中外科学家发明家丛书:费曼 (七)
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中外科学家发明家丛书:费曼 (七) 发布于:2012/06/10
    中外科学家发明家丛书:费曼 (七)

七、熄灭的引信
      当第二次世界大战在欧洲爆发但美国还没有参战时,就有很多人主张要 激起爱国心准备参战。报纸上大量刊载商人自愿前往纽约州的普拉兹堡从事 军事训练等的报道。
      费曼开始想自己也应该做一些贡献才对。他的一位朋友摩里斯·梅耶当 时正在陆军通信队,他带着费曼到纽约的通信部队去见一位上校。
       “长官,我想报效国家,既然我有科技头脑,也许能做些什么。”费曼 讲道。
       “唔,你最好直接到普拉兹堡的新兵训练营接受基本训练。然后我们才 能用你。”上校说。       “可是难道没有什么方法可以更直接地运用我的才能吗?”
       “没有,这是军队的纪律,必须按着一定的规矩来。”上校回答很严格。
      费曼感到没有再好的办法,就转身走出来然后坐在公园里考虑应该怎么 办。他反复地想:或许贡献自己最好的方法还是照他的规矩来。幸好,他想 得多了一点,自言自语道:“去他的!我要等一段时间。也许会有什么事发 生,到时候也许会自然用我。”
      后来,费曼到了普林斯顿研究所读书,春季又到纽约的贝尔实验室申请 一份暑期工作。他喜欢参观贝尔实验室,每一次都充分利用时间到处观看。 有一次他看到某人房间的窗户上写着:乔治·华盛顿大桥正在修筑中,而实 验实里这些人则在留意进度的快慢。当第一条钢缆架起时,他们测绘出了原 计划的曲线,他们甚至可以测量出施工中和原图极小的误差,一直到大桥建 成他们都忙个不停。费曼很想做这一类的工作,也很佩服这些人,并很希望 有一天能和他们一起共事。
      有时候,实验室有一些人带他到一家海鲜店吃午餐,他们都因吃生蚝而 十分愉快。可费曼虽然住在海边但从不吃这种东西,甚至连鱼都不爱吃,就 更别提生蚝了。
      但是费曼想:“生蚝有什么可怕的?我必须勇敢些,必须吃一个生蚝。”
      他真的吃了一个生蚝,真是难吃极了!但他告诉自己:“勇敢地吃生蚝 并不可怕,再说,你也并不知道会这么糟。”
      这时,别人一直在谈论这里的生蚝有多好,所以他又吃了一个,这次可 真比第一个更加难以下咽。
      但是,吃生蚝之苦并没有丝毫减少费曼对贝尔实验室的兴趣。这一次, 已经是他第四或第五次参观贝尔实验室了,他们终于答应接纳他,费曼感到 高兴极了。因为在当时很难找到一份能与别的科学家共事的工作。
      不久,费曼的机会真的来了。在普林斯顿发生一件令人兴奋的大事。陆 军崔契尔将军来演讲,他说:“我们必须要有物理学家!物理学家对陆军太 重要了!我们需要三位物理学家!”
      当时,人们当然还很少知道什么样的人是物理学家。这是因为人们对物 理学了解不多,即使是爱因斯坦在当时也是以数学家著称,所以听到有人需 要物理学家是一件很稀奇的事。费曼想:“这可是我报国的机会。”于是, 他以自愿者的身份到了陆军部队。
      费曼去的是费城的法兰克福兵工厂,制造一个像恐龙一般的机器:一个 用来引导大炮的机械计算机。当天空有飞机飞过时,炮手从望远镜里看到它们,而这个机械计算机,可预测飞机的去向。在那个时候,那还称得上是研 制最漂亮的机器。它最重要的创意是虽然机器里有非圆形齿轮,但却能吻合, 而且齿轮的半径可以改变。后来,这种机器很快就过时了。不久,电子计算 机就问世了。
      刚来工厂的那一天,陆军部队的人讲了很多关于物理学家对陆军有多么 重要的话。然后,他们要费曼做的第一件事就是检查齿轮的设计图,看数字 算得对不对。这项工作花了很长一段时间。然后,这个部门的领导渐渐地认 识到费曼的才能,并开始和费曼讨论一些问题。
      法兰克福有一个机械工程师设计一个产品,很长时间未能完成。有一次, 他设计了一个全是齿轮的盒子,其中有一个直径20公分左右的大齿轮,上面 有6条辐条。这个人兴奋地问:“你看怎么样?你看怎么样?”
