理查德·费曼

理查德·菲利普斯·费曼（英语：Richard Phillips Feynman，1918年5月11日—1988年2月15日），美国理论物理学家，以对量子力学的路径积分表述、量子电动力学、过冷液氦的超流性以及粒子物理学中部分子模型的研究闻名于世。因对量子电动力学的贡献，费曼于1965年与朱利安·施温格及朝永振一郎共同获得诺贝尔物理学奖。

费曼发展了得到广泛应用的亚原子粒子行为的图像化数学表述——费曼图。费曼在世时是世界上最有名的科学家之一。1999年，在英国学术期刊《物理世界》举办的130位世界顶尖物理学家参与的票选活动中，费曼跻身十大有史以来最伟大物理学家之列。

费曼在二战期间曾参与协助原子弹的开发，而后在1980年代因参与调查挑战者号航天飞机灾难而为公众熟知。在理论物理学研究之外，他还是量子计算领域的先驱，并提出了纳米技术的概念。他曾担任加州理工学院的理查德·托尔曼理论物理学教授。

费曼热心参与物理学普及事业，为此写过大量书籍并举办讲座。这其中包括于1959年做的有关自上而下的纳米技术的讲座《底部有的是地方》以及三卷本本科物理学讲义《费曼物理学讲义》。费曼还因他的半自传《别闹了，费曼先生！》和《你管别人怎么想》，拉尔夫·赖顿的《去图瓦还是被捕》以及詹姆斯·格雷克的传记《天才：理查德·费曼的一生与科学事业》（Genius: The Life and Science of Richard Feynman）而在公众中颇有名气。

生平经历

家庭背景

理查德·费曼是美国犹太人，1918年出生于美国纽约市。有说在曼哈顿区他父母公寓出生（最可信，他父母1917年结婚，搬过去，第二年他出生），有说在皇后区出生，还有说在布鲁克林区出生。9岁搬去皇后区的小镇法洛克卫。父亲是对科学有业余兴趣的商人，也是费曼的科学启蒙老师。亲妹妹乔安·费曼则受理查德的影响成为一名天体物理学家。

早年经历

费曼从小就有自觉超前学习的习惯，并抱怨传统的中学课程没有让他学到感兴趣的科学内容。在小学毕业后的假期里，他就开始了初等微积分的学习。他中学时就自学了狭义相对论。

费曼就读于法洛克卫高中。该校诺贝尔奖得主还有伯顿·里克特和巴鲁克·布隆伯格。师从名家伊西多·拉比的青年物理博士艾布拉姆·巴德（Abram Bader）因经济不济，被迫来到费曼所在的中学教书。巴德发现费曼因自学过初等微积分而沾沾自喜，而且上课时话太多，就给他一本麻省理工学院教授伍兹（Frederick Shenstone Woods）为大学二三年级学生写的《高等微积分》看。让费曼在完全吃透《高等微积分》前，不要在课堂上影响其他同学。当时的费曼花了不少心思研读这本书，从中掌握了傅立叶级数、贝塞尔函数、积分符号内取微分和椭圆函数等知识。巴德经常在课后与费曼讨论科学，是费曼的还原论思想的启蒙者。巴德向费曼介绍了引人入胜的“最小作用量原理”，说它没有办法得到解释或证明，却在物理学中无处不在。“最小作用量”这个话题巴德只与费曼讨论过一次，却深深地印在了费曼的脑海中。费曼说：“他只是解说，他并没有证明任何东西。没有任何复杂的事情，他只是说明有这样一个原理存在。我随即为之倾倒，能以这样不寻常的方式来表达一个法则，简直是个不可思议的奇迹。”除“最小作用量”外，还有一个事实也令费曼感到非常好奇，即各种电路公式中为什么经常会出现圆周率π（注意一般电路的形状并不是圆形的）。

在刚接触到立体几何时，费曼并没有弄明白三维的立体是可以用平面化的透视图形来表示的，因此学得稀里糊涂。虽然他模仿老师教授的计算步骤，能够算出答案，但他并不理解其中的缘由，处于似懂非懂的状态。他直到几个星期以后才想通了自己是哪里理解错了。这是他在学习上遇到的第一次打击，使他印象很深。他多年后感叹说：“那是我唯一一次体验普通人的（学习）感受。”

