ریچارد فاینمن – Richard Feynman

ریچارد فاینمن – از تاثیرگذارترین فیزیکدانهای آمریکایی قرن بیستم بود – او در گسترش نظریه الکترودینامیک کوانتومی سهم مهمی داشت و از دانشمندان پروژه منهتن – پروژهای که به ساخت نخستین بمب اتمی انجامید بود

زندگی ریچارد فاینمن

ریچارد فاینمن در ۱۱ مه ۱۹۱۸ در کویینز نیویورک متولد شد. مادرش لوسی خانهدار و پدر او- ملویل آرتور فاینمن- یک بازرگان بود که یونیفرم نظامی میفروخت. اصل و نسب پدر و مادر او از روسیه و لهستان بود و هردوی آنها نیز اشکنازی بودند. با این که پدر و مادر او هردو از تبار یهودی بودند اما پدر بر خلاف مادر خداناباور بود. ریچارد حرف زدن را دیر آموخت. به باور خود فاینمن- پدرش تاثیر زیادی روی او داشت و آنها از صحبت در مورد پدیدههای مختلف لذت میبردند. مادرش بسیار شوخطبع بود که این شوخطبعی را ریچارد نیز از او به ارث برد- میراثی که تا پایان عمر با خود داشت. فاینمن از کودکی به علوم مهندسی علاقهمند بود. او آزمایشگاه خانگی کوچکی برای خود داشت و وسایل برقی را تعمیر میکرد. خواهر وی- ژوان فاینمن نیز بعدها یک متخصص اخترفیزیک شد.

تحصیلات ریچارد فاینمن

ریچارد فاینمن در دبیرستان فار راکاوی تحصیل میکرد. دو برنده جایزه نوبل دیگر- برتون ریکتر و باروخ سامویل بلومبرگ هم از فارغالتحصیلان همین دبیرستان بودهاند. در دبیرستان- ضریب هوشی وی را بر اساس یک آزمون نامشخص ۱۲۳ تخمین زده شده بود. او وقتی به ۱۵ سالگی رسید مثلثات- هندسه تحلیلی- دیفرانسیل و انتگرال و حد مجموع را از بر بود. او برای پذیرش در دانشگاه کلمبیا اقدام کرده بود- اما به دلیل سهمیه محدودی که برای یهودیان وجود داشت پذیرفته نشده بود. به جای کلمبیا او به امآیتی رفت و آنجا به انجمن برادری فی بتا دلتا پیوست. در دوران کارشناسی- فاینمن دو مقاله در مجله Physical Review منتشر کرد. او یکی از آنها با عنوان -پراکندگی پرتوهای کیهانی به وسیله ستارگان یک کهکشان- را با همکاری مانویل والاراتا نوشته بود:

– والاراتا دانشجویانش را در یک وضعیت استاد-شاگردی قرار میداد: نام دانشمند ارشد باید اول بیاید. فاینمن چند سال بعد انتقامش را از او گرفت- وقتی که هایزنبرگ کتابش در مورد پرتوهای کیهانی را با این جمله تمام کرد: -انتظار نمیرود که این اثر مشاهده شود -بر مبنای کار والاراتا و فاینمن- وقتی که فاینمن دوباره والاراتا را دید با سرخوشی از او پرسید که آیا به کتاب هایزنبرگ نگاهی انداخته است. والاراتا دلیل لبخند عریض و طویل فاینمن را میدانست: -بله- ظاهرا تو حرف آخر را در مورد پرتوهای کیهانی میزنی!-

مقاله دیگر ریچارد فاینمن – تز سال آخرش درباره -نیروهای میان مولکولها- بود. این مقاله بر مبنای ایدهای از جان سی اسلتر بود. اسلیتر به قدر کافی از تز فاینمن راضی بود که آن را در ژورنالی منتشر کرد. امروزه موضوع رساله فاینمن با نام قضیه هلمان-فاینمن شناخته میشود.

او در سال ۱۹۳۹ مدرک کارشناسیاش را از امآیتی گرفت. در همین سال- او برنده بورسیه پاتنام شد. در آزمونهای ورودی تحصیلات تکمیلی دانشگاه پرینستون فاینمن در فیزیک نمره کامل گرفت که بیسابقه بود و نمره ریاضیاش هم بسیار بالا بود- اما نمرهاش در تاریخ و انگلیسی تعریفی نداشت. رییس دپارتمان فیزیک پرینستون-هنری د ولف اسمیث- اما نگرانی دیگری داشت. در نامهای به فیلیپ ام مورس او این چنین نوشته بود: -آیا فاینمن یهودی است؟ ما هیج قانون مشخصی بر علیه یهودیان نداریم اما تمایل داریم که جمعیت نسبی آنها را در دپارتمانمان به طرز معقولی پایین نگه داریم.- مورس تایید کرد که فاینمن در واقع یهودی است اما به اسمیث اطمینان داد که: -به هر حال- قیافه و رفتار فاینمن هیچ اثری از این ویژگیاش ندارد.

