  有一天,我们在海滩上玩耍,一只长脚针飞过来,大家都在尖叫乱跑,我却在那里不动如山。“不用怕!”我说,“书上说长脚针不会叮人的!”
  它飞到我脚上,每个人都拼命喊,现场一团糟,只因为这只长脚针“站”在我的脚上。但我这个神奇的科学小子,却固执地相信它不会叮我。
  也许很多人以为,最后我被叮了——不!这次书上说对了。但我可真的吓出一身冷汗。
  那时候,我还有一个小小的玩具显微镜。我把里面的放大镜拿下来,利用它来观察周围的事物。在普林斯顿当研究生时,我还经常把这片放大镜放在口袋里。有一次无意中拿出来,观看正在常春藤旁爬来爬去的蚂蚁,一看之下,不禁兴奋得大叫起来。那里有一只蚂蚁和一只蚜虫。蚜虫是一种害虫,可是蚂蚁都会来照顾它们。如果蚜虫寄生的植物开始枯萎,蚂蚁便把蚜虫搬到别的植物上。在这个过程中,蚂蚁也有好处,就是从蚜虫身上取得称为“蜜露水”的蚜虫汁。这些我都知道,因为父亲告诉过我,但我从来没亲眼看过。
  我看到的情形是,一只蚂蚁走到蚜虫旁边,用脚拍它——在蚜虫全身上下拍、拍、拍,真是有趣极了!接着,蜜汁便从蚜虫背部分泌出来。在放大镜之下,蜜汁看起来像一个很大、很漂亮、闪闪发光的七彩大汽球。之所以成为球状,是因为表面张力作用的关系。至于它会发出各种光芒,却是因为我那玩具显微镜并不很好,放大镜有色差——但总之,那看来真是美极了!
  小蚂蚁用它的两只前脚,将蜜汁球从蚜虫背上挪下、举起来!在它们这样微小的世界里,连水都可以一颗一颗地举起来!我猜蚂蚁脚上可能有些油腻的物质,因此当它把水球
举起来时,也不会把球弄破。然后,它用嘴巴把蜜汁球的表面咬破,表面张力便崩溃,整滴汁就一股脑儿流到它的肚子内。整个过程实在太有趣了!
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蚂蚁如何认路?

  我住的宿舍里有一个凸到外面的窗,窗槛是U字形的。一天,有些蚂蚁爬到窗槛上逛来逛去。我突然好奇起来,很想知道:它们是怎样找到东西的?到底它们怎样知道该往哪里去呢?它们能不能互相通报食物在哪里,就像蜜蜂那样?它们对事物的外表有没有任何知觉?
  当然,这些都是外行人才会问的问题;大家都知道答案,只有我不知道,因此我要做些实验。首先我把一条绳子拉开绑在窗子的U字形上,把一张硬纸片折起来,在上面沾满糖,然后挂在绳子的中央。这样做的用意,是要把糖和蚂蚁分隔开,使蚂蚁不能碰巧地找到糖,我要好好控制这个实验。
  接下来我折了很多小纸片,这是用来运蚂蚁的。纸片放在两个地方,一些挂在绳上,在糖的旁边;另一些放在蚂蚁出没的地点,整个下午我就坐在那里,一边看书一边监视,直到有蚂蚁跑到我的纸片上,我便把它搬到糖那儿。搬了几只蚂蚁过去之后,其中一只偶然跑到旁边的纸片上,我又把它搬回来。
  我想看的是,要过多久其他蚂蚁才知道这个找食物的通道。结果是一开始时很慢,后来却愈来愈快,我运蚂蚁运得应接不暇,简直快发疯了。
  当这一切正在热烈进行之际,我突然开始把蚂蚁从糖那里送到别的地方去。现在的问题是,它们到底会爬回最初的地方,还是会跑到它刚刚待过的地方?
  过了一会儿,我放纸片等蚂蚁的地方清闲得很,一只蚂蚁也没有(如果爬到这些纸片上,经由我的运送,它们便可以再回到糖那里);但在第二个地方,却有许多蚂蚁徘徊找它们的糖。因此我结论:它们都跑回刚刚待过的地方。
  另一次,在通往窗槛的糖的通道上,我放了很多显微镜玻璃片,让蚂蚁走在上面。然后,我改变玻璃片的排列顺序,或者是用新的玻璃片把其中一些旧的替换掉。我证明了蚂蚁对物件的外表,是没有知觉的,因为它们搞不清楚东西在哪儿。如果它们循着一条路而找到糖,但同时有更短的路可以回来,它们也永远找不到这条较短的路。
  而重新排列玻璃片,也清楚显示了蚂蚁会留下一些痕迹。接下来,我很容易便安排了许多简单的实验,看看这些痕迹多久会干掉、是否容易被抹掉等。我也发现痕迹是没有方向性的。如果我捡起一只蚂蚁,转几个圈,再把它放回去,它往往不知道现在走的方向跟刚刚不一样,直到它碰上另一只蚂蚁,它才晓得走错了方向。后来在巴西时,我碰到一些樵蚁(leaf-cutting ant,能将叶片咬下来的蚂蚁),于是做了同样的实验,发现它们在短距离内分得出自己是向着食物走抑或走离食物。我猜它们留下的痕迹藏有玄机,可能是一连串的气味系列:气味A、气味B、空档、气味A……等等。
  又有一次,我想让蚂蚁走圆圈,但我没足够耐心完成这个实验;我想这应该不难做到。
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嗅着同伴气味回家

  这些实验的困难之一是,我的呼吸会吓到蚂蚁。这一定是从远古时候,为了逃避某些喜欢吃它们或骚扰它们的天敌,而遗留下来的本能反应。我不确定是由于呼吸的温暖、湿度还是气味干扰了它们;总之在运送蚂蚁时,我得暂时停止呼吸,偏过头去,以免把它们搞胡涂或吓坏了。
  我很想弄明白的一件事是,为什么蚂蚁的痕迹都那么直、那么好看。它们看来很清楚自己的目的,好像很有几何概念似的;但从我的实验结果看来,它们谈不上有任何几何概念。
  多年以后,我在加州理工学院教书,住在阿拉米达街上的一幢小房子内。有一天,浴盆周围有一些蚂蚁在爬。我跟自己说:“这个机会太难得了。”我在浴盆的另一头放了些糖,坐在旁边看了一下午,终于等到有一只蚂蚁找到了糖。这部分不难,有耐性就行了。
  一旦蚂蚁发现到糖的所在,我就拿起准备已久的彩色笔跟在它的后头画,这样便可知道它的痕迹是什么形状。根据以前做过的实验,我早已知道,蚂蚁是不会受到铅笔痕迹影响的,它们毫不停顿就走过去;因此我那样做不会影响到实验的可靠度。不过,由于这只蚂蚁在回家途中好像有点迷路,因此画出来的线有点曲曲折折,不像一般的蚂蚁痕迹。
  当下一只蚂蚁找到糖,开始往回走时,我用另一种颜色来描下它走过的路径。值得一提的是,第二只蚂蚁跟随第一只蚂蚁的回路走,而不是沿着自己来的路回去。我的想法是,当某只蚂蚁找到食物时,它所留下的痕迹要比平常闲逛时,所留下的强烈得多。
  这第二只蚂蚁走得很急,大致沿着原来的痕迹走。不过由于痕迹歪歪曲曲,而它又走得太快了,因此经常“滑”出痕迹之外。但当它到周围乱闯时,常常又找到正确的痕迹。总之,第二只蚂蚁走回家的路线,比第一只蚂蚁走的路线直得多。随着一只只匆忙又大意的蚂蚁走过这条通道之后,痕迹得到了“改进”,愈来愈直了。
  用铅笔跟踪了八到十只蚂蚁之后,痕迹已变成直直的一条线了。这跟画画有点像:首先你随便画一条线;然后沿着它再画几次,一会儿就画出一条直线了。
  我记得小时候,父亲告诉过我,蚂蚁是多么奇妙、多么合群的生物。我也常常仔细观察三四只蚂蚁,如何合力把一小块巧克力搬回巢里。有趣的是,第一眼看来它们确实是效率奇高、合作得很好的小家伙。但如果仔细看,你会发现完全不是那么一回事。从它们的动作来看,巧克力好像是被什么神奇力量举起来似的,它们各自从不同的方向乱拉,而在搬运途中,其中一只蚂蚁可能还会爬到巧克力上。巧克力不断摇摇晃晃、左右移动,没有共同方向——巧克力并不是平顺快速地运抵蚁巢的。
  巴西的樵蚁在某些方面很“优秀”,但它们也有些很有趣的笨习性。事实上,我很惊讶在进化过程里,这些习性还被保留下来。樵蚁要费很大力气,才在叶片上切割出一条圆弧,拿下一小片树叶,可是当它辛苦切割完毕之后,却有50%的可能性会拉错地方,使得叶片掉到地上,而不得不重新开始割另一片叶、有趣的是,它们从来不会去捡那些已经被咬下来的叶片。因此很明显,樵蚁在这方面并不怎么精明。
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保卫食物柜

