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Richard Feynman에게는 불가능한 것입니다

나는 mpossible!

이 단어는 대형 강당 전체에서 공명했습니다. 나는 대학원생 인 Dov Levine이 새로운 유형의 문제에 대한 혁신적인 개념을 묘사 한 것을 방금 마쳤습니다.

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Caltech 강의실은 캠퍼스 전역의 모든 분야의 과학자들로 가득 차있었습니다. 토론은 현저히 잘 진행되었습니다. 그러나 마지막 군중이 제출 한 것처럼 친숙하고 호황을 누리는 목소리와 그 단어가 생겼습니다.“ 불가능합니다!

나는 눈을 감고있는 뉴욕의 악센트로 독특하고 자갈이 많은 목소리를 인식 할 수있었습니다. 내 앞에 서서 내 과학적 우상, 전설적인 물리학 자 Richard Feynman은 회색, 어깨 길이의 머리카락에 충격을 주었고, 그의 특징적인 흰색 셔츠를 입고, 무장 해제, 끔찍한 미소와 함께.

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Feynman은 전자기의 최초의 양자 이론을 개발 한 그의 획기적인 작업으로 노벨상을 수상했습니다. 과학계 내에서 그는 이미 20 세기의 가장 위대한 이론 물리학 자 중 한 명으로 여겨졌다. 그는 챌린저 우주 왕복선 재해의 원인과 베스트셀러 두 권의 책을 식별하는 그의 중추적 인 역할 때문에 결국 일반 대중과 상징적 인 지위를 얻을 것입니다. 그리고 당신은 다른 사람들이 어떻게 생각하는지 걱정합니까?

그는 놀랍도록 장난스러운 유머 감각을 가졌으며 그의 정교한 실용적인 농담으로 유명했습니다. 그러나 과학에 관해서는 Feynman은 항상 타협하지 않고 정직하고 잔인하게 비판적이어서 과학 세미나에서 특히 끔찍한 존재가되었습니다. 그가 마음 속에 부정확하거나 부정확 한 무언가를 들었던 순간에 화자에게 방해하고 공개적으로 도전 할 것으로 예상 할 수 있습니다.

그래서 나는 프레젠테이션이 시작되기 직전에 강의실에 들어갔을 때 Feynman의 존재를 예리하게 알고있었습니다. 나는 프레젠테이션 내내 내 눈의 모퉁이에서 그를 조심스럽게 보았고 잠재적 인 폭발을 기다렸다. 그러나 Feynman은 결코 방해하지 않았으며 이의를 제기하지 않았습니다.

Feynman이 연설 후 나를 대면하기 위해 나왔다는 사실은 아마도 많은 과학자들을 석화시킬 것입니다. 그러나 이것은 우리의 첫 만남이 아니 었습니다. 나는 10 년 전 Caltech의 학부생이었을 때 Feynman과 긴밀히 협력 할만 큼 운이 좋았고 그에 대한 감탄과 애정이 없었습니다. Feynman은 그의 글, 강의 및 개인 멘토링을 통해 내 인생을 바꿨습니다.

1970 년 신입생으로 캠퍼스에 처음 도착했을 때, 제 의도는 생물학이나 수학을 전공하는 것이 었습니다. 나는 고등학교의 물리학에 특히 관심이 없었습니다. 그러나 나는 모든 Caltech 학부생이 2 년간의 주제를 필요로한다는 것을 알고있었습니다.

나는 신입생 물리학이 사악하게 어렵다는 것을 빨리 발견했다. . 이 책은 Feynman이 1960 년대에 제공 한 유명한 신입생 물리 강의를 기반으로 한 화려한 에세이 모음보다 전통적인 교과서였습니다.

내가 만난 다른 물리 교과서와 달리, 물리학 강의 문제를 해결하는 방법을 설명하기 위해 귀찮게하지 않기 때문에 어려운 숙제를 완료하려고 노력했습니다. 그러나 에세이가 제공 한 것은 Feynman의 과학에 대한 원래 사고 방식에 대한 통찰력이 훨씬 더 가치가있었습니다. 세대는 Feynman 강의 의 혜택을 받았습니다 . 저에게있어, 그 경험은 절대적인 계시였습니다.

몇 주 후, 나는 내 두개골이 열려 있고 뇌가 다시 배선 된 것처럼 느꼈다. 나는 물리학 자처럼 생각하기 시작했고 그것을 좋아했습니다. 내 세대의 다른 많은 과학자들과 마찬가지로, 나는 Feynman을 나의 영웅으로 입양하게 된 것을 자랑스럽게 생각했습니다. 나는 생물학과 수학에 대한 최초의 학업 계획을 습격하고 복수로 물리학을 추구하기로 결정했습니다.

