" 不可能！"

我和我的研究生多夫 · 萊文（Dov Levine）一起發(fā)現(xiàn)了一種新型物質(zhì)，在我剛剛描述完它的革命性概念之后，這個聲音在教室里回響。

加州理工學(xué)院的教室擠滿了校園里各個領(lǐng)域的科學(xué)家，討論進(jìn)行得如火如荼。可當(dāng)人群中的最后一個人站出來時，一個熟悉而又響亮的聲音響起：

" 不可能！"

閉著眼都能認(rèn)出這個獨(dú)特、沙啞，帶有明顯紐約口音的人。站在我面前的是我的科學(xué)偶像，傳奇物理學(xué)家理查德 · 費(fèi)曼（Richard Feynman），他留著灰色的及肩長發(fā)，穿著標(biāo)志性的白色襯衫，臉上掛著他那令人放松的、邪魅的微笑。

保羅 · 斯泰恩哈特（Paul J. Steinhardt）記得，費(fèi)曼很幽默，并且實(shí)事求是。一天，當(dāng)斯泰恩哈特演講時，看到費(fèi)曼坐在前排時，他嚇壞了。

費(fèi)曼因其開創(chuàng)性的量子電磁學(xué)理論工作獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。在科學(xué)界，他被認(rèn)為是 20 世紀(jì)最偉大的理論物理學(xué)家之一。費(fèi)曼也因?yàn)榇_定挑戰(zhàn)者號飛行災(zāi)難的原因以及兩本暢銷書《別鬧了，費(fèi)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?）而在社會上具有標(biāo)志性地位。

費(fèi)曼很幽默，也因他精心設(shè)計(jì)的惡作劇而 " 臭名昭著 "。但說到科學(xué)，費(fèi)曼有著毫不妥協(xié)的誠實(shí)以及犀利的批判性，這使他在科學(xué)研討會上顯得尤其可怕。可以預(yù)料，在演講中，如果聽到他認(rèn)為不準(zhǔn)確或不精確的事情時，他會打斷演講并公開質(zhì)詢。

因此，在我的演講開始之前，當(dāng)費(fèi)曼走進(jìn)禮堂，坐在他通常坐的前排位置時，我敏銳地意識到了他的存在。在整個演講過程中，我一直用眼角觀察他，預(yù)備任何潛在的爆發(fā)。但費(fèi)曼從未打斷，也沒有提出異議。

演講結(jié)束后，費(fèi)曼站出來與我對質(zhì)，這樣的情況可能會讓許多科學(xué)家受到驚嚇。事實(shí)上，這并不是我們第一次見面。大約十年前，當(dāng)我還在加州理工學(xué)院讀本科時，我就很幸運(yùn)地與費(fèi)曼有著密切的合作，而且對他充滿了欽佩和愛戴。費(fèi)曼的寫作、課程和個人指導(dǎo)改變了我的人生。

1970 年，當(dāng)時我還是一名大一新生，我的目標(biāo)是主修生物學(xué)或數(shù)學(xué)。我在高中時從來沒有對物理特別感興趣，但我知道每個加州理工學(xué)院的本科生都必須修兩年的物理課。

我很快發(fā)現(xiàn)，大一的物理課非常難，這在很大程度上要?dú)w功于當(dāng)時的教材《費(fèi)曼物理學(xué)講義（第 1 卷）》。這本書與其說是一本傳統(tǒng)的教材，不如說是一本根據(jù)費(fèi)曼在 20 世紀(jì) 60 年代開展的大一物理課程而編寫的優(yōu)秀論文集。

費(fèi)曼告訴我，可以用好奇心來引導(dǎo)自己探索各種各樣的領(lǐng)域。

跟其他物理教材不同，費(fèi)曼物理學(xué)講義從不費(fèi)心解釋如何求解各種習(xí)題，來讓家庭作業(yè)更加令人生畏以及浪費(fèi)時間。這些講義提供了更有價值的東西，那就是費(fèi)曼關(guān)于科學(xué)本原的深刻見解與思考，幾代學(xué)生都從這套講義中受益匪淺，對我來說，這段經(jīng)歷是個深刻的啟示。

