与物理天才费曼相知相识:谈计算与创新的纯粹乐趣

原文标题:科学天才Wolfram新作:费曼、乔布斯、冯·诺伊曼……他写活了人类史上最聪明的15位大师

原文作者:图灵编辑部

冷月清谈:

这篇节选来自斯蒂芬·沃尔弗拉姆的新书《科技群星闪耀时:15个创新传奇》,讲述了他与物理大师理查德·费曼的相识经历。沃尔弗拉姆从他与费曼的回忆出发,带我们走进大师的思想世界,探索科学与创新纯粹乐趣的驱动力。

费曼是一位伟大的计算者,他凭借超强的直觉和精湛的计算技巧,引领着人们探索物理世界的奥秘。他始终对事物本质的好奇和探究,以及对复杂世界简单本质的追求,深深感染了沃尔弗拉姆。他们的合作与碰撞,不仅是科学思想的交流,更是对创新的本质与领导力的深度思考。

沃尔弗拉姆分享了费曼对物理研究的热爱,他对计算的力量的笃信,以及他对平和心态在创新中的重要性的强调。他指出,费曼的独立性和不负责任的外表下,隐藏着他对卓越的追求和对人类事务的独到思考。通过描绘费曼对物理问题的执着和对未知世界的探索,沃尔弗拉姆让我们领略了科学探索者对知识和真理的敬畏与追求。




怜星夜思:


1、费曼对结果的直觉理解,是否与他的计算能力有关?
2、费曼的平和心态如何影响他的创新能力?
3、你认为,科技领域还有哪些值得探究的未解之谜?




原文内容



沃尔夫拉姆本人是计算科学、物理学和数学领域的著名学者,又是广泛流行的数学软件 Mathematica和计算知识引擎 Wolfram Alpha的主要设计师,可谓学术和商业领域的“双料巨人”。


图灵此前引进了他的《这就是ChatGPT》,广受好评,此次上市的是他的另一本作品《科技群星闪耀时:15个创新传奇》,这是他为数学、物理学和计算科学史上的“群星”所写的传记。


他以独特的个人视角讲述了科学和技术史上的有趣人物,及其思想和成就,其中一些人甚至与他有过精彩碰撞。


作者从他与理查德·费曼的回忆到与乔布斯的碰撞,从图灵的工作如何释放几代人的创新力,讲到艾达·洛夫莱斯在计算史上的真正影响,将读者带入思想家和创造者们的思想和生活,并将书中故事与自己的兴趣、见解和经历结合在一起,以独到眼光透过历史审视了伟大思想背后的动力,解读科学发展、创新的规律,以及后世能汲取的启发。


本文节选他与费曼的相知相识的故事。

《科技群星闪耀时:15个创新传奇》

作者:[美]斯蒂芬·沃尔弗拉姆(Stephen Wolfram)

译者:应俊耀 蔚怡


我第一次遇见理查德·费曼(Richard Feynman)是在我 18 的时候,当时他 60 岁。我们认识十多年,我想自己对他还是相当了解的。初识费曼是我在美国加州理工学院(Caltech)物理小组的时候。后来,我们都曾为波士顿盛极一时的思维机器公司(ThinkingMachines Corporation)提供咨询服务。

事实上,我从未在公开场合谈论过费曼。因为能讲的东西实在太多了,我都不知道从何说起。

但假如说有一个时刻可以概括理查德·费曼以及我和他之间关系的话,也许就是这个时刻了。大概是在 1982 年,我去了费曼家里,我们当时的谈话发展到了某种不愉快的地步。我正要离开,费曼拦住我说:“你知道吗?你和我都很幸运。因为无论发生了什么,我们都还有物理学。

费曼喜欢研究物理。我认为他最喜欢的是研究的过程、计算的过程、把事情弄清楚的过程。对他来说,结果是否重大,或者是否深奥和离奇,似乎都不那么重要。对他来说,重要的是寻找答案的过程。而他在这方面往往有很强的好胜心。

某些科学家(可能也包括我自己)的驱动力来自建立宏伟知识大厦的野心。我认为费曼至少在我认识他的那些年里更多是被真正从事科学研究的纯粹乐趣所驱使的他似乎最喜欢把时间花在弄清问题和计算上。他是一伟大的计算者,也许是有史以来最棒人工计算器。

下面是我文档里的一页,典型的费曼风格,内容是计算一个费曼图。

这看起来挺有意思。他的风格始终如一,通常只是使用常规的微积分之类的东西。这本质上就是 19 世纪的数学。他从不相信其他的东西。但如果要说有谁能做到这样计算的话,那就只有费曼,无出其右。

