汪凯、刘中侠主编的这本《科学大师启蒙文库：费曼》是从20世纪美国著名物理学家，诺贝尔物理学奖获得者费曼论著中精选而成的，是他传奇一生和全部思想精华的一个缩影。全书主要内容分为四个部分：在成长自述部分，费曼讲述了自己从出生到成长的过程，从中我们可以解读他那独特人格魅力是如何形成的。在科学思想和活动部分，集中呈现了费曼在物理学研究上的突出贡献，以及他在物理理论研究上所取得的骄人成就。物理学讲义摘选部分编选的是全世界的热销书《费曼物理学讲义》，这本影响了几代人，经久不衰，被视为物理学教育的经典教材。除了大师对科学知识深刻的理解之外，自然而充满智慧的语言也成就了这一经典，费曼讨厌“用难懂的术语和修辞唬人”，在对物理学现象的本质和规律的阐述中，他坚持通俗易懂的表达方式。最后，费曼演讲录收录的演讲，在内容上都远远超过对于科学知识的阐述，无论是对于科学价值的理解，还是对于尚处萌芽阶段的纳米技术的大胆设想和非凡想象，都闪烁着这位科学大师智慧的光芒，其贯穿全文的哲学思考，更是给我们留下无尽的启示。

物理学大师费曼被认为是20世纪美国最伟大的物理学家，一位深邃的思想者、杰出的教师、热爱生活和自然的人，其学术成就主要集中在对量子电动力学的贡献，并因此荣获1965年诺贝尔物理学奖。从对近代科学发展的深远影响而言，费曼是超越时代和物理学科的，尤其是他对科学众多分支学科的理解和对科学本身的哲学思考，使之无愧于任何褒奖。他的成长历程、学术思想和哲理思考等，给后人留下了无尽的启示。汪凯、刘中侠主编的这本《科学大师启蒙文库：费曼》是费曼论著的部分精选，透过此书，读者可以看到费曼传奇一生和思想精华的缩影。

成长自述

 培养一名科学家

 小顽童的成长

 笑闹中的真智慧

科学思想与活动

 存在反粒子的理由

 调查“挑战者”号航天飞机失事原因

物理学讲义摘选

 基础物理学

 物理学与其他学科的关系

 万有引力理论

费曼演讲录

 科学的不确定性

 不要太相信专家

 科学的价值

附录

 费曼生平及著作年表

后记

我的一个朋友是位艺术家，他和我常常在一个问题上看法不同。他会拿起一枝花，说：“看这花多漂亮。”我很同意；可紧接着他会说：“我作为一个艺术家，可以看到一枝花是多么美丽。可你们科学家总是把它分解得支离破碎，弄得干巴、枯燥无味。”我觉得他有点头脑不清。

首先，他所领略的美也同样能被我和其他人看到。尽管在艺术美学上我不如他那么训练有素、品味细致,但是一朵花的美丽我总还是会欣赏的吧！其次，我从这朵花里领略到的比他要多得多。我能想见花里边的一个个细胞，它们也很美。美不仅存在于肉眼可见的度量空间，而且也存在于更细微的度量空间。在这微量空间中，细胞有着精妙复杂的功能和过程。花的漂亮颜色在进化史上的功能是吸引鸟儿替它们传播花粉，这也意味着鸟儿必须能看见颜色。这就又提出了一个新问题：我们的美感是不是其他低等一点的动物也有呢？这些有趣的问题都是在有了科学知识之后才能提出的，它们在视觉美感之上又增加了一层神秘和奇妙，让人更惊叹不已。我觉得科学只会增加并丰富美，绝不会减少美。

我一直是个一门心思做科学的人，尤其在年轻的时候更是心无旁骛。在那时候，我既无时间也无耐心来学习人文方面的东西。大学课程有人文方面的必修课，我也是绞尽脑汁逃避。一直到我年纪比较大了，比较放松了，我才有了些闲暇，学了点绘画，做了些阅读。尽管如此，我还是非常专门的一个人，没有广博的知识。我只有很局限的智力，只好把它用在某一个特定的方面。