  在普林斯顿时,蚂蚁还发现了我的食物柜,找到我的果酱、面包及其他食品。食品柜离开窗户有一段距离,于是经常有这么一长串的蚂蚁雄兵,在房间地板上横行,向我的食物进攻。这正好发生在我进行各种蚂蚁实验的期间,因此我想:有没有什么方法阻止它们侵袭我的食品柜?当然,我不是指用毒药之类的方法,因为我们对蚂蚁也必须要人道点!
  最后,我采用的方法是:首先,我在离它们进入室内入口处8英寸左右的地方,放了一些糖,但它们并不晓得这些糖的存在。然后,再度使用我的搬运技术——每当有带着食物的蚂蚁跑到我的运送器上时,我就把它带到糖那里去。向食物柜前进的蚂蚁,如果爬到运送器上,我也把它捡起来送到有糖的地方。
  慢慢地,蚂蚁找到了一条从放糖地方走回蚁穴的路,路上的痕迹愈来愈强;而原先通到食物柜的通路,就愈来愈少蚂蚁在用了。我很清楚,再过半小时左右,旧路上的痕迹就会全部干掉;再过一个小时,它们便不会再碰我的食物了。好玩的是,我连地板都不必擦。事实上,我只不过把蚂蚁运来运去而已!
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第三部 从军记

我要报效国家

  当二次大战已在欧洲爆发开来,美国仍未正式宣布参战时,大家开始谈论要做好战争准备,当个爱国者。报纸上大幅报导,许多生意人自愿到普勒斯堡(Plattsburg)及纽约等地,接受军事训练。
  我开始想,我也应该有些贡献才对。这时,我在麻省理工学院兄弟会认识的一个朋友梅尔,已经加入陆军的信号队。大学毕业之后,梅尔便带我去见信号队在纽约办公室的上校。
  “上校,我想替国家做点事。我是技术思考型的人,也许有些事可以帮上忙。”我说。
  “很好,但你先要去普勒斯堡的军营接受基本训练,然后我们才能用你。”上校说。
  “难道没有其他更直接的方法,让我派上用场?”
  “没有。军队就是这样规定的,按规矩办事吧。”
  走到外面,我坐在公园里想这件事。我想了又想,觉得也许应该依他们的方式加入军队。但幸好我再多想了那么一下,最后决定:“管他呢!我要再等一下,也许出现什么转
机,让我能更有贡献。”


圆了从军梦

  于是我跑去普林斯顿念研究院,到了春季时我再去纽约,向贝尔实验室申请暑期工作。我很喜欢逛贝尔实验室。发明半导体的萧克利带着我四处参观。我记得在一个房间内,有人在玻璃窗上做了许多记号。窗外,可以看到工人正在建造华盛顿大桥,而贝尔实验室的人一直在观看工程的进展。当工程人员把桥的主缆索架上时,他们就在窗上依缆索的形状描下曲线;而当桥梁陆续吊在缆索上、曲线慢慢变成抛物线时,他们记录下各种细微的差异。这正是我喜欢做的事情。我简直是崇拜这些家伙,希望有那么一天,能跟他们一块儿工作。
  实验室的人带我去一家海鲜餐馆吃午饭。当他们发现,那天午餐可以吃到牡蛎时,都很高兴。住在海边的我,却连看也不想看海鲜类食物;我连鱼都不敢吃了,更不用说牡蛎。
  但我又想:“我应该勇敢些,吃一个牡蛎看看。”
  我吃了,那感觉真恐怖。但我又想:“那还不足以证明我是个男子汉大丈夫。吃第一个牡蛎之前,你还不知道感觉会有多恐怖,因为在一无所知的情况下吃,还算容易呢!”其他人不断谈论那些牡蛎的味道有多好,于是我再吃了一只,而这次的感觉,又比上一次恐怖。
  这大概是我第四或第五次造访贝尔实验室吧?但这次他们接纳了我的申请,我高兴极了,在那个年代,要找到能跟其他科学家在一起的工作,并不容易。
  另一方面,普林斯顿校园内突然风起云涌。来自陆军的楚拉彻将军跑来对我们大声疾呼:“我们一定要聘请物理学家!物理学家对我们军队太重要了!我们急需3名物理学家!”要知道在那些日子,一般人根本不知道物理学家是些什么东西。例如,连爱因斯坦也被归为数学家,很少听谁说需要聘请物理学家的。我想:“这是我报效国家的机会了。”随即报名替军队工作。
  我问贝尔实验室,能不能让我在暑假时先替军队工作,他们说贝尔实验室也有很多跟战争相关的计划,我要的话可以加入。不过,当时我在发“爱国热”,因此而丧失了个大好机会。事实上,较为聪明的选择是留在贝尔实验室,但在那些年代,人很容易爱国爱昏了头。
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木禾侯
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第一件差事:研究“恐龙”

  我被派到费城的法兰克福军火营,去研究一只“恐龙”——一部用来引导炮火发射的机械式计算机。当敌机飞过时,炮手利用望远镜锁定它,而这部机械式计算机就靠它的齿轮、凸轮等来预测飞机的航线。这部计算机设计得很巧妙,建造也很精美。它运用的一项重要技巧,是“非圆形齿轮”——也就是说,不是传统的圆形齿轮;但它们互相咬合,运作良好。由于转动时,齿轮的半径会不停地改变,因此这个齿轮的转动,就成为另一个齿轮的函数了。不过,当时这种机械已经日渐没落了,不久,电子计算机便堂皇登场。
  至于军方呢,在说了这么多关于物理学家的好话后,他们分派给我的第一份差使,却是按着设计图查看齿轮造的对不对!这样做了一段时间之后,负责这部门的家伙逐渐发现我会的远不只这些,在很多事情也可派上用场;因此他花在跟我讨论问题上的时间,也愈来愈多。
  法兰克福有个机械工程师,不停地设计新东西,却没有一件成功。有一次,他设计了个箱子,里面满满都是齿轮,其中有一个直径达8英寸,有6根轮辐伸出来——像只八爪章鱼般的大齿轮。那家伙很兴奋:“老板,你看这怎么样?这设计好不好?”
  “很好!”我们的上司说,“现在你只要给每条轮辐加一个‘过轴器’,让齿轮能转就好了!”原来这位仁兄设计的轴正好卡在两根轮辐之间!
  老板接着告诉我们,过轴器是真有其事的;原先我还以为他在开玩笑呢。他说那是德国人发明的玩意,用来防止英国扫雷艇扫走他们布置在海底的水雷。这些水雷被缆索固定,悬浮在海底某个深度;有了过轴器,德国水雷的缆索就可以让英国扫雷艇的缆索通过,就像通过转门一样。因此,给所有的轮辐安上过轴器是可能的。但其实我们老板并没有真的要那位机械工程师这样做,而是要他重新设计轴的位置。
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别让中尉乱说话
  
    每隔一段时间,陆军会派一位中尉来查看我们的情况。老板说由于我们属民间单位,中尉的地位就比我们任何人都高;因此,“什么也别告诉中尉,”他说,“一旦他认为,他知道我们在做什么,他就会乱发号施令,把所有事情都搞砸。”
  那时,我也在设计一些东西,但当这位中尉跑来看时,我装出一副不知道自己在做什么的样子,让他以为我只不过是依令行事。
  “你在这里干什么,费曼先生?”
  “哦,他们要我沿着各个角度画一组直线,然后按照这个表,从中心点量出不同距离,再把它们……”
  “这到底是什么东西?”
  “我想这是个凸轮吧。”事实上,这个东西从头到尾都是我设计的,我却装出一副别人说什么,我就做什么的样子。
  中尉从任何人口中都套不出什么来,我们就继续逍遥快活、相安无事地过下去,继续研究那具机械计算机,不受任何干扰。
  有一天中尉跑来,问我们一个很简单的问题:“假如负责观察和追踪飞机的人,跟炮手不在同一位置,那会怎么样?”
  大家都吓了一大跳,因为我们在设计这部东西时,想的都是极坐标——就是说,标示位置时,都是用角度及距离中心点有多远等。如果我们使用一般的X-Y坐标,中尉的问题便很好解决,计算机只须加加减减便好了。但是用极坐标来处理的话,便简直是一团糟了!因此,我们拼命防止这位中尉乱说话,要我们做这做那;可是到头来,他却说了很有用的话,提醒我们在设计这部机器时忽略的重点!后来我们费了很大的力气,才解决这个问题。
  夏天快结束时,他们分派给我一件真正的设计工作。那时英国发明了用来追踪飞机位置的仪器,就是“雷达”了。每15秒,雷达会在画面上出现一点;我要设计的仪器,就是能根据这些点而画出连续的曲线。这是我头一次设计这种机器,多少有点胆怯。
  我跑去请教一位同事:“你是机械工程师,我对机械工程一窍不通,但我刚接下这份工作……”“这没什么啦,”他说,“来,让我教你。设计这些机器时,你只要记住两条规则便行了。首先,每个轴承的摩擦力是多少多少……齿轮咬合的摩擦力又是多少多少。根据这些,你便可以计算出需要多少力才能驱动它。第二,如果你知道齿轮比数,比方说2比1,而你在想是否应该采用10比5、24比12或是48比24,那么你怎么决定呢?你可以翻开‘波士顿齿轮目录’,选择列在表内中央部分、齿数不多也不少的齿轮便可以了。齿数太多的齿轮很难制造,齿数太少的又很容易断,中庸之道准没错。”
  后来实际设计那部机器时,我觉得好玩极了——只要挑选列在表内中央部分的齿轮,再利用他给我的两个数据,我就可以当机械工程师了!
  陆军方面并不希望我过完暑假就回去普林斯顿继续修学位,他们不断跟我灌输爱国思想,又说如果我愿意留下来的话,他们可以让我独力统筹计划,设计另一部称为“指挥家”的机器。不过,我觉得这个计划比较简单,因为在这个设计里,炮手同样坐在飞机里,跟敌机在同一高度飞行。炮手将飞行高度以及估计跟敌机之间的距离输进“指挥家”内,“指挥家”就自动将枪炮对准敌机,点燃引线。
  作为计划主持人,我必须经常去另一个军营查阅发射资料;他们已有若干初步数据。而我注意到,在那些飞机经常巡行的高空中,却很少有发射纪录。当我追问原因时,才发现原来炮手使用的不是定时引线,而是火药条引线。这种火药条引线在那种高度不能发挥作用——它们在稀薄空气中,“嘶”的一声就熄掉了。
  原先,我以为只要依据不同高度的空气阻力,加以校正就行了;可是,后来我发现,我的任务是要设计一部让炮弹在正确时刻——换句话说,当引线熄灭时——爆炸的机器!
  我觉得那太困难了,于是打道回普林斯顿。
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猎犬能,我也能