پروژه منهتن

در سال ۱۹۴۱- در حالی که آتش جنگ جهانی دوم در اروپا شعلهور شده بود- فاینمن در ایالات متحده فارغ از جنگ تابستانی را در مرکز تسلیحاتی فرانکفورد در پنسیلوانیا به کار بر روی مسایل مربوط به پرتاب موشکهای بالستیک گذراند.پس از حمله به پرل هاربر که ایالات متحده وارد جنگ شد- او توسط رابرت آر ویلسون استخدام شد. در این زمان ویلسون در پروژهای که بعدا به پروژه منهتن تبدیل شد مشغول کار بر روی روشهای تولید اورانیوم غنیشده برای بمب اتمی بود. تیم ویلسون در پرینستون مشغول کار بر روی دستگاهی به نام ایزوترون بودند- دستگاهی که با کمک نیروی الکترومغناطیس اورانیوم-۲۳۵ را از اورانیوم-۲۳۸ جدا میکرد. در همین حال تیم ارنست ارلاندو لارنس مشغول توسعه کالوترون بود که همین کار را با شیوهای متفاوت انجام میداد. در تیوری- ایزوترون چندین مرتبه از کالوترون بهینهتر بود اما تلاش فاینمن و پایول الوم برای اثبات این که در عمل هم همینطور است راه به جایی نمیبرد. سرانجام- به پیشنهاد لارنس توسعه ایزوترون نیمهکاره رها شد.

در این زمان -اوایل ۱۹۴۳- رابرت اوپنهایمر مشغول برپاسازی آزمایشگاه لوس آلامس بود- آزمایشگاهی سری در تختتپهای دورافتاده در نیومکزیکو که بنا بود بمب اتمی در آنجا طراحی و ساخته شود. تیم ویلسون در پرینستون پیشنهادی مبنی برای همکاری در این پروژه دریافت کرد. ویلسون بعدها این رویداد را اینگونه به خاطر میآورد: -مثل یک گروهان از سربازان- همهمان با هم برای رفتن به لوس آلاموس ثبت نام کردیم.-مثل بسیاری از فیزیکدانان جوان- فاینمن خیلی زود مجذوب کاریزمای اوپنهایمر شد- اوپنهایمری که از شیکاگو با تلفن راه دور با فاینمن تماس گرفت تا بگوید که برای آرلین بیمارستانی در البوکرکی پیدا کرده است. فاینمن از جمله نخستین کسانی بود که عازم نیومکزیکو شد. در ۲۸ مارس ۱۹۴۳- او همراه با آرلین که راهآهن برایش ویلچری فراهم کرده بود با قطار به مقصد نیومکزیکو حرکت کردند

در لس آلاموس- فاینمن به بخش تیوری -T- که توسط هانس بیته اداره میشد پیوست.بیته تحت تاثیر مهارت فاینمن قرار گرفت و او را یک سرپرست گروه کرد. بیته و فاینمن فرمول بیته–فاینمن را برای محاسبه انرژی آزاد شده حاصل از یک بمب اتمی شکافتی توسعه دادند. فرمول آنها بر مبنای کارهای رابرت سربر به دست آمده بود. به عنوان یک فیزیکدان تازهوارد- نقش فاینمن در پروژه منهتن مرکزی نبود. او در بخش تیوری- سرپرست گروهی محاسباتی متشکل از رایانههای انسانی بود. به همراه استنلی فرانکل و نیکولاس متروپلیس- او در برپاسازی سیستمی مبتنی بر استفاده از کارتهای پانچ آیبیام برای محاسبات همکاری داشت. کارهای دیگر او در لس آلاموس شامل محاسبه معادلات نوترون برای یک راکتور هستهای کوچک به نام -Water Boiler- -به معنای دیگ بخار- بود. هدف این رآکتور- اندازهگیری میزان نزدیکی یک توده از مواد هستهای به حالت بحرانی بود. برای تکمیل کارش روی این رآکتور- فاینمن به آزمایشگاه ملی اوک ریج فرستاده شد و در آنجا مهندسان را برای طراحی روندهای ایمنی برای ذخیره مواد پرتوزا یاری کرد. این روندها باید از وقوع انفجار بحرانی جلوگیری میکردند- به ویژه در مواقعی که اورانیوم غنیشده با آب تماس پیدا میکرد که میتوانست به عنوان یک آرامکننده نوترون عمل کند. فاینمن همچنین مسیول محاسبات مربوط به طرح بمب اورانیومی دوگانه بود که در نهایت معلوم شد ساختش ناممکن است.