신입생 한 해 동안 세미나 전에 Feynman에게 인사 할만 큼 충분한 용기를 망쳤을 때 몇 번 기억할 수 있습니다. 당시에는 더 이상 상상할 수 없었을 것입니다. 그러나 3 학년에 룸메이트와 나는 어쨌든 자신의 사무실 문을 두드리기 위해 신경을 소환하여 우리와 같은 학부생들과 일주일에 한 번 만나는 비공식 과정을 가르치는 것을 고려할 수 있는지 물어 보았습니다. 우리는 모든 것이 비공식적 일 것이라고 우리는 그에게 말했다. 숙제, 시험, 성적 없음 및 과정 신용도 없습니다. 우리는 그가 관료주의에 대한 인내심이없는 상징적 인 것을 알았고, 구조의 부족이 그에게 호소하기를 바라고있었습니다.

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10 년 전, Feynman은 비슷한 수업을했지만 신입생에게만 해당 1/4 분기에만주었습니다. 이제 우리는 그에게 1 년 동안 똑같은 일을하도록 요청하고 모든 학부생들, 특히 3 학년과 4 학년 학생들이 더 진보 된 질문을 할 가능성이있는 우리 자신과 이용할 수 있도록 요청했습니다. 우리는 새로운 코스를 그의 책에서 완전히 벗어 났음을 분명히하기 위해 그의 이전과 같은“Physics X”라고 불렀습니다.

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Feynman은 순간을 생각하고 놀랍게도“예!”라고 대답했습니다. 그래서 향후 2 년간 매주, 룸메이트와 나는 Dick Feynman과 함께 리벳과 잊을 수없는 오후를 위해 수십 명의 다른 행운의 학생들과 합류했습니다.

물리학 X는 항상 그에게 강의실에 들어가서 누군가가 질문이 있는지 묻는 것으로 시작했습니다. 때때로 누군가 Feynman이 전문가 인 주제에 대해 묻고 싶었습니다. 당연히, 그 질문에 대한 그의 대답은 훌륭했습니다. 그러나 다른 경우에는 Feynman이 이전 에이 질문에 대해 생각한 적이 없다는 것이 분명했습니다. 나는 그가 처음으로 주제에 어떻게 관여하고 어려움을 겪었는지 볼 기회가 있었기 때문에 항상 그 순간을 특히 매력적으로 발견했습니다.

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나는 그가 사소하다고 생각할지도 모른다는 것을 두려워하지만 흥미로운 것을 묻는 것을 생생하게 기억합니다. "그림자는 어떤 색입니까?" 알고 싶었습니다.

Feynman은 1 분 동안 강의실 앞에서 앞뒤로 걸어 가면서 Gusto와의 질문에 빠져 들었습니다. 그는 그림자의 미묘한 그라데이션과 변형, 빛의 본질, 색의 인식, 달의 그림자, 달의 지구, 달의 형성 등에 대한 토론을 시작했습니다. 나는 철자 가었다.

제 1 학년 동안 Dick은 일련의 연구 프로젝트에서 멘토가되기로 동의했습니다. 이제 나는 문제를 더욱 면밀히 공격하는 그의 방법을 목격 할 수있었습니다. 나는 또한 그의 높은 기대치가 충족되지 않을 때마다 그의 날카 롭고 비판적인 혀를 경험했습니다. 그는“미친”,“너트”,“어리석은”,“바보”와 같은 단어를 사용하여 실수를 불렀습니다.

가혹한 말은 처음에 찔려서 내가 이론적 물리학에 속했는지 의문을 가졌다. 그러나 나는 Dick이 내가했던 것처럼 비판적인 의견을 진지하게 받아들이지 않는다는 것을 알아 차리지 못했습니다. 다음 호흡에서, 그는 항상 다른 접근을 시도하고 내가 진전을 이룰 때 돌아 오도록 초대 할 것입니다.

Feynman이 저에게 가르쳐 준 가장 중요한 것 중 하나는 일상적인 현상에서 가장 흥미로운 과학적 놀라움을 발견 할 수 있다는 것입니다. 필요한 것은 시간을내어 조심스럽게 관찰하고 좋은 질문을하는 것입니다. 그는 또한 많은 과학자들이하는 것처럼 단일 과학 분야를 전문화하도록 강요하는 외부 압력에 굴복 할 이유가 없다는 나의 믿음에 영향을 미쳤다. Feynman은 호기심이 이끄는 곳이라면 다양한 분야를 탐색하는 것이 허용된다는 것을 보여주었습니다.

Caltech에서 마지막 임기 동안 우리의 교환 중 하나는 특히 기억에 남습니다. 나는 당시에 특히 인기가 있었던 슈퍼 볼, 고무 같은 초탄파 공의 행동을 예측하기 위해 개발 한 수학적 체계를 설명하고 있었다.

