对费曼来说，“不可能”意味着什么？

" 不可能！"

我和我的研究生多夫 · 莱文（Dov Levine）一起发现了一种新型物质，在我刚刚描述完它的革命性概念之后，这个声音在教室里回响。

加州理工学院的教室挤满了校园里各个领域的科学家，讨论进行得如火如荼。可当人群中的最后一个人站出来时，一个熟悉而又响亮的声音响起：

" 不可能！"

闭着眼都能认出这个独特、沙哑，带有明显纽约口音的人。站在我面前的是我的科学偶像，传奇物理学家理查德 · 费曼（Richard Feynman），他留着灰色的及肩长发，穿着标志性的白色衬衫，脸上挂着他那令人放松的、邪魅的微笑。

保罗 · 斯泰恩哈特（Paul J. Steinhardt）记得，费曼很幽默，并且实事求是。一天，当斯泰恩哈特演讲时，看到费曼坐在前排时，他吓坏了。

费曼因其开创性的量子电磁学理论工作获得了诺贝尔物理学奖。在科学界，他被认为是 20 世纪最伟大的理论物理学家之一。费曼也因为确定挑战者号飞行灾难的原因以及两本畅销书《别闹了，费曼先生》（Surely You ’ re Joking, Mr. Feynman!）和《你在意其他人想什么》（What Do You Care What Other People Think?）而在社会上具有标志性地位。

费曼很幽默，也因他精心设计的恶作剧而 " 臭名昭著 "。但说到科学，费曼有着毫不妥协的诚实以及犀利的批判性，这使他在科学研讨会上显得尤其可怕。可以预料，在演讲中，如果听到他认为不准确或不精确的事情时，他会打断演讲并公开质询。

因此，在我的演讲开始之前，当费曼走进礼堂，坐在他通常坐的前排位置时，我敏锐地意识到了他的存在。在整个演讲过程中，我一直用眼角观察他，预备任何潜在的爆发。但费曼从未打断，也没有提出异议。

演讲结束后，费曼站出来与我对质，这样的情况可能会让许多科学家受到惊吓。事实上，这并不是我们第一次见面。大约十年前，当我还在加州理工学院读本科时，我就很幸运地与费曼有着密切的合作，而且对他充满了钦佩和爱戴。费曼的写作、课程和个人指导改变了我的人生。

1970 年，当时我还是一名大一新生，我的目标是主修生物学或数学。我在高中时从来没有对物理特别感兴趣，但我知道每个加州理工学院的本科生都必须修两年的物理课。

我很快发现，大一的物理课非常难，这在很大程度上要归功于当时的教材《费曼物理学讲义（第 1 卷）》。这本书与其说是一本传统的教材，不如说是一本根据费曼在 20 世纪 60 年代开展的大一物理课程而编写的优秀论文集。

费曼告诉我，可以用好奇心来引导自己探索各种各样的领域。

跟其他物理教材不同，费曼物理学讲义从不费心解释如何求解各种习题，来让家庭作业更加令人生畏以及浪费时间。这些讲义提供了更有价值的东西，那就是费曼关于科学本原的深刻见解与思考，几代学生都从这套讲义中受益匪浅，对我来说，这段经历是个深刻的启示。

几周之后，我整个思维都脱胎换骨了，我开始像个物理学家一样去思考，并爱上了物理。像我这代的很多科学家一样，我以偶像是费曼而自豪。我放弃了最初追求的数学和生物，转而将探索物理学作为我的最终理想。

记得大一的时候，有几次我鼓足勇气在研讨会前向费曼问好。当时我们做了很多不可思议的事情，大三的时候，我和室友鼓起勇气敲响了费曼办公室的门，问他可不可以为本科生开设一门非官方的课程，每周跟本科生交流一次，回答我们可能提出的任何问题。整件事情都是非正式的，没有作业，没有考试，没有分数，没有学分。我们知道他是一个对官僚主义没有耐心的反传统主义者，继而希望这样自由的形式能够吸引到他。