  在罗沙拉摩斯(Los Alamos)工作期间,一有空,我便到阿布奎基(Albuquerque)去探望妻子; 当时她已住在医院里。从罗沙拉摩斯开车到阿布奎基只要数小时。
  有一次我去看她,但还不能立刻进她病房,我就到医院的图书馆去看书。
  我在《科学》杂志上看到一篇讨论侦察猎犬的文章,提到它们的嗅觉是多么敏锐。作者叙述了他们做过的实验,像猎犬能够辨认曾经被人摸过的东西等等。我于是想:猎犬真厉害,不知道我们人类的嗅觉有多灵敏呢?
  等探病时间到了,我进去探望妻子,对她说:“让我们来做个实验。那边的6个可乐瓶子(她留下半打可乐空瓶子,等清洁工来拿走),你这两天都没去碰它们了,对不对?”
  “没错。”
  我把空瓶子提到她身边,完全没有碰到它们,然后说:“好,现在我到外面去。等我出去之后,你拿个空瓶,握在手里两分钟左右再放回去。我回来后,看看能不能认出是哪一个。”
  我走出去,她拿起一个瓶子,摸弄了好一会——这已算很久了,因为我不是猎犬!根据那篇文章所说,猎犬甚至能够辨认出你才刚碰过的东西。
  我回去一看,这太明显了!我甚至闻也不用闻,因为它的温度跟其他瓶子不一样,而它的味道闻起来也明显的不同。如果你把脸凑过去,就会感觉到它的湿气比其他瓶子重,也较暖。结果实在太明显了,使得这个实验失去了预期的功效。
  然后我看到书架,说:“那些书你也很久没看了,对不对?这次,等我出去之后,从上面拿一本书,打开它——你只要打开一下便好——再把它合起来放回去。”
  我出去之后,她就照我所说,拿一本书,打开、合起来、放回去。我回来时发现,这一点也不困难!你只要闻一闻那些书便可以了。这很难说得清楚,因为我们平常很少谈类似的事,但你只要将每本书放到鼻子上闻几下,就能够说得出是哪一本了——它跟其他书有点不一样。书架上放了很久的书有一种干干的、很单调的味道。但如果它被人手碰触过,它就有一股湿气,味道也不同。
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如猎犬般的嗅觉

  我们再做了几个实验,我发现猎犬固然是很了不起,但人类也不像他们自认的那样无能。事实上,这只不过人们的鼻子离地面太高而已!
  在家里,我注意到我的狗能嗅出我的脚印,知道我走过的路,特别是当我光脚的时候。因此我也试着那样做:趴在地毯上用鼻子嗅,看看能不能分得出我走过、跟没走过的地方,有什么不一样?结果却发现一点也分不出来;因此在这方面,狗确是比我强多了。
  许多年后,那时我刚到加州理工学院不久,有一次参加巴查(Robert Bacher)教授家里的聚会, 学校里很多人也在那里。忘记是怎么开始的了,但我跟他们谈到闻空瓶子及闻书本的事情。他们当然一个字也不相信,因为我老是被认为是无中生有的专家。我只好当众表演一下。
  我们从书架上拿下来八九本书,很小心地避免双手跟书本直接碰触,然后我走出去。有3个人分别碰过3本书:他们各自捡起其中一本书,打开、合上,再放回去。
  之后我跑回来,闻遍所有人的手,也闻过了每本书——记不得是先闻手还是先闻书了。我把3本书都找出来,而只认错了一个人。
  他们还是不相信我,以为这是什么魔术,拼命推敲我是如何把书和人认出来的。事实上,很多人都知道类似的把戏:你在人群中预先安插好同伙,按照他给你的暗号,便可以得知答案。因此他们拼命在猜谁是我的同谋者。
  从那时候起,我就想到一个很好的扑克牌魔术。你可以给观众一副扑克牌,自己走到隔壁房间,让他从中抽出一张再放回去,然后你说:“我会把那张扑克牌找出来,因为我是头猎犬,我只要用鼻子嗅一嗅这些扑克牌,就可以告诉你,刚才你抽的是哪一张了。”当然,听了这套咒语似的声明,他们怎么也不会相信,实际上你正是要那样做!
  人手的气味差异很大,那是为什么狗能辨认出不同的人;你真的应该自己试试!所有的手都有种潮湿的气味,吸烟的和不吸烟的手所散发的气味差异最大;女士的手又往往有化妆品的味道。甚至,如果某人的口袋里有些硬币,而他又曾经捏着那些硬币把玩,你也可以从他的手上闻得出来!
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原子弹外传(1)

  常常,当我说“大人物不知道罗沙拉摩斯的另一面”时,我是实话实说。虽然在我的本行来说,今天我算是小有名气;但在当时,我只是个无名小卒。事实上,刚加入曼哈顿计划时,我甚至连博士学位都还没拿到呢。
  那时候,我还在普林斯顿念书。有一天,我在房间里工作,威尔逊(Bob Wilson)跑进来,说他拿到一笔经费,要进行一项秘密研究,他又说,本来他是不应该跟任何人透露此事,但他还是要告诉我,因为他知道,一旦我听到他要进行的计划,必定会同意加入。接着他告诉我,他要研究的是,如何将铀的同位素分离出来,最终目的是制造一颗炸弹。那时候,他已经有一套分离铀同位素的方法(但这和后来正式采用的方法不同),想要进一步发展。然后他说:“有一个会议……”我说我不想参加。
  他说:“好,好,会议在3点钟举行,我在那里等你。”
  我说:“你把这机密告诉我没问题,我不会告诉别人,但是我不要参加你的工作。”
  我回头继续研究我的论文——大概做了3分钟,然后我就开始来回踱方步,想这件事:德国有个希特勒,而他们极有可能正在发展原子弹。如果他们赶在我们之前研制成功,那真是一件恐怖至极的事情。最后,我决定3点钟时还是去参加会议。
  到了4点钟,我已经在一个小房间内,坐在他们替我安排的办公桌前进行计算,研究这个或那个方法会不会由于离子的电流不够而行不通。细节不用谈了,总之我坐在桌前拼命计算,好让那些建造仪器的人能当场做实验,进行测试。
  当时的情形很像电影,还有套机器“波、波、波”地变大一般。每次我抬头一看,眼前的景象又不一样了,那时,大伙都搁下手边的研究工作,全心投入原子弹的制作。战争期间,除了在罗沙拉摩斯之外,其他地方的科学研究全都停顿下来了;可是那根本也谈不上什么科学研究,大部分只能算是工程建设罢了。
  从各个研究小组运来的仪器全都组装在一起,成为一部崭新仪器——用以分离铀同位素的装置。我也把手头上的工作搁置下来;虽然不久之后,我请了6星期的假,刚好在往罗沙拉摩斯之前拿到博士学位——因此实际上,我在罗沙拉摩斯的地位,也不全然像我刚刚说的那般低。
  刚加入这个计划时,有不少好玩的经历,其中之一是跟大人物接触。之前,我从来没有见过几个有名的人物。当时有一个评估委员会从旁指导,最终目的在协助我们挑选分离铀同位素的方法。委员会中有康普顿(Arthur HollyCompton)、托尔曼(Richard Tolman)、史迈斯(H. D.Smyth)、尤里(Harold Urey)、拉比(I.I.Rabi)和奥本海默(J.Robert Oppenheimer)这等人物。由于我很清楚分离同位素的相关理论,因此他们开会时我也经常列席,偶尔他们会问我问题,一起讨论。一般的讨论方式,是有人提出一个观点以后,另一人——比方说康普顿——提出另一种看法,说应该如何如何,听来也很合理。然后又有人说:“唔,也许吧,但我们还是应该把这些、这些可能性纳入考虑才对。”
  因此在会议桌上往往各有各的意见,互相分歧。最使我惊讶和纳闷的,是康普顿不会回过头去强调他刚刚提出的观点。最后,会议的主席托尔曼会说:“好,我们都听到了这许多意见,我想还是康普顿提出来的方法最好,让我们照着进行吧。”
  这种场面太令我震惊了:这群人——提出一大堆想法,各自考虑不同的层面,却同时记得其他人说过些什么,到了最后,又能就哪个想法最佳,作出决定,并综合全体意见,不必什么都重复三遍!这些人实在很了不起。
  最后的决定,却是不采用我们所提出的方法来分离铀同位素。我们获得通知暂停一切,因为他们要在新墨西哥州的罗沙拉摩斯,实际展开原子弹的建造。我们全都要到那里参与工作,那里将会有许多实验或理论研究。我分到理论的部分,其他的人则被编派到实验部分。
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奉命到芝加哥