幾周之后，我整個思維都脫胎換骨了，我開始像個物理學(xué)家一樣去思考，并愛上了物理。像我這代的很多科學(xué)家一樣，我以偶像是費(fèi)曼而自豪。我放棄了最初追求的數(shù)學(xué)和生物，轉(zhuǎn)而將探索物理學(xué)作為我的最終理想。

記得大一的時候，有幾次我鼓足勇氣在研討會前向費(fèi)曼問好。當(dāng)時我們做了很多不可思議的事情，大三的時候，我和室友鼓起勇氣敲響了費(fèi)曼辦公室的門，問他可不可以為本科生開設(shè)一門非官方的課程，每周跟本科生交流一次，回答我們可能提出的任何問題。整件事情都是非正式的，沒有作業(yè)，沒有考試，沒有分?jǐn)?shù)，沒有學(xué)分。我們知道他是一個對官僚主義沒有耐心的反傳統(tǒng)主義者，繼而希望這樣自由的形式能夠吸引到他。

大約在十年前，費(fèi)曼也上過類似的課，但只給大一新生開放，每年只有一個季度。現(xiàn)在我們要求他將這個課程延長至一年，而且所有的本科生都能參加，尤其是我們這些大三、大四可能會有更多專業(yè)問題的學(xué)生。我們建議這門課跟之前課程名字相同，名為：" 物理 X"，以便讓所有人知道這門課是完全脫離傳統(tǒng)課本教學(xué)方式的。

費(fèi)曼想了一會兒，出乎意料地回答說：" 好的！" 所以在接下來的兩年里，我和我的室友每周都會和其他幾十個幸運(yùn)的學(xué)生一起，與親愛的費(fèi)曼度過一個個引人入勝、難忘的下午。

物理 X的課程從他進(jìn)入大禮堂并詢問有沒有人有問題開始。偶爾，有人會問到費(fèi)曼擅長的專業(yè)話題，當(dāng)然，費(fèi)曼的回答總是很巧妙。還有些時候，他會被問到一些他沒想到過的問題，我覺得這些時刻特別有趣，可以有機(jī)會看費(fèi)曼如何參與并討論一個新的問題。

我清楚地記得我曾問過一件自認(rèn)為很有趣的問題，盡管擔(dān)心他會認(rèn)為這件事很不重要。

我想知道：" 陰影是什么顏色的？"

在教室前后徘徊了一分鐘后，費(fèi)曼興致勃勃地抓住了這個問題。他開始討論陰影中的細(xì)微漸變和變化，然后是光的性質(zhì)，然后是顏色的感知，然后是月亮上的陰影，然后是月球上的地球反照，然后是月球的形成，等等等等。我為這個回答著迷不已。

在我大四的時候，費(fèi)曼同意做我研究項(xiàng)目的導(dǎo)師，我能夠更緊密地見證他解決問題的方法。每當(dāng)他的高期望得不到滿足時，我也能感受到他尖刻、挑剔的言辭。他用 " 瘋狂 "、" 神經(jīng) "、" 荒謬 " 和 " 愚蠢 " 等詞描述我的錯誤

起初這些刺耳的字眼刺痛了我，讓我懷疑自己是否適合理論物理學(xué)。但我忍不住注意到，費(fèi)曼不像他說的那樣嚴(yán)厲，在這些批評之后，他總是鼓勵我去嘗試不同的方法，并在有任何進(jìn)展的時候再來討論。