在我出生前，我父亲对母亲说：“要是个男孩，那他就要成为科学家。”当我还坐在婴孩椅上的时候，父亲有一天带回家一堆小瓷片，就是那种装修浴室用的各种颜色的玩意儿。我父亲把它们叠垒起来。弄成像多米诺骨牌似的，然后我推动一边，它们就全倒了。

过了一会儿，我又帮着把小瓷片重新堆起来。这次我们变出了些复杂点的花样儿：两白一蓝，两白一蓝……我母亲忍不住说：“唉，你让小家伙随便玩不就是了？他爱在那儿加个蓝的，就让他加好了。”

可我父亲回答道：“这不行。我正教他什么是序列，并告诉他这是多么有趣呢！这是数学的第一步。”我父亲就是这样，在我还很小的时候就教我认识世界和它的奇妙。

我家有一套《大英百科全书》，父亲常让我坐在他的膝上，给我念里边的章节。比如有一次念到恐龙，书里说，“恐龙的身高有25英尺，头有6英尺宽。”父亲停顿了念书，对我说：“唔，让我们想一下这是什么意思。这也就是说，要是恐龙站在门前的院子里，那么它的身高足以使它的脑袋够着咱们这两层楼的窗户，可它的脑袋却伸不进窗户，因为它比窗户还宽呢！”就是这样，他总是把所教的概念变成可触可摸，有实际意义的东西。

我想象着居然有这么大的动物，而且居然都由于无人知晓的原因而灭绝了，觉得兴奋新奇极了，一点也不害怕会有恐龙从窗外扎进头来。我从父亲那儿学会了“翻译”——学到的任何东西，我都要琢磨出它们究竟在讲什么，实际意义是什么。

那时我们常去卡次基山，那是纽约市的人们伏天避暑消夏的去处。孩子的父亲们工作日都在纽约干活，周末才回家。我父亲常在周末带我去卡次基山，在漫步于丛林的时候给我讲好多关于树林里动植物的新鲜事儿。其他孩子的母亲瞧见了，觉得这着实不错，便纷纷敦促丈夫们也学着做。可是这些丈夫们不理她们。她们便来央求我父亲带他们的小孩去玩。我父亲没有答应，因为他和我有一种特殊的关系，不想让别人夹杂进来。于是，其他小孩的父亲也就只好带着他们的小孩去山里玩了。

周末过去了，父亲们都回城里做事去。孩子们又聚在一起时，一个小朋友问我：“你瞧见那只鸟儿了吗？你知道它是什么鸟吗？”

我说：“我不知道它叫什么。”

他说：“那是只黑颈鸫呀！你爸怎么什么都没教你呢？！”

P3-4

理查德·菲利普·费曼（Richard Phillips Feynman，1918～1988），20世纪美国著名物理学家，诺贝尔物理学奖获得者。费曼被认为是20世纪美国最伟大的物理学家，一位深邃的思想者、杰出的教师、热爱生活和自然的人。因量子电动力学方面的突出成就，费曼和朱利安·施温格（Julian Schwinger，1918～1994）、朝永振一郎（Sin-Itiro Tomonaga，1906～1979）分享了1965年诺贝尔物理学奖，然而他对科学，尤其是近代物理学所做出的贡献之大，对后世影响之深远，已非任何形式的奖项所能衡量，以致一些物理学家把他称为新的“物理学之父”，而爱因斯坦则是早先的“物理学之父”。