费曼是阿里斯塔荣誉学会一员。他在考试中经常取得好成绩，但他并不喜欢学校和教育体制。

高中组织过智商测试，测出费曼智商125。后来门萨国际（智商最高的天才组织）邀请，他拒绝，自嘲自己智商太低。他妹妹测出126，在日后的访谈曾开玩笑地说我比哥哥聪明。后来有人给他写了本书叫“非一般的天才”。

在经济大萧条的日子里，身为中学生的费曼也常去打零工挣钱。1935年左右时，许多学生迫于经济压力，放弃报考大学，但费曼的父母仍然坚持要为聪明的儿子提供最好的教育条件。

高等教育经历

他申请哥伦比亚大学时，因为“犹太配额”（一种歧视性限制，仅提供有限名额给有犹太背景的学生）已满而不被接受，所以他转而申请麻省理工学院。除成绩要求外，入读当时的麻省理工学院还必须要求有校友推荐。为此，父亲找到一个不认识儿子理查德的熟人打通了关系。这个托关系读书的经历令费曼很不愉快。1935年末，费曼进入麻省理工学院就读。费曼本来想申请全额奖学金，但只得到了每年100美元的部分奖学金。1939年，被任命为普特南会员。在他大学二年级时，费曼得到物理课程补助，包括其毕业课程－理论物理。

当就读数学系的费曼发现数学的实用性不强时，产生了转到电机工程专业的想法。但后来他又觉得电机工程与数学差距过大，又决定选择折衷的物理学，这样既可以动手做实验，又可以学到很多高深的理论。在大学就读期间，他仍然努力要求自己学习比课程要求更广的知识。当时的麻省理工学院也不限制有兴趣的聪明学生选修任何高深的课程。在选修一门高级课程的过程中，自学完《量子力学原理》的费曼与另一名自学了广义相对论的神童泰德·维尔顿相识相知。他们是唯一选修此课的低年级学生。特拉斯顿（Julius Stratton）教授有时候备课不仔细，讲不下去时，就会问费曼下一步该怎么做。费曼和维尔顿，还选修了另一位名叫莫尔斯（Philip Morse）的教授的课，并在学完后请教他如何才能学透量子力学的本质。莫尔斯给他们出了一些贴近实际的计算问题，使他们体会抽象的量子力学知识在实际中是如何具体应用的。

费曼的科研能力在大二时就已得到认可。他在大学期间曾在《物理学评论》上发表过2篇论文。除物理学外，费曼还涉猎了化学和冶金学课程。他此前对在大学阶段被迫选修的文科课程一直只满足于低分掠过的要求。

斯莱特（John Slater）建议想留在麻省理工的费曼去普林斯顿大学读研究所，换一个环境，多见见世面。他在普林斯顿大学的数学和物理的研究生入学考试获得满分，这是前所未有的，但是历史和英语文学部分却相当差。因种族歧视的影响，普林斯顿大学物理系主任在考虑是否录取费曼时曾有所犹豫，并向麻省理工学院询问费曼的情况。斯莱特和莫尔斯极力推荐费曼，莫尔斯还说：“只要给他几个提示，他就能一直研究下去；他的能力足以使他在很短的时间内涉猎很多领域。”身患高血压的父亲麦维尔(Melville)曾拜访莫尔斯，询问儿子的表现是否足够好，还有犹太物理学家找工作时是否会受到歧视。莫尔斯安慰费曼的父亲，说为费曼的教育投资是绝对值得的。

1939年，费曼本科毕业，进入普林斯顿大学读研究所，成为青年学者约翰·惠勒的学生。在他读研期间，同学们就一直传说有一个很厉害的新生在专业方面上积累的知识已经多到完全不用参加任何课程。一位名叫H. H. Barschall的同学有一次碰到一道难题，问了几个教授后也还是算不明白，最后抱着试试看的心态去问了费曼，然后得到了费曼给出的又快又完整的解答。Barschall甚至为此一度自卑，怀疑自己是不是选错了专业。