我一直觉得很不可思议。他会从某个问题开始,然后在几页纸上写满计算过程。最后,他真的会得到正确的答案!但他往往并不满足于此。一旦得到了答案,他就会回过头来,试图弄清楚为什么这是显而易见的。他经常会提出那种典型费曼式的、听起来简单合理的解释。他从不会告诉别人这背后所有的计算过程,有时候这对他来说有点儿像一个游戏:让人们被他看似瞬间产生的物理直觉震惊得目瞪口呆,却不知道实际上这些都来自他所做的一些漫长而艰难的计算。

他对自己计算的内部结构总是有一种奇妙的条理清晰的直觉。他知道某个积分应该有什么样的结果,某些特殊情况是否重要,等等。他一直在努力提升自己的直觉。

我记得有一次,肯定是 1985 年的夏天,当时我刚刚发现了一个叫作“规则 30”(rule 30)的东西。这可能是我一直以来最喜欢的科学发现了。正是这个发现开创了我花费 20 年时间构建的全新的科学(我将其写进了我的《一种新科学》一书)。

我和费曼当时都在波士顿访问。有一个下午,我们花了大部分时间讨论规则 30,讨论它是如何从顶部的那个黑色小方块变成这么复杂的东西的,以及这对物理学意味着什么,等等。

我们刚刚在其他人的帮助下,在地板上爬来爬去,试图用米尺把一幅规则 30 的巨型打印件上的一些特征测量出来。费曼把我叫到一边,神神秘秘地说:“听着,我只想问你一件事,你是怎么知道规则 30 会产生如此疯狂的结果的?”我说:“你了解我的,我并不知道。我只是让计算机尝试了所有可能的规则,然后我就发现了它。他说:“啊,现在我感觉好多了。我还担心你有什么办法能把它搞明白呢!

我和费曼又聊了很多关于规则 30 的东西。他真的很想对它的工作原理有一个直观的认识。他试着用所有常用的工具来不断地测试它,比如他试图找出秩序与混沌之间的那条线的斜率是多少。他还计算了一下,用了他常用的微积分等。他和儿子卡尔(Carl)甚至花了大量时间试图用计算机来破解规则 30。

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有一天他打电话给我说:“好吧,沃尔弗拉姆,我破解不了。我觉得你说对了。”这句话令人非常振奋。

多年来,我与费曼在很多方面都尝试过合作。在人们还没听说过量子计算机时,我们就在这机器上合作过。我们尝试制造出一种能够生成完全物理随机性的芯片,或者得出这种芯片是无法制造出来的结论。我们还尝试评估费曼图所需的所有计算是否真的有必要。我们也合作解决过关于统计力学中有图片和量子力学中有图片是否是巧合的问题。我们甚至还合作研究过量子力学中最简单的基本现象到底是什么的问题。

我记得当时我们都在波士顿为思维机器公司做咨询,费曼经常会说:“我们躲起来做点物理学研究吧。”这就是一个典型的场景。是的,我以为没有人注意到,我们在一个关于新计算机系统的新闻发布会后台讨论着非线性的 σ 模型。通常,费曼会做一些计算,而我则不断地抗议说,我们应该直接去用计算机计算。我最终还是会那样做。然后我会得到一些结果,他也会得到一些结果,我们会争论谁对结果的直觉更胜一筹。

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顺便提一下,费曼并非不喜欢计算机。他甚至费尽周折弄到了一台早期的 Commodore PET 个人计算机,也喜欢用它来做事。1979 年,当我开始研究 Mathematica 的前身时,他就很感兴趣。我们讨论了很多关于它应该如何工作的问题。他热衷于解释他解决问题的方法:做积分的方法、做标记的方法、组织工作的方法。我甚至设法让他对语言设计的问题产生了一点兴趣。尽管我不认为有什么直接来自费曼的东西在 Mathematica 中被保留了下来,但他最喜欢的积分,我们肯定用在了上面。

费曼的参与有时会是一种麻烦。就像我在开发 SMP(Mathematica的前身)时,我组织了一些研究过其他系统的人来参加研讨会。曼也经常来。有一天,一个来自某著名计算机科学系的家伙来演讲。我觉得他有点儿累了,导致他的演讲实在不怎么样。最后,演讲内容竟演变成关于他们所创建的系统名称的一堆“谐音梗”。费曼越听越恼火,最后站了起来,做了一场完整的演讲,他说:“如果这就是计算机科学,那简直就是胡扯……”我想,那个演讲人肯定认为是我让费曼这么做的,他因此怀恨了我 25 年……

在很多方面,费曼都是一个孤僻的人。除了出于社交需求,他真的不喜欢与别人合作。他还是只对自己的工作最感兴趣。他不怎么读书,也不怎么听讲,他想要的是自己动手的乐趣。他倒是常常来参加物理研讨会。不过他有个习惯,就是把研讨会当作解决问题的练习课。而且他并不总是顾及演讲者的感受。事实上,有一段时间我在加州理工学院组织了理论物理研讨会。他经常“煽动”我,争着和我找出演讲者内容中的致命缺陷。这引发了一些非常不幸的事件,但也带来了一些有趣的科学发现。