  问题是,现在该做什么呢?当时,罗沙拉摩斯还没有准备好让我们过去。为了充分利用这个空档,威尔逊想出了许多主意,其中之一是派我去芝加哥,搜集一切有关原子弹原理或问题的资料。另一方面,在我们自己的实验室里,可以开始装配某些设备或各种计量仪器,一到罗沙拉摩斯便可以立刻派上用场。因此我们没有浪费一点时间。
  我在芝加哥的任务,是跑到各个研究小组那里,跟他们一起工作一段时间,让他们告诉我正在研究的题目,直到我充分了解相关的细节,能够独立研究下去为止,弄清楚一个题目之后,我便可以跑到另一个小组重新学习,那样我便会明白所有的细节。
  这个主意很好,但我有点内疚;因为他们花了那么多力气为我说明问题,我却在明白以后转身而去,没帮上什么忙。不过我的运气往往很好,当他们向我解释碰到的困难时,我会冲口说出:“为什么不试试积分符号内取微分的方法?”在半小时后,他们忙了3个月的问题居然就这样解决了。因此,靠着我那与众不同的数学工具,我也作出小小的贡献。从芝加哥回来以后,我向大家报告:实验中释放出多少能量,原子弹将会是什么样子等等。
  随后,跟我搭档研究的奥伦跑来跟我说:“如果以后他们拍关于制造原子弹的电影时,里面会有个小子从芝加哥回来,向普林斯顿的人报告原子弹的事情。但他肯定是西装革履、拿着公事包,神气十足。看看你这副模样,衣服袖口脏兮兮的、随随便便的,就在谈论这件惊天动地的大事情!”
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移师罗沙拉摩斯

  罗沙拉摩斯的进度仍然落后,威尔逊干脆跑去那边,看看问题到底卡在哪里。抵达之后,他发现建筑公司很费力地把戏院以及其他几个他们懂得如何盖的建筑先盖好,可是一直没有接到指示要怎么盖实验室,像需要多少煤气管、多少水管等等。威尔逊当机立断,决定应该怎样盖,好让他们立刻开始施工。
  他回来时,我们早已万事俱备,随时可以动身,而且等得有点不耐烦了。最后,大家会商之后,决定不管罗沙拉摩斯准备好了没有,我们先过去再说。
  顺便提一下,我们都是由奥本海默等人网罗来参加这项工作的,而奥本海默是个很有耐性的人,又很关心大家的个别问题。他很关心我那患了肺病的太太,担心罗沙拉摩斯附近有没有医院等等。这是我第一次跟他作私人接触;他确实是个很难得的好人。
  我们奉命事事都要格外谨慎,比方说,不要在普林斯顿买火车票。因为普林斯顿是个小车站,如果每个人都在这里买车票去新墨西哥州的阿布奎基,就很容易引起别人注意,大家会猜想发生了什么重大事情了。因此大伙都跑到别的地方买车票,除了我;因为我想:如果大家都去别的地方买车票,那么我就……
  我跑到火车站,说:“一张到新墨西哥州阿布奎基的车票。”售票员说:“噢,那么这些东西全都是你的啰!”原来我们将一箱箱的仪器从普林斯顿托运到阿布奎基,已经连续好几个星期了,还希望不要惹人注意呢!因此误打误撞的,我的出现反而替这些仪器找到一个合理解释。
  我们抵达时,发现很多建筑、宿舍等都还未完工,事实上甚至连实验室都还没有准备就绪。我们提早前来,把他们逼惨了,他们只好疯狂地把附近的牧场房屋全租下来给我们住。起初我们就住在一间牧场房屋里,早上开车到营区里。第一天清晨,路上的景色使我印象深刻,对于我这个很少出远门的东部人来说,景色之美实在令人心旷神怡。那里有你也许在照片中看过的雄伟峭壁。从低处一路往上攀爬,突然登上一个高耸台地时,会发现景象十分惊
人。对我来说,最好玩的是一路上我都在说也许以前有印第安人在这里居住过,于是那个驾车的朋友就把车子停下来,带我绕过一个拐角,为我指出一些印第安人的洞穴。
  刚抵达营地时,我注意到有一个以后将会用围墙围起来的工作区,此外还会有一个小镇,在这些区域外又会有一道更大的围墙,把整个小镇团团围住。不过那时,这些全都在施工当中,而我的数学家朋友奥伦——他也是我的助理——站在闸门口,手里拿着记事板,登记进出营区的卡车,告诉他们什么东西应该送到什么地方。
  跑进实验室里,碰到的都是平日听说过、但从未见过面的人,许多名字只是在《物理评论》(PhysicaI Review)里读他们发表的论文时才看过。“这是威廉斯,”他们会这样介绍。然后又有个人从一张满是蓝图的桌子后面站起来,卷起衣袖,面对窗外大吼,指挥满载建筑材料的卡车应该开往哪里。换句话说,在房子盖好、仪器装置好之前,这些物理学家实在无事可做,于是他们干脆自己动手——或至少帮忙盖这些建筑。
  至于理论物理学家呢,却可以马上投入工作。因此后来决定他们不须住在牧场里,全都可以搬到营区内;之后,我们便立刻开始研究工作。当时连黑板也缺,只有一块装有轮子的,可以推来推去;薛巴(Robert Serber)就用这块活动黑板为我们说明他们在伯克利大学所有想到过的原子弹及核子物理理论。我对这些所知不多,因为我一直都在研究别的东西,因此我必须拼命恶补。
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“不,你错了”

  每天我都在研究、阅读、研究、阅读,那真是个非常紧张的时刻。但我的运气也不错,除了贝特(Hans Bethe)之外,所有的科学巨擘刚巧都不在镇上。而贝特最需要的,却是谈话对象,因为他要找个人来唱唱反调,看看他的想法是否经得起考验。
  这一天,他跑到办公室来,找上我这个小人物说明他的想法,而且争论起来。我说:“不,不,你疯了。应该是这样这样才对。”他便说:“等一下,”然后解释为什么不是他疯,我才疯了。我们就这样吵闹下去。要知道,每当我听到物理的一切时,我便只想到物理,甚至连交谈对象是谁都完全忘记,因此我会口不择言地说:“不,不,你错了,”或者“你疯了”之类的傻话。但没料到这刚好是他所期待的态度,因此我被擢升一级,成为贝特手下的小组长,负责督导四名研究人员。
  前面提到,当我刚抵达罗沙拉摩斯时,宿舍还未完工,但是理论物理学家还是得住在营区。起初,他们安排我们住在一座旧男童校舍内。我们全挤在那里睡双层床,安排得很不好——因为另一名物理学家克利斯蒂(Robert Christy)和他太太如果要用浴室时,必须先穿过我们的寝室,大家都很不方便。
  宿舍终于盖好了。我跑去分配宿舍的办事处,他们跟我说,你可以挑自己喜欢的房间。你猜我动了什么脑筋?我跑去看女生宿舍的位置,然后挑了一间和她们正对面的房间。不过,后来我发现这个房间的窗外正好有一棵树,视线全被挡住了!
  他们告诉我,每个房间暂时住两个人,两个房间共用一个浴室。寝室内设的都是双层床,可是我不想跟另一个人住在同一房间内。
  搬进宿舍当晚,只有我一个人在,我决定独占那间寝室。当时我太太患了肺病,住在阿布奎基,她有好几箱衣物在我那里。我便拿出一件她的小睡衣,把上层床的被子掀开,将小睡衣不经意地丢在上面,又拿出一双拖鞋,在浴室地板上撒了一些粉,让房间看起来好像还有其他人住似的。你猜发生了什么事呢?按规定这是个男生宿舍;但是那天晚上我再回去时,发现我的睡衣整整齐齐地折好,放在下铺的枕头下面,拖鞋则放在床底下。那件女睡衣也叠得好好的,放在上铺枕头之下。浴室里的香粉也已清理干净,上层床铺没有其他人睡。
  第二天晚上,我重施故技,把上铺弄乱,女用睡衣随便丢在上面,浴室里撒些粉等等。一连4个晚上之后,大家都搬进来住定了,他们大概也不会安插一个人来跟我同住,危机于是解除了。在那几个晚上,都有人替我把地方收拾好,但事实上这是个男生宿舍。
  那时我想也没想过,这件小小欺诈事件会把我卷进一场“政治纠纷”之中。很自然的,营区中出现各种派别:主妇派、机械技工派、技术人员派等。好了,宿舍里的单身汉和单身女郎觉得他们也应该另组一派,原因正好是因为新近颁布的规定:女生不得进入男生宿舍!这实在是绝顶荒谬,毕竟我们全都是大人了,这是什么废话嘛!我们必须采取行动。于是大家针对此事进行辩论,然后我被推举为出席镇议会的宿舍代表。
  大约一年半后,有一次我跟贝特聊天。那段期间,他一直都在管理委员会里担任职务,我告诉他,我利用太太的睡衣和拖鞋的诈术,他大笑起来。“原来你是这样被选进镇议会的!”他说。事情的经过是这样的。宿舍的女清洁工打开房门,突然发现出了麻烦:有人在男生宿舍里过夜!她向女工领班报告,领班向中尉报告,中尉向少校报告;经过好几个将军,最后一路报告到管理委员会。
  他们该怎么办呢?他们决定要从长计议,就这样而已!可是在此期间,他们要如何指示少校、少校要如何指示中尉、中尉要如何指示领班、领班又要如何指示女工?“就叫他们把东西放回原位,打扫干净,静观其变。”到了第二天,他们接到报告说,情况没变。一连4天,这些高层人物全都忧心如焚,不晓得该怎么办,最后他们颁布禁令:女生不得进入男生宿舍内!没想到这道禁令在基层引起轩然大波,最后还要推举代表……
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保密防谍?

