Niemand findet jemals heraus, worum es im Leben geht, und es spielt keine Rolle. Erkundet die Welt. Fast alles ist wirklich interessant, wenn man sich intensiv genug damit auseinandersetzt.
Richard Phillips Feynman war ein amerikanischer theoretischer Physiker, bekannt für seine Arbeiten zur Pfadintegralformulierung der Quantenmechanik, der Theorie der Quantenelektrodynamik, der Physik der Superfluidität von unterkühltem flüssigem Helium sowie seiner Arbeiten in der Teilchenphysik, für die er das Partonmodell vorschlug. Für Beiträge zur Entwicklung der Quantenelektrodynamik erhielt Feynman 1965 gemeinsam mit Julian Schwinger und Shin'ichirō Tomonaga den Nobelpreis für Physik.
Feynman entwickelte ein weit verbreitetes bildliches Darstellungsschema für die mathematischen Ausdrücke, die das Verhalten von subatomaren Teilchen beschreiben, das später als Feynman-Diagramme bekannt wurde. Während seiner Lebenszeit wurde Feynman einer der bekanntesten Wissenschaftler der Welt. In einer Umfrage der britischen Zeitschrift Physics World im Jahr 1999 unter 130 führenden Physikern weltweit wurde er als einer der zehn größten Physiker aller Zeiten eingestuft.
Er half bei der Entwicklung der Atombombe während des Zweiten Weltkriegs und wurde in den 1980er Jahren als Mitglied der Rogers-Kommission, des Gremiums, das die Katastrophe des Space Shuttle Challenger untersuchte, einer breiten Öffentlichkeit bekannt. Neben seiner Arbeit in der theoretischen Physik wird Feynman die Pionierarbeit im Bereich Quantencomputer und die Einführung des Konzepts der Nanotechnologie zugeschrieben. Er hatte die Richard C. Tolman-Professur für theoretische Physik am California Institute of Technology inne.
Feynman war ein begeisterter Popularisierer der Physik durch Bücher und Vorlesungen, einschließlich eines 1959er Vortrags zur Top-Down-Nanotechnologie mit dem Titel There's Plenty of Room at the Bottom und der dreibändigen Veröffentlichung seiner Vorlesungen für Studienanfänger, The Feynman Lectures on Physics. Feynman wurde auch durch seine halbautobiographischen Bücher Surely You're Joking, Mr. Feynman! und What Do You Care What Other People Think? sowie Bücher über ihn wie Tuva or Bust! von Ralph Leighton und die Biografie Genius: The Life and Science of Richard Feynman von James Gleick bekannt.
Frühe Jahre
Feynman wurde am 11. Mai 1918 in Queens, New York City, geboren, Sohn von Lucille geb. Phillips, einer Hausfrau, und Melville Arthur Feynman, einem Verkaufsleiter, der ursprünglich aus Minsk in Belarus (damals Teil des Russischen Reiches) stammte. Feynman war ein später Sprecher und sprach erst nach seinem dritten Geburtstag. Als Erwachsener sprach er mit einem New Yorker Akzent, der stark genug war, um als Affektation oder Übertreibung wahrgenommen zu werden – so sehr, dass seine Freunde Wolfgang Pauli und Hans Bethe einmal kommentierten, dass Feynman wie ein "Kerl" sprach. Der junge Feynman wurde stark von seinem Vater beeinflusst, der ihn ermutigte, Fragen zu stellen, um orthodoxes Denken herauszufordern, und der immer bereit war, Feynman etwas Neues beizubringen. Von seiner Mutter erhielt er den Sinn für Humor, den er sein ganzes Leben lang hatte. Als Kind hatte er Talent für Ingenieurwesen, unternahm ein experimentelles Labor in seinem Haus und freute sich daran, Radios zu reparieren. Als er in der Grundschule war, baute er ein Einbruchmeldesystem für sein Haus, während seine Eltern tagsüber Besorgungen machten.
Als Richard fünf Jahre alt war, bekam seine Mutter einen jüngeren Bruder, Henry Phillips, der im Alter von vier Wochen starb. Vier Jahre später wurde Richards Schwester Joan geboren und die Familie zog nach Far Rockaway, Queens. Obwohl sie neun Jahre auseinander lagen, waren Joan und Richard sich nahestehend und teilten beide eine Neugier auf die Welt. Obwohl ihre Mutter dachte, dass Frauen nicht die Fähigkeit hätten, solche Dinge zu verstehen, ermutigte Richard Joans Interesse an der Astronomie, und Joan wurde schließlich Astrophysikerin.
