物理世界

物理学史

物理学家

物理资料

诺贝尔奖

实验史话

·当前位置:首页物理世界 → 物理学家


理查德·菲利普·费曼

Feynman

理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman),1918年5月11日~1988年2月15日,美国著名理论物理学家,1965年,因在量子电动力学方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。物理学大师费曼被认为是20世纪美国最伟大的物理学家,一位深邃的思想者、杰出的教师、热爱生活和自然的人,其学术成就主要集中在对量子电动力学的贡献,并因此荣获1965年诺贝尔物理学奖。从对近代科学发展的深远影响而言,费曼是超越时代和物理学科的,尤其是他对科学众多分支学科的理解和对科学本身的哲学思考,使之无愧于任何褒奖。他的成长历程、学术思想和哲理思考等,给后人留下了无尽的启示。

 

人物生平

 

费曼于1918年5月11日出生于美国纽约皇后区小镇Far Rockaway的一个俄罗斯移民犹太裔家庭。

1935年进入麻省理工学院(MIT),先学数学,后学物理。1939年本科毕业,毕业论文发表在《物理评论》(Phys.Rev.)上,内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式。

1939年9月在普林斯顿大学当惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。1941年,费曼与阿琳·格林鲍姆结婚。1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。

1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室,参加了曼哈顿计划。

1945年6月16日,费曼的第一个妻子阿琳去世。同年费曼开始在康奈尔大学任教。1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间,加州理工学院因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。

1961年9月至1963年5月在加州理工学院讲授大学初等物理课程,录音在同事帮助下整理编辑为《费曼物理学讲义》。

1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格(Julian.Schwinger),朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖。

1986年,费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件, 在国会用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因。

Feynman

1988年2月15日,费曼因癌症逝世。

 

主要成就

 

费曼于40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法,并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法,从而避免了量子电动力学中的发散困难。目前量子场论中的“费曼振幅”、“费曼传播子”、“费曼规则”等均以他的姓氏命名。

费曼图表是费曼在四十年代末首先提出的,用于表述场与场间的相互作用,可以简明扼要地体现出过程的本质,费曼图表早已得到广泛运用,至今还是物理学中对电磁相互作用的基本表述形式。它改变了把物理过程概念化和数学化的处理方式。

费曼总是以自己独特的方式来研究物理学。他不受已有的薛定谔的波函数和海森堡的矩阵这两种方法的限制,独立地提出用跃迁振幅的空间-时间描述来处理几率问题。他以几率振幅叠加的基本假设为出发点,运用作用量的表达形式,对从一个空间-时间点到另一个空间-时间点的所有可能路径的振幅求和。这一方法简单明了,成了第三种量子力学的表述法。

1968年费曼根据电子深度非弹性散射实验和布约肯(J.D.Bjorken)的标度无关性提出高能碰撞中的强子结构模型。这种模型认为强子是由许多点粒子构成,这些点粒子就叫部分子(parton)。部分子模型在解释高能实验现象上比较成功,它能较好地描述有关轻子对核子的深度非弹性散射、电子对湮灭、强子以及高能强子散射等高能过程,并在说明这些过程中逐步丰富了强子结构的物理图像。

除了量子电动力学方面的卓越贡献,费曼还建立了解决液态氦超流体现象的数学理论。之后,他和莫雷·盖尔曼在弱相互作用领域,比如β衰变方面,做了一些奠基性工作。费曼通过提出高能质子碰撞过程的层子模型,在夸克理论的发展中,起了重要作用。

费曼有一种特殊能力,就是能把复杂的观点,用简单的语言把它表述出来,这使得他成为一位硕果累累的教育家。在获得的诸多奖项中,他特别感到自豪的,是1972年获得的奥斯特教育奖章。最初出版于1962年的《费曼物理学讲义》被《科学美国人》这样赞誉:“尽管这套教材深奥难懂,但是它的内容丰富而且富有启发性。在它出版25年后,它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”

为了促进普通公众对物理学的理解,费曼撰写了《物理定律的特征》和《量子电动力学:光和物质的奇特理论》等。同时还发表了许多高深的专业论文和著作,这些论文和著作已成为研究者和学生的经典文献和教科书。

