我mpossible !
这个词在整个大讲堂里引起了共鸣。我刚刚描述完我的研究生多夫·莱文和我发明的一种新型物质的革命性概念。
加州理工学院的教室里挤满了来自校园各个学科的科学家。讨论进行得非常顺利。但就在最后一批人鱼贯而出的时候，一个熟悉的洪亮的声音说:不可能的!”
即使闭上眼睛，我也能认出那个带有明显纽约口音的独特沙哑的声音。站在我面前的是我的科学偶像、传奇物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)。他留着一头齐肩的灰白头发，穿着他那件标志性的白衬衫，脸上挂着一副让人放下武器的魔鬼般的微笑。
费曼曾因其开创性的工作获得了诺贝尔奖，他发展了第一个电磁量子理论。在科学界，他已经被认为是20世纪最伟大的理论物理学家之一。他最终也在公众中获得了标志性的地位，因为他在查明挑战者号航天飞机失事原因方面发挥了关键作用，他的两本畅销书，你一定是在开玩笑，费曼先生!和你在乎别人怎么想吗?
他有一种非常好玩的幽默感，并因他精心设计的恶作剧而臭名昭著。但说到科学，费曼总是毫不妥协的诚实和残酷的批评，这使他在科学研讨会上成为一个特别可怕的存在。可以预见，当他听到一个在他看来不准确或不准确的东西时，他会打断并公开质疑一个演讲者。
所以，当费曼在我的演讲开始前走进演讲大厅，坐在他通常坐在前排的座位上时，我已经敏锐地察觉到了他的存在。在整个演讲过程中，我一直用眼角的余光仔细地注视着他，等待着任何可能爆发的情绪。但费曼从来没有打断他，也没有提出异议。
T费曼在演讲后站出来和我对质，这可能会让很多科学家感到震惊。但这不是我们第一次见面。十年前，我在加州理工大学读本科时，有幸与费曼密切合作，对他只有钦佩和喜爱。费曼通过他的著作、演讲和个人指导改变了我的生活。
当我在1970年作为一名大一新生第一次来到校园时，我的目标是主修生物学或数学。我在高中时对物理从来没有特别感兴趣。但我知道，加州理工学院的每个本科生都被要求修两年这门课。
我很快就发现，大一物理实在太难了，这在很大程度上要归功于课本，费曼物理学讲座，第一卷．这本书与其说是一本传统的教科书，不如说是一本精彩文章的集子，其基础是费曼在20世纪60年代发表的一系列著名的大一物理讲座。
费曼向我展示了，如果好奇心驱使你去探索不同的领域，那是可以接受的。
与我所见过的其他物理教科书不同，费曼物理学讲座从不费心解释如何解决任何问题，这使得试图完成令人生畏的家庭作业具有挑战性和耗时。然而，这些论文确实提供了一些更有价值的东西——对费曼思考科学的原始方式的深刻见解。几代人都从中受益费曼的讲座．对我来说，这次经历绝对是一次启示。
几周后，我感觉我的头骨被撬开了，我的大脑重新连接了。我开始像物理学家那样思考，并且爱上了它。像我这一代的许多其他科学家一样，我很自豪地把费曼当作我的英雄。我放弃了我最初关于生物学和数学的学术计划，决定全力追求物理学。
我还记得大一的时候，有几次我在研讨会前鼓起勇气和费曼打招呼。在当时，任何事情都是不可想象的。但在我大三的时候，我和室友不知怎么鼓起勇气去敲他办公室的门，问他是否可以考虑开一门非正式的课程，让他每周和我们这样的本科生见面，回答我们可能问的任何问题。我们告诉他，整件事将是非正式的。没有家庭作业，没有考试，没有成绩，没有课程学分。我们知道他是一个反传统的人，对官僚主义没有耐心，我们希望他会喜欢结构的缺乏。
大约十年前，费曼曾开设过类似的课程，但只针对大一新生，每年只上一个季度。现在我们要求他在一整年里做同样的事情，并让所有的本科生都可以使用，特别是像我们这样的三、四年级的学生，他们可能会问更高级的问题。我们建议把这门新课程命名为“物理X”，就像他之前的那门一样，以便让大家明白这门课完全不在课本上。