  接下来我想谈谈罗沙拉摩斯的“保密防谍”。那时候他们实施了一项绝对是违法的作法,就是检查我们的往来信件——而他们实在没有干涉通信的权利。因此他们采用巧妙的方式,美其名为“自愿制度”:我们全都“自愿”同意寄信时不封口,也同意他们可以随意拆开寄给我们的信。等他们觉得信件没问题,才替我们把信件封起来寄出。如果他们觉得有问题,便会把信退回来给我们,附张小便条,说明哪一段违反了我们“协议”内的某条某款。
  就这样,他们很巧妙地在我们这些偏向自由思想的科学家间,建立起一套名目繁多的检查制度。不过,我们可以批评当局的管理方式,因此如果真有什么不满,我们也可以写信给自己州的参议员,表达不满。他们答应这样做如有不妥,会通知我们。
  一切都安排好了,保密防谍第一天:铃……铃!电话铃响!
  我问:“什么事?”
  “请你来一趟。”我跑去了。
  “这是什么?”
  “这是我父亲写来的信。”
  “上面都是些什么?”
  那是一张有横线的纸,线条上下有很多小点——四点在线下、一点在上、两点在下、一点在线的上方,点下又有点……
  “这些是什么?”
  我说:“这是密码。”
  他们说:“是呀,这是密码,但代表什么意思?”
  我告诉他们:“我不晓得。”
  他们问:“解码呢?你怎么把它翻译出来?”
  我回答:“哈,我不晓得。”
  他们问:“这又是什么?”
  我说:“这是我太太的来信,上面写着TJXYWZTWIX3。”
   “那又是什么?”
  我说:“另一组密码。”
  “解码在哪里?”
  “我不晓得。”
   他们火了:“你收到一大堆密件,而你说不晓得解码?”
  我说:“答对了。我们在玩游戏,我跟他们挑战,可以破解任何密码,明白了没?因此他们拼命编些密码寄来,但不告诉我解码是什么。”
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木禾侯
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信被剪了一个洞

  检查制度中有一条是:他们不能更动来往的信件,因此他们说:“好,请你告诉他们,把解码跟信一起寄来。”我说:“但我不想看到解码。”
  他们说:“那么,到时我们把解码拿掉好了。”
  终于达成协议。一切清楚了吧?第二天,我收到妻子寄来的信,信上说,“下笔很困难,因为我总觉……在监视我。”当中那些字被修正液洗掉了,留下一块痕迹。
  我跑到检查局去,说:“就算你们不喜欢信的内容,也不应去动它。信你们可以看,但不可以涂改。”
  他们说:“别傻了。你以为检查员会用修正液?他们会干脆把字句剪掉。”
  我说“好吧”,写信给妻子时我问:“信里有用修正液吗?”她回信说:“我没用过修正液,一定是()……”纸上被剪了一个洞。
  我去找负责这些事情的少校投诉。当然这蛮费时间,但我觉得有义务替天行道,伸张正义。少校跟我解释,这些人都是职业检查员,受的训练都是那一套,他们并不了解我们新办法的执行方针。
  然后,他说:“怎么啦,你不相信我的诚意吗?”
  我说:“是。你是很有诚意,但你好像没有什么权力。”事实上,他负责这工作已经三四天了。
  他说:“你等着瞧!”他拿起电话筒,一切问题迎刃而解了,他们再没剪我的信。
  但是,还有其他的麻烦。例如,有一天我收到妻子的一
封信,上面附了一张检查员的便条,说:“这封信内有些没有解码的密件,我们把这部分拿掉。”
  当我跑去阿布奎基探望妻子时,她说:“咦,我要的东西呢?”
  我说:“什么东西?”
  她说:“氧化铅、甘油、热狗、干净衣服。”
  我说:“慢着——那是张清单?”
  她说:“是呀。”
  “那就是密码了,”我说,“他们以为那是密码!”(她要氧化铅和甘油的目的,是要调黏合剂来修她的玛瑙首饰盒。)
  类似事件一再发生,过了好几个星期,我们才把问题摆平。有一天我在玩计算机,无意之中发现一些很特别的事。如果用1除以243,你会得到0.004115226337……这很妙,再算下去,到559之后,不规则了,但不久又回复那漂亮的循环。我觉得那很好玩。
  于是我把这些数字写在信里寄出,它被退回来,上面附了一个便条:参看第17条款B部。17条款B部说:“所有信件必须以英文、俄文、西班牙文、葡萄牙文、拉丁文或德文……写成。使用其他文字必须先取得书面许可。”然后是“不准使用密码”。
  我把信再送出去,附了张纸条给检查员,说我不觉得这是什么密码,因为如果你用1除以243,你真的会得到那些数字,这些数字别无意义……它们就等于1/243——那并不算什么情报,因此我要求在信内使用阿拉伯数字。最后这封信顺利过关。
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和检查员捉迷藏

  信件的往来总是免不了麻烦。比方我妻子就一再提到:检查信件让她感觉不安,总觉得有人在背后监视着她。但按照规例,我们不能提及“检查信件”这回事。问题是,我们不能提,但他们怎样告诉她不要提呢?他们只好不断给我送便条:“你妻子又提到信件检查了。”当然她提到!最后他们给我一个便条说:“请告诉你妻子,不要在信内提及信件
检查的事。”于是我在给她的信内,开头便说:“我接到指示,要我通知你不要在信内提及信件检查的事。”这封信也被退回来了!于是我写:“我接到指示,要我通知妻子不要提及信件检查的事。到底我该怎么办呢?而且为什么我要通知她不要提到检查信件的事?难道你们有什么隐瞒着我吗?”
  这真是滑稽极了!检查员必须告诉我:告诉我妻子不要告诉我,她不能……不过他们也早有解答了。他们说,没错,他们正是担心信件从阿布奎基寄来半路上被偷了,有人因此发现了信件检查的事;因此她得帮个忙,表现得正常点。
  到我下一次去阿布奎基时,我跟妻子说:“我们还是不要提信件检查的事吧。”不过我们实在碰到太多麻烦了,因此最后我们还是设计了一套密码——尽管这是非法的。如果我在签名后面加上一点,就表示我惹上麻烦,她便会采取下一步行动,虚构一些故事。她的病让她整天坐在那里,也因此想出很多主意来。她玩的最后一个花样,是剪下一幅广告寄给我,内容看来完全合法。广告上说:“给你的男朋友一封‘拼图信’吧!你可以跟我们买切割好的空白拼片,把信写在上面之后拆开,放在信封内寄给他。”我收到这张广告,上面附着的便条说:“我们没空玩游戏。请指示你妻子使用一般写信方式。”
  我们原本还准备好采用加两点的密码,但他们“及时”改进,我们这个主意使用不着了。我们的主意是,信的开头写:“我希望你开信时要小心,因为我将你要用来治胃病的
药粉寄上。”想象中,检查室的人会急急忙忙地打开信封,粉未洒满一地,他们会很气恼,还要把粉清干净……但我们不必使用那一招。
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原子弹外传(2)

