Richard Feynman bei 100

Ein herausragender Physiker des 20. Er war auch viel mehr. Mai herumrollt, erinnert ein Blick auf sein wissenschaftliches und kulturelles Erbe an seine unruhige Mehrdimensionalität., Seine populären Bücher erschütterten die Vorurteile der Leser von Wissenschaftlern als laborbeschichtete Nerds und ersetzten sie durch ein Hipper-Bild eines wilden Nonkonformisten; Seine wissenschaftlichen Analysen führten die Forscher in revolutionäre Methoden ein, sich mit der modernen Physik auseinanderzusetzen.

Feynman war ein Meister der Physik. Ein mathematischer Schneesturm mit außergewöhnlicher Intuition, er schien Lösungen aus der Luft zu ziehen. Er erstellte ein Lexikon für Partikelinteraktionen: ikonische Kringeln, Schleifen und Linien, die jetzt als Feynman-Diagramme bekannt sind (siehe D. Cressey, 489, 207; 2012)., Seine Nobelpreisträgerarbeit zur Quantenelektrodynamik umfasste Methoden, die selbst er als Fingerfertigkeit betrachtete, um unendliche Terme aus Berechnungen zu entfernen. Seine Ergebnisse-gleichbedeutend mit systematischeren, rigoros erläuterten mathematischen Techniken, die unabhängig von den Co-Preisträgern Julian Schwinger und Sin-Itiro Tomonaga vorgeschlagen wurden-stimmten jedoch wunderbar mit atomphysikalischen Daten überein.

Jahrzehnte vor seinem Nobelpreis 1965 war Feynman bereits eine Legende des Manhattan-Projekts in Los Alamos, New Mexico, wo er bei der Entwicklung der Atombombe half., Seine Kollegen und Vorgesetzten, darunter der wissenschaftliche Direktor J. Robert Oppenheimer und der Leiter der theoretischen Abteilung Hans Bethe, waren von seinen Rechenfähigkeiten verblüfft.

Dann war da noch die Verspieltheit. Seine Streiche, einschließlich Safe-Cracking und Schleichen durch Sicherheitszäune, und seine Leidenschaft für das Spielen der Bongos, waren wohl so unvergesslich wie seine Wissenschaft. Feynman liebte es, Geschichten über sich selbst zu erzählen und die Reaktion zu beobachten — je betäubter, amüsiert oder entsetzt, desto besser., In den 1980er Jahren sammelte sein Freund und Schlagzeuger Ralph Leighton einige von ihnen in zwei Bestseller-Bänden: Sicherlich scherzen Sie, Mr. Feynman! (1985) und was interessiert dich, was andere Leute denken? (1988).

Spielerische Geist

In der ersten, Feynman zur Schau gestellt seine Ecken und Kanten und Exzentrizitäten, und ein Großteil des Buches ist urkomisch. (Eine Geschichte sieht, wie er ein Sprinklerexperiment im Cyclotron Laboratory der Princeton University in New Jersey verpfuscht, Glasrohre zerschmettert und den Raum mit Wasser überflutet.,) Die Chroniken von Feynman in Los Alamos Tage sind ausgesprochen witzig, wie seine Entfernung von den geheimen Inhalt der Physiker Edward Teller ‚ s verschlossenen Schreibtischschublade nach Erzähler sagte ihm, es war undurchdringlich. Das Buch zeigt jedoch sein Alter in beunruhigend sexistischen Abschnitten wie „Sie fragen sie einfach?“über sein räuberisches Verhalten gegenüber Frauen.

Seine Beziehungen zu Frauen waren kompliziert. In What Do You Care erklärte er, wie er seine jüngere Schwester Joan, die jetzt eine gefeierte Astrophysikerin ist, ermutigte, in die Wissenschaft zu gehen., Und er erzählte, wie viele seiner Einstellungen von seiner Liebe zu seiner ersten Frau Arline geprägt waren, die 1945, einige Jahre nach ihrer Heirat, an Tuberkulose starb. Diese Geschichten wurden hauptsächlich in den letzten Phasen von Feynmans Leben geschrieben, nachdem er sich einer Krebsbehandlung unterzogen hatte. Zu diesem Zeitpunkt war er sich seines Vermächtnisses zweifellos bewusster geworden.

In der Tat war Feynman unter dem Deckmantel seines Clowns ein sensibler Mann, der sowohl unter frühem Kummer als auch unter erheblicher Angst vor den Atomwaffen litt, denen er geholfen hatte. Diese Dämonen verhinderten seine Forschung vom Ende des Zweiten Weltkriegs bis 1947, als Erkenntnisse, die auf der Shelter Island Conference in New York berichtet wurden, dazu beitrugen, seine Nobelpreisträgerarbeit zu entfachen., Auf dem Treffen präsentierte der Physiker Willis Lamb Beweise für eine Diskrepanz zwischen Vorhersagen für bestimmte Energieniveaus des Wasserstoffatoms, die unter Verwendung der Dirac-Gleichung berechnet wurden, und experimentellen Ergebnissen, die unter Verwendung von Mikrowellen zur Erregung des Atoms erhalten wurden. Inspiriert von Bethes schneller Berechnung dieser Quantenverschiebung entwickelte Feynman Techniken, um dieses Problem und darüber hinaus auf den breitesten Bereich quantenelektrodynamischer Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen zu lösen.,