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슈퍼 볼은 모든 바운스마다 방향이 바뀌기 때문에 어려운 문제였습니다. 슈퍼 볼이 다른 각도로 설정된 일련의 표면을 따라 어떻게 튀어 오는지 예측하여 다른 복잡성 층을 추가하고 싶었습니다. 예를 들어, 나는 바닥에서 테이블의 밑면까지 경사면으로 튀어 나온 다음 벽에서 궤적을 계산했습니다. 물리 법칙에 따르면 겉보기에 무작위 운동은 전적으로 예측할 수있었습니다.

Feynman에게 계산 중 하나를 보여주었습니다. 그것은 내가 슈퍼 볼을 던질 수 있으며 복잡한 바운스 세트 후에 바로 내 손으로 돌아올 것이라고 예측했다. 나는 그에게 종이를 건네 주었고 그는 내 방정식을 한눈에 보았다.

"불가능합니다!" 그는 말했다.

불가능? 나는 그 말에 뒤처졌다. 그에게서 새로운 것이 었습니다. 내가 때때로 기대했던“미친”또는“멍청한”것은 아닙니다.

"왜 불가능하다고 생각합니까?" 나는 긴장하게 물었다.

Feynman은 그의 우려를 지적했습니다. 내 공식에 따르면, 누군가가 특정 스핀으로 높이에서 슈퍼 볼을 방출한다면, 공은 바닥으로 낮은 각도로 거의 옆으로 튀어 나와서 튀어 나옵니다.

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"그리고 그것은 분명히 불가능합니다, 바울"이라고 그는 말했다.

나는 내 방정식을 보았고 실제로 내 예측은 공이 튀어 나와 낮은 각도로 이륙 할 것이라는 것을 암시했다. 하지만 반 직관적 인 것처럼 보이더라도 불가능한지 확신하지 못했습니다.

나는 이제 뒤로 밀 수있을만큼 경험이있었습니다. “좋아요.”나는 말했다. "전에는이 실험을 시도한 적이 없지만 사무실에서 바로 여기에 촬영하겠습니다."

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나는 주머니에서 슈퍼 볼을 뽑았고 Feynman은 규정 된 스핀으로 그것을 떨어 뜨리는 것을 보았다. 물론, 공은 내 방정식이 예측 한 방향으로 이륙하여 바닥에서 낮은 각도에서 옆으로 스쿠 팅, Feynman이 불가능하다고 생각한 방식은 정확히 불가능하다.

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플래시에서 그는 실수를 추론했다. 그는 슈퍼 볼 표면의 극단적 인 끈적함을 설명하지 않았으며, 이는 스핀이 공의 궤적에 어떤 영향을 미쳤는지에 영향을 미쳤습니다.

"얼마나 어리석은가!" Feynman은 때때로 나를 비판하는 데 사용한 것과 같은 정확한 목소리를 사용하여 큰 소리로 말했다.

2 년 동안 함께 일한 후, 나는 마침내 내가 오랫동안 의심했던 것을 확실하게 알았습니다.“멍청한”은 오류에주의를 집중시키는 방법으로 Feynman이 자신을 포함한 모든 사람에게 적용한 표현 일뿐입니다.

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또한 Feynman이 사용했을 때“불가능한”것이 반드시“달성 할 수없는”또는“말도 안되는”것을 의미하지는 않았다는 것을 알게되었습니다. 때때로 그것은“와! 다음은 우리가 평소에 진실이 될 것으로 예상되는 것과 모순되는 놀라운 것입니다. 이것은 이해할 가치가 있습니다!”

그래서 11 년 후, Feynman이 장난스러운 미소로 강의를 마치고 나에게 다가 가서 농담으로 내 이론을“불가능 해요!”라고 선언했습니다. 나는 그가 무엇을 의미하는지 알고 있다고 확신했다. “준결승”으로 알려진 근본적으로 새로운 형태의 물질 인 나의 이야기의 주제는 그가 생각한 원칙과 상충되었다. 그러므로 흥미롭고 이해할 가치가있었습니다.

Feynman은 아이디어를 보여주기위한 실험을 설정 한 테이블까지 걸어 갔다. 그는 그것을 가리키고“다시 보여줘!”

나는 시연을 시작하기 위해 스위치를 뒤집었고 Feynman은 움직이지 않았다. 그는 자신의 눈으로 과학에서 가장 잘 알려진 원칙 중 하나를 명확하게 위반하는 것을 목격했습니다. 그가 Feynman 강의에서 묘사 한 것은 너무 기본적인 것이 었습니다 . 사실, 원칙은 거의 200 년 동안 모든 젊은 과학자에게 가르쳐졌습니다.