有一件关于费曼的事情是,他在安排自己生活方面颇费心思,好让自己不是那么繁忙,因而他可以只做自己想做的事。通常,他都有很多问题要解决。但有时他的长期助手会说:“你应该去和他谈谈,不然他又要开始破译玛雅象形文字了。”他总给人一种不负责任的感觉,不过我觉得他更多是针对机构,而不是针对个人。

当然,我非常感谢他花了大量时间给我提建议,即便我并不总是善于采纳这些建议。他经常说的一句话是:“平和的心态是开展创造性工作最重要的前提条件。”他认为一个人应该尽其所能来实现这一点。他认为这意味着,除了其他事情之外,一个人应该始终远离任何世俗的东西,比如管理。

尽管我认为费曼觉得大多数学者都相当沉闷,但他自己的一生也都是在学术界度过的。而且,我觉得费曼也不太喜欢他们对外部世界的标准看法,他自己往往更喜欢那些不同寻常的人。

他经常会把我介绍给那些前来拜访他的古怪人物。记得有一次,我们和一个颇有煽动力的邪教色彩组织创始人共进晚餐,那是一顿不同寻常的晚餐。之后,费曼和我谈了几小时关于领导力的问题,谈论了像罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)这样的领导者,还有杨百翰(Brigham Young)。这些让他很是着迷,也非常困惑,究竟是什么让伟大的领导者能够领导人们去做不可思议的事情?他想从中获得一种直觉理解。

这很有趣,费曼出奇地勤勉,完全是出于他的独立性。我记得有一次他在准备一场规模相当小的会议的演讲,他对此忧心忡忡。我问:“你是一个伟大的演说家,你在担心什么?”他说:“是的,每个人都认为我是一个伟大的演说家,所以这意味着他们对我的期望会更高。”而事实上,有时正是那些漫不经心的会议演讲,最终成了费曼最受欢迎的作品。这些作品或关于纳米技术,或关于量子理论的基础,或者其他话题。

费曼一生的大部分时间都在研究当今物理学中的重要问题。但他是一个自信的问题解决者,偶尔也会带着“只要思考就能解决任何问题”的态度出去探险。不过,这种态度也有一定的局限性。如,我认为他从未真正相信这种态度适用于人类事务。就像我们都在波士顿为思维机器公司做咨询时,我总是很焦虑,担心如果公司管理层不这样做或不那样做,他们就会失败。费曼只会说:“你为什么不让这些人自己来管理他们的公司?我们搞不懂这种事情。”可惜的是,这家公司最终还是倒闭了。当然,那是另一个故事了。

01

《科技群星闪耀时:15个创新传奇》

作者:[美]斯蒂芬·沃尔弗拉姆

译者:应俊耀 蔚怡



计算机科学家、数学家和理论物理学家,当今科学和技术领域重要的革新者之一斯蒂芬•沃尔弗拉姆全新力作,创新者的非凡洞见


费曼、乔布斯、冯·诺伊曼、图灵、拉马努金、哥德尔、马文·明斯基……以独特的个人视角讲述大师的思想和成就


伟大思想的源头,科学发展的规律,创新动力的底层逻辑


02

这就是ChatGPT

作者:[美] 斯蒂芬·沃尔弗拉姆(Stephen Wolfram)

译者:WOLFRAM传媒汉化小组


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平和的心态为费曼提供了专注和投入的条件。他能够不受外界干扰,沉淀心神,全身心投入到科学探索中,不受情绪和杂念的左右。

更重要的是,平和的心态使费曼能够以一种平和豁达的眼光看待世界,超越个人得失和名利诱惑,潜心于对真理和知识的追求。

这种心态也让他能够保持冷静和客观,不受失败或挫折的影响,始终对自己的研究保持信心和热情。

量子力学和引力之间的关系:如何调和量子力学和广义相对论,构建一个统一的理论,描述宇宙从微观到宏观的现象。

意识的本质:如何从物理学的角度理解意识的产生和工作机制,探讨意识与物质之间的关系。

两者相辅相成,相互促进。费曼的计算能力为他提供了扎实的根基,而他不断探索和完善的直觉能力又赋予了他驾驭复杂问题和触类旁通的能力。可以说,他的直觉理解在一定程度上源自且受益于他的计算能力。但也不可否认,他的天赋、勤奋和对物理的热爱,也塑造了他卓越的直觉。

不仅如此,费曼也注重培养和提升自己的直觉能力。他不断地用常规的数学工具测试问题,寻找特殊情况和规律之间的关联,从而形成对物理现象的独到见解。

复杂系统和涌现现象:探索复杂系统中涌现现象的规律和原理,例如生命、社会和网络系统的演化与自组织。

毫无疑问,费曼的计算能力为他提供了深刻的直觉基础。他的非凡计算技巧使他能够深入问题核心,洞察事物本质之间的联系和规律性。