别闹了，费曼先生(54)

五四

　　3-3.第一件差事：研究“恐龙”

　　我被派到费城的法兰克福军火营，去研究一只“恐龙”

　　——一部用来引导炮火发射的机械式计算机。当敌机飞过时，炮手利用望远镜锁定它，而这部机械式计算机就靠它的齿轮、凸轮等来预测飞机的航线。这部计算机设计得很巧妙，建造也很精美。它运用的一项重要技巧，是“非圆形齿轮”——也就是说，不是传统的圆形齿轮；但它们互相咬合，运作良好。由于转动时，齿轮的半径会不停地改变，因此这个齿轮的转动，就成为另一个齿轮的函数了。

　　不过，当时这种机械已经日渐没落了，不久，电子计算机便堂皇登场。

　　至于军方呢，在说了这么多关于物理学家的好话后，他们分派给我的第一份差使，却是按着设计图查看齿轮造的对不对！这样做了一段时间之后，负责这部门的家伙逐渐发现我会的远不只这些，在很多事情也可派上用场；因此他花在跟我讨论问题上的时间，也愈来愈多。

　　法兰克福有个机械工程师，不停地设计新东西，却没有一件成功。有一次，他设计了个箱子，里面满满都是齿轮，其中有一个直径达8英寸，有6根轮辐伸出来——像只八爪章鱼般的大齿轮。那家伙很兴奋：“老板，你看这怎么样？这设计好不好？”

　　“很好！”我们的上司说，“现在你只要给每条轮辐加一个‘过轴器’，让齿轮能转就好了！”原来这位仁兄设计的轴正好卡在两根轮辐之间！

　　老板接着告诉我们，过轴器是真有其事的；原先我还以为他在开玩笑呢。他说那是德国人发明的玩意，用来防止英国扫雷艇扫走他们布置在海底的水雷。这些水雷被缆索固定，悬浮在海底某个深度；有了过轴器，德国水雷的缆索就可以让英国扫雷艇的缆索通过，就像通过转门一样。

　　因此，给所有的轮辐安上过轴器是可能的。但其实我们老板并没有真的要那位机械工程师这样做，而是要他重新设计轴的位置。

　　别让中尉乱说话每隔一段时间，陆军会派一位中尉来查看我们的情况。

　　老板说由于我们属民间单位，中尉的地位就比我们任何人都高；因此，“什么也别告诉中尉，”他说，“一旦他认为，他知道我们在做什么，他就会乱发号施令，把所有事情都搞砸。”

　　那时，我也在设计一些东西，但当这位中尉跑来看时，我装出一副不知道自己在做什么的样子，让他以为我只不过是依令行事。

　　“你在这里干什么，费曼先生？”

　　“哦，他们要我沿着各个角度画一组直线，然后按照这个表，从中心点量出不同距离，再把它们……”

　　“这到底是什么东西？”

　　“我想这是个凸轮吧。”事实上，这个东西从头到尾都是我设计的，我却装出一副别人说什么，我就做什么的样子。

　　中尉从任何人口中都套不出什么来，我们就继续逍遥快活、相安无事地过下去，继续研究那具机械计算机，不受任何干扰。

　　有一天中尉跑来，问我们一个很简单的问题：“假如负责观察和追踪飞机的人，跟炮手不在同一位置，那会怎么样？”

　　大家都吓了一大跳，因为我们在设计这部东西时，想的都是极坐标——就是说，标示位置时，都是用角度及距离中心点有多远等。如果我们使用一般的X－Y坐标，中尉的问题便很好解决，计算机只须加加减减便好了。但是用极坐标来处理的话，便简直是一团糟了！因此，我们拼命防止这位中尉乱说话，要我们做这做那；可是到头来，他却说了很有用的话，提醒我们在设计这部机器时忽略的重点！后来我们费了很大的力气，才解决这个问题。

　　夏天快结束时，他们分派给我一件真正的设计工作。

　　那时英国发明了用来追踪飞机位置的仪器，就是“雷达”了。每15秒，雷达会在画面上出现一点；我要设计的仪器，就是能根据这些点而画出连续的曲线。这是我头一次设计这种机器，多少有点胆怯。

　　我跑去请教一位同事：“你是机械工程师，我对机械工程一窍不通，但我刚接下这份工作……”“这没什么啦，”

　　他说，“来，让我教你。设计这些机器时，你只要记住两条规则便行了。首先，每个轴承的摩擦力是多少多少……

　　齿轮咬合的摩擦力又是多少多少。根据这些，你便可以计算出需要多少力才能驱动它。第二，如果你知道齿轮比数，比方说2比1，而你在想是否应该采用10比5、24比12或是48比24，那么你怎么决定呢？你可以翻开‘波士顿齿轮目录’，选择列在表内中央部分、齿数不多也不少的齿轮便可以了。齿数太多的齿轮很难制造，齿数太少的又很容易断，中庸之道准没错。”

　　后来实际设计那部机器时，我觉得好玩极了——只要挑选列在表内中央部分的齿轮，再利用他给我的两个数据，我就可以当机械工程师了！

　　陆军方面并不希望我过完暑假就回去普林斯顿继续修学位，他们不断跟我灌输爱国思想，又说如果我愿意留下来的话，他们可以让我独力统筹计划，设计另一部称为“指挥家”的机器。不过，我觉得这个计划比较简单，因为在这个设计里，炮手同样坐在飞机里，跟敌机在同一高度飞行。炮手将飞行高度以及估计跟敌机之间的距离输进“指挥家”内，“指挥家”就自动将枪炮对准敌机，点燃引线。

　　作为计划主持人，我必须经常去另一个军营查阅发射资料；他们已有若干初步数据。而我注意到，在那些飞机经常巡行的高空中，却很少有发射纪录。当我追问原因时，才发现原来炮手使用的不是定时引线，而是火药条引线。

　　这种火药条引线在那种高度不能发挥作用——它们在稀薄空气中，“嘶”的一声就熄掉了。

　　原先，我以为只要依据不同高度的空气阻力，加以校正就行了；可是，后来我发现，我的任务是要设计一部让炮弹在正确时刻——换句话说，当引线熄灭时——爆炸的机器！

　　我觉得那太困难了，于是打道回普林斯顿。

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