Richard Feynman
gigatos | 31 maaliskuun, 2022
Yhteenveto
Richard Phillips Feynman (11. toukokuuta 1918 – 15. helmikuuta 1988) oli yhdysvaltalainen teoreettinen fyysikko, joka tunnetaan työstään kvanttimekaniikan polkuintegraalimuodostelman, kvanttisähködynamiikan teorian, alijäähdytetyn nestemäisen heliumin supranesteisyyden fysiikan sekä hiukkasfysiikan alalla, johon hän ehdotti partonimallia. Feynman sai fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 1965 yhdessä Julian Schwingerin ja Shin”ichirō Tomonagan kanssa panoksestaan kvanttisähködynamiikan kehittämiseen.
Feynman kehitti laajalti käytetyn kuvallisen esitysmuodon matemaattisille lausekkeille, jotka kuvaavat subatomisten hiukkasten käyttäytymistä, ja jotka myöhemmin tunnettiin Feynmanin kaavioina. Elinaikanaan Feynmanista tuli yksi maailman tunnetuimmista tiedemiehistä. Brittiläisen Physics World -lehden 130 johtavan fyysikon keskuudessa vuonna 1999 tekemässä kyselyssä hänet arvioitiin kaikkien aikojen seitsemänneksi suurimmaksi fyysikoksi.
Hän osallistui atomipommin kehittämiseen toisen maailmansodan aikana ja tuli laajalle yleisölle tunnetuksi 1980-luvulla Rogersin komission jäsenenä, joka tutki avaruussukkula Challengerin onnettomuutta. Teoreettisen fysiikan alalla tekemänsä työn ohella Feynmanin katsotaan olleen kvanttilaskennan uranuurtaja ja nanoteknologian käsitteen esittelijä. Hänellä oli Richard C. Tolmanin teoreettisen fysiikan professuuri Kalifornian teknologiainstituutissa.
Feynman oli innokas fysiikan popularisoija sekä kirjojensa että luentojensa avulla, muun muassa vuonna 1959 pitämässään ylhäältä alaspäin suuntautuvaa nanoteknologiaa käsittelevässä puheessa ”There”s Plenty of Room at the Bottom” ja kolmessa niteessä julkaistussa The Feynman Lectures on Physics -julkaisussa, joka sisältää hänen fysiikan perusluentonsa. Feynman tuli tunnetuksi myös omaelämäkerrallisista kirjoistaan Surely You”re Joking, Mr. Feynman! ja What Do You Care What Other People Think? sekä hänestä kirjoitetuista kirjoista, kuten Ralph Leightonin kirjoittamasta Tuva or Bust! ja James Gleickin kirjoittamasta elämäkerrasta Genius: The Life and Science of Richard Feynman.
Feynman syntyi 11. toukokuuta 1918 Queensissa, New Yorkissa, kotiäiti Lucille Phillipsille ja myyntipäällikkönä työskentelevälle Melville Arthur Feynmanille (silloin osa Venäjän keisarikuntaa). Hänen perheensä oli askenasijuutalaista alkuperää. Feynman oli myöhäinen puhuja, ja hän puhui vasta kolmannen syntymäpäivänsä jälkeen. Aikuisena hän puhui newyorkilaisella aksentilla, joka oli niin voimakas, että sitä voitiin pitää affektina tai liioitteluna, niin että hänen ystävänsä Wolfgang Pauli ja Hans Bethe kommentoivat kerran, että Feynman puhui kuin ”pummi”.
Nuori Feynman sai paljon vaikutteita isältään, joka rohkaisi Feynmania esittämään kysymyksiä, joilla hän haastoi ortodoksisen ajattelun, ja joka oli aina valmis opettamaan Feynmanille jotakin uutta. Äidiltään hän sai huumorintajunsa, jota hänellä oli koko elämänsä ajan. Lapsena hän oli lahjakas insinööri, piti kotonaan koelaboratoriota ja korjaili mielellään radioita. Radiokorjaus oli luultavasti Feynmanin ensimmäinen työpaikka, ja tänä aikana hän osoitti varhaisia merkkejä taipumuksesta myöhempää uraansa varten teoreettisen fysiikan alalla, jolloin hän analysoi kysymyksiä teoreettisesti ja päätyi ratkaisuihin. Ala-asteella ollessaan hän loi kodin murtohälytysjärjestelmän, kun hänen vanhempansa olivat päivällä asioilla.