1918年5月11日，费曼出生于美国纽约，他和妹妹琼成长于长岛南岸的法罗克维，琼比他小9岁，兄妹两人关系亲密，长大后的琼也是一名物理学家。费曼的父亲麦尔维尔·阿瑟·费曼是一家制服公司的经理，他对幼年费曼独特的教育方式使这位科学大师受益终生。母亲露茜尔·菲利浦在费曼幼小的心灵中播种下了美好的种子，她认为“理解世界的最高境界是欢笑和广博的同情心”。父母对费曼的影响终其一生，在费曼生命的历程中，独辟蹊径、热爱生活和热爱自然是贯穿始终的主题：费曼对所有事物都表现出非凡的创造力，无论是生活方式、研究途径，还是运用心智的方法。费曼是一个热情洋溢的人，这种热情维持并强化了他的各种处世方式。早在费曼出生之前，麦尔维尔就对妻子说：“如果生个男孩，他准能当个科学家。”为了实现这一希望，费曼的父亲的确尽了最大的努力。费曼尚在蹒跚学步时，麦尔维尔就买了一套浴室用的白色和蓝色瓷砖，用各种方法摆放，以此教会费曼认识形状和简单的算术原理。在幼年费曼的成长中，博物馆、《不列颠百科全书》等，都很早就进入了他的世界。这种成长和早期教育的经历是愉快的，后来的费曼回忆说：“没有压力，只有可爱的、有趣的讨论。”

高中毕业后，费曼于1935年进入麻省理工学院学习，最初的专业是数学和电力工程，后因对物理学的强烈兴趣而转攻物理学，并于1939年以优异的成绩完成本科阶段的学习，同年转入普林斯顿大学开始研究生阶段的学习。1942年6月，费曼获得了理论物理学博士学位。在这一时期，扎实的专业知识学习和对于物理科学的思考，为其以后在实践中对科学问题的解决奠定了坚实的基础。与此同时，他“科学顽童”的性格魅力也初露锋芒。无论是同学、老师还是后来的同事对此都有很深刻印象。在美国，获得诺贝尔奖殊荣的科学家不在少数，但能为普通大众所津津乐道、真正在人们记忆中留下无法磨灭痕迹的却为数不多。大多数获奖者在相关领域的研究中较长时间为人们所提及，但在时间和空间上对普通大众的影响都无法与费曼相比拟。究其原因，费曼独特的幽默和机智发挥了重大作用。跻身于科学大师之列的费曼，其人格中的迷人之处，某种程度上甚至和其对于科学所做出的杰出贡献交相辉映，这种人格魅力的外在表现如此强烈，以至于物理学家弗里曼·戴森在战后这样描述他：“完全是天才，完全是滑稽演员。他忧郁的时候也比任何其他人兴高采烈的时候还要高兴。”相对于机智、幽默，对自然无休止的好奇心和从全新的角度看问题的能力等，决定了费曼在科学研究的道路上一往无前。费曼喜欢观察最普通的自然现象，并找出其中的道理，而这些现象恰恰为大多数人，甚至专业的物理学家所忽视。费曼相信，一个人只有学会解释简单的东西，他才能理解科学本身。

1942年，从普林斯顿取得博士学位后不久，费曼加入了美国研究原子弹的曼哈顿计划，1943年，费曼开始在美国原子弹研制基地——罗沙拉摩斯（LOS Alamos）工作，与其共事的是当时一批最伟大的物理学家和数学家，他们包括罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）、汉斯·贝特（Hans Bethe）、恩里科·费米（Enrico Fermi）、爱德华·泰勒（Edward Teller），以及约翰·冯·诺曼（John von NelJman）。战争形势迫使几乎当时在美国所有的伟大科学家并肩作战于大规模的战时工程，如此众多同一时代不可多得的科学家齐聚一堂，这在和平时期是很难想象的。与大师们的合作提高了费曼对科学知识的驾驭能力，并直接引导他向征服科学最高峰进发。同时，费曼也以其深入独特的思维，给共事的科学大师留下深刻印象，赢得了初步认可。费曼当时的工作是负责原子弹研制相关的复杂计算，并担任计算组的组长，他是几位组长中最年轻的一位。费曼领导的计算组为老科学家们提供计算结果。除了提供令人满意的计算结果之外，费曼运用逻辑分析复杂问题以找出主要因素、说明关键问题的能力，以及其富于感染力的热情都使得费曼在众多科学家中脱颖而出，得到了实验室主任奥本海默的高度评价：“他是这里最才华横溢的年轻物理学家……他有着非常吸引人的性格与个性……他是一个优秀的教师，对物理学的各个方面都有着热烈的感情。”可以说，美国原子弹研制成功，费曼功不可没。同样重要的是，这一阶段的研究经历，费曼所形成的对于物质的理解，直接导致了其后来在量子电动力学理论研究上取得令世人瞩目的成就，并最终获得诺贝尔奖。