费曼想了一会儿，出乎我们的意料地回答说:“是的!”因此，在接下来的两年里，我和室友每周都和其他几十名幸运的学生一起，和迪克·费曼度过一个有趣而难忘的下午。
物理学X总是以他走进讲堂并询问是否有人有问题开始。偶尔，有人想问费曼擅长的话题。自然地，他对这些问题的回答是大师级的。不过，在其他案例中，费曼显然从未想过这个问题。我总是觉得那些时刻特别迷人，因为我有机会看到他是如何第一次投入和挣扎于一个话题。
我清楚地记得我问了他一些我认为很有趣的问题，尽管我担心他会认为这是微不足道的。“影子是什么颜色的?”我想知道。
在教室前来回走了一分钟后，费曼兴致勃勃地抓住这个问题不放。他开始讨论阴影的微妙的渐变和变化，然后是光的性质，然后是颜色的感知，然后是月球上的阴影，然后是地球照在月球上，然后是月球的形成，等等，等等。我被迷住。
在我大四的时候，迪克同意做我一系列研究项目的导师。现在我可以更近距离地观察他解决问题的方法了。我还体会到，每当他的高期望没有得到满足时，他就会用尖酸刻薄的舌头批评我。他用“疯狂”、“坚果”、“荒谬”和“愚蠢”等词指出我的错误。
这些刺耳的话起初刺痛了我，使我怀疑自己是否属于理论物理学。但我不禁注意到，迪克似乎并不像我那样认真对待批评意见。在接下来的呼吸中，他总是鼓励我尝试不同的方法，并邀请我在取得进步时回来。
费曼教给我的最重要的事情之一是，一些最令人兴奋的科学惊喜可以在日常现象中发现。你所需要做的就是花时间仔细观察事物，问自己一些好的问题。他也影响了我的信念:没有理由像许多科学家那样，屈服于试图迫使你专攻某一科学领域的外部压力。费曼举例告诉我，如果好奇心驱使你去探索不同的领域，那是可以接受的。
O我在加州理工学院的最后一个学期，我们之间的一次交流尤其令人难忘。我当时正在解释一个数学模型，这个模型是我开发的，用来预测超级球的行为。超级球是一种有弹性、超弹性的球，当时特别流行。
这是一个具有挑战性的问题，因为超级球每次反弹都会改变方向。我想要添加另一层复杂性，即预测超级球将如何沿着一系列不同角度设置的表面反弹。例如，我计算了它从地板弹到桌子底面，弹到倾斜的平面，然后弹离墙壁的轨迹。根据物理定律，这些看似随机的运动是完全可以预测的。
我站在理查德·费曼面前，向他解释这些长期存在的规则是错误的。
我给费曼看了我的一个计算。它预测我可以扔出超级球，并且在一系列复杂的反弹之后，它会回到我的手上。我把论文递给他，他看了一眼我的方程式。
“那是不可能的!”他说。
不可能吗?我被这个词吓了一跳。这是他身上的新东西。而不是我偶尔想到的“疯狂”或“愚蠢”。
“你为什么认为这是不可能的?”我紧张地问。
费曼指出了他的担忧。根据我的公式，如果有人以一定的旋转从一个高度释放超级球，球就会反弹，并以一个很低的角度倾斜到地板上。
“这显然是不可能的，保罗，”他说。
我低头看了看我的方程式，发现我的预测确实暗示着球会以一个低角度弹起并起飞。但我不确定这是不可能的，即使这似乎违反直觉。
我现在已经有足够的经验来反驳了。“那好吧，”我说。“我以前从未尝试过这个实验，但让我们在你的办公室里试试看。”
我从口袋里拿出一个超级球，费曼看着我按照规定的旋转把球扔了下去。果然，球准确地按照我的方程预测的方向起飞了，以一个较低的角度向侧面移动，这正是费曼认为不可能的方式。
他一眨眼就看出了自己的错误。他没有考虑超级球表面的极端粘性，这影响了旋转如何影响球的轨迹。
“多么愚蠢!”费曼大声说，用的是他有时用来批评我的那种腔调。
在一起工作了两年之后，我终于确定了我长期以来的怀疑:“愚蠢”只是费曼用于每个人的一个表达，包括他自己，作为一种将注意力集中在一个错误上的方式，这样它就不会再犯了。
我还了解到，费曼使用的“不可能”并不一定意味着“无法实现的”或“荒谬的”。有时它的意思是“哇!这里有一些惊人的事情，与我们通常期望的事实相矛盾。这值得理解!”
