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附录A
物理学的未来

(1961年)
理查德·费曼(Richard P. Feynman)

听了Cockcroft教授、Peierls教授和杨教授的发言,我基本同意他们所讲的话。但是我不同意杨教授所说的前景不容乐观。我仍有信心。我认为任何阶段都会看似困难重重。另一方面,你们也会看到,我同意其中某些悲观的看法,同时我又无法对他们的意见做任何有用的补充。所以,我将讲一些(看似)不合理的话,请原谅我,我说的话会与他们十分不同。

首先,为了不使讨论的范围太大,我将尽量约束自己只讨论一个问题:寻求物理学的基本定律——最前沿的定律。如果我讨论非最前沿的问题,例如固体物理以及其他应用物理等,我会讲很不同的话。所以,请理解我缩小讨论范围的做法。

我认为,如果你不问自己专业的未来,你就无法读懂历史。我认为,如果不考虑所处的政治和社会背景,就无法预言物理学的未来。假如你要像Peierls教授一样预言未来25年的物理学,你必须记住你是在预言1984年的物理学。

其他发言者似乎为了避免出错而只预言未来10年也许25年的物理学。其实他们这样做并不安全,因为你可以跟上,发现他们的错误。因此,我想预测未来的1000年,万无一失。

根据其他发言者的预测方法,我们需要看一下961年和1961年的物理学。我们必须比较一下这两个时代:与奥马尔·海亚姆(Omar Khayyam)由同一扇门进出却早一个世纪的物理学,和目前我们打开一扇又一扇的门看到藏着珠宝的房间的物理学。而且,打开后面的五六扇门肯定有更多的宝藏。这是一个英雄时代,这是一个非常激动人心的时代,基础物理及基本定律有非常关键的进展。将其与961年相比并不公平,而是应该寻找物理学发展史上的另一个英雄时代,也许是阿基米德、阿利斯塔克的时代,即公元前3世纪。此后的1000年就是他们的物理学的未来:公元750年的物理学!物理学的未来取决于世界的其他情况,而不是简单按照目前的发展速度进行推测。如果再过1000年,就会面对一个难题:物理学是否可能灭亡?

从政治与社会的角度看,极有可能发生的事情之一是:我们即将有一场可怕的战争和一次毁灭。这样一次毁灭后,物理学会发生什么?它会复原吗?我觉得物理学,基础物理学,可能无法复原。接下来我讲讲为什么无法复原。

首先,假如北半球有大破坏,那么对于未来研究工作必不可少的高能机器很有可能无法运作。机器可能被破坏,可能没有启动机器的电源,也可能没有维修机器所需的工业技术,至少这种状况会维持一段时间。实验物理技术是工业实力的精华,必定会产生短时间的延阻。

物理学是否会暂时后退再恢复过来?我认为不会。因为一个令人振奋的英雄时代的产生必须先有一系列的成功。如果你注意不同文明中的伟大时代,你会发现那些时代的人对于成功有巨大的信心,他们有由他们自己发明创造的崭新事物。假如一个时代发生后退,就会有一段时间没有大的成绩。你需要做那些前人已经做过的实验,你需要重新研究前人已经掌握自如的定理。这可能会产生许多空谈和哲学推理,费力地学习物理学只是因为文明的需要,而不是真正在做研究。写下来的只是注释—知识分子的弊病,在许多领域中出现。从技术上讲,物理学很难立即恢复。高智商的人满脑子是当时的实用问题。困难在于物理学会变得无趣,而且会有一段时间没有任何新的发现。另一个特点是毫无用处。没有人知道怎么应用已经得出的高能粒子实验的结果。最后,可怕的灾难可能会引发敌对情绪,人们可能把毁灭怪罪于使之成为可能的科学家,对物理学和物理学家的敌视态度可能会普遍存在。另一个要注意的是研究精神可能无法再次建立,因为这种精神聚集于北半球工业发达的国家,它在其他国家还没有茁壮成长。

我提到了1000年,也许在这么长的时间里会有一次复兴。会由什么样的机器设备带来这一复苏?(我说过我无法讲出有用的话,我的确不行。)复兴必须是由某个领域中某个成功引起的。成功会在哪里出现?也许在其他领域。也许在物理学以外的领域,会有一个超越前人的时代,人们从而有了发展的信心,这种精神茁壮成长后会感染物理学。又或许,物理学会出现新的领域、新的观点,或者其他崭新的事物。这一点我无法判断。

另一个有意思的可能性,是某个国家或民族用科学观作为一种道德而在社会、政府、商业上取得某种胜利。你们懂我的意思—就是当某些人说某些话时,要聆听他们在说什么,而不是去想为什么他们这样说。宣传可能只是谎言,如果所讲的话不是想传达的内容,而只是为了显示自己有多么强大、多么美好等,那么没有人会仔细去聆听的。假如成功来自科学观,那么一个国家可能受自身社会取得的成功的鼓励,从这个科学问题中发展出又一兴趣。

现在我们看一下反面观点:假设没有毁灭—怎么才能没有毁灭,我不知道,我们只是假设一下—那么会发生什么?假设我们想象一个类似我们目前的社会持续了1000年(荒唐!),基础物理学、物理学基础问题、物理学定律研究会发生什么?