      站在他旁边的老约翰回答:“很好!你只要在每条辐条上做一个让轴穿 过的地方,这样齿轮才能转!”原来这家伙设计了一个轴从辐条之间穿过!
      老约翰继续说下去,告诉他们有一种叫轴承通过器的东西。那是大战期 间德国人的发明,用以逃避英国人的扫雷艇,以免他们发现德军控制水雷的 钢索,而水雷就在水面下面某一深度。有了这种轴承通过器,英军的扫雷艇 便能顺利通过德军的钢索而发现不了任何东西。但老约翰并不真的要那名机 械师弄得如此复杂,他应该重新设计把轴承装置装在别的地方。
      每隔一段时间军方就派一位中尉军官来视察,老约翰告诉他们由于他们 是个平民单位,这位中尉比他们当中任何的官阶都要高,并叮嘱:“千万不 要告诉中尉任何事情,一旦他开始认为他知道我们在做些什么,他就会给我 们很多指示,然后把事情都搞坏了。”
      那时费曼正在埋头设计,中尉来时,他假装不知道自己在做什么,只是 奉命行事而已。
       “你在这里做什么?费曼先生?”中尉好奇地问。
      费曼故意含含糊糊地回答:“我在这里画一连串的线,然后我得从中心 点依照这个表测出不同的距离,然后把它列出来……”
       “那么,这是什么东西?”
       “我想是个凸轮。”事实上,这个东西是费曼正在设计的一种机械,但 他假装不知道。
      中尉无法从任何人那儿得到任何东西,所以费曼他们的工作进展得很顺 利,在制做这个机械计算机的过程中没有受到任何干扰。
      一天中尉又来了,他问了一个简单的问题。“假如侦察员和炮手不在同 一个地点,你们会怎么处理?”
      这个问题使费曼他们大吃一惊。事实上,这个中尉却提出了一个费曼他 们恰恰遗漏的重要问题,而这个问题会使得整个工作变得一团糟,成了一个 难以收拾的烂摊子。
      暑期来临时费曼接到第一个真正的设计工作:一个可以把一组点画成一 条连续曲线的机器,它来源于英国新发明的用来追踪飞机的“雷达”。那才 是费曼生平第一次做机械设计,所以总有些担心自己不成功。
      他去找了那些布置这项工作的人。他说:“你是机械工程师,我对机械 工程是外行,而我刚接下这份工作。”
       “那并没什么,”那人说:“你瞧,我告诉你。要设计这些机器你必须 知道两个原则。首先,每个轴承的摩擦力有多大,每个齿轮接合点的摩擦力是多少?从那些数字,你就能算出需要多大力才能推动这个东西。其次,当 你有齿轮比例时,例如2比1,而你不知道应该做成多少齿时,你可用以下 方法决定:你去查一下波士顿的齿轮目录,选择位于列表中间部分的齿轮, 数字高的这一端齿太多很难制造。如果他们能做出更细的齿轮,他们会把表 上的数字提得更高。列表上数字低的这一端齿轮的齿数太少容易断。所以最 好的设计都采用列表中间部分的齿轮。”
      费曼从设计那台机器中得到很多乐趣。只是从表的中间部分确定齿数, 把它和其他技术结合起来,费曼也可以成为一名机械工程师了。
      军方并不希望费曼在暑期结束后返回普林斯顿攻读学位。他们一直对他 灌输爱国思想,并且答应如果他留下,将让他做一整套的计划。
      问题是要设计一个类似先前的那种机器。他们称之为导弹器,但费曼认 为这个问题较简单。因为炮手会跟踪在同一高度的另一架飞机的后面。他的 机器会自动使炮管倾斜到正确的角度并且点燃引信。
      身为此计划的主持人,费曼可能要飞到亚伯丁去取射击表。无论如何, 他们已经有了一些预备资料。他注意到飞机可能飞行的大部分高度的材料他 们都没有。因此便打电话去问为什么没有有关飞行高度和引信资料,其结果 是让他们使用火药引信,而不是定时引信,这种引信在那种高度都不能用, 因为它们在稀薄的空气中会熄灭。
      费曼试图改变引信在不同高度空气里的燃烧点,没有成功,而引信对于 一个能在正确时刻引爆的机器来讲太关键了,因此,费曼感到这种工作太难 了。只好罢休,所以就回普林斯顿了。

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