Richard Feynman på 100

En fremtrædende tyvende århundrede fysiker og nobelpristager Richard Feynman var helt sikkert dem. Han var også meget mere. Som hundredåret for hans fødsel ruller rundt på 11 maj, et kig på hans videnskabelige og kulturelle arv minder om hans rastløse multidimensionalitet., Hans populære bøger knuste læsernes forudfattelser af forskere som laboratoriebelagte nørder og erstattede dem med et hipper-billede af en vild ikke-konformist; hans videnskabelige tomes introducerede forskere til revolutionerende metoder til at kæmpe med moderne fysik.

Feynman var en mester conjuror af fysik. En matematisk sus med ekstraordinære intuition, han syntes at trække løsninger ud af den blå luft. Han udformet et leksikon for partikel interaktioner: ikoniske kruseduller, sløjfer og linjer nu kendt som Feynman diagrammer (se D. Cressey Nature 489, 207; 2012)., Hans Nobel-prisbelønnede arbejde på kvanteelektrodynamik inkluderet metoder, at selv han så som en kunstgreb for at fjerne uendelige vilkår fra beregninger. Men hans resultater — svarende til mere systematisk, konsekvent udlagt matematiske teknikker uafhængigt foreslået af co-prismodtagere Julian Schwinger og Sin-Itiro Tomonaga matchede atomare fysik data smukt.årtier før hans Nobelpris i 1965 var Feynman allerede en legende om Manhattan-projektet i Los Alamos, Ne.me .ico, hvor han hjalp med at udvikle atombomben., Hans kolleger og vejledere, herunder videnskabelig direktør J. Robert Oppenheimer og leder af den teoretiske division Hans Bethe, blev bedøvet af hans beregningsmæssige evner.

så var der legesyge. Hans pranks, herunder safe-cracking og snigende gennem sikkerhedshegn, og hans passion for at spille bongos, var uden tvivl lige så mindeværdig som hans videnskab. Feynman elskede at fortælle historier om sig selv og observere reaktionen — jo mere bedøvet, morede eller forfærdet jo bedre., I 1980 ‘ erne samlede hans ven og kollega-trommeslager Ralph Leighton nogle af dem i to mest solgte bind: du spøger bestemt, Mr. Feynman! (1985) og hvad er du ligeglad med, hvad andre mennesker synes? (1988).

legende ånd

i den første flauntede Feynman sine uslebne kanter og e .centriciteter, og meget af bogen er sjove. (En historie ser ham bungling et sprinklereksperiment i cyclotron laboratoriet ved Princeton University i Ne.Jersey, knuste glasrør og oversvømmer rummet med vand.,) Kronikkerne om Feynmans Los Alamos-dage er usædvanligt sjove, såsom hans fjernelse af det hemmelige indhold af fysikeren Ed .ard Tellers låste skrivebordsskuffe, efter at Teller fortalte ham, at det var uigennemtrængeligt. Imidlertid, bogen viser sin alder i foruroligende se ?istiske sektioner som “du spørger dem bare?”, om hans rovdyr over for kvinder.

hans forhold til kvinder var komplicerede. I Whathat do You Care forklarede han, hvordan han opmuntrede sin yngre søster Joan, nu en anerkendt astrofysiker, til at gå ind i videnskaben., Og han fortalte, hvor mange af hans holdninger var blevet formet af hans kærlighed til sin første kone, Arline, der døde af tuberkulose i 1945, et par år efter, at de giftede sig. Disse historier blev for det meste skrevet i de sidste faser af Feynmans liv, efter at han havde gennemgået behandling for kræft. På det tidspunkt var han uden tvivl blevet mere opmærksom på hans arv.

Ja, under hans klovn forklædning, som Feynman var en følsom mand, der lider af både tidlig sorg og stor kval, om de atomare våben, han havde været med til at skabe. Disse dæmoner forpurrede hans forskning fra slutningen af Anden Verdenskrig indtil 1947, da fund rapporteret på Shelter Island-konferencen i Ne.York hjalp med at sætte gang i hans Nobelprisvindende arbejde., På mødet fremlagde fysiker Lambillis Lamb bevis for en uoverensstemmelse mellem forudsigelser for visse energiniveauer af hydrogenatomet, beregnet ved hjælp af Dirac-ligningen, og eksperimentelle resultater opnået ved anvendelse af mikrobølger til at e .citere atomet. Inspireret af Bethes hurtige beregning af dette Lammeskift udviklede Feynman teknikker til at løse dette problem og videre til det bredeste udvalg af kvantelektrodynamiske interaktioner mellem ladede partikler.,