Religion
Feynmans Eltern stammten beide aus jüdischen Familien, waren aber nicht religiös, und in seiner Jugend beschrieb sich Feynman selbst als "bekennender Atheist". Viele Jahre später, in einem Brief an Tina Levitan, in dem er eine Anfrage für Informationen für ihr Buch über jüdische Nobelpreisträger ablehnte, schrieb er: "Die Auswahl von Elementen, die von angeblich jüdischer Vererbung stammen, zur Billigung zu wählen, ist es, die Tür zu allen Arten von Unsinn über Rassentheorie zu öffnen", und fügte hinzu: "Mit dreizehn Jahren war ich nicht nur zu anderen religiösen Ansichten konvertiert, sondern hörte auch auf zu glauben, dass das jüdische Volk in irgendeiner Weise 'das auserwählte Volk' ist". Später in seinem Leben, während eines Besuchs am Jewish Theological Seminary, traf er zum ersten Mal auf den Talmud. Er sah, dass er den ursprünglichen Text in einem kleinen Quadrat auf der Seite enthielt, und drumherum waren Kommentare, die im Laufe der Zeit von verschiedenen Personen geschrieben wurden. Auf diese Weise hatte sich der Talmud entwickelt, und alles, was diskutiert wurde, war sorgfältig dokumentiert. Obwohl beeindruckt, war Feynman enttäuscht vom Mangel an Interesse für die Natur und die Außenwelt, das die Rabbis ausdrückten, die sich nur um Fragen kümmerten, die sich aus dem Talmud ergeben.
Feynman besuchte die Far Rockaway High School, eine Schule in Far Rockaway, Queens, die auch von den Nobelpreisträgern Burton Richter und Baruch Samuel Blumberg besucht wurde. Bei Beginn der High School wurde Feynman schnell in eine höhere Mathematikklasse aufgenommen. Ein in der High School durchgeführter IQ-Test schätzte seinen IQ auf 125 – hoch, aber nach Biograf James Gleick nur "annehmbar". Seine Schwester Joan schnitt besser ab und konnte daher behaupten, dass sie intelligenter war. Jahre später lehnte er es ab, der Mensa International beizutreten, da sein IQ zu niedrig sei. Der Physiker Steve Hsu sagte zum Test:
Ich vermute, dass dieser Test die verbale Fähigkeit im Gegensatz zur mathematischen Fähigkeit betont. Feynman erreichte die höchste Punktzahl in den Vereinigten Staaten mit großem Abstand beim berüchtigten Putnam-Mathematikwettbewerb ... Er hatte auch die höchsten jemals aufgezeichneten Punktzahlen in den Mathematik- und Physik-Aufnahmeprüfungen für Absolventen an der Princeton ... Feynmans kognitiive Fähigkeiten könnten etwas einseitig gewesen sein ... Ich erinnere mich, dass ich Auszüge aus einem Notizbuch angesehen habe, das Feynman als Undergraduate führte ... [es] enthielt eine Reihe von Rechtschreibfehlern und grammatikalischen Fehlern. Ich bezweifle, dass sich Feynman viel um solche Dinge kümmerte.
Mit 15 Jahren brachte sich Feynman selbst Trigonometrie, höhere Algebra, unendliche Reihen, analytische Geometrie sowie Differential- und Integralrechnung bei. Bevor er die Universität betrat, experimentierte er und leitete mathematische Themen wie die Halbableitung unter Verwendung seiner eigenen Notation ab. Er schuf spezielle Symbole für Logarithmus-, Sinus-, Kosinus- und Tangensfunktionen, damit sie nicht wie drei multiplizierte Variablen aussahen, und für die Ableitung, um die Versuchung zu vermeiden, die d 's zu streichen. Als Mitglied der Arista Honor Society gewann er in seinem letzten Jahr der High School die New York University Math Championship. Seine Gewohnheit der direkten Charakterisierung verstörte manchmal konventionellere Denker; zum Beispiel war eine seiner Fragen beim Erlernen der Felinen-Anatomie: "Hast du eine Karte der Katze?" (in Bezug auf ein anatomisches Diagramm).