費(fèi)曼教給我的最重要的一件事是：在日常現(xiàn)象中可以發(fā)現(xiàn)一些最令人興奮的科學(xué)驚喜。你需要做的就是花時間去仔細(xì)觀察，并提出一些好問題。他還影響了我的信念：不需要去屈服于外部壓力，逼迫自己去像許多科學(xué)家那樣專攻某一科學(xué)領(lǐng)域。費(fèi)曼舉了個例子：你可以接受好奇心引導(dǎo)你去探索各種各樣的領(lǐng)域。

我在加州理工學(xué)院最后一個學(xué)期的一次交流特別令人難忘。我向費(fèi)曼展示了一個用來預(yù)測彈力橡膠球運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型，這在當(dāng)時非常熱門。

這個問題非常具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)橄鹉z球在每次反彈時都會改變方向，我想嘗試預(yù)測橡膠球沿著不同角度表面的反彈情況。例如，我計(jì)算了橡膠球從地板反射到桌子底下到傾斜平面到墻面的軌跡。這些看似隨機(jī)的運(yùn)動可以通過物理定律被完全預(yù)測到。

我站在費(fèi)曼面前告訴他這些長期被認(rèn)為是常規(guī)的東西是錯誤的。

我向費(fèi)曼展示了我的計(jì)算，預(yù)測我能通過扔一個橡膠球然后經(jīng)過一系列復(fù)雜的反射之后，球會回到我的手上。費(fèi)曼瞥了一眼我的方程。

他說：" 這不可能！"

不可能？我被這個詞嚇了一跳，這是繼 " 瘋狂 " 或者 " 愚蠢 " 之后從他口中聽到的新鮮詞。

我有點(diǎn)緊張：" 為什么你認(rèn)為這是不可能的？"

費(fèi)曼說出了他的觀點(diǎn)，按照我的方程，如果有人從高處以一定的轉(zhuǎn)動釋放橡膠球，在地面上球會以非常低的角度反彈。

" 保羅，這看起來是反直覺的。"

我看了一下我的方程，發(fā)現(xiàn)我的預(yù)測確實(shí)暗示了球會以低角度反彈。但即使這是反直覺的，我并不確定這不可能發(fā)生。

我現(xiàn)在有比較足夠的經(jīng)驗(yàn)來繼續(xù)對話：" 好吧，我以前沒有嘗試過這個實(shí)驗(yàn)，但我們現(xiàn)在在你的辦公室試試吧。"

我從口袋里掏出一個橡膠球，費(fèi)曼看著我按要求的旋轉(zhuǎn)角度把球扔了下去。果不其然，球準(zhǔn)確地沿著方程式預(yù)測的方向運(yùn)動，以一個低角度從地板上側(cè)向移動，這正是費(fèi)曼認(rèn)為不可能的事情。

馬上，他意識到了自己的錯誤。他沒有考慮橡膠球表面的極粘性，這會影響旋轉(zhuǎn)對球的軌跡的影響。

" 太蠢了！" 費(fèi)曼用他批評我時一樣的語氣大叫道。

經(jīng)過兩年的磨合后，我終于確定了長期以來的懷疑：" 愚蠢 " 只是費(fèi)曼希望將注意力集中到錯誤的問題上以保證下次不再發(fā)生的一種表達(dá)方法。

我還了解到，費(fèi)曼使用 " 不可能 " 時，并不一定意味著 " 無法實(shí)現(xiàn) " 或 " 荒謬 "。有時他的意思是：" 哇！這里有一些令人驚訝的事情，與我們通常預(yù)期的情況相矛盾。這是值得注意的！"

所以 11 年后，當(dāng)費(fèi)曼在我演講結(jié)束后帶著頑皮的微笑走近我時，他開玩笑地說我的理論 " 不可能！" 我很確定他的意思。我演講的主題是一種被稱為 "準(zhǔn)晶" 的全新物質(zhì)形式，與他認(rèn)為正確的原則相沖突。因此，它很有趣，值得注意。

費(fèi)曼來到我做實(shí)驗(yàn)的桌子邊，指著實(shí)驗(yàn)裝置要求道：" 再給我看看！"

