ریچارد فاینمن

ریچارد فیلیپس فاینمن (زاده ۱۱ مه ۱۹۱۸، نیویورک - درگذشته ۱۵ فوریه ۱۹۸۸، کالیفرنیا) 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. بعدها او یکی از اعضای کمیسیون راجرز بود که از سوی رئیس جمهور ایالات متحده وظیفه بررسی واقعه انفجار فضاپیمای چلنجر را بر عهده داشت. در سال ۱۹۶۵، فاینمن به دلیل پژوهش‌هایش در زمینه الکترودینامیک کوانتومی، جایزه نوبل فیزیک را به همراه جولیان شووینگر و سین‌ایترو تومونوجا دریافت کرد.
علاوه بر این‌ها، فاینمن مدرسی تاثیرگذار و نوازنده غیرحرفه‌ای بانگو بود و از بسیاری جهات فردی خاص و آزاداندیش به‌شمار می‌آمد. فاینمن یک مبلغ مشتاق علم بود. در سال ۱۹۵۹ او در سخنرانی مشهور و نوآورانه خود در انجمن فیزیک آمریکا با عنوان «آن پایین فضای بسیاری هست» به بررسی ایده‌های که اکنون با نام فناوری نانو شناخته می‌شوند پرداخت و چشم‌انداز شگفت‌انگیزی را که این ایده‌ها ترسیم می‌کردند را بررسی کرد.
فاینمن در دوران حیاتش به یکی از مشهورترین دانشمندان جهان تبدیل شد. در سال ۱۹۹۹، در یک نظرخواهی از ۱۳۰ فیزیکدان مطرح از کشورهای مختلف توسط نشریه بریتانیایی "Physics World"، فاینمن به عنوان یکی از ده فیزیکدان برتر تمام اعصار انتخاب شد.
او همچنین به دلیل ماجراجویی‌های فراوانش که در کتاب‌های «حتما شوخی می‌کنید آقای فاینمن؟» و «چه اهمیتی می‌دهید دیگران چه فکری می‌کنند؟» به تفصیل راجع به آن‌ها صحبت شده، مشهور است.
زندگی‌نامه
کودکی
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. 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.
همانند آلبرت اینشتین و ادوارد تلر، ریچارد حرف زدن را دیر آموخت. او تا تولد سه سالگی‌اش هنوز نخستین کلمه‌اش را هم بر زبان نیاورده بود. در بزرگسالی، او لهجه غلیط بروکلینی‌اش را حفظ کرده بود، لهجه‌ای که به قدری متمایز بود که گاهی دیگران آن را نوعی تظاهر و اغراق می‌پنداشتند. دوستان نزدیک فاینمن ولفگانگ پاولی و هانس بیته نظرشان این بود که فاینمن مثل یک «خیابان‌گرد» صحبت می‌کند.
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
فاینمن در دبیرستان فار راک‌اوی تحصیل می‌کرد. دو برنده جایزه نوبل دیگر، برتون ریکتر و باروخ ساموئل 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 مانوئل والاراتا نوشته بود:
مقاله دیگر 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. رئیس 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 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
تصویر کارت شناسایی فاینمن در 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 مسائل 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 تئوری، ایزوترون چندین مرتبه از کالوترون بهینه‌تر بود اما تلاش فاینمن و پائول 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 کرده‌است. 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.
فاینمن (وسط) همراه با رابرت اوپنهایمر (نفر سمت راستی فاینمن از دید بیننده) در یک دورهمی در آزمایشگاه لس آلاموس در هنگام پروژه منهتن
در لس آلاموس، فاینمن به بخش تئوری (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 تئوری، 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 رآکتور 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 مسئول محاسبات مربوط به طرح بمب اورانیومی دوگانه بود که در نهایت معلوم شد ساختش ناممکن است.
در کرنل
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 بوده‌است که مرا اخراج کند.»
در ۳۰ اکتبر ۱۹۴۳، دوست فاینمن هانس آلبرشت بیته به رئیس 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 رئیس دپارتمان فیزیک این دانشگاه، ریموند تی. برگ در استخدام فاینمن دودل بود. در نهایت در می‌۱۹۴۵ 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. 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.
نمودار فاینمن نابود شدن متقابل یک جفت الکترون/پوزیترون
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 پر دستاوردی 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 شده‌است. فاینمن دو صورت‌بندی متفاوت از این نظریه ارائه 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 ارائه کرد. توضیح او بر پایه مکانیک کوانتوم و نظریه فیزیکدان روسی لاندائو درباره ابرشارگی بود.
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 که‌ای سی جورج سودارشان و رابرت مارشاک هم تقریبا هم‌زمان با فاینمن و گل‌مان مدل مشابهی را ارائه کردند اما کار 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.
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. او 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
انفجار شاتل چلنجر در ۱۹۸۶
فاینمن نقش مهمی در کمیسیون راجرز، هیئت 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
مرگ
تمبر یادبود ریچارد فاینمن - انتشار در سال ۲۰۰۵ - آمریکا
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 واقعا علمی نیستند ابداع کرد. او بعضی از نتایج علوم اجتماعی و ادعاهای مبلغان خوراک زیستی (محصولات ارگانیک) را از این دست می‌دانست.
آثار
درس‌های فیزیک فاینمن (The Feynman Lectures on Physics)
حتما شوخی می‌کنید، آقای فاینمن! (Surely Youre 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 به فارسی
مجموعه‌ای از ماجراجویی‌های فاینمن با عنوان انگلیسی «Surely Youre Joking, Mr. Feynman» به فارسی ترجمه شده و نشر علم آن را با عنوان «ماجراجویی‌های فیزیکدان قرن بیستم» منتشر کرده‌است. هم‌چنین، گزیده‌ای از درس‌های فیزیک فاینمن با عنوان «شش قطعه آسان» با ترجمه محمدرضا بهاری منتشر شده‌است. درس‌گفتار وی با نام «The Character of Physical Law» با عنوان «سرشت قانون فیزیکی» به فارسی منتشر شده‌است. اندیشه‌پردازی‌های فلسفی‌اش «The Meaning of It All» را همایون صنعتی‌زاده با عنوان «تاثیر علم در اندیشه» به فارسی برگردانده است. کتاب دیگری درباره فاینمن به نام « All the Adventures of a Curious Character» به فارسی با عنوان «همه ماجراهای ریچارد فاینمن» با ترجمه جمیل آریایی توسط انتشارات صدای معاصر در سال 1395 چاپ شده‌است.