1942年6月16日，费曼在普林斯顿获得了理论物理学博士学位，论文导师仍是惠勒。费曼的论文采用的原则是量子力学的稳定作用的问题，灵感是由对于电动力学的惠勒-费曼吸收体理论的量子化的渴望，奠定基础的“路径积分”方法和费曼图，并命名为“量子力学最小作用原则”。在不久后的6月29日，费曼与阿琳·格林堡（Arline Greenbaum）结婚。

参与曼哈顿计划

在普林斯顿，物理学家罗伯特·赖斯本·威尔逊鼓励费曼参与美军用于制造原子弹的曼哈顿计划。费曼本来对武器研究没有兴趣，但他也担心德国人比美国人先制造出威力巨大的炸弹，于是决定为己方技术阵营贡献自己的一份力量。当时他还是个青年科学家，被分配到汉斯·贝特手下。他给贝特留下了深刻的印象，并被授予小组长的职务。他和贝特共同开发的贝特-费曼公式用于计算收益率裂变弹，是建立在罗伯特先前研究的基础上。费曼在洛斯阿拉莫斯有幸见到了尼尔斯·玻尔、恩里科·费米、爱德华·泰勒等众多著名物理学家。玻尔是哥本哈根学派的领袖，影响了一整代量子论发展早期的物理学家，在当时的原子物理学界拥有无人能及的地位。与许多青年工作者不同，初出茅庐的费曼并不畏惧玻尔的名气，因而受到玻尔的注意和赏识。费曼在玻尔面前无所拘束，遇到听起来觉得差劲的想法就会当面指出。

费曼在洛斯阿拉莫斯国家实验室的其他工作包括计算中子方程的洛斯阿拉莫斯国家实验室“开水器”，一个小的核反应堆，以测量裂变材料的组装有多近会导致临界事故。在完成这项工作后，他被转移到橡树岭工厂，在那里，他在制定安全规程储料辅助工程，使临界事故（例​​如，由于不慎储存在邻近上的两侧裂变材料的亚临界量壁）可以被避免。他还做过关于拟议的理论工作和计算氢化铀弹，但后来的事实表明这并非可行。

原子弹首次试爆（即“三位一体试验”）时，费曼决定不戴护目镜，成为当时第一个用肉眼观察全过程的人。得知原子弹试验成功后，费曼和其他参与的科技人员们一样，非常地开心。事后，费曼才开始警觉发明原子弹的严重后果，并为此烦恼。

当时因为新旧观念冲突很多，不同学派的量子论专家在开会时经常会针锋相对地展开激烈争论。而费曼习惯用自己独特的方法解释事物，有自己的一套主见，而不会太在意别人是否习惯他的思考方式。当费曼在1948年的一场会议上提到自己发展出的新方法时，就曾遭到玻尔、爱德华·泰勒和狄拉克等人的严厉抨击。他在《物理评论》上陆续发表了一些带有这种“费曼图”的论文，但一开始并没有得到很多人的接受。当同行们发现用费曼图可以说明的问题越来越多时，大家的观念逐渐发生了改变。到了20世纪80年，这种已在《物理评论》中无处不在的图使他成为了物理圈内最有名的科学家。

1945年，费曼谢绝了当时名家云集的普林斯顿大学的邀请，转而随汉斯·贝特前往康奈尔大学任教。1951年转入加州理工学院，担任“理查德·托尔曼理论物理学教授”一职，并在此执教一生。

费曼曾加入到“θ-τ衰变之谜”的研究大潮中，并因相信宇称必定守恒而与一位朋友打赌，结果不得不服输，支付50美金的赌资。

成为名家

在1964年，他出版了《费曼物理学讲义》。

20世纪60年代至80年代中期，费曼成为当时美国影响力最大的理论物理学家之一，与苏联的列夫·朗道并称。此前，另一位知名青年物理学家默里·盖尔曼曾慕费曼之名前往加州理工学院与费曼共事，这2个风格迥异的学界超级明星的坐镇成了当时加州理工一道亮丽的风景线。盖尔曼是一位举世罕见的博学家，而且很喜欢显露自己的才华，尤其喜欢见缝插针、纠正费曼的失误。费曼着装朴素简约，也与讲究衣着得体的盖尔曼形成鲜明对比(此外，苏联的朗道也是不爱注意形象的人)。盖尔曼与费曼针锋相对、彼此抬杠的轶事流传很广。