费曼还是一位富有建设性的公众人物。1986年,挑战者号失事后,费曼做了著名的O型环演示实验,只用一杯冰水和一只橡皮环,就在国会向公众揭示了挑战者失事的根本原因-低温下橡胶失去弹性。20世纪60年代,费曼还在加州课程设计委员会上,为反对教科书的平庸,作出了努力。

作为一名物理学家以外,在他一生中的不同时期,他还是无线电修理者、保险柜密码破解高手、艺术家、舞蹈爱好者、手鼓演奏者和玛雅象形文字的破译者。在广为流传的轶闻中,他常与拉斯维加斯的脱衣舞女和赌徒聊天最为有趣。他的世界充满好奇,是一个典型经验主义者。

费曼经常发出惊世骇俗之语,比如以下两句名言:

“Physics is to math what sex is to masturbation.” (“物理之于数学好比性爱之于手淫。”)

“Physics is like sex: sure, it may give some practical results, but that's not why we do it.” (“物理跟性爱有相似之处:是的,它可能会产生某些实在的结果,但这并不是我们做它的初衷。”)

Feynman

 

物理学著作

 

* 费曼物理学讲义(The Feynman's Lectures on Physics)

(不是费曼本人编写,是根据费曼在1961年9月至1963年5月在加利福尼亚工学院讲课录音整理编辑的) 《费曼讲物理》为该书的摘抄版 ) 3卷1964年, 1966年.

* 量子电动力学 ISBN 0-8053-2501-8

* QED——光与物质的奇异性质QED: The Strange Theory of Light and Matter

* 统计力学 ISBN 0-8053-2509-3

* 过程理论基础 ISBN 0-8053-2507-7

* 量子力学和路线积分 (with Albert Hibbs) ISBN 0-070-20650-3

* 引力学讲义 1995 ISBN 0-201-62734-5

* 计算讲义 ISBN 0201489910

* 费曼最后的讲座: 太阳的行星 ISBN 0099736217

* The Feynman Processor?: Quantum Entanglement 和计算革命 ISBN 0-7382-0173-1

 

面向大众的著作

 

* 物理之美(The Character of Physical Law)

* 量子电动力学(Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter)

* 你管别人怎么想(What Do You Care What Other People Think?)

* 别闹了,费曼先生(Surely You're Joking,MR.Feynman!)ISBN 0-393-01921-7

* 这个不科学的年代(The Meaning of It All: Thought of a Citizen Scientist!) Perseus出版社. (平装本 ISBN 0738201669)

* 发现的乐趣

* QED和创造它的人: 戴森,费曼,施温格,朝永振一郎 (普林斯顿物理学系列) (Silvan S. Schweber)

* 最佳品质(Most of the Good Stuff)

 

费曼的公众讲演

 

量子电动力学(QED)讲座(新西兰奥克兰大学)

微小的机器(Tiny Machines)——费曼说纳米(加州理工大学)

 

理查·费曼与“草包族科学”

 

理查·费曼曾经在1974年,于加州理工学院的一场毕业典礼演说中叙述“草包族科学”(Cargo cult science)时提到:

从过往的经验,我们学到了如何应付一些自我欺骗的情况。举个例子,密立根做了个油滴实验,量出了电子的带电量,得到一个今天我们知道是不大对的答案。他的资料有点偏差,因为他用了个不准确的空气粘滞系数数值。于是,如果你把在密立根之后、进行测量电子带电量所得到的资料整理一下,就会发现一些很有趣的现象:把这些资料跟时间画成坐标图,你会发现这个人得到的数值比密立根的数值大一点点,下一个人得到的资料又再大一点点,下一个又再大上一点点,最后,到了一个更大的数值才稳定下来。

为什么他们没有在一开始就发现新数值应该较高?——这件事令许多相关的科学家惭愧脸红——因为显然很多人的做事方式是:当他们获得一个比密立根数值更高的结果时,他们以为一定哪里出了错,他们会拼命寻找,并且找到了实验有错误的原因。另一方面,当他们获得的结果跟密立根的相仿时,便不会那么用心去检讨。因此,他们排除了所谓相差太大的资料,不予考虑。我们现在已经很清楚那些伎俩了,因此再也不会犯同样的毛病。

 

【以上资料均来自互联网,所有版权均归原作者】