费米开车撞兔子 | 我读

来源: 科技教育出版社
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  文/周劼(资深媒体人)
  费米开车去上班 撞了/肇事兔子耍流氓 跑了/多亏一帮好同事/请他吃饭压压惊 好了/他说/俺们这旮答在造原子弹/俺们这旮答都是荒野地/俺们这旮答兔子满处跑/俺们这旮答都是科学家/俺们这旮答都和兔子撞过车/那么,提问:从撞车的频率能否算出俺们这旮答兔子的数量?
  唱到这里,得说一下故事背景。二战期间费米负责美国原子弹核裂变反应堆的设计与建造,事属机密,设计室和制造工厂得放到很偏远的地方,而且两地之间得有相当的距离,于是,费米从设计室到制造工厂上班需开车来回,途经大片荒地,时不时有野兔到公路上来唱儿歌:汽车来了我不怕,我和汽车打一架。
  费米领导的小组自然云集了各国的科学家精英,圈在一个小范围内,除了原子弹不能干别的,不能与外界联系,缺乏娱乐,时间一长,就有些无聊了,于是大家利用吃饭的时间胡侃海吹,又怕思维生锈了,满世界找点乐子来做点儿思想体操。费米把车祸一说,大家一合计原来都有此经历,于是费米出题给大家:
  根据车速与撞上兔子的数目,基于概率和合理假设,来估算每平方公里内栖息兔子的数量。
  这个题目包含了物理、数学、概率、推论、估算等等元素,很有挑战性,正闲得脑袋关门闭锁的科学家们来了精神,一个个脑洞大开,不仅纷纷解答,还变本加厉,提出更多类似的问题,比如:
  芝加哥有多少钢琴调音师?一座足球场要铺几片草皮?
  这些奇奇怪怪的问题一汇总,编个名目,就称之为“费米问题”,反映的是科学家们在闲暇之余的好奇心和思维游戏。
  科学研究有为人类造福、为国家助力的宏大动机,但归根到底还是个人的兴趣与爱好,忍不住对不知道的东西好奇,忍不住给不知道的东西一个解释,就是科学研究的原动力。好奇,要答案,就变成一种思维游戏,好的科学家肯定是忍不住玩儿,忍不住乐,处处脑力游戏牛刀小试,带给自己极大愉悦,也让大家深受感染的人。
  受感染还包括费米的妻子,虽然是外行,却还是忍不住在回忆录里记了一件事儿:
  费米和妻子乡野远足,突然停下来,弯下身,将窄尖鼻子凑近一个蚂蚁窝,喃喃自问道:“有多少脑细胞在为建造这座蚁穴工作着?按脑质单位计算,蚂蚁的脑筋比人类的脑筋所做的功是多还是少?”然后从口袋里掏出计算尺。“我们来看……一立方厘米的神经元里……”一会儿功夫,他抬起头神气地看着妻子,“我已算出了答案。你呢?”
  省略号的地方估计是妻子听不懂也记不住的一大堆原理数据,但这件事儿足以让她震惊一辈子,科学家思考问题的大脑回路果然异于常人,科学家发现问题的眼界思路也果然异于常人。费米妻子的回忆录名为《原子在我家中》,“原子”最起码包含了一层意思,如玻尔所言,“谁说他弄懂了原子,那他一定在胡扯。”妻子想懂科学家丈夫,和科学家想弄懂原子一样。
  “费米问题”大概只相当于科学家在繁杂沉闷之余让思想放个假的扯闲篇,但正是这一点闲暇,让常人眼中科学家的古怪变成科学家的风趣风雅,甚至风向——随口的一句话,颠覆人类的认知。
  还是费米。有一次,科学家们放松聊天时谈起外星生命,谈得热烈奇妙。第二天费米吃午饭,神情恍惚,突然问:“我们都在哪里?”这话引得周围人哄堂大笑,一旁的特勒回忆说,“这个问题问得唐突,没头没脑,但每一个人都立刻陷入沉思”。这个问题后来被引申为“费米佯谬”:如果外星文明果真存在,其中应当有一些存在得足够长久,极度智慧,高度发达,应该已然具备太空旅行的能力。地球和人类文明已经存在了这么久,应当会见到他们的飞船了。但这种事并未发生。原因何在?引发了一系列诸如其他星球是否存在智慧生命,有的话他们在哪里,为什么我们检测不到他们的任何信号等等思考。“费米佯谬”从1960年代以来一直是天文学界搜寻外星文明中争论的一个热点。特别是科幻电影里,总把“费米佯谬”挂在嘴边,显示我们虽然不懂科学,但还知道怎么难为科学。这和有事没事将“薛定谔的猫”拽在怀里一样。
  我常常想,费米之所以被誉为实验和理论兼顾而兼得的最后一位大师,就在于他理论精深,却从不放过任何实际的问题,无论问题的大小,无论其中包含的物理、数学深或浅,只要有趣,能让自己在思维的锻炼中敏锐一下,快乐一把,就忍不住要提出,要解决。这也让费米成为现代科学史上难得的几位科学兼具人性、严肃力求活泼的科学家,他让我们看到了“科学叔叔的奇思妙想”,而非“怪”。
  阅读书目:
  《约翰·惠勒自传:物理历史与未来的见证者》 惠勒/福勒 著 蔡承志 译 汕头大学出版社
  《原子在我家中:我与恩里科·费米的生活》 劳拉·费米 著 何兆武/何芬奇 译 上海人民出版社
  《天地有大美:现代科学之伟大方程》格雷厄姆·法米罗 主编 涂泓 吴俊 译 上海科技教育出版社出
  《展演科学的艺术家:萨根传》 戴维森 著 暴永宁 译 上海科技教育出版社
  【编辑:叶军】
  (作者:作者周劼编辑叶军)
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