由于研制原子弹的工作经历，费曼亲眼目睹了原子弹爆炸给人类带来的毁灭性灾难——据当时共事的科学家回忆，费曼可能是唯一用裸眼观看原子弹爆炸的人；加上爱妻早逝给他带来的打击，年轻的费曼思想上产生很大转变。战后费曼的研究主要集中在理论物理领域，他有意识地回避与政治和公众接触。在此后的漫长岁月里，他给公众在科学方面的影响主要集中在两件事上：他的教学生涯以及调查“挑战者号”航天飞机失事原因。

第二次世界大战结束后，费曼应曾经共事的物理学家贝特之邀，执教于康奈尔大学，自此开始他的教学生涯。这段全新的旅程对后世影响之深远，远远超过费曼自己的设想。这位科学大师，不仅在科学上贡献卓著，作为教师，也以其天才的教学影响了几代年轻人。1946年10月，其父麦尔维尔去世，丧父之痛，以及对于当地气候的厌倦等，费曼转而接受加州理工学院的任职邀请。此后，费曼在加州理工学院完成了他最有成果的研究工作。费曼始终相信，如果人们记住他，首先应该是因为他的教学工作。加州理工学院把他的一系列讲课收集在一起，1963年出版了《费曼讲物理》，又译为《费曼物理学讲义》，这本书很快成为经典之作，热销全世界，《科学美国人》杂志称该书“非常营养，风味绝佳，是教师及最优秀学生的入门指南”。费曼甚至被称作“老师的老师”。这本书本来是面向加州理工学院一二年级学生的，而最能认识此书价值的却是教物理的老师们，他们从中找到了自己讲课的灵感。同时费曼自己也从教学中找到了研究和生活的动力之源，费曼曾说过：“教学和学生使我的生命得以延续。如果有人给我创造一个很好的环境，但是我不能教学的话，那我永远不会接受，永远不会。”这位科学大师对教学的热爱也由此可见一斑。

1986年1月28日，美国“挑战者号”航天飞机失事，费曼应美国国家航空航天局（NASA）主管威廉·格莱姆之邀，加入了负责调查工作的“总统特别调查团”——罗杰斯委员会，开始对航天飞机失事原因进行调查。费曼独树一帜的调查方式一开始就与委员会的运作程式格格不入，他尤其、不满足于低效率的公开讨论会，他直接去跟设计、制造、操作航天飞机的技术人员和发射人员接触以掌握第一手资料。与此同时，费曼也从过去对政治的抵触情绪中清醒过来，全身心投入到相关科学问题的研究当中。对科学的严谨和追求高效的治学风格一步步将费曼引领到更加接近事实真相的位置，在调查组里，他走到了同事的前面，甚至一度违背了委员会主席的意愿。基于对所收集到的有关航天飞机史上遇到的所有问题的第一手资料的分析，费曼很快指出，“挑战者号”航天飞机失事的真实原因在于橡皮环设计得不合理，并以极富戏剧性和说服力的方式，演示了导致航天飞机失事的科学原理，当时的《华盛顿邮报》在对调查委员会的报道中这样写道：“费曼用一个简单而优雅的实验，让所有人明白了失事的原因。”对调查委员会所递交的失事原因调查报告，里根总统非常满意，并以此向公众澄清了失事的事实。在查明失事真相后，费曼表现出少有的平静，他在自传《你干吗在乎别人怎么想？》中，冷静分析了整个事件的始末，道出许多调查工作中鲜为人知的细节，并对航天飞机的可靠性做出了细致的科学论证，他所提出的见解对航天事业的发展有着不可估量的价值。

