Richard Feynman på 100 (Svenska)

en framstående 1900-talsfysiker och nobelpristagare: Richard Feynman var verkligen de. Han var också mycket mer. Som hundraårsminnet av hans födelse rullar runt den 11 maj, en titt på hans vetenskapliga och kulturella arv påminner om hans rastlösa flerdimensionalitet., Hans populära böcker krossade läsarnas förutfattade meningar om forskare som labbbelagda nördar och ersatte dem med en hipperbild av en vild icke-konformist; hans vetenskapliga Tomer introducerade forskare till revolutionära metoder för att brottas med modern fysik.

Feynman var en mästare conjuror av fysik. En matematisk whizz med exceptionell intuition verkade han dra lösningar ur luften. Han skapade ett lexikon för partikelinteraktioner: ikoniska squiggles, loopar och linjer som nu kallas Feynman-diagram (Se D. Cressey Nature 489, 207; 2012)., Hans Nobelprisarbete om kvantelektrodynamik inkluderade metoder som även han såg som en fingerfärdighet för att ta bort oändliga termer från beräkningar. Men hans resultat — som motsvarar mer systematiska, noggrant utvisade matematiska tekniker som självständigt föreslagits av medpristagarna Julian Schwinger och Sin-Itiro Tomonaga — matchade atomfysikdata vackert.

årtionden före sitt nobelpris 1965 var Feynman redan en legend av Manhattanprojektet i Los Alamos, New Mexico, där han hjälpte till att utveckla atombomben., Hans kollegor och handledare, inklusive vetenskaplig regissör J. Robert Oppenheimer och chef för den teoretiska avdelningen Hans Bethe, bedövades av hans beräkningsförmåga.

då var det lekfullhet. Hans pranks, inklusive säker sprickbildning och smyga genom Säkerhetsstängsel, och hans passion för att spela bongos, var utan tvekan lika minnesvärd som hans vetenskap. Feynman älskade att berätta historier om sig själv och observera reaktionen — ju mer bedövad, Road eller förskräckt desto bättre., På 1980-talet samlade hans vän och kollega trummisen Ralph Leighton några av dem i två bästsäljande volymer: visst Skämtar du, Mr. Feynman! (1985) och vad bryr du dig om vad andra tycker? (1988).

lekfull Ande

i det första flaunted Feynman sina grova kanter och excentriciteter, och mycket av boken är hilarisk. (En berättelse ser honom bungling ett sprinklerexperiment i cyclotron laboratory vid Princeton University i New Jersey, splittrande glasrör och översvämning av utrymmet med vatten.,) Krönikorna av Feynmans Los Alamos-dagar är exceptionellt roliga, till exempel hans avlägsnande av det hemliga innehållet i fysikern Edward tellers låsta skrivbordslåda efter att Teller berättade för honom att det var ogenomträngligt. Boken visar dock sin ålder i oroväckande sexistiska sektioner som ” du frågar bara dem?”, om hans rovgiriga beteende mot kvinnor.

hans relationer med kvinnor var komplicerade. I vad bryr du dig, förklarade han hur han uppmuntrade sin yngre syster Joan, nu en hyllad astrofysiker, att gå in i vetenskapen., Och han berättade hur många av hans attityder hade formats av hans kärlek till sin första fru, Arline, som dog av tuberkulos 1945, några år efter att de gift sig. Dessa berättelser skrevs mestadels under de sista stadierna av Feynmans liv, efter att han hade genomgått behandling för cancer. Vid den tidpunkten hade han utan tvekan blivit mer medveten om sitt arv.

under hans Clowns skepnad var Feynman en känslig man, som lider av både tidig sorg och stor ångest över de atomvapen han hade hjälpt till att skapa. Dessa demoner stymied hans forskning från slutet av andra världskriget fram till 1947, när fynd som rapporterats vid Shelter Island Conference i New York hjälpte till att gnista hans nobelprisarbete., Vid mötet presenterade fysikern Willis Lamb bevis på en skillnad mellan förutsägelser för vissa energinivåer av väteatomen, beräknade med hjälp av Dirac-ekvationen och experimentella resultat erhållna med mikrovågor för att excitera atomen. Inspirerad av Bethes snabba beräkning av detta Lammskifte utvecklade Feynman tekniker för att lösa det problemet och bortom, till det bredaste utbudet av kvantelektrodynamiska interaktioner mellan laddade partiklar.,