Kun Richard oli viiden vuoden ikäinen, hänen äitinsä synnytti nuoremman veljen, Henry Phillipsin, joka kuoli neljän viikon ikäisenä. Neljä vuotta myöhemmin syntyi Richardin sisko Joan, ja perhe muutti Far Rockawayhin, Queensiin. Vaikka heitä erotti yhdeksän vuotta, Joan ja Richard olivat läheisiä, ja he molemmat olivat uteliaita maailmaa kohtaan. Vaikka heidän äitinsä mielestä naisilta puuttui kyky ymmärtää tällaisia asioita, Richard rohkaisi Joanin kiinnostusta tähtitiedettä kohtaan, ja lopulta Joanista tuli astrofyysikko.
Lue myös, elamakerrat – Giorgio Morandi
Uskonto
Feynmanin vanhemmat olivat molemmat juutalaisista perheistä, mutta eivät olleet uskonnollisia, ja nuoruudessaan Feynman kuvaili itseään ”vannoutuneeksi ateistiksi”. Monet vuodet myöhemmin hän totesi Tina Levitanille lähettämässään kirjeessä, jossa hän kieltäytyi pyytämästä tietoja tämän juutalaisia Nobel-palkinnon saajia käsittelevää kirjaa varten: ”Joidenkin oletettavasti juutalaisesta perimästä peräisin olevien erikoisten elementtien valitseminen hyväksyntää varten avaa oven kaikenlaiselle rotuteoriaan liittyvälle hölynpölylle”, ja lisäsi: ”Kolmentoista vuoden iässä en ainoastaan kääntynyt toisiin uskonnollisiin käsityksiin, vaan lakkasin myös uskomasta siihen, että juutalainen kansa on millään tavalla ”valittu kansa””. Myöhemmin elämässään hän tutustui Talmudiin ensimmäistä kertaa vieraillessaan juutalaisessa teologisessa seminaarissa. Hän näki, että siinä oli alkuperäisteksti pienenä neliönä sivulla, ja sen ympärillä oli eri ihmisten aikojen kuluessa kirjoittamia kommentteja. Näin Talmud oli kehittynyt, ja kaikki, mistä keskusteltiin, oli kirjattu huolellisesti ylös. Vaikka Feynman oli vaikuttunut, hän oli pettynyt rabbien osoittamaan kiinnostuksen puutteeseen luontoa ja ulkomaailmaa kohtaan, sillä rabbit välittivät vain Talmudista nousevista kysymyksistä.
Feynman kävi Far Rockaway High Schoolia, jota kävivät myös muut Nobel-palkitut Burton Richter ja Baruch Samuel Blumberg. Lukion aloitettuaan Feynman pääsi nopeasti ylempään matematiikan luokkaan. Lukioaikana tehdyssä älykkyystestissä hänen älykkyysosamääräkseen arvioitiin 125 – korkea, mutta elämäkerturi James Gleickin mukaan ”pelkästään kunnioitettava”. Hänen sisarensa Joan, joka sai yhden pisteen korkeamman tuloksen, väitti myöhemmin haastattelijalle vitsaillen, että hän oli fiksumpi. Vuosia myöhemmin hän kieltäytyi liittymästä Mensa Internationaliin, koska hänen ÄO:nsa oli liian alhainen. Fyysikko Steve Hsu totesi testistä:
Epäilen, että tässä kokeessa painotettiin verbaalisia eikä matemaattisia kykyjä. Feynman sai ylivoimaisesti korkeimman pistemäärän Yhdysvalloissa tunnetusti vaikeasta Putnamin matematiikkakilpailun kokeesta… Hän sai myös korkeimmat tulokset matematiikan kokeesta.