大约在十年前，费曼也上过类似的课，但只给大一新生开放，每年只有一个季度。现在我们要求他将这个课程延长至一年，而且所有的本科生都能参加，尤其是我们这些大三、大四可能会有更多专业问题的学生。我们建议这门课跟之前课程名字相同，名为：" 物理 X"，以便让所有人知道这门课是完全脱离传统课本教学方式的。

费曼想了一会儿，出乎意料地回答说：" 好的！" 所以在接下来的两年里，我和我的室友每周都会和其他几十个幸运的学生一起，与亲爱的费曼度过一个个引人入胜、难忘的下午。

物理 X的课程从他进入大礼堂并询问有没有人有问题开始。偶尔，有人会问到费曼擅长的专业话题，当然，费曼的回答总是很巧妙。还有些时候，他会被问到一些他没想到过的问题，我觉得这些时刻特别有趣，可以有机会看费曼如何参与并讨论一个新的问题。

我清楚地记得我曾问过一件自认为很有趣的问题，尽管担心他会认为这件事很不重要。

我想知道：" 阴影是什么颜色的？"

在教室前后徘徊了一分钟后，费曼兴致勃勃地抓住了这个问题。他开始讨论阴影中的细微渐变和变化，然后是光的性质，然后是颜色的感知，然后是月亮上的阴影，然后是月球上的地球反照，然后是月球的形成，等等等等。我为这个回答着迷不已。

在我大四的时候，费曼同意做我研究项目的导师，我能够更紧密地见证他解决问题的方法。每当他的高期望得不到满足时，我也能感受到他尖刻、挑剔的言辞。他用 " 疯狂 "、" 神经 "、" 荒谬 " 和 " 愚蠢 " 等词描述我的错误

起初这些刺耳的字眼刺痛了我，让我怀疑自己是否适合理论物理学。但我忍不住注意到，费曼不像他说的那样严厉，在这些批评之后，他总是鼓励我去尝试不同的方法，并在有任何进展的时候再来讨论。

费曼教给我的最重要的一件事是：在日常现象中可以发现一些最令人兴奋的科学惊喜。你需要做的就是花时间去仔细观察，并提出一些好问题。他还影响了我的信念：不需要去屈服于外部压力，逼迫自己去像许多科学家那样专攻某一科学领域。费曼举了个例子：你可以接受好奇心引导你去探索各种各样的领域。

我在加州理工学院最后一个学期的一次交流特别令人难忘。我向费曼展示了一个用来预测弹力橡胶球运动的数学模型，这在当时非常热门。

这个问题非常具有挑战性，因为橡胶球在每次反弹时都会改变方向，我想尝试预测橡胶球沿着不同角度表面的反弹情况。例如，我计算了橡胶球从地板反射到桌子底下到倾斜平面到墙面的轨迹。这些看似随机的运动可以通过物理定律被完全预测到。

我站在费曼面前告诉他这些长期被认为是常规的东西是错误的。

我向费曼展示了我的计算，预测我能通过扔一个橡胶球然后经过一系列复杂的反射之后，球会回到我的手上。费曼瞥了一眼我的方程。

他说：" 这不可能！"

不可能？我被这个词吓了一跳，这是继 " 疯狂 " 或者 " 愚蠢 " 之后从他口中听到的新鲜词。

我有点紧张：" 为什么你认为这是不可能的？"

费曼说出了他的观点，按照我的方程，如果有人从高处以一定的转动释放橡胶球，在地面上球会以非常低的角度反弹。

" 保罗，这看起来是反直觉的。"

我看了一下我的方程，发现我的预测确实暗示了球会以低角度反弹。但即使这是反直觉的，我并不确定这不可能发生。

我现在有比较足够的经验来继续对话：" 好吧，我以前没有尝试过这个实验，但我们现在在你的办公室试试吧。"

我从口袋里掏出一个橡胶球，费曼看着我按要求的旋转角度把球扔了下去。果不其然，球准确地沿着方程式预测的方向运动，以一个低角度从地板上侧向移动，这正是费曼认为不可能的事情。

