本书讲述了两位杰出的物理学家理查德·费曼和约翰·惠勒从结识到成为一生挚友，其间推动量予物理学取得颠覆性发展的故事。
1939年秋天，才华出众的麻省理工学院研究生费曼来到惠勒在普林斯顿大学的办公室，以教学助手的身份汇报工作。一本正经的惠勒把他的手表放在桌子上，为两人的这次交谈计时。费曼明白了惠勒的用意，于是在两人第二次见面的时候，把自己的廉价手表也放在了桌子上，紧挨着惠勒的那块。这一幕发生后，两人默契地大笑起来，持续一生的深厚友谊从此萌芽。
乍一看，他们似乎不可能成为良师益友。说话轻声细语的惠勒给人的第一印象是保守刻板，但他对宇宙的看法十分大胆，绝不墨守成规。生活中幽默风趣、喜欢冒险的费曼却是一位一丝不苟的物理学家，他只相信经过验证的理论。然而，他们在精神上默契十足，碰撞出一串串璀璨的思想火花。比如，费曼提出量子实在是可替代的、相互矛盾的可能性的组合；惠勒在追逐量子引力理论韵过程中，提出了虫洞和黑洞这两个里程碑式的概念。
惠勒和费曼的伟大科学成就之一，就是引发了人们对时阔和现实本质的重薪思考，进而推动了弱核力、强核力和电磁力的统一，创立了弦理论，等等。更重要的是，费曼和惠勒使量子物理学取得了颠覆性的发展。

保罗·哈尔彭，费城科学大学物理教授，著有13本科普作品。获得过古根海姆奖、富布赖特科学奖学金计划、雅典娜文学奖。哈尔彭参见过很多广播、电视节目，向《费城询问者报》以及NOVA《现实的本质》物理博客供稿。他目前住在宾夕法尼亚州温尼伍德。

引言 时间革命
研究生助教
量子测量问题与哥本哈根解释
命运的一次绝妙安排
别闹了，费曼先生！
孩子般的好奇心
天马行空的童年
科学之路上的最佳拍档
第1章 蓄势待发的物理学革命
友谊的萌芽
开动脑筋的力学课
爱因斯坦的宇宙观
粒子间的乒乓球比赛
散射粒子的“迷你阵雨”
回旋加速器和旋转洒水器
时间实验
美好的爱情
汤罐头魔术
物理学界的链式反应
第2章 宇宙中独一无二的粒子
量子力学和电子跃迁
光的时空旅行
能量海中的空穴
一个令人着迷的难题
量子纠缠——鬼魅般的超距作用
摇椅、脉冲与墙
科学界的米开朗基罗
艺术与科学的巧妙结合
最短时间和最小作用量
寻找缺失的那块“拼图”
上帝掷骰子吗？
一个电子的时间旅行
被战争打碎的美梦
第3章 一座充满可能性的时间迷宫
时间的韵律
时间就像一座迷宫
小径分岔的花园
加入曼哈顿计划
拿到博士学位
毕业和结婚
核实验室的秘密工作
滑稽的捣蛋小子
东奔西跑的日子
流亡者与掌舵人
当未来形塑了过去
放出瓶子里的魔鬼
假如……会怎么样？
末日时钟
第4章 拉开量子电动力学的序幕
战后的忧伤岁月
不懈追求量子理论的简洁性
康奈尔大学的新成员
工作与业余爱好相辅相成
棘手的发散难题
物理学界的群星闪耀时
微小却伟大的兰姆移位
第5章 绘制粒子世界的奇妙图景
谢尔特岛会议
与观测值相匹配的计算结果
费曼图：波浪线、直线和圈
顶级魔术师般的天才
一场马拉松式的演讲
一个以失败告终的报告
狂野的西部自驾游之旅
量子电动力学的重整化
终获认可的历史求和法
量子引力理论的探索之路
原子弹的秘密被泄露
接受新使命的召唤
氢弹试验大获成功
不翼而飞的机密文件
吸收体理论是错的
第6章 从薛定谔的猫到多边界诠释
用时空的经纬线编织历史
乏人问津的广义相对论
开一门广义相对论的课程
超流体和一段失败的婚姻
爱因斯坦家的茶会
苹果上的虫洞和新物理学
量子泡沫和宇宙的演化
四人小组与量子测量难题
如何定义宇宙波函数
关于引力的深奥谜题
现实的分支和观测者的副本
引力波预言成真
算盘上的两个算珠
多世界诠释
第7章 时间之矢和神秘的X先生
对称性的连续、离散和破坏
弱相互作用和宇称破坏
牵手一生的伴侣