晚年的费曼身患绝症，但这并没有熄灭他对自然和生命的热情。即使在生命垂危之际，费曼也没有停止过对他所热爱的科学的思考。因为身患好几种癌症，平生从未涉猎过医学的费曼，在阅读大量相关书籍之后，坚持和医师共同讨论自己的疾病，就像这些疾病根本与己无关一样，他甚至就治疗方案屡次与医生发生争执，并最后通过共同论证而达成一致。负责治疗费曼的主治医生面对这样的一位病人，曾感叹道：“这个老家伙，对癌症的了解比我还透彻。”这种状况一直持续到疾病最终完全吞噬这位科学天才的生命。

1988年2月15日，费曼走完生命的旅程，留给后世的是他对科学的众多贡献和一段为人所乐道的科学传奇。他的学生用自己的方式表达了对这样一位优秀、机智、幽默的老师的沉痛哀思，1988年2月16日，费曼病逝后第二天，加州理工学院10层高的图书馆顶楼上，学生们自发挂起一条横幅，上面写着：“我们爱你，迪克。”这样称呼一位科学大师，以这种方式悼念一位老师，在以治学严谨而著称的加州理工学院是绝无仅有的。

直到今天，对于费曼传奇的一生依然是仁者见仁、智者见智，他甚至被称作人类历史上千载难逢的科学“鬼才”。本书是从费曼论著中精选而成的，是他传奇一生和全部思想精华的一个缩影。全书主要内容分为四个部分：在成长自述部分，费曼讲述了自己从出生到成长的过程，从中我们可以解读他那独特人格魅力是如何形成的。费曼的这段成长经历给读者带来的远不止成长趣事本身，他的才华，他的幽默，他率性而为的恶作剧，也让他的一生充满传奇。同时，他的成长，尤其是其父对他的早期教育，也包含了许多有益的启示。在科学思想和活动部分，集中呈现了费曼在物理学研究上的突出贡献，以及他在物理理论研究上所取得的骄人成就。物理学讲义摘选部分编选的是全世界的热销书《费曼物理学讲义》，这本影响了几代人，经久不衰，被视为物理学教育的经典教材。除了大师对科学知识深刻的理解之外，自然而充满智慧的语言也成就了这一经典，费曼讨厌“用难懂的术语和修辞唬人”，在对物理学现象的本质和规律的阐述中，他坚持通俗易懂的表达方式。最后，费曼演讲录收录的演讲，在内容上都远远超过对于科学知识的阐述，无论是对于科学价值的理解，还是对于尚处萌芽阶段的纳米技术的大胆设想和非凡想象，都闪烁着这位科学大师智慧的光芒，其贯穿全文的哲学思考，更是给我们留下无尽的启示。

我们正处于一个科学昌明的时代，每一个接受过规范教育的大学生，几乎都全方位学习过发源于西方的现代自然科学。看起来，好像没必要再进行科学启蒙教育了。然而，进一步的考察不难发现，尽管我们掌握了相当多的科学知识，也能在重复记忆和模仿学习的层面熟练重演现代科学的几乎全部知识，但从文明发展的整体层面上看，我们依然缺乏科学原始创新的能力和动力。究其原因，还在于我们需要从更深人的层面，虚心学习现代科学的创新精神和探索模式。

