理查德-费曼

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理查德·费曼照片
1965年左右的诺贝尔奖照片。

理查德·菲利普斯·费曼(1918年5月11日至1988年2月15日;姓FINE-man;/\fa-nmn/)美国物理学家,以科学敏锐、幽默和魅力著称。他在物理学方面的成就包括扩展了量子电动力学、过冷液氦超流体物理学和粒子理论。他在量子电动力学方面的工作使他成为诺贝尔奖1965年,与朱利安·施温格(Julian Schwinger)和辛·伊蒂罗·托莫纳加(Sin-Itiro Tomonaga)在物理学领域合作;他利用后来被称为费曼图的图形工具,开发了一种理解亚原子粒子行为的方法。

与同时代的其他几位顶尖物理学家一起,他在年协助研制了原子弹曼哈顿项目他是调查挑战者号航天飞机灾难的小组成员。除了在理论物理方面的工作外,费曼还被誉为量子计算的概念和早期探索,以及公开设想纳米技术,在分子尺度上创造设备。他在加州理工学院担任理查德·查斯·托尔曼(Richard Chace Tolman)理论物理教授。

费曼在他的书和讲座中都是一位敏锐而有影响力的物理学普及者,特别是1959年关于自上而下纳米技术的一次开创性演讲底部有足够的空间费恩曼物理学讲义这本三卷本的书已经成为经典文本。他以永不满足的好奇心、机智、才华横溢的头脑和顽皮的性情而闻名,[1]他同样以他的许多冒险故事而闻名,这些故事在他的书中都有详细描述你肯定在开玩笑,费曼先生!,你在乎别人怎么想?Tuva或胸围!理查德·费曼(Richard Feynman)不仅是一位鼓舞人心的讲师、邦戈舞者、臭名昭著的实用小丑以及玛雅象形文字的破译者,还被视为一位古怪而自由的精神者。他喜欢追求多种看似独立的道路,例如生物学,艺术,打击和锁拾取。物理学家弗里曼·戴森曾写道,费曼是“半天才,半小丑”,但后来改为“全天才,全小丑”。

曼哈顿项目

珍珠港袭击事件使美国卷入第二次世界大战后,费曼被罗伯特·威尔逊招募,当时他正在研究生产用于原子弹的浓缩铀的方法,作为曼哈顿项目的一部分。威尔逊在普林斯顿大学的团队正在研究一种称为等温线的装置,旨在通过电磁方法将铀-235和铀-238分离开来。这与威尔逊的前导师欧内斯特·劳伦斯(Ernest O.Lawrence)在加利福尼亚大学辐射实验室(University of California Radiation Laboratory)领导的一个团队正在开发的钙离子加速器所用的方式截然不同。理论上,等速管的效率是钙调管的许多倍,但费曼和保罗·奥勒姆很难确定它是否实用。最终,在劳伦斯的建议下,同位素项目被放弃了

1943年初,在这个关键时刻,罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)建立了洛斯阿拉莫斯实验室(Los Alamos Laboratory),这是一个位于新墨西哥州台地上的秘密实验室,将在那里设计和建造原子弹。向普林斯顿大学团队提出了重新部署的提议。“就像一群专业士兵一样,”威尔逊后来回忆道,“我们一起报名去洛斯阿拉莫斯。”[1]像许多其他年轻的物理学家一样,费曼很快就被魅力四射的奥本海默迷住了。他的妻子因为患有肺结核搬到了阿尔伯克基的一家疗养院。

在洛斯阿拉莫斯,费曼被分配到汉斯·贝思的理论(T)部门,给贝思留下了深刻印象,成为了一名组长。他和贝丝在罗伯特·塞尔伯之前工作的基础上,发展了贝丝-费曼公式,用于计算裂变炸弹的当量。[2]作为一名初级物理学家,他并不是该项目的核心。他负责管理理论部门的人机计算小组。他与斯坦利·弗兰克尔(Stanley Frankel)和尼古拉斯大都会(Nicholas Metropolis)一起,协助建立了一个使用IBM穿孔卡进行计算的系统。

洛斯阿拉莫斯的其他工作包括计算洛斯阿拉莫斯“水锅炉”(一个小型核反应堆)的中子方程,以测量裂变材料组件接近临界状态的程度。

完成这项工作后,费曼被派往田纳西州橡树岭的克林顿工程师工厂,曼哈顿项目在那里有铀浓缩设施。他协助那里的工程师设计材料储存的安全程序,以避免临界事故,特别是当浓缩铀与水接触时,水起到中子慢化剂的作用。他与项目主管格罗夫斯将军(General Groves)意见相左,坚持要给普通民众做一次核物理讲座,让他们意识到危险。他解释说,尽管可以安全储存任何数量的非浓缩铀,但浓缩铀必须小心处理。他为不同级别的浓缩制定了一系列安全建议。他被告知,如果橡树岭的人们对他的提议有任何异议,他将通知他们洛斯阿拉莫斯“否则对他们的安全不负责任”。