Feynman bewarb sich an der Columbia University, wurde aber nicht aufgenommen wegen ihrer Quote für die Anzahl der aufgenommenen Juden. Stattdessen besuchte er das Massachusetts Institute of Technology, wo er der Pi Lambda Phi Bruderschaft beitrat. Obwohl er ursprünglich in Mathematik studierte, wechselte er später zu Elektrotechnik, da er Mathematik für zu abstrakt hielt. Da er bemerkte, dass er "zu weit gegangen" war, wechselte er dann zur Physik, die er als "irgendwo dazwischen" beschrieb. Als Student veröffentlichte er zwei Arbeiten in der Physical Review. Eine davon, die er mit Manuel Vallarta co-autiert hatte, trug den Titel "The Scattering of Cosmic Rays by the Stars of a Galaxy".
Vallarta vertraute seinem Studenten ein Geheimnis der Mentor-Schüler-Veröffentlichung an: Der Name des älteren Wissenschaftlers kommt zuerst. Feynman rächte sich ein paar Jahre später, als Heisenberg ein ganzes Buch über kosmische Strahlen mit dem Satz abschloss: "ein solcher Effekt ist nach Vallarta und Feynman nicht zu erwarten". Beim nächsten Treffen fragte Feynman freudig, ob Vallarta Heisenbergs Buch gesehen hatte. Vallarta wusste, warum Feynman grinste. "Ja", antwortete er. "Du bist das letzte Wort in kosmischen Strahlen."
Die andere war seine Abschlussarbeit über "Forces in Molecules", basierend auf einer Idee von John C. Slater, der von dem Papier so beeindruckt war, dass er es veröffentlichte. Heute ist sie als Hellmann-Feynman-Theorem bekannt.
1939 erhielt Feynman einen Bachelor-Abschluss und wurde als Putnam Fellow benannt. Er erreichte eine perfekte Punktzahl bei den Aufnahmeprüfungen für Absolventenschulen an der Princeton University in Physik – ein beispielloses Kunststück – und eine hervorragende Punktzahl in Mathematik, aber schnitt in Geschichte und Englisch schlecht ab. Der Leiter der Physik-Abteilung dort, Henry D. Smyth, hatte eine weitere Besorgnis und schrieb an Philip M. Morse, um zu fragen: "Ist Feynman Jude? Wir haben keine klare Regel gegen Juden, aber müssen ihre Proportion in unserer Abteilung relativ klein halten, weil es schwierig ist, sie unterzubringen." Morse räumte ein, dass Feynman tatsächlich Jude war, versicherte Smyth aber, dass Feynmans "Physiognomie und Verhalten jedoch keine Spur dieses Merkmals zeigen".
Die Teilnehmer an Feynmans erstem Seminar, das sich mit der klassischen Version der Wheeler-Feynman-Absorber-Theorie befasste, waren Albert Einstein, Wolfgang Pauli und John von Neumann. Pauli machte die vorausschauende Bemerkung, dass die Theorie äußerst schwer zu quantisieren wäre, und Einstein sagte, dass man versuchen könnte, diese Methode auf die Gravitation in der allgemeinen Relativitätstheorie anzuwenden, was Sir Fred Hoyle und Jayant Narlikar viel später als Hoyle-Narlikar-Gravitationstheorie taten. Feynman erhielt 1942 seinen Ph.D. von Princeton; sein Dissertationsbetreuer war John Archibald Wheeler. In seiner Dissertation mit dem Titel "The Principle of Least Action in Quantum Mechanics" wandte Feynman das Prinzip der stationären Wirkung auf Probleme der Quantenmechanik an, inspiriert durch den Wunsch, die Wheeler-Feynman-Absorber-Theorie der Elektrodynamik zu quantisieren, und legte den Grundstein für die Pfadintegralformulierung und Feynman-Diagramme. Eine wichtige Erkenntnis war, dass sich Positronen wie Elektronen verhalten, die sich in der Zeit rückwärts bewegen. James Gleick schrieb:
Das war Richard Feynman auf dem Höhepunkt seiner Kräfte. Mit dreiundzwanzig ... kann es jetzt keinen Physiker auf der Erde gegeben haben, der seine überschwängliche Beherrschung der natürlichen Materialien der theoretischen Wissenschaft hätte übertreffen können. Es war nicht nur eine Vertrautheit mit Mathematik (obwohl es klar geworden war ... dass die mathematische Maschinerie, die sich aus der Wheeler-Feynman-Zusammenarbeit entwickelte, über Wheelers eigene Fähigkeit hinausging). Feynman schien eine erschreckende Leichtigkeit mit der Substanz hinter den Gleichungen zu besitzen, wie Einstein im gleichen Alter, wie der sowjetische Physiker Lev Landau – aber nur wenige andere.