玩笑中指出问题

  与检查员打过不少交道后,我很清楚什么信件能通过,什么过不了关——再没人比我了解他们了,我还因此跟别人打赌,而赢了点钱呢。
  有一天,我发现有些住在营区外围的工人,早上上班时懒得兜个大圈从围墙的大门口进来,便取巧地把围墙的铁丝网剪开,从那里出入。于是我从大门走出去,从那个缺口回到营区,再从大门走出去,从缺口走回来;直到守在大门的宪兵开始注意到我,并且很纳闷为什么这个家伙只走出去,却不见他从大门走进来?当然,他的直觉反应是报告队长,把我送进监房。我告诉他,围墙上有个洞。
  你瞧,事实上我经常在帮别人改正错误。回到打赌的事情上,我跟别人打赌可以把围墙上有破洞这件事,写在信上寄出去,而我也真的赢了。我的写法是,“你应该来看看他们管理这地方的样子(这我们可以说),离开某某地方71英尺的地方有个大洞,洞口有这么这么大,人也可以走过去呢……”他们该怎么办呢?他们不能对我说那里没有洞。那里有洞是他们倒楣,他们应该做的,是把它修好。因此我的信便顺利通过检查了。
  在另一封信中,我谈到我的小组中一个叫凯莫尼(JohnKemeny)的小伙子,如何被军方的笨蛋在半夜里叫起来审问,只因为他们发现,他父亲好像是共产党或什么其他小事。凯莫尼今天已是大大有名的人了。
  还有很多其他的小事。跟围墙上的“洞口事件”一样,我总喜欢用间接的方式指出其中问题。其中之一是,一开始我们就有很多机密信息。我们取得了许多研究成果:关于炸弹的及铀的都有;所有资料全放在一些木头档案柜内,柜子只用一般的小挂锁锁上,顶多是由技工加造一条横闩,最后还是只用一个小锁锁上。如此连锁也不必打开,就可以把文件拿出来了!你只要把档案柜往后斜放,最下面的抽屉有一根小铁棒,棒上装了一块可以移动的硬隔板——是帮忙固定文件用的;也有一个长长宽宽的洞,一伸手就可以从木柜下面把文件抽出来。
  我经常偷偷把锁拨开,也告诉他们这是多么容易的事。每次开会时,我都会站起来说,我们不应该把这么重要的机密,放在这么差劲的柜子里,也需要更好的锁。有一天,泰勒(Edward Teller)在会议中回答我说: “我没有把最重要的机密文件放在档案柜里,我都把它们放在办公桌的抽屉里。那样是不是比较好?”
  我说:“我不知道,我没看过你的办公桌抽屉是什么样子。”
  他坐在会场的前排,我则坐在较后方。于是当会议继续进行时,我就偷溜出去,跑去看他的抽屉。一看,我就知道连抽屉的锁都不用打开——你只要把手伸到抽屉背后,就可以把抽屉里的文件,像抽卫生纸一样全都拿出来。我拿出来一张、又拿一张,一直把整个抽屉都掏光。我把文件全堆在旁边,然后跑回会场去。
  会议刚好要结束,大家鱼贯离开会议室。我挤进人堆里,追上泰勒,问他:“唉,对了,顺便让我看看你的抽屉吧。”
  “好啊。”他说,带我到他的桌子旁。
  我看了它一眼,说:“这看来很保险嘛。让我们看看你里面放了些什么东西?”
  “我很乐意让你看,”他说,一边用钥匙把抽屉打开。“如果,”他说,“你还没有偷看过的话。”想捉弄像泰勒那么聪明的人的麻烦是,从他发现有异状,到他弄清楚实际发生了什么事,时间之短,让你还来不及得意一下!
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不像炸弹的炸弹

  我在罗沙拉摩斯碰过一些很特别、很有趣的问题。其中一个是跟田纳西州橡树岭(Oak Ridge) 实验室的安全问题有关。罗沙拉摩斯是负责制造及装置原子弹的地方,但橡树岭则负责将铀238及铀235(会爆炸的那种)分离开来。那时他们才刚开始从实验中提取出一点点的铀235,同时加紧摸索和练习相关的化学程序。将来他们会建一座大工厂储存铀;此外,他们也会将已提炼过的铀拿来再提炼,供进一步加工。因此他们一方面练习,一方面从实验中取得微量的铀235,学习分析方法,以断定样品中铀235的含量。而虽然我们已经把步骤说明送去,他们仍没法把握住要领。
  最后沙格瑞(Emil Segre)说,唯一办法是让他跑去橡树岭看看实际状况。军方人员说:“不行,我们的政策是罗沙拉摩斯的资料,必须留在罗沙拉摩斯。”
  橡树岭的人根本不晓得那些东西是做什么用的,他们只知道自己该做什么。我的意思是,那里的高层人士当然知道他们在分离铀,但他们完全不知道这个炸弹的威力有多大,或者是它的实际运作原理;而底下的人呢,根本不晓得自己在做什么,军方人员也很想维持现状,因此两地之间根本没有信息的流通。可是沙格瑞坚持说,橡树岭的人老是没把分析做对,再这样下去整个计划都会泡汤。终于他获准跑去橡树岭,去看看他们的工作情形。在那里,他看见工作人员用手推车,推着一大桶绿色的水走来走去,那是硝酸铀溶液。
  他问:“呃,这些溶液经过再提炼之后,你们也是这样推来推去吗?”
  他们说:“当然是这样搬,为什么不可以?”
  “它不会爆炸吗?”
  “嗯?爆炸?”
  于是军方人员说:“你看!我们不应该让任何信息泄露出去!现在他们全都不高兴了!”
  实际的情形是,军方的确了解造一个原子弹需要多少材料——20公斤左右;不过他们觉得,在厂房内不可能出现这么多经过提炼的铀原料,因此绝不会有危险。然而他们不知道的是:在水中中子运行速度较慢,但“效力”更加强大。在水里,只要1/10——不,1%的原料,就足以引起反应,造成辐射,危害周围的人。这绝对是很危险的,但他们从来没有注意过相关的安全问题。
  奥本海默迅速以电报给沙格瑞下令:“检查全厂。按照他们的工作程序,注意材料集中之处。同时我们会计算可以把多少材料放在一起,而不致引起危险。”
  两组人立刻展开计算。克利斯蒂那一组计算水溶液,我的小组则计算材料制成粉末及装箱后的情形。按照原来的计划,克利斯蒂会跑到橡树岭告诉他们情形如何。现在情势已十分危急,我们必须派人过去了。我把计算所得的数据全交给克利斯蒂,轻松愉快地跟他说:“数据都齐全了,去吧。”但克利斯蒂却突然得了肺炎。结果变成我去。
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五分钟的大决定
  我从来没坐过飞机,另一件新鲜事,是他们把机密藏在一个小东西里绑在我背上!那时候的飞机有点像公车,只不过这站跟下一站离得比较远而已,偶尔飞机会“停站”等候。
  在等飞机时,有个家伙站在我旁边,手里拿着条链子晃来晃去,一边唠唠叨叨:“这些日子,没有优先权的人大概都拿不到机位。”我忍不住了,说:“我不知道,我是有优先权的人。”
  过了一会,他又来了。“有些将军要来坐飞机,我们大概会被放到第三顺位了。”
 “没关系,”我说,“我是第二顺位。”
  我经常想,那家伙后来大概写信给他的众议员——如果他本身不是众议员的话——说:“战争期间,他们干嘛给这个小孩第二顺位?”
  总之,我安全抵达橡树岭。到达的第一件事,我要他们带我去厂房看看,一路上我默不作声,拼命地看。我发现情况比沙格瑞所报告的还要严重,因为尽管他注意到某个房间内堆了很多箱子,但他没注意到在隔壁房内——即同一面墙的另一边——也堆了很多箱子,但这样一来,箱子还是放得太近,到了某一个量时,便会发生危险。
  我仔细检查了工厂的每个角落。我的记忆力并不算好,但当我全神贯注工作时,我的短暂记忆倒是很好,因此我记下来一大堆古里古怪的东西,例如编号 90——207的建筑等。
  当天晚上,我在寝室里检讨整件事情,弄清楚哪里是危险地带,应该采取什么补救措施。事实上那并不困难,只要在水溶液中加进镉,把中子吸收掉便可以了。另一方面,他们也可按照某些规定,让箱子不要放得太密集,便不会有危险。第二天,我们将举行一个庞大会议,讨论相关事项。
  在我离开罗沙拉摩斯之前,奥本海默对我说:“在橡树岭那边,韦伯以及某某、某某都是深切了解技术问题的人。举行会议之前,你必须确定这些人全部列席,这样当你告诉他们如何确保安全时,橡树岭的人才不会搞错。”
  我说:“假如他们没有列席呢?我能怎么办?”
  他说:“那么你就说:‘罗沙拉摩斯无法承担橡树岭的安全问题,除非……!’”
  我说:“你的意思是,我这个小人物理查德,跑到那边说除非……?”
  他说:“是的,小理查德,你就那样做。”我长得真快呢!
  到达会场时,没错,工厂的大人物和我希望列席的技术人员都在场了,甚至许多将军以及对这些问题有兴趣的人也来了。这是个好现象,因为如果没人关心这些问题,厂房到最后会爆炸的。
  负责照顾我的是一名中尉森瓦特。他告诉我,上校说我不应该告诉大家,中子如何运作等细节——因为他们要把一切分得清清楚楚,以便管理——因此只要指示他们如何确保安全,便够了。
  我说:“我认为,除非他们明白一切如何运作,否则单要他们服从一堆规则,是件不可能的事情。我认为唯一可行的作法,是告诉他们细节。罗沙拉摩斯无法承担橡树岭的安全问题,除非他们充分了解一切如何运作!”
  这句话有效极了。中尉把我带去见上校,重复了我的话。上校说:“给我5分钟。”然后走到窗口,站在那里沉思。那是他们最在行的事情了——做决定。我觉得,像原子弹如何运作的资料,应不应该在橡树岭内流传之类的大事,居然要在5分钟内、而且也能够在5分钟内做出决定,实在是非常了不起。我对这些军方人士佩服万分,因为不管有多少时间,我还是无法做任何重大决定。5分钟后,他说:“好吧,费曼先生,讲吧。”
  会议开始,我告诉他们一切关于中子的详情,这里有太多中子了,你们必须把东西分隔开,镉可以吸收中子,慢中子比快中子作用更大……等等。这些在罗沙拉摩斯全都是最基本的常识,但这些人从未听过;因此在他们心目中,我竟然成了天才!
  结果是,他们立刻成立各种小组,进行计算和练习怎么做。他们重新设计厂房内部,把原来设计厂房的建筑师、相关的营造商、工程师以及化学工程师全都找来,一起设计新厂房,把材料分隔开来。
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你完全正确,先生