伟大的解释者
×先生与超人
时间起点的量子涨落
大爆炸成为主流理论
宇宙中最孤独的地方
最微小世界的时间之矢
坚守本色的诺奖得主
夸克和部分子
宇宙的起源和结局
哥德尔的旋转宇宙模型
黑洞无毛
第8章 思想、机器和宇宙
把茶杯扔进黑洞
疯狂的想法和剥洋葱
约翰、惠勒与“约翰、怀勒
宇宙的代码
幸福美好的家庭时光
延迟选择实验、粒子性和波动性
流浪街头的诺奖得主
天生的表演者
人工智能
量子比特与超弦
自激电路与“ 个、口]题”游戏
回到普林斯顿
虫洞——通往过去的大门
超新星爆发和费曼辞世
先知的应许之地
结语如何走出迷宫
后记
致谢
注释
延伸阅读

这里是夜幕下的普林斯
顿，我们将要踏上一场“捉
鬼”之旅。镇上寂静得可怕
，所有商店都关门了。一轮
满月发出冷冷的光，照耀着
树木笼罩的校园。
大约75年前，差不多就
在“二战”开始时，一场关乎
我们对时间本质认知的革命
在此悄然掀起。理查德·菲
利普斯·费曼(昵称“迪克”)和
约翰．阿奇博尔德·惠勒(昵
称“约翰尼”)两位物理学家
的讨论引发了一系列事件，
颠覆了量子物理学中时间和
历史的概念。他们的思想改
变了人们对时间的观念，时
间不再是一条朝固定方向永
恒流逝的小溪，而是变成了
一个既可以向前也可以向后
延伸的迷宫。通过探寻普林
斯顿的往事，我们希望解释
这场深刻的变革如何诞生，
以及它如何影响了当代人们
对物理实在寻求完备解释的
过程。
我们的科学史之旅从拿
骚楼开始，这幢大楼是普林
斯顿大学传统意义上的中心
。大楼前有两尊青铜老虎像
，一边一个，形成完美的对
称，守卫着正门入口。继续
向北走，我们看到了菲茨伦
道夫门，这是普林斯顿大学
的校门，它装饰华丽，一对
石鹰栖息在两根像纪念碑一
样的石柱上。穿过校门，我
们来到了拿骚街，它是普林
斯顿的主干道，也是城区与
校园的分界线。
向街道对面望去，我们
注意到一种醒目的不对称性
，与校园建筑优雅的对称外
形形成了鲜明对比。右手边
朝东的建筑是派恩楼的后楼
，这是一座华丽的都铎式建
筑，模仿16世纪英格兰小城
切斯特的建筑风格，令人惊
叹。左手边朝西的则是一幢
朴素的银行大楼，它朴实无
华、方正、冷峻，看起来与
右边那座亲和、精致的建筑
一点儿也不搭调。
穿过拿骚街，我们被一
阵突如其来的迷雾包围，原
本清朗的夜景突然变得朦胧
起来。在迷雾中，派恩楼的
前楼如幻影般若隐若现。它
是后楼失散已久的伙伴，与
后楼风格类似且在同一时间
建成；它最突出的特征是带
有一座日晷，上书拉丁铭文
：“Vulnerant omnes：
ultima necat”(时间刀刀伤
人，最后一刀致命)。虽然
前楼在20世纪60年代初就
被拆毁并改建成银行大楼，
但在这场历史的迷雾中，它
仍然完好如初，与后楼形成
了完美的对称关系。
再往西走就是被草木覆
盖的帕尔默广场，看起来还
很新。广场上的商店建于20
世纪30年代的城市绅士化时
期，但奇怪的是，它们好像
刚刚开张。报摊上展示的报
纸头条刊登着阿道夫·希特
勒入侵波兰的消息——我们
记得它发生在1939年9月。
一张海报宣传着电影《绿野
仙踪》。我有一种感觉，我
们已经不再身处21世纪了。
再走一段路，我们就来
到了普林斯顿研究生院，这
是一座城堡状的建筑，位于
一块与主校区相分离的飞地
上。研究生院呈现出一个回
廊接一个回廊的复合结构，
为忙碌的研究生们提供了一
处与世隔绝的环境。在这里
，学生们在简单舒适的宿舍
里居住，在位于中央的食堂
里就餐，还可以参加高端的
社交活动，比如舞会或茶会
。
这个时间，大多数学生
都已经睡着了。但是，图书
馆里一个装饰精致的小房间
的灯还亮着，一名瘦高个、