guldår

de närmaste två åren visade sig vara extremt produktiva när det gäller att sprida sina extraordinära metoder för att beräkna interaktioner i partikelfysik. Feynman publicerade seminalpapper som ”klassisk elektrodynamik när det gäller direkt interpartikelverkan” (J. A. Wheeler och R. P. Feynman Rev.Mod. Phys. 21, 425-433; 1949) och ”Space-time strategi för quantum electrodynamics’ (R. P. Feynman Phys. Rev. 76, 769-789; 1949)., Dessa bygger på varandra som uppenbarelser i en Sherlock Holmes — historia-med den sista som levererar en fullständig upplösning av hur elektroner interagerar med fotoner. Genom sina diagram, som förvånansvärt skildrar positivt laddade positroner som elektroner rör sig bakåt i tiden, Feynman porträtterade omfånget av möjliga former av interaktion, var och en bidrar till den totala bilden i en viktad tally kallas ”summa över historier”., I sin briljanta vision är quantum reality ett molnliknande utstryk av partiklarnas möjliga vägar, som om en pendlare från Essex till London kunde resa hela vägen med tåg, tränare, bil och cykel samtidigt.

Feynman publicerade två utmärkta primers som introducerade dessa kvantmetoder. Quantum Mechanics and Path Integrals (1965; medförfattare till Albert Hibbs) börjar med en av hans favoritapparater, double-slit-experimentet och flyttar snabbt in i vägintegration och andra avancerade metoder., Den andra, QED (1985; baserad på en föreläsningsserie) är mer tillgänglig — förklarar samma teori med hjälp av diagram och exempel.

Från och med 1950-talet vågade Feynman in i många andra områden av teoretisk fysik: suprafluider, supraledning, gravitation och beståndsdelarna i protoner och neutroner, som han kallade partons. Två senare papper som gjorde en stor inverkan var hans modell av den svaga interaktionen, ”Theory of the Fermi interaction” (R. P. Feynman och M. Gell-Mann Phys. Rev. 109, 193; 1958), och hans förslag till kvantberäkning, ”simulera fysik med datorer” (R. P., Feynman Int. J. Theor. Phys. 21, 467–488; 1982). I varje mixtrade han med variationer tills han nådde slutgiltiga slutsatser.

Feynman var också en känd pedagog. De som har turen att ha deltagit i hans föreläsningar har den bästa känslan av hur hans smidiga sinne fungerade. Han undervisade en förstaårig kurs vid California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena: ”Physics X”, där eleverna skulle fråga honom vad som helst och han skulle tänka på fötterna. Feynman älskade att förbluffa, och vägrade ofta att ge lösningar, för att sporra eleverna på intellektuellt., Noggranna anteckningar av deltagare har publicerats som böcker och artiklar, stärka sitt rykte som en mästare föreläsare. En sådan från Caltech var tre volymer Feynman-föreläsningarna om fysik (1964). En annan, 1959 är Teorin om de Grundläggande Processer, bygger på de anteckningar som gjorts av Peter Carruthers och Michael Nauenberg, två studenter på Cornell University i Ithaca, New York, när Feynman var en gästföreläsare det 1958., Nauenberg berättade för mig hur Feynman under den första föreläsningen gick in, tittade på tavlan, raderade väldigt ekvationerna på den och förklarade att de alla skulle lära sig hela fysiken från början. Inom några veckor fortsatte kursen från elementär kvantmekanik till Feynmans regler för partikelfysikberäkningar. Karaktären av fysisk lag (1967), en annan av Feynmans verk, uppstod från föreläsningar han levererade på Cornell sex år senare.

Feynmans böcker uppmanar oss att utforska världen med öppen nyfikenhet, som om vi stöter på den för första gången., Han arbetade från tanken att vi alla kunde sträva efter att ta samma mentala språng som honom. Men naturligtvis kan inte alla ambitiösa unga trollkarlar vara en Harry Houdini. Medan andra lärare kan försöka lura dem som inte kunde hänga med, ångrade Feynman aldrig. Kärnan i hans filosofi var att hitta något som du kan göra bra och sätta ditt hjärta och själ i det. Om inte fysik, då en annan passion — bongos, kanske.