  他们要我数月后再跑一趟。因此当工程师完成厂房设计后,我再到橡树岭——这次是看看重新设计好的厂房。可是,工厂还没盖呢,我要怎么个看法?我不知道。在橡树岭,无论我走到哪里,都必须有他们的人陪伴在旁。这次,森瓦特中尉带我去一个大办公室,里面有两位工程师以及一张很长很长的桌子,上面铺满了设计好的厂房蓝图。
  我在中学时学过机械绘图,但看蓝图我并不在行。他们把蓝图摊开来、向我逐步说明,以为我真的是个天才。
  事实上,他们需要避免的是材料过量堆积。例如,有蒸发器的地方就会出现问题。蒸发器会积存材料,如果它的阀门卡住了或别的地方出了毛病,材料累积大多,就会爆炸。这两位工程师向我说明,在新设计里,任何一个阀门卡住也不会发生什么事故,各部分起码都有两个阀门。
  接着他们说明整个运作原理:四氯化碳从这里进来,硝酸铀从这里流到这里,往上,往下,沿着管道跑到上面的楼层,咕噜咕噜——走过一整叠的蓝图,上——下——上——下;他们说得飞快,解释的又是十分复杂的化学工厂。
  听得我头都昏了。更糟的是,我又看不懂蓝图上的符号究竟代表什么!有个正方形、中央有个小十字的符号,在蓝图上随处可见,起先我以为它代表了窗口,但它不可能是个窗户,因为,它都不是位在建筑物的边缘。我很想问他们:这到底是什么?
  你大概也曾陷进过这种没有适时发问的窘境之中吧!如果一开始就发问,便什么问题也没有了,可是现在他们说的已经多了那么一点点,我也犹豫太久了。如果你问他们到底在说什么,他们会说:“为什么不早问?白白浪费了我这么多的时间?”
  我怎么办呢?我灵机一动:也许它真的是个阀门呢。我指着第3页蓝图上其中一个神秘的十字符号,说:“如果这个阀门卡住,会发生什么事情?”心里预期他们会说:“这不是阀门,先生,这是个窗口。”
  他们之中的一人看着另一人,说:“嗯,如果这个阀门卡住了……”对着蓝图从上看到下,从下看到上,另一个工程师也从上看到下,从后面看到前面;然后他们互相对看,转过头来向着我,嘴巴张开,好像两条惊吓过度的鱼般,说:“你说的完全正确,先生。”
  于是他们卷起蓝图离开,我们一起走出房间。一直在旁的森瓦特说:“你真是个天才。上次你在厂房内走一趟,第二天早上随口提起第90—207号建筑的C—21号蒸发器,我就觉得你是个天才了,”他说,“刚刚你的表现是那么的杰出,我很想知道你是怎么做到的?”我告诉他,我要做的是弄清楚那是不是阀门。
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原子弹外传(3)

不输IBM的人力计算机

  我曾经着手研究过另一个问题,当时,我们要处理很多计算,而我们使用的是玛灿特计算机。让我顺便谈谈那时罗沙拉摩斯的景况:玛灿特计算机是手摇式的。你用力摇,它就能加减乘除——当然没有现在的计算机那么方便。它们全是机械装置,经常发生故障,坏了要送回原厂修理;而隔没多久,所有计算机都在厂里,我们就无机可用了。于是我们有些人便开始把机盖掀开,自己动手修理。按照规定这是不行的,他们说:“自行掀开机盖者,后果概不负责……”但我们自行把机盖掀开,而且还学会了怎样修理这些计算机,修得愈多,手艺愈精。碰到一些太复杂的状况时,我们才把计算机送回原厂去,一切计算工作才得以继续进行。最后我发现,所有计算机都是我在修;负责机械修理的那位仁兄,只修打字机。
  总之,后来我们觉得最大的问题——准确算出原子弹爆发时究竟会出现什么状况,从而知道释出多少能量等等——所需要的计算工作,远超过我们的能力。有个名叫弗兰科(Stanley Frankel)的聪明小伙子想到, 也许可以使用IBM计算机来进行这方面的计算。那时IBM制造了用在商业上的计算机,像把数字加起来并列出总和的“加数机”,或者是从你插入的资料卡片上,读出其中两个数字来相乘的“乘数机”;此外还有“校勘机”和“分类机”等。
  弗兰科想出一套很好的方案:我们可以在同一房间内放很多这类机器,然后让卡片逐一通过这些机器。今天,任何需要做数字计算的人,都会明白我在说什么,但在当时这还是很新的想法,还没几个人想到用机器做大量计算。之前我们试过利用加数机做过类似的计算,例如放一堆加数机在那里,加完一些数字后传到另一个加数机那里,进行下一步的计算,所有事情都自己来。
  但新方案是首先你走到加数机那里,再走到乘数机,再用加数机……我们都觉得这是个很好的方法,于是弗兰科设计好整套程序,跟IBM订了机器。
  这些机器经常需要维修,军方也会派专人来修理机器。但他们总是姗姗来迟,而我们永远是急急忙忙,每件事都十万火急,这次也不例外。我们已经设计好所有计算程序,乘这数,然后这样,再减那个数等,也弄清楚需要哪些工具,但我们没有任何机器来测试这些想法。终于,我们找了一些女孩子来帮忙。我们给她们一人一部玛灿特计算机:这个负责乘数,下一个是加数,另一个负责立方——她的工作就是算出卡片上数字的三次方,再交给下一个女孩。
  我们把整套程序从头到尾一遍一遍地演练,直到正确无误。结果发现,这种分工计算的方法:要比单独一个人从头算到尾的方式快了不知多少倍!而我们这套作业方式的速度,等于使用IBM机器的速度了,唯一的分别是,IBM机器不会疲倦,一天能连续三班不停工作,可是我们雇来的女孩没多久就全累倒了。
  总之,我们用这方法把作业系统内的缺点,全纠正过来;最后机器也送到了,但维修工人还是没有出现。这些机器属于当时的最新科技,结构十分复杂,体积庞大,是拆开分件装箱送来的,还附了很多电线和说明如何安装的蓝图。弗兰科、我以及另外一个家伙,一起把它装起来,其中碰到不少困难,但最大的困难,是那些大人物不停地跑进来说:“你们会把它弄坏!”
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小心电脑病

  我们继续把机件装置好,它们有时操作良好,有时候却因为什么弄错了,而出问题。后来当我在弄一部乘数机时,注意到里面有一个零件弯了,但我不敢把它弄直,因为害怕把它弄断——而他们一直都在唠叨,说我们早晚会把什么东西搞砸。终于,维修工人出现了,立刻把我们没有弄对的机件一一装妥,一切就都运作良好。除了那部我一直没法弄好的乘数机,三天之后,他还在跟那最后一部机器挣扎奋斗。
  我跑去看他,说:“哦,对了,我注意到这里有点弯曲。”
  他说。“噢,当然,就是它了!”他用力一扭,机器全好了,就那么简单。
  至于弗兰科呢,这个“程序”是他发明的,但这时候他却跟所有后来的电脑使用者一样,患上了电脑病。这是种很严重的病,甚至干扰到正常工作的进行了。电脑的麻烦,在于你会跟它“玩”。它们是那么的有趣——所有的按钮都在你掌握之中,你这样弄得到某个双数,那样弄就是单数。不久之后,只要你够聪明,能计算的东西便愈来愈多。
  可是不久之后,我们的系统也崩溃下来了,因为弗兰科无法专心工作,更没用心督导其他人。计算系统运行得很慢很慢,他却坐在房间内,思索如何能让列表机自动算出角度的反正切值。好了,列表机开始动作,画出一行行的线,发出“嗖!嗖!嗖!”的声音,一边画一边计算积分值,然后把所有角度的反正切值列出来,一次完成。
  这绝对是没用的事情,因为我们早已有反正切函数表了。但如果你用过计算机,你就会充分了解这种病——发现自己有多能干的喜悦。这是他第一次感染上这种病症,好笑的是,那套系统却刚好是这个可怜虫创造出来的!
  终于,他们要我停下手边工作,负起督导IBM小组的责任,我很小心不让自己染上那种病。虽然9个月以来,他们只解决了3个问题,小组成员的素质却很高。真正的问题是,从来没有人告诉他们任何事。军方透过称为“特遣工程师”的计划,从全美各地挑出具有工程才能的高中生,送到罗沙拉摩斯来,安排他们住在营房里,却什么也不告诉他们。
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脱胎换骨