毋庸讳言，现代科学几乎全部发源于较早进入工业化的西方国家。科学技术已经成为人类文明发展的重要动力，对于曾经长期徘徊在农业文明状态的中华民族，仅仅通过一次新文化运动从表层上学习现代科学是不够的。到科学思想的源头，寻觅科学大师的足迹，察看大师当年进行科学创造的原始过程，就成为深入领会科学精神，全面把握现代科学创新方法的重要手段之一。阅读科学大师们关于科学、社会和人生的种种论断，也可以让我们对科学大师的成长和思想有更为具体而理性的认识。因此，阅读科学大师的原始文献，无疑是提高科学素养、拓展创新能力的一个有效途径。有鉴于此，上海交通大学出版社策划了《科学大师启蒙文库》这样一个富于历史意义和现实价值的重要选题，交由我们具体工作。作为从事科学技术与社会研究的专业工作者，对科学大师的历史文献进行探寻梳理，为普通读者或专业研究者提供一个简明扼要而又内容全面的原著读本，既是一个学习的过程，也时时充满发现和收获。然而，当工作真正展开之后，困难比我们起初设想的要大得多，一些发现也令人警醒。最值得和读者朋友交流的是，尽管我们把弘扬科学挂在嘴边，对科学大师的名字也耳熟能详，但却很少有人看过他们的著作，甚至在国内寻找这些著作都非常困难。一个典型的例子大约要数居里夫人了，这是一位伟大的女性科学家，全面学习和了解她的科学思想和科学精神，无疑是十分重要的，但居里夫人的著作、文章或书信，几乎很少有翻译流传的中文版本。也就是说，几十年来，人们对居里夫人的了解，很多时候都停留在科学家小故事这样的生活层面。其他诸如哥白尼、伽利略、麦克斯韦等也都同样很难寻觅其原著的中文版本。这些事实提醒我们，原汁原味的科学思想和科学精神在中国的传播依然任重道远。当然，我们也同样要感谢众多学者和翻译家们曾经做出的努力，是他们将大量科学大师们的著作译成了中文，使得我们可以从中进一步发掘开采，编辑整理出目前这样一个简明读本，以飨读者。更为令人感动的是，当我们联系这些译者告知我们的工作和想法时，绝大多数能够联系上的专家和前辈翻译家们都给予了慷慨的支持，一些德高望重的老专家还亲笔给我们回信，对编辑工作予以精心的指导。前辈及同行专家们传播科学的热情和支持，对我们完成此项工作意义重大。对此，我们深表感谢！为尊重他们的劳动，每篇译文都注明了中文译者，我们只对其中个别的地方进行了必要的技术润色，翻译的成绩还要归功于译者。因个别译者无法联系，盼能见到此书和我们联系，以便按规定处理相关版权。

编辑《科学大师启蒙文库》，使我们有机会重新回顾现代科学在中国传播扩散的具体过程，也对其中的遗憾和缺陷有了具体而明确的认识。有些重要科学家的著作，很少被介绍到中国来，一定程度上至少影响了更多的中国学人对其科学思想和方法的深入学习。编辑此套文库，也是对此项遗憾的一个弥补。我们认为，过去那种把科学普及单纯理解为讲讲科学家小故事，传播一些科学常识的初级阶段的做法，必须尽快予以升级。我们还需要在传播和普及科学思想与科学方法上下大功夫，只有真正让科学思想深入人心，才能从根本上把握现代科学的精髓与实质，本土化的科学创新才有进步的起点。或许有人认为，学习科学大师的原著，看原文就可以了，没必要阅读中文，这种精英哲学对专业研究固然不能算错，但科学的发展毕竟不是少数人的事，没有全民族崇尚科学文化的基础，科学创新也将失去大众的土壤和条件。

作为编者，我们建议一般读者不妨将本套文库当作了解科学大师的一扇窗口，泛读浏览，可以一窥大师思想之光华；精读研习，又可以从专业角度感知科学大师科学发现的思路历程，为未来的创新寻找思想和方法的启蒙。从这个意义上说，每一个没有读过科学大师原著的人，不都需要这样一个科学思想的启蒙教育吗？这样的启蒙充满了未知、传奇和启迪，有兴趣深究可以全套书逐一看过，浅尝辄止也不妨选其一本细细品读。无论哪种方式，我们都乐于看到通过我们的工作能让读者朋友和大师对话，开启科学思想的启蒙之航。

最后，我们要特别感谢本书责任编辑及上海交通大学出版社的各位主管领导，是他们锲而不舍的努力，独具慧眼构思了这样的选题并积极努力促成了此套丛书的问世。我们还要感谢中国科学技术大学“科技史与科技文明国家哲学社会科学创新基地”对本套丛书给予的大力支持！对读者朋友而言，哪怕这本书的几行字几句话能够有所启发，我们的愿望也就实现了。

从书丰编徐飞