棕色头发的21岁男生窝在椅
子里，嘴角勾出微笑的弧度
，聚精会神地看着膝盖上摊
开的一本经典力学书。他是
一名一年级研究生，正在为
自己要担任助教并评分的一
门课程做准备。虽然他对教
材已经很熟悉了，但他还是
决定快速浏览一下课程的相
关内容。很快，他就要批阅
成堆的作业，检查学生们的
计算是否正确，改正他们的
错误，在此过程中还要训练
他们的解题技巧。
一盏金字塔形状的台灯
照亮了这位研究生正在阅读
的一段文字，它讲的是一条
无摩擦的轨道上两辆小车的
正面碰撞。他在头脑中快速
地把这个问题过了一遍：给
定小车的质量和初始速度，
物理学定律可以精确地预测
接下来会发生什么。根据艾
萨克·牛顿的第三运动定律
，每个作用力都对应着一个
反作用力——大小相等、方
向相反。根据牛顿第二定律
，力代表动量的改变，动量
是质量与速度的乘积。两辆
小车受到的力相等，因此它
们的动量变化率也相等，只
是一辆小车失去动量，而另
一辆小车得到同样大小的动
量。这种平衡被称为动量守
定律。
……
而惠勒与费曼的情况则
是一个罕见的例外，他们的
师生关系演变为一段真正平
等的友谊。这两位物理学家
之间的亲密关系随着时间的
流逝而不断加强，并滋养了
他们的成长。费曼和惠勒的
思想大胆而开明，敢于接受
最荒诞的提议。他们富有创
造性的头脑中不断涌出古怪
的概念，从沿着时间往回走
的粒子到平行交织成绳索的
现实，从纯粹由几何学构造
出的宇宙到基于数字信息的
宇宙。有人认为，20世纪末
121世纪理论物理学领域内
大多数有远见的工作都始于
他们俩的大胆谈话，包括粒
子物理学标准模型的基础，
以及像黑洞和虫洞这样的天
体物理学概念。
两人都拥有孩童一般的
世界观，把世界看作一个充
满奇迹的地方来探索：有很
多拼图等待拼合，有很多密
码等待解码，有很多密道等
待绘制成图，有很多谜题等
待解开。就像汤姆

在任何一场物理学会议上，如果请与会人员列出他们心目中20世纪最具影响力的10位物理学家，很多人的名字都会出现。但毫无疑问，每个人的名单上都会有爱因斯坦，可能还有费曼和惠勒。等你读完保罗·哈尔彭的这本发人深省的书，你就会知道原因了。
本书讲述了两位杰出的物理学家理查德·费曼和约翰·惠勒从结识到成为一生挚友，其间推动量予物理学取得颠覆性发展的故事。

本书的两位主人公活在
很多人的记忆里：与他们共
事的人，与他们同住的人，
师从他们的人，与他们合作
的人，以及通过其他方式与
他们相遇的人。费曼在加州
理工学院教授“物理学x”课
程期间，有数百位学生都上
了这门课，他们至今仍记得
他荒诞不经而又丰富多彩的
授课方式，也记得他出众的
个人魅力。许多学生跟他一
起演出了音乐剧，或者至少
在台下观看了他身着傻气的
戏服打邦戈鼓的情景。此外
，看过费曼的电视节目的人
有数百万。
虽然我从未见过费曼本
人，但我听过几次惠勒的演
讲。我还记得惠勒在美国物
理学会会议上做的一次报告
，其间当提到他弟弟乔的死
时，他的声音变得沙哑，眼
睛里满含泪水。这一直是他
人生中最痛苦的记忆之一。
还有一次，我受邀参加
为庆祝惠勒的90岁生日而举
办的学术研讨会，题目是“
科学与终极现实”，由约翰·
邓普顿基金会赞助，于
2002年年初在普林斯顿附
近举办。演讲者阵容强大，
内容涵盖了惠勒在他漫长又
高产的职业生涯中感兴趣的
众多研究课题。亮点之一是
布莱斯·德威特对多世界诠
释的详尽解读，后来，我看
到他用法语跟他的妻子塞西
尔聊天。这是他们俩共同参
加的最后一场学术研讨会，
因为德威特两年后去世了。
一些优秀的年轻物理学家，
包括丽莎·兰道尔、胡安·马
尔达塞纳、李·斯莫林、马
克斯·泰格马克等，也都就
