理查德·费曼

美籍犹太裔物理学家、诺贝尔物理奖获得者

理查德·费曼（全称：理查德·菲利普斯·费曼，Richard Phillips Feynman，1918年5月11日—1988年2月15日），美籍犹太裔物理学家，美国国家科学院院士，诺贝尔物理学奖获得者，生前是加州理工学院理查德·托尔曼理论物理学教授。

人物生平

1918年5月11日，理查德·费曼出生于美国纽约，在长岛南岸的法罗克维长大。

1935年，进入美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）学习，最初主修数学和电力工程，后转修物理学。

1939年，从麻省理工学院本科毕业，并被任命为普特南研究员（Putnam Fellow），之后参加普林斯顿大学物理学研究生入学考试，并取得了满分；9月，进入普林斯顿大学就读研究生，导师是约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler），致力于研究量子力学的疑难问题：发散困难。

1942年6月，从普林斯顿大学毕业，获得理论物理学博士学位，博士论文《量子力学中的最小作用原理（The Principle of Least Action in Quantum Mechanics）》；同年，被招募作为普林斯顿大学的美国原子弹项目职员，进入洛斯·阿拉莫斯国家试验室（Los Alamos National Laboratory），参加了“曼哈顿计划”，理查德·费曼是曼哈顿计划天才小组成员之一，该研究小组负责研制原子弹。

1945年，“曼哈顿计划”结束后进入康奈尔大学任教；7月16日，观看了世界第一颗原子弹在新墨西哥阿拉莫戈多爆炸。

1951年，转入加州理工学院任教，担任客座教授（Visiting Professor）。

1954年，当选为美国国家科学院院士。

1959年，担任加州理工学院理论物理学教授（Professor of Theoretical Physics）。

1961年9月—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，因在量子电动力学方面的成果，与朱利安·施温格（Julian.Schwinger）、朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖。

1986年，挑战者号航天飞机失事后，理查德·费曼受委托调查失事原因，他做了O型环演示实验，只用一杯冰水和一只橡皮环，就在美国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。

1988年2月15日，因腹膜癌在加州洛杉矶逝世，终年69岁。

主要成就

科研成就

理查德·费曼于20世纪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。费曼图表是费曼在二十世纪四十年代末首先提出，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，它改变了把物理过程概念化和数学化的处理方式。

理查德·费曼不受已有的薛定谔的波函数和海森堡的矩阵力学这两种方法的限制，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，理查德·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。

理查德·费曼建立了解决液态氦超流体现象的数学理论。他和默里·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。他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。

理查德·费曼本科期间在《物理评论（Physical Review）》上发表了两篇论文，其中一篇是与曼努埃尔·巴亚尔塔（Manuel Vallarta）共同撰写的，题为“银河系恒星对宇宙射线的散射（The Scattering of Cosmic Rays by the Stars of a Galaxy）”。另一篇是他的毕业论文，关于“分子中的力（Forces in Molecules）”，基于约翰·斯莱特（John C. Slater）的一个想法，后来该公式被称为赫尔曼—费曼定理。代表论文如下：

Wheeler J A, Feynman R P. Interaction with the absorber as the mechanism of radiation[J]. Reviews of modern physics, 1945, 17(2-3): 157.

Feynman R P. A theorem and its application to finite tampers[R]. Los Alamos National Lab.(LANL), Los Alamos, NM (United States), 1946.

Welton T A, Feynman R P. Neutron Diffusion in a Space Lattice of Fissionable and Absorbing Materials[R]. Los Alamos Scientific Lab., N. Mex.(US), 1946.

Feynman R P, Metropolis N, Teller E. Equations of state of elements based on the generalized Fermi-Thomas theory[J]. Physical Review, 1949, 75(10): 1561.

Feynman R P. Space-time approach to non-relativistic quantum mechanics[J]. Reviews of modern physics, 1948, 20(2): 367.