所以，11年后，当费曼在我的演讲结束后找到我，带着开玩笑的微笑，开玩笑地宣布我的理论“不可能!”我很确定我明白他的意思。我演讲的主题是一种名为“准晶体”的全新物质形式，这与他认为正确的原理相冲突。因此，它很有趣，值得理解。
F伊曼走到桌子前，我在那里做了一个实验来证明这个想法。他指着它要求道:“再给我看看!”
我按下开关开始演示，费曼一动不动地站着。他亲眼目睹了对最著名的科学原则之一的明显违背。这是一种非常基本的东西，他在费曼的讲座．事实上，这些原理已经传授给每一位年轻的科学家近200年了。
但现在，我站在理查德·费曼面前解释这些长期存在的规则是错误的。
晶体并不是原子有序排列和精确衍射图案的唯一可能的物质形式。现在有了一个广阔的新世界，有了它自己的一套规则，我们称之为准晶体。
我们选择这个名字是为了说明这种新材料与普通晶体的区别。这两种材料都由在整个结构中重复出现的原子群组成。
晶体中的原子群以一定的间隔重复，就像已知的五种模式一样。然而，在准晶体中，不同的基团以不同的间隔重复。我们的灵感是一个二维图案，被称为Penrose瓷砖，这是一个不同寻常的图案，包含两种不同类型的瓷砖，以两个不相称的间隔重复。数学家称这种模式为准周期的。因此，我们把我们的理论发现称为“准周期晶体”或“准晶体”，简称。
我给费曼做的小演示是为了证明我的观点，使用激光和一张带有准周期图案的幻灯片。按照费曼的指示，我打开激光器，对准光束，让它穿过幻灯片，落在远处的墙上。激光产生的效果与x射线通过原子之间的通道产生的效果相同:它产生了衍射图案，如下图所示。
我关掉了头顶上的灯，好让费曼看清墙上标志性的雪花图案。它不像费曼所见过的任何其他衍射图案。
我向他指出，就像我在课堂上做的那样，最亮的点形成了10个同心环。这是闻所未闻的。人们还可以看到形成五边形的一组精确的点，揭示出一种被认为是在自然界中绝对禁止的对称。仔细一看，发现在这些小点之间还有更多的点。以及这些点之间的点。还有更多的斑点。
费曼要求更仔细地看幻灯片。我把灯打开，从灯架上取下来，递给他。幻灯片上的图像是如此的缩小以至于很难欣赏细节，所以我也给了他一张放大的瓷砖图案，他把它放在激光前的桌子上。
接下来的几分钟在寂静中度过。我又开始觉得自己像个学生，等着费曼对我想出的这个可笑的主意做出反应。他盯着桌子上的放大版，把幻灯片插进支架里，自己打开了激光开关。他的眼睛在桌子上打印的放大图片之间来回移动，向上移动到墙上的激光图案上，然后又向下移动到放大的图片上。
“不可能!”费曼最后说。我点头表示同意，微笑着，因为我知道这是他最大的赞美之一。
他又抬头看了看墙，摇了摇头。“绝对不可能!这是我见过的最神奇的事情之一。”
然后，迪克·费曼没有再说什么，高兴地看着我，给了我一个巨大的、魔鬼般的微笑。
保罗·j·斯坦哈特是普林斯顿大学阿尔伯特·爱因斯坦科学系的教授，他在普林斯顿大学的物理系和天体物理科学系任教。他是普林斯顿理论科学中心的联合创始人和负责人。他曾因对早期宇宙和新形式物质的研究而获得狄拉克奖章和其他著名奖项。
从第二种不可能:对物质新形式的非凡探索通过保罗·j·斯坦哈特．版权所有©2019作者:Paul J. Steinhardt。经西蒙与舒斯特公司许可转载。