در کرنل

ریچارد فاینمن اسما در دانشگاه ویسکانسین به عنوان استادیار استخدام شده بود- اما در هنگام مشارکت در پروژه منهتن در مرخصی بدون حقوق بود. در سال ۱۹۴۵- فاینمن نامهای از کالج Letters and Science این دانشگاه دریافت کرد که در آن از او خواسته شده بود تا در سال تحصیلی آینده تدریس کند. از آنجا که او به بازگشت و تدریس تعهدی نداد- استخدام او لغو شد. چند سال بعد- فاینمن در یک سخنرانی در این دانشگاه به شوخی گفت: -عالی است که دوباره در تنها دانشگاهی هستم که به قدر کافی عاقل بوده است که مرا اخراج کند.-

در ۳۰ اکتبر ۱۹۴۳- دوست ریچارد فاینمن هانس آلبرشت بیته به رییس دپارتمان فیزیک دانشگاهش یعنی کرنل نامهای نوشته بود تا او را به استخدام فاینمن تشویق کند. در ۲۸ فوریه ۱۹۴۴- رابرت باکر که او هم از کرنل و از دانشمندان ارشد لس آلاموس بود هم استخدام فاینمن را توصیه کرد. این توصیهها به پیشنهاد کاری برای او در اوت ۱۹۴۴ منجر شد که فاینمن آن را پذیرفت. اوپنهایمر نیز امیدوار بود که فاینمن را در دانشگاه خودش- دانشگاه کالیفرنیا- استخدام کند اما رییس دپارتمان فیزیک این دانشگاه- ریموند تی. برگ در استخدام فاینمن دودل بود. در نهایت در می ۱۹۴۵ دانشگاه کالیفرنیا پیشنهادی برای فاینمن فرستاد که فاینمن ردش کرد. با این حال- کرنل قبول کرد که معادل همان حقوق ۳۹٬۰۰ دلاری که دانشگاه به فاینمن پیشنهاد کرده بود را به او بپردازد. ریچارد فاینمن یکی از نخستین اعضای رهبری آزمایشگاه لس آلاموس بود که آنجا را ترک کرد. با ترک لوس آلاموس در اکتبر ۱۹۴۵ او راهی ایتاکا- نیویورک مقر کرنل شد.

از آنجا که او دیگر در آزمایشگاه لس آلاموس کار نمیکرد- فاینمن دیگر از قانون سربازی معاف نبود و در پاییز ۱۹۴۶ به خدمت ارتش فراخوانده شد. او از رفتن به سربازی با تظاهر به بیماری روانی رهایی یافت و ارتش در یک بررسی پزشکی به او معافیت نوع F-4 به دلیل عدم سلامت روانی داد. ممکن است که این ارزیابی تا حدی هم درست بوده باشد چرا که در این هنگام فاینمن به دلیل مرگ ناگهانی پدرش در ۸ اکتبر ۱۹۴۶ از افسردگی رنج میبرد. در ۱۷ اکتبر ۱۹۴۶- او نامهای به همسر درگذشتهاش آرلین نوشت که در آن عشق عمیق و دلشکستگیاش را بیان میکرد. فاینمن تا آخر عمر نامه را نگه داشت. نامه مهر و موم شده بود و تنها پس از مرگ فاینمن باز شد. نامه با این جمله تمام میشد: -من را به خاطر پست نکردن این نامه ببخش- اما آدرست را نمیدانم.-

دوران کلتک

سالهای کلتک- سالهای پردستاوردی برای فاینمن بودند. او بر روی الکترودینامیک کوانتومی کار کرد که جایزه نوبل را برایش به ارمغان آورد. دقت پیشبینیهای این نظریه با آزمایشهای بسیاری تایید شده است. فاینمن دو صورتبندی متفاوت از این نظریه ارایه کرد: نخست رهیافت انتگرال مسیر- و دیگر نمودارهای فاینمن. هردوی این صورتبندیها از شیوه جمع تاریخها استفاده میکنند. علاوه بر این- او توضیحی برای ابرشارگی هلیم مایع در دماهای بسیار پایین ارایه کرد. توضیح او بر پایه مکانیک کوانتوم و نظریه فیزیکدان روسی لاندایو درباره ابرشارگی بود.