他们的研究课题做了非常精
彩的报告。惠勒一直坐在大
报告厅的前排，专注地听取
每一个报告和每一场讨论。
”
那一年的晚些时候，我
得到古根海姆奖的资助，开
始研究物理学高维理论的历
史。当我决定采访有可能熟
悉这些发展的德高望重的物
理学家时，惠勒的名字浮现
在我的脑海中。我给惠勒写
了一封信，并与他的朋友、
合作者也是他之前的学生肯
·福特取得了联系。福特帮
我安排了在一个早晨与惠勒
会面，就在普林斯顿大学贾
德温楼他的办公室里。想到
能与他共处几个小时，我兴
奋极了。
事先有人提醒我惠勒的
记性不大好，但在我们会面
期间他回想起的种种往事引
人入胜。惠勒讲到了与爱因
斯坦做邻居，以及带着学生
去拜访这位大名鼎鼎的物理
学家是什么感觉。惠勒提到
曾试图让爱因斯坦相信，费
曼的对历史求和方法可以让
量子理论更易于接受，但爱
因斯坦拒绝改变他的反对立
场。
惠勒还说起了一件幽默
的小事，他的孩子们养的猫
跑去了爱因斯坦家。爱因斯
坦打电话告诉了他，当惠勒
把猫带回家后，他问猫有没
有学到些许广义相对论。
惠勒的冷幽默让人忍俊
不禁。当我称赞他(与查尔
斯·米斯纳和基普·索恩合著
)的《引力论》时，他递给
我一本繁体中文版的《引力
论》，脸上露出顽皮的笑容
对我说：“这下子你有机会
继续读这本书了。你读过英
文版，现在可以读中文版了
。””。
我可以看得出来为什么
惠勒的学生和同行都那么爱
戴他。他风度翩翩，富有魅
力，举止礼貌，聪慧过人。
他深刻地思索如何让自己的
人生既有意义，又能服务于
他人。与他的会面仿佛有一
种魔力，让我得到了升华，
因为他既和蔼可亲又启迪人
心。那时，他的研究重心放
在生命的意义上，或者用他
的话说，“为什么有存在?”
。
惠勒当时刚刚获得第一
届爱因斯坦奖(一个引力物
理学方面的奖项)，一起获
奖的还有彼得·贝格曼。他
给贝格曼打电话想要祝贺他
，但贝格曼没接到，所以惠
勒给他留了言。然而，他们
再也没有通过电话，因为不
久贝格曼就去世了。
这次会面之后，我并不
确定能不能再次见到惠勒，
幸运的是，另一个机会又来
了。2004年6月，费城举办
了一场关于虚空与存在的艺
术庆典，题为“大虚无”，这
与惠勒当时的兴趣正相符。
天普大学泰勒美术馆的一群
聪颖的艺术家决定以惠勒的
工作为主题做展览，主要基
于惠勒捐赠给美国哲学学会
档案馆的材料。他们给这场
展览取名为“搅拌机宇宙”。
得知这场展览消息的我
很兴奋，并自告奋勇地写了
一篇关于惠勒的传记文章，
分发给参展观众。我还指出
“搅拌机宇宙”一词是米斯纳
发明的，并建议主办方邀请
他来参加。当米斯纳看到他
和惠勒的工作得到了丰富多
彩的艺术诠释时，他觉得非
常有意思。
最近，我有幸见到惠勒
的儿子杰米·惠勒和儿媳珍
妮特·惠勒两次。第一次是
在科学作家阿曼达·格夫特
的演讲上，第二次是在兰特
恩剧院上演戏剧《QED》之
后我组织的一场关于费曼的
讨论会上。会上，杰米-惠
勒生动地讲述了他童年时代
费曼表演的汤罐头魔术。通
过第一手资料呈现出来的历
史，总是生动得多。
我会永远珍视与惠勒的
那次访谈，以及与他和他的
同行打交道的经历。他的精
神、洞见、智慧、鼓励和慷
慨大方，将长留于与他共事
的所有人心中。

在任何一场物理学会议
上，如果请与会人员列出他
们心目中20世纪最具影响力
的10位物理学家，很多人的
名字都会出现。但毫无疑问
，每个人的名单上都会有爱
因斯坦，可能还有费曼和惠
勒。等你读完哈尔彭的这本
发人深省的书，你就会知道
原因了。
——保罗·纳欣
在这本令人兴奋的书中
，哈尔彭探索了两位杰出科
学家之间奇怪的平衡关系。
人人都认为理查德·费曼是