Kun Feynman oli 15-vuotias, hän opetti itselleen trigonometriaa, edistynyttä algebraa, äärettömiä sarjoja, analyyttistä geometriaa sekä differentiaali- ja integraalilaskentaa. Ennen kuin hän pääsi yliopistoon, hän kokeili ja johti matemaattisia aiheita, kuten puoliderivaatan, käyttäen omaa merkintätapaansa. Hän loi logaritmi-, sini-, kosini- ja tangenttifunktioille erityiset symbolit, jotta ne eivät näyttäisi kolmelta muuttujalta kerrottuna keskenään, ja derivaatalle poistaakseen kiusauksen kumota d:n d{displaystyle d}:t d
Feynman haki Columbian yliopistoon, mutta häntä ei hyväksytty, koska yliopistoon otettavien juutalaisten määrä oli kiintiöity. Sen sijaan hän opiskeli Massachusetts Institute of Technologyssä, jossa hän liittyi Pi Lambda Phi -yhdistysliikkeeseen. Vaikka hän opiskeli alun perin matematiikkaa, hän vaihtoi myöhemmin sähkötekniikan alalle, koska matematiikka oli hänen mielestään liian abstraktia. Huomatessaan, että hän ”oli mennyt liian pitkälle”, hän vaihtoi sitten fysiikkaan, jonka hän väitti olevan ”jossain siltä väliltä”. Opiskeluaikana hän julkaisi kaksi artikkelia Physical Review -lehdessä. Toinen niistä, jonka hän kirjoitti yhdessä Manuel Vallartan kanssa, oli nimeltään ”The Scattering of Cosmic Rays by the Stars of a Galaxy”.
Vallarta paljasti oppilaalleen erään salaisuuden, joka liittyy mentorin ja suojattinsa väliseen julkaisutoimintaan: vanhemman tutkijan nimi tulee ensimmäisenä. Feynman sai kostonsa muutamaa vuotta myöhemmin, kun Heisenberg päätti kokonaisen kosmisia säteitä käsittelevän kirjansa lauseeseen: ”Vallartan ja Feynmanin mukaan tällaista vaikutusta ei ole odotettavissa”. Kun he tapasivat seuraavan kerran, Feynman kysyi iloisesti, oliko Vallarta nähnyt Heisenbergin kirjan. Vallarta tiesi, miksi Feynman virnuili. ”Kyllä”, hän vastasi. ”Sinä olet viimeinen sana kosmisissa säteissä.”
Toinen oli hänen lopputyönsä ”Forces in Molecules” (Voimat molekyyleissä), joka perustui John C. Slaterin ideaan, ja Slater oli niin vaikuttunut työstä, että se julkaistiin. Nykyään se tunnetaan Hellmann-Feynmanin teoreemana.
Vuonna 1939 Feynman sai kandidaatin tutkinnon Hän sai täydet pisteet Princetonin yliopiston fysiikan jatko-opintojen pääsykokeissa – ennennäkemätön saavutus – ja erinomaiset pisteet matematiikassa, mutta menestyi huonosti historian ja englannin osissa. Siellä fysiikan laitoksen johtaja Henry D. Smyth oli huolissaan toisesta asiasta ja kirjoitti Philip M. Morseille kysyäkseen: ”Onko Feynman juutalainen?”. Meillä ei ole mitään tiettyä sääntöä juutalaisia vastaan, mutta heidän osuutensa laitoksellamme on pidettävä kohtuullisen pienenä, koska heidän sijoittamisensa on vaikeaa.” Hän kysyi, onko hän juutalainen. Morse myönsi, että Feynman oli todellakin juutalainen, mutta vakuutti Smythille, että Feynmanin ”fysiogniikassa ja käytöksessä ei kuitenkaan näy jälkiä tästä ominaisuudesta”.