ریچارد فاینمن به همراه ماری گل-من مدلی را برای توصیف واپاشی ضعیف توسعه داد که نشان میداد جفتیدگی جریان در این فرایند ترکیبی از جریان محوری و جریان برداری است. -تجزیه یک نوترون به یک الکترون- یک پروتون و یک پادنوترینو مثالی از یک واکنش واپاشی ضعیف است- هر چند که ای سی جورج سودارشان و رابرت مارشاک هم تقریبا همزمان با فاینمن و گلمان مدل مشابهی را ارایه کردند اما کار ریچارد فاینمن و گلمان به عنوان پیشرفتی اساسی تلقی میشد چرا که برهمکنشهای نیروی هستهای ضعیف به طرز شسته و رفتهای بر مبنای جریانهای برداری و محوری توضیح میداد و نظریه واپاشی بتای سال ۱۹۳۳ انریکو فرمی را با توضیحی برای نقض زوجیت ذرات بنیادی مجهز میکرد.

ریچارد فاینمن وقتی که یک استاد کلتک بود الاسدی را امتحان کرد. او همچنین تجربیاتی برای فهم هوشیاری با ماریجوآنا و کتامین در تانکهای توهم مشهور جان لیلی داشت. ریچارد فاینمن مصرف الکل را هنگامی که نشانههای ابتدایی اعتیاد به الکل را نشان داد متوقف کرد چرا که نمیخواست هیچ کاری کند که منجر به آسیب به مغزش شود.

فاجعه چلنجر

ریچارد فاینمن نقش مهمی در کمیسیون راجرز- هییت ریاست جمهوری تشکیل شده برای بررسی فاجعه چلنجر- داشت. هنگام پخش زنده تلویزیونی یکی از جلسههای این کمیسیون- فاینمن با آزمایشی نشان داد که پلیمر استفاده شده در واشرهای چنبری شاتل خاصیت ارتجاعی خود را در دمای پایین از دست میدهد. او این کار را با فشردن نمونهای از این ماده با یک گیره و فروبردن آن در لیوان آب خنکی که جلویش بود انجام داد. در رای نهایی- کمیته مذکور علت فاجعه را خرابی یکی از واشرهای درزگیری در یکی از موشکهای پیشران جامد دانست.

زندگی شخصی ریچارد فاینمن
مرگ ریچارد فاینمن

ریچارد فاینمن در سالهای آخر عمرش از دو سرطان نادر رنج میبرد: لیپوسارکما و بیماری والندشتروم. بعد از یک عمل جراحی کوتاه برای درمان بیماری والندشتروم- او در ۱۵ فوریه ۱۹۸۸ در سن ۶۹ سالگی در مرکز پزشکی یو سی ال ای در گذشت. آخرین کلمات او این بود: -از این که دو بار بمیرم متنفرم- خیلی کسلکننده است.-

دیدگاه فاینمن نسبت به علم

فاینمن اصطلاح علم بارپرستگونه را برای اشاره به شیوههایی که روش علمی را تقلید میکنند اما واقعاً علمی نیستند ابداع کرد. او بعضی از نتایج علوم اجتماعی و ادعاهای مبلغان خوراک زیستی -محصولات ارگانیک- را از این دست میدانست.

آثار ریچارد فاینمن

– درسهای فیزیک فاینمن -The Feynman Lectures on Physics-
– حتما شوخی میکنید- آقای فاینمن! -Surely You’re Joking- Mr. Feynman!-
– چه اهمیتی میدهید دیگران چه فکر میکنند؟ -What Do You Care What Other People Think?-
– درسهای رایانش فاینمن -Feynman Lectures on Computation-
– الکترودینامیک کوانتومی -نظریه شگفتانگیز نور و ماده-

ترجمه آثار ریچارد فاینمن به فارسی

مجموعهای از ماجراجوییهای فاینمن با عنوان انگلیسی -Surely You’re Joking- Mr. Feynman- به فارسی ترجمه شده و نشر علم آن را با عنوان -ماجراجوییهای فیزیکدان قرن بیستم- منتشر کرده است. همچنین- گزیدهای از درسهای فیزیک فاینمن با عنوان -شش قطعه آسان- با ترجمه محمدرضا بهاری منتشر شده است.

منبع :

ویکی پدیا

انجمن اجتماع اندیشه - تمامی انجمن‌ها ]...