一个爱出风头的人物，而哈
尔彭笔下的费曼却是一位严
谨、诚实的科学工作者，也
是一位能对约翰·惠勒的革
命性思想进行精雕细琢的完
美工匠。总之，这是一个令
人着迷不已的故事。
——弗兰克·克洛斯
这是一个关于两位伟大
物理子家的既启迪人心又感
人至深的故事。费曼和惠勒
的旺盛创造力引领他们探索
物理实在的极限，发现现代
物理学的裂缝和深坑。与此
同时，他们为我们理解现代
物理学定律奠定了良好的基
础。
——佩德罗·费雷拉

约翰·惠勒从口袋中掏出了表，放在桌子上。马上就要和他的新助教理查德·费曼见面了，他得掌控好时间。对—个同时肩负教学责任与科研任务的年轻助理教授来说，时间就是—切。上课需要时间，专注地思考以解决物理学中的基本问题需要时间，批改试卷需要时间，跟学生面谈也需要时间。
而这个时候的全球局势，也好像有一只表在嘀嗒计时。纳粹的势力不断扩大，其他国家必须对其加以阻止。如果纳粹继续征服欧洲的步伐，美国被迫加入战争就只是时间问题。要对抗纳粹可能开发出来的武器，也需要科学上的突破。1939~1月，惠勒从他的导师尼尔斯·玻尔及其助手莱昂·罗森菲尔德那里听说，德国的研究者已经发现大质量的铀核在特定的条件下会分裂，释放出储存的能量，这种现象被称为“裂变”。
这条爆炸性新闻的传播速度就像原子核裂变的链式反应一棒陕。奥地利物理学家莉泽·迈特纳、德国化学家奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼共同发现了核裂变，迈特纳把这个消息告诉了她的侄子奥托·弗里施。弗里施当时在丹麦哥本哈根的理论物理研究所工作，他又迅速把这一消息告诉了该研究所的主任玻尔。玻尔立刻意识到这件事的重要性，他将这一消息告知罗森菲尔德，并决定在即将于1月26日美国乔治·华盛顿大学举行的理论物理学大会上宣布此事。然而，就在1月16日玻尔和罗森菲尔德抵达美国的当天，在普林斯顿大学物理系的一场论文研讨会上，罗森菲尔德不小心把这个消息泄露了出去，让惠勒等人知道了德国人发现裂变的消息。当玻尔在会议上用沉郁的语气宣布了这一消息后，他有分量的话语传遍了物理学圈子。
许多物理学家，尤其是刚刚为摆脱法西斯政权压迫而从欧洲逃亡到美国的物理学家，为纳粹可能开发出一种可以通过分裂原子核释放出巨大能量的炸弹而感到恐惧。从墨索里尼统治的意大利逃亡到美国的恩里科·费米，以及从匈牙利移民美国的尤金·维格纳、莱奥·西拉德和爱德华·特勒尤其关注此事。玻尔宣布这个消息刚过了两个月，费米就在华盛顿特区与美国海军官员见了面。当年夏天，西拉德与维格纳、特勒一同敦促爱因斯坦给美国总统富兰克林·罗斯福写了一封警告信。纳粹的威胁已然存在，美国被卷入战争是很有可能的事，谁知道什么时候美国政府会要求核物理学家暂时抛下抽象的理论研究而转向军事研究呢?
通过与玻尔的合作，惠勒已经成为世界领域的核裂变专家，如果美国加入战争，那么他很可能需要以他的知识服务于国防工作。惠勒与玻尔的合作始于5年前，惠勒在1934年秋天访问了玻尔的研究所。当时惠勒从约翰斯·霍普金斯大学获得博士学位不久，他师从奥地利一美国物理学家卡尔·赫茨菲尔德，并在纽约大学教授格雷戈里·布赖特的指导下做了一期博士后，他渴望揭开原子核的奥秘。玻尔当时是量子物理学领域的专家，惠勒将追随他。惠勒在哥本哈根工作到1935年6月，专注研究原子核与宇宙射线的相互作用。
玻尔的研究风格对惠勒产生了很深的影响。虽然玻尔的说话风格是出了名地温和而又含糊不清，但他总能问出犀利的问题，并揭示出思考一个问题的新角度。惠勒回忆道：“玻尔对一切事物都采用这种探索方法，他想要接近事实的真相，并检验一件事能在多大程度上抵挡住他犀利的攻击。”P20-23