gyldne år

de næste to år viste sig at være yderst produktive med at formidle hans ekstraordinære metoder til beregning af interaktioner i partikelfysik. Feynman offentliggjort skelsættende papirer såsom ‘ klassisk elektrodynamik i form af direkte interparticle action ‘(J. A. Feheeler og R. P. Feynman Rev. Mod. Phys. 21, 425-433; 1949) og ‘Rumtidstilgang til kvanteelektrodynamik’ (R. P. Feynman Phys. Rev. 76, 769-789; 1949)., Disse bygger på hinanden som åbenbaringer i en Sherlock Holmes — historie-med den sidste, der leverer en komplet opløsning af, hvordan elektroner interagerer ved hjælp af fotoner. Gennem hans diagrammer, som overraskende skildrer positivt ladede positroner som elektroner bevæger sig bagud i tiden, Feynman portrætteret spektret af mulige former for interaktion, hver bidrager til det samlede billede i en vægtet tally kaldet “sum over historier”., I hans strålende vision, quantum virkeligheden er en cloud-gerne smøre af partikler’ mulige stier, som hvis en pendler fra Essex til London kunne rejse hele ruten med tog, bus, bil og cykel på samme tid.Feynman offentliggjorde to fremragende primere, der introducerede disse kvantemetoder. Kvantemekanik og Path Integrals (1965; medforfatter sammen med Albert Hibbs) begynder med et af hans foretrukne apparater, dobbelt-spalte-eksperiment, og hurtigt bevæger sig ind i stien integration og andre avancerede metoder., Den anden, QED (1985; baseret på en forelæsningsserie) er mere tilgængelig — forklarer den samme teori ved hjælp af diagrammer og eksempler.

fra 1950 ‘ erne turde Feynman ind i mange andre områder af teoretisk fysik: superfluider, superledningsevne, gravitation og bestanddelene af protoner og neutroner, som han kaldte partoner. To senere papirer, der gjorde en enorm indflydelse var hans model af den svage interaktion, ‘ Theory of Fermi interaktion ‘(R. P. Feynman og M. Gell-Mann Phys. Rev. 109, 193; 1958), og hans forslag til kvanteberegning, ‘Simulating physics withith computers’ (R. P., Feynman Int. J. Theor. Phys. 21, 467–488; 1982). I hver, han tinkered med variationer, indtil han nåede endelige konklusioner.

Feynman var også en berømt Pædagog. De, der er heldige nok til at have deltaget i hans foredrag, har den bedste fornemmelse af, hvordan hans smidige sind fungerede. Han underviste i et førsteårskursus ved California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena: ‘Physics.’, hvor studerende ville spørge ham om noget, og han ville tænke på hans fødder. Feynman elskede at forbløffe, og ofte nægtede at levere løsninger, at anspore eleverne intellektuelt., De omhyggelige noter af deltagere er blevet offentliggjort som bøger og artikler, styrke hans ry som en master lektor. En sådan fra Caltech var de tre-volumen Feynman foredrag om fysik (1964). En anden, 1959 s Teori om de Grundlæggende Processer, der er baseret på noter taget af Peter Carruthers og Michael Nauenberg, to studerende ved Cornell University i Ithaca, New York, når Feynman var en gæsteforelæser, der i 1958., Nauenberg fortalte mig, hvordan Feynman under det første foredrag gik ind, kiggede på tavlen, slettet vildt ligningerne på det og erklærede, at de alle ville lære hele fysikken fra bunden. I løbet af få uger gik kurset fra elementær kvantemekanik til Feynmans regler for partikelfysikberegninger. Karakteren af fysisk lov (1967), en anden af Feynman ‘ s værker, fremgik af forelæsninger han leveret på Cornell seks år senere.

Feynmans bøger opfordrer os til at udforske verden med fordomsfri nysgerrighed, som om vi støder på den for første gang., Han arbejdede ud fra tanken om, at vi alle kunne stræbe efter at tage de samme mentale spring som ham. Men selvfølgelig kan ikke alle ambitiøse unge tryllekunstnere være en Harry Houdini. Mens andre pædagoger måske forsøger at kramme dem, der ikke kunne holde op, Feynman aldrig relented. Essensen af hans filosofi var at finde noget, som du kan gøre godt, og sætte dit hjerte og sjæl ind i det. Hvis ikke fysik, så en anden lidenskab — bongos, måske.