Feynman R P. A relativistic cut-off for classical electrodynamics[J]. Physical Review, 1948, 74(8): 939-946.

Feynman R P. Relativistic cut-off for quantum electrodynamics[J]. Physical Review, 1948, 74(10): 1430-1438.

Wheeler J A, Feynman R P. Classical electrodynamics in terms of direct interparticle action[J]. Reviews of modern physics, 1949, 21(3): 425-433.

Feynman R P. The Theory of Positrons[J]. Physical Review, 1949, 76(6): 749-759.

Feynman R P. Space-time approach to quantum electrodynamics[J]. Physical Review, 1949, 76(6): 769-789.

Feynman R P. Mathematical formulation of the quantum theory of electromagnetic interaction[J]. Physical Review, 1950, 80(3): 440-457.

Feynman R P. An operator calculus having applications in quantum electrodynamics[J]. Physical Review, 1951, 84(1): 108-128.

Feynman R P. The λ-transition in liquid helium[J]. Physical Review, 1953, 90(6): 1116-1117.

Feynman R P, De Hoffmann F, Serber R. Dispersion of the neutron emission in U-235 fission[J]. Journal of Nuclear Energy (1954), 1956, 3(1-2): 64-IN10.

Cohen M, Feynman R P. Theory of inelastic scattering of cold neutrons from liquid helium[J]. Physical Review, 1957, 107(1): 13-24.

Feynman R P. There’s plenty of room at the bottom[J]. Engineering and science, 1959, 23(5): 22-36.

Feynman R P. What is science[J]. The Physics Teacher, 1969, 7(6): 313-320.

Feynman R P. The development of the space‐time view of quantum electrodynamics[J]. Physics Today, 1966, 19(8): 31-44.

Feynman R P. Structure of the proton[J]. Science, 1974, 183(4125): 601-610.

Feynman R P. Cargo cult science[M]//The art and science of analog circuit design. Newnes, 1998: 55-61.

Feynman R P, Kleinert H. Effective classical partition functions[J]. Physical Review A, 1986, 34(6): 5080-5084.

Feynman R P. Rogers Commission Report, Volume 2 Appendix F-Personal Observations on Reliability of Shuttle[J]. NASA, 1986.

Feynman R P. Difficulties in applying the variational principle to quantum field theories[C]//Variational Calculations in Quantum Field Theory: Proceedings of the Internationsl Workshop. Edited by POLLEY L. 1988: 28-40.

美学艺术

理查德·费曼晚年沉醉于绘画的线条与结构，他觉得他对于艺术的热爱是和物理是有密切联系的——两者都是在表达自然世界的美妙与复杂。

人才培养

理查德·费曼认为：教育就是把复杂的观点，用简单的语言把它表述出来；教师讲不懂别人，是自己没有真懂。

理查德·费曼主张在物理学习和研究中大胆探索和创新；物理教学中要理论联系实际；物理教学目标的多维度；转变教育教学观念，追求教育教学的创新性；追求科学原创，强调理论联系实际；正确地探究自然的方法；依据这种方法所获取的知识，增加了做新事情的能力。

1949年—1952年，理查德·费曼应邀在巴西进行了断断续续的十个月时间的教学，年终他应邀做一次讲演，来评述巴西的教育。巴西之行受到美国政府计划的赞助，他到巴西里约大学教授学生们电磁学方面的高级课程。

根据费曼1961年9月至1963年5月在加州理工学院讲课录音整理编辑出版了《费曼物理学讲义（The Feynman's Lectures on Physics）》，包括《第一卷：机械、辐射和热（Mechanics, Radiation, and Heat）》《第二卷：电磁学和物质（Electromagnetism and Matter）》《第三卷：量子力学（Quantum Mechanics）》，并有费曼物理学讲座解决问题的补充《费曼的物理学技巧（Feynman's Tips on Physics）》。