Goldene Jahre

Die nächsten zwei Jahre erwiesen sich als äußerst produktiv bei der Verbreitung seiner außergewöhnlichen Methoden zur Berechnung von Wechselwirkungen in der Teilchenphysik. Feynman veröffentlichte wegweisende Papiere wie ‚Classical electrodynamics in terms of direct interparticle action‘ (J. A. Wheeler und R. P. Feynman, Rev. Mod. Phys. 21, 425-433; 1949) und „Space-time approach to quantum electrodynamics‘ (R. P. Feynman Phys. Rev. 76, 769-789; 1949)., Diese bauen wie Offenbarungen in einer Sherlock-Holmes-Geschichte aufeinander auf — wobei die letzte eine vollständige Auflösung liefert, wie Elektronen mit Photonen interagieren. Durch seine Diagramme, die überraschenderweise positiv geladene Positronen als Elektronen darstellen, die sich zeitlich rückwärts bewegen, Feynman porträtierte die Bandbreite möglicher Interaktionsmodi, Jeder trägt in einer gewichteten Bilanz namens „Summe über Geschichten“zum Gesamtbild bei., In seiner brillanten Vision ist die Quantenrealität ein wolkenartiger Abstrich der möglichen Wege der Teilchen, als könnte ein Pendler von Essex nach London die gesamte Strecke mit Zug, Bus, Auto und Fahrrad gleichzeitig zurücklegen.

Feynman veröffentlichte zwei ausgezeichnete Primer, die diese Quantenmethoden vorstellten. Quantenmechanik und Pfadintegrale (1965; Co-Autor mit Albert Hibbs) beginnt mit einem seiner Lieblingsgeräte, dem Doppelschlitzexperiment, und geht schnell in die Pfadintegration und andere fortgeschrittene Methoden über., Die zweite, QED (1985; basierend auf einer Vortragsreihe) ist zugänglicher — erklärt die gleiche Theorie anhand von Diagrammen und Beispielen.

Ab den 1950er Jahren wagte sich Feynman in viele andere Bereiche der theoretischen Physik: Überfluide, Supraleitung, Gravitation und die Bestandteile von Protonen und Neutronen, die er Partonen nannte. Zwei spätere Arbeiten, die einen großen Einfluss hatten, waren sein Modell der schwachen Wechselwirkung, „Theorie der Fermi-Wechselwirkung“ (R. P. Feynman und M. Gell-Mann Phys. Rev. 109, 193; 1958) und sein Vorschlag zur Quantenberechnung „Simulation physics with computers“ (R. P., Feynman-Int. J. Theor. Phys. 21, 467–488; 1982). In jedem bastelte er an Variationen, bis er endgültige Schlussfolgerungen zog.

Feynman war auch ein anerkannter Pädagoge. Diejenigen, die das Glück haben, an seinen Vorlesungen teilgenommen zu haben, haben das beste Gespür dafür, wie sein agiler Geist funktioniert. Er unterrichtete einen Kurs im ersten Jahr am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena: „Physics X“, in dem die Schüler ihn alles fragten und er auf den Beinen dachte. Feynman liebte es zu überraschen und weigerte sich oft, Lösungen zu finden, um die Schüler intellektuell anzuspornen., Die sorgfältigen Notizen der Teilnehmer wurden als Bücher und Artikel veröffentlicht, was seinen Ruf als Master-Dozent stärkt. Ein solcher von Caltech war der dreibändige The Feynman Lectures on Physics (1964). Eine andere, 1959 ‚ s The Theory of Fundamental Processes, basiert auf Notizen von Peter Carruthers und Michael Nauenberg, zwei Studenten an der Cornell University in Ithaca, New York, als Feynman dort 1958 Gastdozent war., Nauenberg erzählte mir, wie Feynman während der ersten Vorlesung hereinkam, einen Blick auf die Tafel warf, die Gleichungen wild löschte und erklärte, dass sie alle die gesamte Physik von Grund auf lernen würden. Innerhalb weniger Wochen ging der Kurs von der elementaren Quantenmechanik zu Feynmans Regeln für teilchenphysikalische Berechnungen über. The Character of Physical Law (1967), ein weiteres von Feynmans Werken, entstand aus Vorlesungen, die er sechs Jahre später in Cornell hielt.

Feynmans Bücher fordern uns auf, die Welt mit aufgeschlossener Neugier zu erkunden, als ob wir ihr zum ersten Mal begegnen würden., Er arbeitete von der Idee, dass wir alle danach streben könnten, die gleichen mentalen Sprünge wie er zu machen. Aber natürlich kann nicht jeder ehrgeizige junge Magier ein Harry Houdini sein. Während andere Pädagogen versuchen könnten, diejenigen zu verwickeln, die nicht mithalten konnten, gab Feynman nie nach. Die Essenz seiner Philosophie bestand darin, etwas zu finden, das Sie gut können, und Ihr Herz und Ihre Seele hineinzubringen. Wenn nicht Physik, dann vielleicht eine andere Leidenschaft — Bongos.