马上，他意识到了自己的错误。他没有考虑橡胶球表面的极粘性，这会影响旋转对球的轨迹的影响。

" 太蠢了！" 费曼用他批评我时一样的语气大叫道。

经过两年的磨合后，我终于确定了长期以来的怀疑：" 愚蠢 " 只是费曼希望将注意力集中到错误的问题上以保证下次不再发生的一种表达方法。

我还了解到，费曼使用 " 不可能 " 时，并不一定意味着 " 无法实现 " 或 " 荒谬 "。有时他的意思是：" 哇！这里有一些令人惊讶的事情，与我们通常预期的情况相矛盾。这是值得注意的！"

所以 11 年后，当费曼在我演讲结束后带着顽皮的微笑走近我时，他开玩笑地说我的理论 " 不可能！" 我很确定他的意思。我演讲的主题是一种被称为 "准晶" 的全新物质形式，与他认为正确的原则相冲突。因此，它很有趣，值得注意。

费曼来到我做实验的桌子边，指着实验装置要求道：" 再给我看看！"

我拨动开关开始演示，费曼一动不动地站着。他亲眼见证了违反科学中最著名原则的东西。这个概念在人们的心里根深蒂固，在将近 200 年以来一直作为最基本的概念被讲给年轻的科学家们，甚至在费曼的课堂上也一再谈起。

但现在，我站在理查德 · 费曼面前，解释这些长期存在的规则是错误的。

晶体并不是原子有序排列和精确衍射图案的唯一可能形式。现在有了一个新的宏观蓝图，它有着自己的一套规则，我们称之为准晶（quasicrystals）。

我们选择这个名字是为了明确这种新材料与普通晶体的区别。这两种材料都由在整个结构中重复的原子群组成。

晶体中的原子有固定的的周期。在准晶中，不同的基团以不同间隔重复。这个灵感源于一种被称为彭罗斯瓷砖（Penrose tiling）的二维图案，这种图案包含两种的瓷砖，它们以不相等的间隔重复。数学家称这种模式为准周期，因此这个理论被称为为 " 准周期晶体 " 或者 " 准晶 "。

我用激光投影和带有准周期图案的幻灯片来给费曼展示我理论的证明。按照费曼的指示，我用激光将幻灯片投影到墙上，就像 X 射线穿过原子层一样，墙上出现了下图中准晶产生的衍射图案。

我关掉了头顶上的灯，让费曼好好观察墙上标志性的雪花图案。这跟费曼所见过的任何其他衍射图案都不一样。

我告诉他：这里有很多同心圆，每个同心圆都是由 10 个等距亮点组成的，这是前所未闻的。人们还可以看到形成五边形的针尖群，揭示了一种被认为在自然界中绝对禁止的对称性。仔细观察发现，针尖之间有更多斑点，这些斑点之间的斑点，还有更多的斑点。

费曼想要看得更仔细。我打开灯，把幻灯片从灯座上取下来交给了他。照片上的图像小得难以观察细节，我递给他一个放大版的照片，任由他仔细观察。

接下来的几分钟，一片寂静。我开始觉得自己又像个学生了，等着费曼对我最新的愚蠢想法做出反应。他盯着桌子上放大版的照片，把幻灯片重新插入支架，自己打开了激光投影。他的眼睛在桌子上打印的放大图和墙上的投影之间来回移动。

" 不可能！" 费曼最后说。我点头表示同意并微笑，因为我知道这是他最大的赞美之一。

他回头看了看墙上的投影，摇着头说：" 绝对不可能！这是我见过的最令人惊奇的事情之一。"

然后，费曼一句话也没说，高兴地看着我，给了我一个巨大的鬼魅般的微笑。

作者保罗 · 斯泰恩哈特是普林斯顿大学（Princeton University）的阿尔伯特 · 爱因斯坦科学教授，他在普林斯顿大学物理系和天体物理系担任教授，创立并领导了普林斯顿理论科学中心。他因在早期宇宙和物质新形式方面的工作而获得狄拉克奖章和其他著名奖项。

作者：PAUL J. STEINHARDT

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