世界上有兩種天才：普通天才，他們做了偉大的工作，但讓別人覺得，如果他們足夠努力，他們就能做那樣的工作； 而另一種天才就像魔術師一樣，你無法想象他們會做什么。 要做的事情。 費曼是一位魔術師。 ——漢斯·貝特（1967年諾貝爾物理學獎獲得者）
理查德·費曼（ ，1918年5月11日—1988年2月15日）曾在接受采訪時講過這樣一個故事：
我有一個藝術家朋友，我真的不同意他的一些觀點。 他會拿起一朵花說：“你看，這花多漂亮啊。” 是的，花很漂亮，我也會這么想。 他繼續(xù)說道：“你看，作為一名藝術家，我會欣賞它的美麗；但作為一名科學家，你只會對這朵花進行專業(yè)的一層層分析，讓它成為一件無聊的事情。” 我認為他在胡說八道。
首先，他看到的美麗，其他人都可以看到，我也可以看到。 不過，我也許沒有他那么精致的審美意識，但毫無疑問，我懂得欣賞花的美麗。 同時，我可以看到更多的東西：我可以想象花朵中的細胞以及細胞中復雜的反應。 她們也是一種美。 這種美不僅存在于這一方寸之中，還存在于更小尺度的內(nèi)部結構中。 另外，一些進化過程也很有趣。 例如，一些花開始有顏色，以吸引昆蟲自行授粉； 這意味著昆蟲可以看到顏色。 這就提出了另一個問題——低等形式中是否也存在審美意義？
這一切都很有趣，科學知識只會增加花的神秘感和光環(huán)，我看不出它會如何削弱它。 是的，這就是費曼。 一位理論物理學家，可以從一朵花或一杯酒中解讀整個宇宙。
○ 費曼，100 年前出生。 1965年獲得諾貝爾物理學獎后不久，在歐洲核子研究組織（CERN）舉辦了一場講座。 | 圖片來源：歐洲核子研究中心
永無休止的好奇心
費曼1918年5月11日出生于美國紐約皇后區(qū)。從小熱愛科學的費曼非常聰明，小時候并沒有被貼上“天才”的標簽。 但小費曼與其他聰明孩子不同的是，他對一切都極度好奇。 費曼的好奇心為他一生追求真理提供了看似無窮無盡的能量。 他總是渴望了解周圍的一切。
他的博士生導師約翰·惠勒曾回憶道：“費曼精力充沛，對各種問題都充滿了興趣。” 然而，費曼的好奇心并不僅僅停留在知道某個問題的解決辦法。 放置方法。 “如果你說你有問題的答案，他永遠不會讓你告訴他答案，”惠勒說。 “他必須努力思考才能找到答案。這就是他在新領域不斷前進的方式。方式。”
更可貴的是，費曼的好奇心讓他并不太關心自己是否犯了錯誤，而只是想找到解決問題的方法。 他當然知道自己有時會犯錯誤。
敢于挑戰(zhàn)權威
然而，純粹的好奇心并不是費曼成為傳奇的唯一原因。 他還有一種非常難得的氣質(zhì)，那就是無論是在物理上還是在生活中，他都從不屈服于權威。 他始終能夠蔑視官僚主義，無視專家意見，敢于在最杰出的科學家面前提出不同意見。 有一次他讀了一些專家論文，發(fā)現(xiàn)它們是錯誤的天才的物理學家，這耽誤了他對β衰變放射性形式的理解。 于是他發(fā)誓“聽專家的話”，不再犯錯誤。
年輕的費曼就已經(jīng)展露了他在物理學方面的非凡天賦，這讓他在博士畢業(yè)前就收到了“曼哈頓計劃”的邀請。 他的工作是幫助計算核爆炸的強度。 （曼哈頓計劃期間，他和物理學家貝特共同推導出“貝特-費曼效率公式”。）突然，費曼發(fā)現(xiàn)與他同行的科學家是愛因斯坦、泡利等量子力學科學家。 的先驅(qū)者。 但即使作為一名初出茅廬的物理學家，費曼也不關心他在和誰打交道。