그러나 지금, 나는 여기에서 Richard Feynman 앞에 서서이 오랜 규칙이 잘못되었다고 설명했습니다.

결정은 원자의 질서 정연한 배열 및 정확한 회절 패턴을 갖는 유일한 가능한 형태의 물질이 아니었다. 우리는 자체 규칙 세트를 가진 광대 한 새로운 가능성이 있었는데, 우리는 준 결정이라고지었습니다.

우리는 새로운 재료가 일반 결정과 어떻게 다른지 명확하게하기 위해 이름을 선택했습니다. 두 재료 모두 전체 구조에서 반복되는 원자 그룹으로 구성됩니다.

결정의 원자 그룹은 5 가지 알려진 패턴과 마찬가지로 정기적으로 반복됩니다. 그러나 준 결정에서, 다른 그룹은 뚜렷한 간격으로 반복됩니다. 우리의 영감은 펜로즈 타일링으로 알려진 2 차원 패턴으로, 두 가지 구간이 아닌 두 가지 간격으로 반복되는 두 가지 다른 유형의 타일을 포함하는 특이한 패턴입니다. 수학자들은 그러한 패턴 준 준 지리 유리라고 부릅니다. 따라서, 우리는 이론적 인 발견을“준 지위 결정”또는“준결음”이라고 불렀습니다.

Feynman에 대한 나의 작은 데모는 레이저를 사용하여 제 케이스를 증명하도록 설계되었습니다. Feynman이 지시 한 것처럼 레이저를 뒤집고 빔을 겨냥하여 슬라이드를 넘어 먼 벽으로 지나갔습니다. 레이저 라이트는 원자 사이의 채널을 통과하는 X- 레이와 동일한 효과를 생성했습니다. 아래 사진에 표시된 것과 같이 회절 패턴을 만들었습니다.

Feynman이 벽에있는 Pinpoints의 시그니처 눈송이 패턴을 잘 볼 수 있도록 오버 헤드 조명을 끕니다. Feynman이 본 다른 회절 패턴과는 달랐습니다.

나는 강의 중에했던 것처럼 그에게 가장 밝은 지점이 동심원 인 10의 고리를 형성했다고 지적했다. 들어 본 적이 없었다. 또한 펜타곤을 형성하는 피핀 그룹을 볼 수 있으며 자연 세계에서 절대적으로 금지 된 것으로 생각되는 대칭을 드러 냈습니다. 자세히 살펴보면 가인 사이에 더 많은 지점이 나타났습니다. 그리고 그 반점들 사이의 반점. 그리고 여전히 더 많은 반점이 있습니다.

Feynman은 슬라이드를 더 자세히 살펴 보라고 요청했습니다. 나는 조명을 다시 켜고 홀더에서 그것을 제거하고 그에게 주었다. 슬라이드의 이미지가 너무 줄어들어 세부 사항을 인식하기가 어려워서 타일링 패턴의 확대를 건네주었습니다.

다음 몇 순간은 침묵으로 지났다. 나는 다시 한 학생처럼 느끼기 시작했고, Feynman이 내가 생각해 낸 최신 Cockamamie 아이디어에 반응하기를 기다렸다. 그는 테이블 위의 확대를 쳐다보고 홀더의 슬라이드를 다시 삽입하고 레이저를 직접 켭니다. 그의 눈은 테이블의 인쇄 된 확대 사이에서 앞뒤로 벽의 레이저 패턴까지 다시 확대로 다시 내려 갔다.

"불가능한!" Feynman이 마침내 말했다. 나는 그의 가장 큰 칭찬 중 하나라는 것을 알았 기 때문에 나는 동의하고 웃었다.

그는 벽을 뒤로 쳐다 보면서 고개를 흔들었다. “절대적으로 불가능합니다! 그것은 내가 본 것 중 가장 놀라운 것 중 하나입니다.”

그리고 또 다른 말을하지 않고 Dick Feynman

Paul J. Steinhardt는 Princeton University의 Science의 Albert Einstein 교수로서 물리학 및 천체 물리학과 학부의 교수진에 있습니다. 그는 프린스턴 이론 과학 센터를 공동 창립하고 감독합니다. 그는 초기 우주와 새로운 형태의 물질에 대한 그의 작품에 대한 Dirac Medal 및 기타 권위있는 상을 받았습니다.

불가능한 두 번째 종류 : Paul J. Steinhardt 의 새로운 형태의 물질에 대한 특별한 탐구 . Copyright © 2019의 Paul J. Steinhardt. Simon &Schuster, Inc.의 허가에 의해 재 인쇄

이 기사는 2019 년 1 월의“문맥”문제에 처음 등장했습니다.


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