我撥動開關(guān)開始演示，費(fèi)曼一動不動地站著。他親眼見證了違反科學(xué)中最著名原則的東西。這個概念在人們的心里根深蒂固，在將近 200 年以來一直作為最基本的概念被講給年輕的科學(xué)家們，甚至在費(fèi)曼的課堂上也一再談起。

但現(xiàn)在，我站在理查德 · 費(fèi)曼面前，解釋這些長期存在的規(guī)則是錯誤的。

晶體并不是原子有序排列和精確衍射圖案的唯一可能形式。現(xiàn)在有了一個新的宏觀藍(lán)圖，它有著自己的一套規(guī)則，我們稱之為準(zhǔn)晶（quasicrystals）。

我們選擇這個名字是為了明確這種新材料與普通晶體的區(qū)別。這兩種材料都由在整個結(jié)構(gòu)中重復(fù)的原子群組成。

晶體中的原子有固定的的周期。在準(zhǔn)晶中，不同的基團(tuán)以不同間隔重復(fù)。這個靈感源于一種被稱為彭羅斯瓷磚（Penrose tiling）的二維圖案，這種圖案包含兩種的瓷磚，它們以不相等的間隔重復(fù)。數(shù)學(xué)家稱這種模式為準(zhǔn)周期，因此這個理論被稱為為 " 準(zhǔn)周期晶體 " 或者 " 準(zhǔn)晶 "。

我用激光投影和帶有準(zhǔn)周期圖案的幻燈片來給費(fèi)曼展示我理論的證明。按照費(fèi)曼的指示，我用激光將幻燈片投影到墻上，就像 X 射線穿過原子層一樣，墻上出現(xiàn)了下圖中準(zhǔn)晶產(chǎn)生的衍射圖案。

我關(guān)掉了頭頂上的燈，讓費(fèi)曼好好觀察墻上標(biāo)志性的雪花圖案。這跟費(fèi)曼所見過的任何其他衍射圖案都不一樣。

我告訴他：這里有很多同心圓，每個同心圓都是由 10 個等距亮點(diǎn)組成的，這是前所未聞的。人們還可以看到形成五邊形的針尖群，揭示了一種被認(rèn)為在自然界中絕對禁止的對稱性。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，針尖之間有更多斑點(diǎn)，這些斑點(diǎn)之間的斑點(diǎn)，還有更多的斑點(diǎn)。

費(fèi)曼想要看得更仔細(xì)。我打開燈，把幻燈片從燈座上取下來交給了他。照片上的圖像小得難以觀察細(xì)節(jié)，我遞給他一個放大版的照片，任由他仔細(xì)觀察。

接下來的幾分鐘，一片寂靜。我開始覺得自己又像個學(xué)生了，等著費(fèi)曼對我最新的愚蠢想法做出反應(yīng)。他盯著桌子上放大版的照片，把幻燈片重新插入支架，自己打開了激光投影。他的眼睛在桌子上打印的放大圖和墻上的投影之間來回移動。

" 不可能！" 費(fèi)曼最后說。我點(diǎn)頭表示同意并微笑，因?yàn)槲抑肋@是他最大的贊美之一。

他回頭看了看墻上的投影，搖著頭說：" 絕對不可能！這是我見過的最令人驚奇的事情之一。"

然后，費(fèi)曼一句話也沒說，高興地看著我，給了我一個巨大的鬼魅般的微笑。

作者保羅 · 斯泰恩哈特是普林斯頓大學(xué)（Princeton University）的阿爾伯特 · 愛因斯坦科學(xué)教授，他在普林斯頓大學(xué)物理系和天體物理系擔(dān)任教授，創(chuàng)立并領(lǐng)導(dǎo)了普林斯頓理論科學(xué)中心。他因在早期宇宙和物質(zhì)新形式方面的工作而獲得狄拉克獎?wù)潞推渌勴?xiàng)。

作者：PAUL J. STEINHARDT

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