  这些青年就这样开始上班了,他们的工作呢,却是在这些IBM机器的卡片上打洞, 计算一些他们不知所谓何来的数字;因此他们的进度非常慢。当下我建议,这些技术人员必须知道我们究竟在做什么。于是奥本海默跑去跟安全人员商讨,获得特别许可,我便给他们好好上了一堂课。他们全都兴奋极了:“原来我们在参加作战!我们明白这是怎么一回事了!”现在这些数字对他们都别具意义了。如果计算出来的压力值较高,那么被释出的能量也相应增加……等。他们充分明白自己在做什么了。
  他们简直是脱胎换骨了!大家开始发明新方法把工作做得更好,也改良了整个系统。他们更自动自发,晚上加班,完全不需要任何监督:事实上,现在他们什么也不需要了,因为他们明白一切,后来还发明了几套很有用的程序。
  这批小伙子真的变得很了不起。而从头到尾,我要做的只不过是告诉他们,这究竟是怎么一回事。结果,虽然前面他们花了9个月,才完成3个问题; 我们后来却在3个月内解决了9个题目,效率几乎提升了10倍之多!
  不过,我们有很多秘密武器,其中之一是利用不同颜色的卡片。我们的作业方式,是一大叠卡片需要绕场一周。先加、再乘,就那样走遍房间内的每一部机器,一圈又一圈地绕,很慢。因此我们想到,将另一组不同颜色的卡片放进计算循环中,但这组卡片跑的比前面一组稍为慢一点。这样一来,我们可以同时进行两三项计算。
  不过这也带来了麻烦。举个例子,战争接近尾声,就在原子弹在阿布奎基正式试爆之前,大家面对的问题是:究竟爆炸时会释放出多少能量?不错,我们计算过各种不同设计所释出的能量,可是从来没有就最后采用的那种设计,计算到底会有多少能量释放出来。克利斯蒂跑来跟我说:“我们要知道这东西会怎样爆发,希望能在一个月内拿到计算结果。”——确切的时限记不得了,也许是3周,总之是很短的时间。
  我说:“这是不可能的事。”
  他说:“看,现在你们一个月差不多交出一两个问题。那等于说两三星期便可以解决一个问题啦。”
  我回答说:“我知道。不过我们实际花在一个题目上的时间,没有那么短,只不过我们用平行的运算方式而已。整个操作过程很费时,我们没办法跑得更快了。”
  他离去后我开始想,到底有没有办法加快运算速度呢?假如我们全力处理一个问题,所有机器不受其他干扰,结果会怎样?我在黑板上写“我们做得到吗?”向这些小孩下挑战书。他们开始高喊:“可以,我们多轮一班,我们加班工作!”他们不停地叫:“我们要试!我们接受挑战!”于是我们约法三章:其他计算一概暂停,我们全力以赴,只处理这个题目。大家立刻开始行动!
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木禾侯
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面对阿琳的离去

  那时候,我太太阿琳正患了肺病,病情实在严重,看起来随时会出什么状况。因此我预先跟宿舍里的一个朋友商量好,有急需时便借用他的车,好能够迅速赶到阿布奎基去看阿琳。那位朋友名叫福斯,后来发现原来他是一名间谍。他就是用他的车子把罗沙拉摩斯的原子弹机密带到圣塔菲(Santa Fe)去,但当时没有人知道这些事。
  紧急情况发生了。我开了福斯的车,路上还载了两个搭便车的,以防途中车子出了什么问题,也可有个帮手。果然,我们才开到圣塔菲时,一个轮胎就破了,他们两人帮我一起把备胎换上。而当我们要离开圣塔菲时,另一个轮胎也破了,我们只好把车子推到附近的加油站。
  加油站的人正在修理另一辆车,看来要等很久才会轮到我们。我根本没想到要说些什么,但这两位乘客跑去跟加油站的人说明了我的状况。很快地,他就替我换上新轮胎。但我们再没有备胎了——在战时,车胎是稀有物资,取得不易。
  离阿布奎基还有30英里,第3个轮胎也爆了。 我干脆把车子停在路边,大家一起拦便车到目的地。我又打电话给修车厂,请他们把车子拖去修理,一方面赶去医院看阿琳。
  在我抵达医院数小时后,阿琳去世了。护士进病房来填写死亡证明书,然后离开。我陪着阿琳又过了一会儿,无意中看到我送给她的闹钟。那是7年前的事情了,当时她才刚感染上肺病。在那些日子里,这种数字钟算是很精巧的东西,它利用机械原理,能够显示数字。由于它结构极为精巧,因此很容易故障,隔不多久我便须动手修理一下;但多年来我还是没把它丢掉。这次它又停摆了——停在9点22分上,刚巧是死亡证明书上记下的时间!
  记得在麻省理工念书时,有一天在兄弟会宿舍里,无缘无故地心电感应,觉得祖母去世了。紧接着电话铃声突然响起,不过电话不是打给我的,祖母还健在。这件事让我印象深刻,经常惦着也许有一天,别人会告诉我结局相反的故事。我想那也很可能碰巧发生,毕竟那时祖母已经很老了。当然,如果真有那样的事,很多人会认为是种超自然的现象。
  阿琳生病期间,一直把那只钟放在床边,它却刚好在她去世的那一刻停顿。我明白,那些对这类事情疑信参半的人,在这种情况之下,不会立刻去研究事情的真相;他们会认定没人碰过那时钟,事情无法解释;而钟确实停了,确实可以算是一件惊人的超自然案例。
  不过我注意到房间的灯光很暗,我甚至记得护士曾经拿起钟来,迎着光以看清楚一点,那很容易就把它弄停了。  我到外面走了一会。也许我在骗自己,但我很惊讶,自己竟然没有感觉到一般人在这种情况下应有的感觉。我并不愉快,也没有觉得特别难受,也许那是因为7年来已有心理准备,这件事早晚会发生。
  我不晓得如何面对罗沙拉摩斯的朋友。我不想别人愁眉苦脸地跟我谈这件事。回去之后——路上又爆了一个轮胎——他们问我发生了什么事。
  “她过世了。工作进行得怎么样?”
  他们立刻明白,我不想镇日沉埋在哀伤里。很明显,我对自己做了心理建设:正视现实是那么重要——我必须慢慢厘清发生在阿琳身上的是怎么一回事——以致于一直到好几个月之后才哭出来。那时我在橡树岭,刚巧路过一家百货公司,看到橱窗内的洋装,心想阿琳一定会喜欢其中一件,就再也按捺不住了。
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小鬼当家

  等我重新投入计算工作时,发现情况一团糟。那里有白色的、黄色及蓝色的卡片。我说:“你们不是应该只做一个题目吗?只能做一个题目!”他们说:“出去,出去。等一下,让我们说明一切。”
  原来事情是这样的。卡片通过机器时,它们有时会出错,又或者数字打错了。从前碰到这种情况时,我们都得重来一遍。可是他们发现,在某一轮的计算中出的错误,只会影响到邻近的数字,但下一轮计算中它会影响到某些数字,以此类推,例如,你一共要处理50张卡片,第38张发生错误,而影响到第37、38及39这3张卡片。到了下一循环,受影响的卡片是第36、37、38、39及40等5张。然后,错误就像瘟疫般蔓延开来。
  有一次他们发现前面出了错误,想到一个办法,那就是只重新处理在错误前后的10张卡片。10张卡片通过机器所需的时间,要比50张少多了,因此当那有“病”的50张卡片还在跑的同时,他们让这10张快速通过,然后再把正确的卡片插回去,一切便回复正常了。十分聪明。
  他们就用这种方法加快速度。事实上也别无他法了,如果他们碰到错误就停下来补救,进度一定落后。当然,你知道就在他们忙得不可开交时,发生了什么事,他们在蓝色的一叠卡片内发现有错,因此他们加进去一叠黄色的卡片,它们比蓝色的一叠运行快多了。而在紧要关头——弄完这个错误他们还要处理白色的卡片——我这当主管的跑进来了。
  “不要来烦我们,”他们说,我再也没去烦他们。一切顺利,我们如期缴出答案。


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