荣誉表彰

人物影响

费曼图（Feynman Diagram）是理查德·费曼提出第三种建立量子力学方式所创立的一种用形象化的方法，方便地处理量子场中各种粒子相互作用的图。

费曼规则（Feynman Rules）是指费曼图与具体计算时所使用的算式之间的关系。

量子电动力学由狄拉克方程与克莱因-戈尔登方程求解，前者描述电子概率幅的变化，而后者描述光子，这两个量称为费曼传播子（Feynman Propagators）。

个人生活

理查德·费曼的父亲是麦尔维尔·阿瑟·费曼（Melville Feynman），母亲是露茜尔·菲利浦（Lucille Phillips），他父母都是犹太人，他的妹妹琼（Joan Feynman），比他小9岁，琼后来也成了一名物理学家。

理查德·费曼的父母对孩子的教育没有狭隘偏执的宗教观念。当他还坐着幼儿专用的高椅子时，父亲就买了一套浴室用的白色和蓝色瓷砖，用各种方法来摆放它们，教他认识形状和简单的算术原理。当他长大一点时，父亲就带他去博物馆，并且给他读《不列颠百科全书》，并教会他怎样思考。

1946年10月，理查德·费曼的父亲麦尔维尔在一次中风后去世。

1941年，理查德·费曼与艾琳·格林鲍姆（Arline Greenbaum）结婚，他们从高中开始相恋，约会了六年后正式订婚。当理查德·费曼去普林斯顿大学学习深造时，艾琳发现自己颈部有一个肿块，并且持续疲惫和低烧几个月，被诊断为结核病。在理查德·费曼获得博士学位后不久，他设法让普林斯顿大学附近的一所慈善医院同意接收艾琳·格林鲍姆。1942年6月29日，在去慈善医院的路上，一位治安官员主持了他们的结婚仪式。

1943年春天，理查德·费曼转移到洛斯阿拉莫斯实验室，曼哈顿计划的项目主持人罗伯特·奥本海默在洛斯阿拉莫斯以北60英里的阿布奎基找了一所医院，让艾琳·格林鲍姆住在那里，这样理查德·费曼可以安心工作。

1945年6月16日，理查德·费曼的第一个妻子艾琳·格林鲍姆去世。之后他开始学会欣赏音乐，还学会了绘画。

1960年，理查德·费曼与格温思·豪沃思（Gweneth Howarth）结婚，儿子卡尔·理查德（Carl Richard）于1961年4月出生，1968年收养女儿女儿米歇尔·凯瑟琳（Michelle Catherine）。

理查德·费曼在生命即将结束的时候患了好几种罕见的癌症，他的肾也几乎衰竭。

理查德·费曼发现了呼麦这一演唱技法，一直期待去呼麦的发源地——图瓦（Tuvas），但是最终未能成行。

人物评价

“理查德·费曼是20世纪物理学界的佼佼者，总是好奇，总是谦虚，总是热情洋溢，总是愿意与学生和同事分享他的深刻见解”（Mr. Feynman was a towering figure in 20th century physics, always curious, always modest, always ebullient, always willing to share his deep insights with students and colleagues）。（加州理工学院前校长马文·戈德伯格（Marvin Goldberger）评）

理查德·费曼“可以说是战后一代理论物理学家中最杰出、最反传统和最有影响力的人”（arguably the most brilliant, iconoclastic and influential of the postwar generation of theoretical physicists）。（《纽约时报》讣告评）

理查德·费曼对辐射量子理论，以及原子、原子核和亚核粒子成分行为的深入认识作出了重要贡献（his essential contributions to the quantum theory of radiation and to his illumination of behavior of constituents of the atom, of the atomic nucleus and of the subnuclear particles）。（美国国家科学奖章评）

后世纪念

2018年5月11日，为了纪念理查德·费曼诞辰100周年，加州理工学院将举办为期两天的特别活动，邀请他的朋友和家人以及一些顶级科学家参加。

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