例如，當他在曼哈頓計劃總部所在地洛斯阿拉莫斯時，他遇到了著名物理學家尼爾斯·玻爾。 當時，所有其他物理學家都對玻爾感到敬畏。 然而，在一次會議上，費曼并不懼怕權威，不斷向玻爾提出各種問題。 在下次會議之前，玻爾邀請費曼單獨聊天。 玻爾的兒子也是他的助手，回憶起父親對這一行為的解釋是：“他（費曼）是唯一一個不怕我的人，當我有一個瘋狂的想法時，他會指出來。 因此，下次當我們想要討論某個想法時，我們無法與一個對所有事情都說‘是的，玻爾博士’的人一起討論，我們必須先和他談談。”
他就像一個不畏強人的天真男孩，又像一個有趣又搞笑的調(diào)皮男孩。 當他感到無聊時，他會在洛斯阿拉莫斯制造麻煩，比如鎖上一些抽屜、在下班時間潛入實驗室、捉弄同事、留下筆記讓他們認為研究成果被間諜竊取。 等等。同時，他喜歡演奏邦戈鼓。 20世紀80年代，他的朋友兼鼓手拉爾夫?qū)①M曼的軼事編成兩本暢銷書：《住手，費曼先生！》 （1985）和“你為什么關心別人的想法？” 》（1988）。
○ 拉爾夫（左）和費曼（右）。 | 圖片來源：
學術貢獻
然而，費曼憤世嫉俗的外表下，其實隱藏著一顆敏感而善良的心。 他早期對原子彈研制的貢獻讓他陷入深深的痛苦和自責之中。 這些心魔一直阻礙著他的研究進展。 直到1947年，在紐約的一次研討會上，物理學家蘭姆討論了狄拉克方程預測的氫原子比能級與微波激發(fā)原子實驗結果之間的差異。 。 受到 Bethe 對蘭姆位移的快速計算的啟發(fā)，費曼開發(fā)了新技術來解決這個問題，并將他的研究擴展到更廣泛的帶電粒子之間的量子電動力學 (QED) 相互作用。
QED 描述了電子和光之間的相互作用。 按照經(jīng)典物理學的標準，QED 似乎很荒謬。 例如，電子同時表現(xiàn)得像粒子和波； 電子的反物質(zhì)對應物正電子可以看作是沿與時間箭頭相反的方向移動的電子； 光從一點傳播到另一點并不遵循簡單的直線，而是沿著每條可能的路徑傳播。 1965年，他因這項工作與另外兩位獨立提出QED的物理學家施溫格（）和朝永信一郎（ ）一起獲得了諾貝爾物理學獎。
費曼的 QED 是施溫格提出的令人畏懼的數(shù)學理論的另一個版本。 在費曼的版本中，“費曼圖”的發(fā)明使深奧的理論更加簡潔易懂：在時空坐標中，線段代表電子和正電子的運動，波浪線代表電子和正電子的釋放或吸收。光子，環(huán)代表一些更神秘的相互作用。 這些圖表可能會變得非常復雜，但與大量數(shù)學相比物理資源網(wǎng)，它們非常簡潔。
○ 費曼圖：兩個電子交換一個光子（左）； 右圖：引力子遇到量子漲落。 | 圖片來源：奧萊娜/
通過費曼圖，他描繪了各種可能的相互作用模式，每種模式都對“歷史總和”的整體圖景做出了貢獻。 除了在 QED 中的應用之外，費曼圖還有許多其他應用。 現(xiàn)在，這是粒子物理學家日常使用的標準工具。
費曼發(fā)表了兩本關于這些量子方法的入門讀物。 一本是與希布斯合著的《量子力學和路徑積分》（1965）。 這本書從他最喜歡的實驗裝置之一——雙縫實驗開始，然后快速轉(zhuǎn)向路徑積分和其他高級方法。 第二本書是基于他的課堂講座系列的 QED (1985)。 這本書用圖解和例子解釋了同樣的理論，所以更容易理解。