在洛斯阿拉莫斯,费曼通过调查物理学家橱柜和办公桌上的密码锁自娱自乐。他经常发现,他们把锁的组合留在出厂设置上,把组合写下来,或者使用容易猜测的组合,比如日期。他通过尝试他认为物理学家可能使用的数字,找到了一个文件柜的组合(事实证明,在自然对数的基数之后,是27–18–28,e=2.71828……),并发现同事保存研究笔记的三个文件柜都有相同的组合。他恶作剧地在橱柜里留下纸条,吓得他的同事弗雷德里克·德·霍夫曼(Frederic de Hoffmann)以为是间谍接触到了这些纸条。

费曼380美元(2023年相当于7000美元)的月薪大约是他微薄的生活费用和他生病的妻子阿琳的医疗账单所需金额的一半,他们被迫动用她3300美元(2022年相当于58000美元)的储蓄。周末,他从朋友克劳斯·富克斯那里借了一辆车,开车去阿尔伯克基看阿琳。当被问及洛斯阿拉莫斯最有可能成为间谍的人时,福克斯提到费曼的保险柜和经常去阿尔伯克基旅行;福斯本人后来承认为苏联从事间谍活动。联邦调查局将汇编一份关于费曼的庞大文件,特别是考虑到费曼的Q许可。

费曼得知阿琳即将去世后,开车前往阿尔伯克基,陪她坐了几个小时,直到她于1945年6月16日去世。随后,他全身心投入到该项目的工作中,并出席了三一核试验。费曼声称,他是唯一一个没有带深色眼镜或焊工镜片就看到爆炸的人,理由是透过卡车挡风玻璃看是安全的,因为这样可以屏蔽有害的紫外线辐射。爆炸的巨大亮度让他躲到卡车的地板上,在那里他看到了一个临时的“紫色斑点”残影。

教师职业

他是一位传奇式的老师,在准备课程时非常努力。20世纪60年代初,费曼同意了一项要求,即“整顿”加州理工学院(Caltech)本科生的教学。在致力于这项任务三年后,他制作了一系列讲座,后来成为费恩曼物理学讲义。关于最初讲座的成功程度,各种说法各不相同。费曼自己写的序言是在一次考试后写的,当时学生们考得很差,有点悲观。他的同事David L.Goodstein和Gerry Neugebauer后来表示,一年级学生的预定听众觉得这些材料很吓人,而年长的学生和教职员工则觉得它很鼓舞人心,所以即使一年级学生离开了,演讲厅仍然座无虚席。

马修·桑兹(Matthew Sands)和罗伯特·B·莱顿(Robert B.Leighton)作为兼职合著者,将讲座转化为书籍长达数年之久。费曼建议书的封面应该有一张鼓的图片,上面画有关于振动的数学图表,以便说明数学在理解世界中的应用。相反,出版商给了这些书普通的红色封面,尽管在前言中有一张费曼打鼓的照片。尽管这些书没有被大学用作教科书,但它们仍然畅销,因为它们提供了对物理的深刻理解。

费曼的许多讲座和杂谈都被改编成了其他书籍,包括物理定律的性质,QED:光与物质的奇怪理论,统计力学、和费曼计算讲座.

费曼写了他在巴西教物理本科生的经历。学生们的学习习惯和葡萄牙语教科书中没有任何上下文或信息应用,因此,在费曼看来,学生们根本没有学习物理。年底,费曼被邀请就他的教学经验做一次讲座,他同意这样做,前提是他能够坦率地发言,他做到了。

费曼反对死记硬背,或不加思考的记忆,以及其他强调形式胜于功能的教学方法。在他看来,清晰的思维和清晰的表达是他关注的基本前提。即使在没有准备的情况下接近他也可能是危险的,他也不会忘记傻瓜和伪装者。

1964年,他在加利福尼亚州课程委员会任职,该委员会负责批准加利福尼亚州学校使用的教科书。他对自己的发现没有印象。许多数学课本涵盖了作为“新数学”一部分的纯数学家使用的科目。

1974年,费曼在加州理工学院发表了关于货物崇拜科学的毕业演讲,这一主题看似科学,但由于科学家缺乏“一种科学完整性,一种与绝对诚实相对应的科学思想原则”,这只是伪科学。他指导毕业班的学生说:“第一条原则是你不能愚弄自己,你是最容易被愚弄的人。所以你必须非常小心。在你没有愚弄自己之后,很容易不愚弄其他科学家。之后你只需以传统的方式诚实。”[3]

归因

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工具书类

  1. 莉莲·霍德森;保罗·亨利克森(Paul W.Henriksen)。;罗杰·米德。;凯瑟琳·韦斯特福尔(1993)。关键装配:1943-1945年奥本海默年间洛斯阿拉莫斯的技术史。纽约:剑桥大学出版社。国际标准书号0-521-44132-3OCLC 26764320号。第59页。
  2. 霍德森,莉莲;保罗·亨利克森(Paul W.Henriksen)。;罗杰·米德。;凯瑟琳·韦斯特福尔(1993)。关键装配:1943-1945年奥本海默年间洛斯阿拉莫斯的技术史纽约:剑桥大学出版社。国际标准书号0-521-44132-3第183页。
  3. 费曼,Richard P.(1974年6月)。《货物迷信科学》。工程与科学37(7). 加州理工学院:10-13。ISSN 0013-7812。