1965年，费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格与朝永振一郎共同获得诺贝尔物理学奖。费曼的众多故友都给他写信发去了祝贺，其中包括老同行汉斯·贝特和爱德华·泰勒，费曼当年的中学物理老师巴德，甚至还有巴德以前的博士导师伊西多·拉比。巴德感谢费曼在《费曼物理学讲义》第2卷的专题讲座《最小作用量原理》中提到了师生两人当年的那一段对话。因重整化方法获奖后，费曼曾在CERN作过一次演讲。当时听众中有斯蒂克尔堡在座。斯蒂克尔堡也曾发展出过与重整化方法及费曼图相似的方法，但均未得到同行的普遍重视。Jagdish Mehra曾写道：

“讲座完毕后，斯蒂克尔堡一个人默默地离开了CERN剧场，而被崇拜者们围绕簇拥的费曼则作了如下一句评论：‘他（斯蒂克尔堡）做了这件工作而现在一个人孤零零地走向了夕阳！然而，我在这里，收获了所有的荣誉，但这本该属于他！”

英文：“He [Stueckelberg] did the work and walks alone toward the sunset; and, here I [Feynman] am, covered in all the glory, which rightfully should be his!”。

他之后跟盖尔曼一起研究弱相互作用。费曼提出了部分子的理论，但不承认自己的部分子和盖尔曼提出的夸克是同一种东西，这让希望夸克理论得到同行支持的盖尔曼非常郁闷。

晚年

80年代时，每一期的《物理评论》杂志上都能见到许多的“费曼图”。晚年的费曼逐渐改变了对弦理论的成见，并师从老对手盖尔曼，学习弦理论。

1986年，费曼受委托加入了调查挑战者号航天飞机失事事件的罗杰斯委员会。费曼讨厌官方为调查环节设置的繁复手续，于是决定一个人单独调查，最后在电视镜头前只用了一个简单的橡胶圈零件做冰水冷却实验，就给出了自己对事故原因的调查结果，由此扬名国际。在《你管别人怎么想？》中提到了这一次的调查。

费曼因机缘巧合，对位于苏联境内的东亚蒙古族小国图瓦共和国以及流行于图瓦的喉音唱法“呼麦”（英语：xoomei）产生了很大的兴趣，晚年曾多次希望能和好友拉夫·莱顿（Ralph Leighton，《费曼物理学讲义》合著者罗伯·莱顿之子）一同前往图瓦游玩和考察。但是因为当时美、苏之间政治关系不够融洽的原因，费曼在生前一直未能如愿。莱顿获得前往图瓦的批准后，费曼已经去世了。莱顿帮费曼完成了前往图瓦的遗愿。

费曼晚年罹患两种罕见的癌症，分别是脂肪肉瘤和巨球蛋白血症。1988年2月15日，费曼与癌症搏斗十年后于加州洛杉矶与世长辞，享年69岁。他留下的最后一句话为“我讨厌死去两次。这太无聊了。”费曼先生是美国家喻户晓的人物，更是20世纪最杰出、也最具影响力的科学家之一。费曼是继爱因斯坦和玻以尔之后，在全球学术界影响力最大的理论物理学家。费曼过世后，其影响力地位由爱德华·威滕取代。而加州理工学院物理学研究实力全球排名第一的辉煌一直延续至今。（偶尔也会被麻省理工学院超过。）

学术成就

纳米技术

在1959年的一次名为《底部还有大量空间》("There's Plenty of Room at the Bottom")的演讲中，费曼提出了纳米技术，并乐观地分析了其技术实现的可行性。他向学生们悬赏攻克相关技术难题，并在几年后向完成挑战的学生们兑现了奖励。在这次演讲中，他还预言了纳米医学的前景。在另一次于日本召开的仁科芳雄纪念会上，费曼在题为《未来的计算机》的演讲中讨论了并行计算和量子计算机的可行性。