從 20 世紀 50 年代開始，費曼開始探索理論物理的許多其他領域，包括超流體、超導性、引力以及質(zhì)子和中子的組成部分（他稱之為部分子）。 后來產(chǎn)生巨大影響的兩篇論文是他的弱相互作用模型——“費米相互作用理論”——以及他的量子計算建議——“用計算機模擬物理”。 在每項研究中，他都進行了各種修改和調(diào)整，直到得出明確的結論。 1984年，他還在演講中對納米技術的發(fā)展做出了前瞻性預測。
○ 費曼 1962 年的筆記。 圖片來源：
調(diào)查挑戰(zhàn)者
他就是這樣一個復雜的情結。 當你覺得他像個憤世嫉俗的壞孩子時，你會發(fā)現(xiàn)他是最正直、最正直、最誠實的科學家。 1986年，費曼被政府任命為政府調(diào)查委員會，調(diào)查載有七名宇航員的挑戰(zhàn)者號航天飛機災難性事件的原因。 那時他患有兩種罕見的癌癥，他一生中最不喜歡的就是與政府機構打交道。 他曾給自己定下一條規(guī)矩——絕不“靠近”華盛頓地區(qū)。 但他還是接受了這個任務。
當他去調(diào)查時，他感受到了官僚和政治上的阻力，并感覺到有些不對勁。 這讓他既沮喪又興奮。 很快，他用實驗證明，當氣溫低于冰點時，火箭助推器中的O形橡膠圈會失去彈性，讓熱氣體從內(nèi)部逸出，導致航天飛機解體。 挑戰(zhàn)者號發(fā)射當天早上，氣溫低于冰點。
此外，他還表現(xiàn)出了其他委員會成員所缺乏的道德勇氣，批評 NASA 管理人員沒有留意工程師的警告，并指出了導致系統(tǒng)故障的設計問題。 “大自然是不會被愚弄的，”他在美國宇航局這場愚蠢的災難性悲劇結束時說道。 如果說有什么權威可以說服費曼的話天才的物理學家，那就是事實。 而他對這一神圣不可侵犯標準的執(zhí)著，為他和科學贏得了世人的尊重。
○ 1986年6月，費曼和阿姆斯特朗在《挑戰(zhàn)者號航天飛機事故總統(tǒng)委員會報告》新聞發(fā)布會上。
教育家
除此之外，費曼還是一位出色的評論家和教育家。 他認為了解世界對每個人都很重要，而不僅僅是科學家。
那些有幸聽過他講座的學生無不驚嘆他思維敏捷。 他在加州理工學院教授一門名為“ X”的大學一年級課程，學生可以向他提出任何問題。 費曼喜歡遵循自己的學習習慣，常常拒絕直接向?qū)W生提供解決方案，而是啟發(fā)他們自己思考。
費曼的課堂筆記被仔細記錄并以書籍和文章的形式出版，其中一版是加州理工學院著名的三卷本《費曼物理學講座》（1964 年）。 另一本是1959年出版的《基本過程理論》，是根據(jù)1958年彼得和費曼兩位學生到康奈爾大學做客座講師時所做的筆記而寫的。另一本相關的著作叫《自然法則的本質(zhì)》 《物理學》（1967），源于六年后他在康奈爾大學的一次演講。
○ 講座結束后，費曼與助教交談。 背景中的兩個人是和桑茲。 圖片來源： 的 .
費曼的偉大不僅僅體現(xiàn)在他杰出的科學貢獻。 他自由的思想、獨特的人格魅力、無畏的質(zhì)疑權威的精神、簡潔生動的科學解釋感染著每個人。