Eine der Bedingungen von Feynmans Stipendium in Princeton war, dass er nicht verheiratet sein durfte; dennoch setzte er seine Beziehung zu seiner Schulschwärmerei Arline Greenbaum fort und war entschlossen, sie zu heiraten, sobald er seinen Ph.D. erhalten hätte, trotz der Kenntnis, dass sie schwer an Tuberkulose erkrankt war. Dies war damals eine unheilbare Krankheit, und es wurde nicht erwartet, dass sie länger als zwei Jahre lebte. Am 29. Juni 1942 nahmen sie die Fähre nach Staten Island, wo sie in der Stadtbüros geheiratet wurden. Die Zeremonie wurde von keiner Familie oder Freunden besucht und wurde von einem Paar Fremder bezeugt. Feynman konnte Arline nur auf die Wange küssen. Nach der Zeremonie brachte er sie ins Deborah Hospital, wo er sie an den Wochenenden besuchte.
Manhattan Project
1941, als der Zweite Weltkrieg in Europa tobte, die Vereinigten Staaten aber noch nicht im Krieg waren, verbrachte Feynman den Sommer damit, an Ballistikproblemen im Frankford Arsenal in Pennsylvania zu arbeiten. Nach dem Angriff auf Pearl Harbor, der die Vereinigten Staaten in den Krieg zog, wurde Feynman von Robert R. Wilson rekrutiert, der an Mitteln zur Herstellung von angereichertem Uran zur Verwendung in einer Atombombe arbeitete, als Teil dessen, was zum Manhattan Project würde. Zu diesem Zeitpunkt hatte Feynman noch keinen Graduiertenabschluss erworben. Wilsons Team in Princeton arbeitete an einem Gerät namens Isotron, das Uran-235 von Uran-238 elektromagnetisch trennen sollte. Dies wurde auf ganz andere Weise durchgeführt als die vom Calutron, das von einem Team unter Wilsons ehemaliger Mentor Ernest O. Lawrence im Radiation Laboratory der Universität Kalifornien entwickelt wurde. Auf dem Papier war das Isotron viele Male effizienter als das Calutron, aber Feynman und Paul Olum hatten Schwierigkeiten zu bestimmen, ob es praktisch war. Letztendlich wurde das Isotron-Projekt auf Lawrences Empfehlung aufgegeben.
An diesem Punkt, Anfang 1943, gründete Robert Oppenheimer das Los Alamos Laboratory, ein geheimes Laboratorium auf einer Hochebene in New Mexico, wo Atombomben entworfen und gebaut würden. Ein Angebot wurde dem Princeton-Team gemacht, dort erneut eingesetzt zu werden. "Wie eine Gruppe von Berufssoldaten", erinnerte sich Wilson später, "meldeten wir uns en masse an, um nach Los Alamos zu gehen." Wie viele andere junge Physiker fiel Feynman bald unter den Bann des charismatischen Oppenheimer, der Feynman long distance von Chicago aus anrief, um ihm mitzuteilen, dass er ein Sanatorium in Albuquerque, New Mexico für Arline gefunden hatte. Sie gehörten zu den ersten, die sich nach New Mexico aufmachten, am 28. März 1943 mit dem Zug abreisten. Die Eisenbahn versorgte Arline mit einem Rollstuhl, und Feynman zahlte extra für ein privates Zimmer für sie.
In Los Alamos wurde Feynman der Theoretical (T) Division von Hans Bethe zugewiesen und beeindruckte Bethe genug, um Gruppenleiter zu werden. Er und Bethe entwickelten die Bethe-Feynman-Formel zur Berechnung der Ausbeute einer Spaltbombe, die auf früherer Arbeit von Robert Serber aufbaute. Als Juniorphysiker war er nicht zentral für das Projekt beteiligt. Er verwaltete die Rechengruppe menschlicher Computer in der theoretischen Abteilung. Mit Stanley Frankel und Nicholas Metropolis half er, ein System zur Verwendung von IBM einzurichten
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