一种可能是有一个最终的解决方法将出现。杨教授认为这不可能,我不同意—虽然这种方法还没找到。如果你从建筑的一头走向另一头,在你还没抵达门口时,你还可以争辩说:“看,我们穿过这座建筑,我们没到门口,所以建筑的另一端并没有门。”但是对于我来说,我们似乎正在穿过一个建筑,我们并不知道这是一个无限长的还是有限长的建筑,因此我认为存在着一个最终解决的可能。

我所讲的最终解决方法是指会发现一套基础定律,从而使每个新的实验结果只是验证已知的定律,然后情况会越来越无趣,日复一日没有出现与已知的基本定律不吻合的新东西。当然,这样一来注意力会停留在我没展开的第二句话,但是基本问题会得到解决。

我觉得假如这样一个终极方法被发现,就会产生一种现象:富有活力的科学哲学出现衰退。我觉得我们之所以能成功抗拒职业哲学家和傻瓜在知识与如何获取知识上的洗脑,是因为我们在物理学上没有取得彻底的胜利。我们可以总是这样说:“你很好地解释了为什么世界就是我们所发现的样子,但是明天我们又会发现什么?”既然他们根本无法做任何预测,我们会觉得他们的哲学不能真正了解现状。可是假如现在就有解决方法,那么有多少人就要证明它必须是四维的?因为种种原因,它只能是四维的。我们哲学的活力也如此,它来自我们仍然在奋斗中这一事实。我认为它不能持久。

还有什么别的可能性呢?假设我们正在穿过的建筑是无限长的,如杨教授所认为的那样,那么将会有一连串令人振奋的发现。我们将加快步伐,打开一扇又一扇门,找到一件又一件珍宝。1000年!60年内有3个发现等于1000年有50个发现。是否会在基础物理观念上出现50个令人振奋的革命?基础物理学是否还有很多珍宝?如果是的话,情况会变得有点无趣。当你深入研究事物时总会发现变化,一件事要是重复20次就会很枯燥。我不相信积极的探索可以持续1000年。如果这种情况持续下去(我的意思是如果不能找到终极解决方法),加上如果我不相信可以连续有50个大发现,那么又会发生什么?

还有另一种可能性,就是物理学发展的速度会缓慢下来。问题变得更难解决。这种情况会怎样?强结合分析过了,弱结合只部分分析了,可是还有更弱的结合更难分析。要取得有用的实验信息是非常困难的,因为跨学科研究如此薄弱。获取数据的速度越来越慢,新的发现也越来越慢,问题也变得越来越难。越来越多人觉得物理学是个没有意思的学科,因此物理学会处于一种未完成的状态,只有少数研究在某些问题的边缘缓慢地进行。

当然,我们所说的物理学也有可能扩展到其他领域。我认为,如Peierls教授所讲的,物理学会扩展到天文学史和宇宙学。物理学的定律,如我们目前所了解的,属于这一类。在目前的状况下,物理学会如何发展?虽然微分方程及时引导出这些定律,可是肯定还存在另一问题:什么决定了目前的状况?也就是,宇宙发展全史是什么?认识到某一天这会成为物理学的一部分而不会总是被称为天文学史的方法,是注意到至少有一种可能性是物理学基本定律会随着时间而变化。如果物理学定律随着绝对时间的变化而变化,那么就无法区分如何得出定律与如何发现历史。我认为宇宙问题极有可能被卷入物理学里面。

最后,我要提醒你们,我只限于讨论基础物理学的未来。我认为将会有一个从前沿研究转入应用的重要转折,还有物理学定律所带来的发展。这会让人非常兴奋。我对这些方面的未来的看法,与我对基础物理的看法是完全不同的。

我们正处在一个英雄的时代,这个时代独一无二又令人振奋。以后的人会非常妒忌我们这个时代。那么发现物理学基本定律的时代又是怎样的呢?美洲无法被发现两次,我们可以妒忌哥伦布。你可以说,是的,但是美洲之外,还有别的星球可以探索。你说得对。除了基础物理学,还有别的问题可以研究。

我总结一下:我认为基础物理学的生命是有限的。它还会持续一段时间。目前它充满惊喜,我也根本不想退出这一领域。我生逢其时,占了很大的便宜,但我不认为它可以持续1000年。

我用以下两点作为结尾。首先,我讨论的不是应用物理或其他领域,对于这些领域我的看法会十分不同。其次,现代社会瞬息万变,我所预测的1000年的事可能在100年内就完成了。谢谢。 uS+7bjpUbLlJp4AeREdBCbxVudoQ47frIax4c54wXDQEG0S6j+c2QfYnCTRnOdhA

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