Feynmanin ensimmäiseen seminaariin, joka käsitteli Wheeler-Feynmanin absorptioteorian klassista versiota, osallistuivat muun muassa Albert Einstein, Wolfgang Pauli ja John von Neumann. Pauli esitti ennakoivan huomautuksen, että teoriaa olisi äärimmäisen vaikea kvantisoida, ja Einstein sanoi, että tätä menetelmää voitaisiin yrittää soveltaa gravitaatioon yleisessä suhteellisuusteoriassa, minkä Sir Fred Hoyle ja Jayant Narlikar tekivät paljon myöhemmin Hoyle-Narlikar-painovoimateoriana. Feynman väitteli tohtoriksi Princetonin yliopistosta vuonna 1942; hänen ohjaajansa oli John Archibald Wheeler. Väitöskirjassaan ”The Principle of Least Action in Quantum Mechanics” Feynman sovelsi stationaarisen toiminnan periaatetta kvanttimekaniikan ongelmiin, innoittamana halusta kvantifioida sähködynamiikan Wheeler-Feynmanin absorptioteoria, ja loi pohjan polkuintegraalimuodostelmalle ja Feynmanin kaavioille. Keskeinen oivallus oli, että positronit käyttäytyivät kuin ajassa taaksepäin liikkuvat elektronit. James Gleick kirjoitti:
Tämä oli Richard Feynman, joka lähestyi voimiensa huippua. Kaksikymmentäkolmivuotiaana … maailmassa ei ehkä ollut enää yhtään fyysikkoa, joka olisi pystynyt vastaamaan hänen riemukkaaseen teoreettisen tieteen kotimaisten materiaalien hallintaan. Kyse ei ollut vain matematiikan osaamisesta (vaikka olikin käynyt selväksi, että Wheeler-Feynman-yhteistyössä syntyneet matemaattiset koneistot ylittivät Wheelerin omat kyvyt). Feynmanilla näytti olevan pelottavan helppo käsitys yhtälöiden takana olevasta aineesta, kuten Einsteinilla samassa iässä, kuten neuvostofyysikko Lev Landaulla – mutta vain harvoilla muilla.
Yksi Feynmanin Princeton-stipendin ehdoista oli, että hän ei saisi olla naimisissa; hän kuitenkin jatkoi tapaamista lukiolaisrakastettunsa Arline Greenbaumin kanssa ja oli päättänyt mennä naimisiin tämän kanssa, kun hän oli saanut tohtorin tutkintonsa, vaikka tiesi, että tämä oli vakavasti sairastunut tuberkuloosiin. Tämä oli tuolloin parantumaton sairaus, eikä hänen odotettu elävän kahta vuotta kauempaa. Kesäkuun 29. päivänä 1942 he lähtivät lautalla Staten Islandille, jossa heidät vihittiin kaupungin virastossa. Seremoniaan ei osallistunut sukulaisia eikä ystäviä, ja sen todisti pari tuntematonta ihmistä. Feynman saattoi suudella Arlinea vain poskelle. Vihkimisen jälkeen hän vei hänet Deborah-sairaalaan, jossa hän vieraili viikonloppuisin.
Vuonna 1941, kun toinen maailmansota riehui Euroopassa mutta Yhdysvallat ei ollut vielä sodassa, Feynman työskenteli kesällä ballistiikkaongelmien parissa Frankford Arsenalissa Pennsylvaniassa. Pearl Harboriin tehdyn hyökkäyksen jälkeen Yhdysvallat liittyi sotaan, ja Robert R. Wilson palkkasi Feynmanin, joka työskenteli keinojen parissa, joilla voitaisiin tuottaa rikastettua uraania atomipommissa käytettäväksi osana Manhattan-projektia. Tuolloin Feynman ei ollut suorittanut korkeakoulututkintoa. Wilsonin Princetonissa sijaitseva ryhmä työskenteli isotroniksi kutsutun laitteen parissa, jonka tarkoituksena oli erottaa sähkömagneettisesti uraani-235 uraani-238:sta. Tämä tehtiin aivan eri tavalla kuin kalutroni, jota Wilsonin entisen mentorin Ernest O. Lawrencen johtama ryhmä kehitti Kalifornian yliopiston säteilylaboratoriossa. Isotroni oli paperilla monta kertaa tehokkaampi kuin kalutroni, mutta Feynman ja Paul Olum pohtivat, oliko se käytännöllinen. Lopulta isotronihanke hylättiin Lawrencen suosituksesta.
Tässä vaiheessa, vuoden 1943 alussa, Robert Oppenheimer oli perustamassa Los Alamosin laboratoriota, New Mexicossa sijaitsevalle kukkulalle sijoitettua salaista laboratoriota, jossa suunniteltaisiin ja rakennettaisiin atomipommeja. Princetonin ryhmälle tarjottiin mahdollisuutta siirtyä sinne. ”Kuin joukko ammattisotilaita”, Wilson muisteli myöhemmin, ”ilmoittauduimme sankoin joukoin Los Alamosiin.” Kuten monet muutkin nuoret fyysikot, Feynman joutui pian karismaattisen Oppenheimerin lumoihin, joka soitti Feynmanille kaukopuhelun Chicagosta ja ilmoitti, että hän oli löytänyt Arlinelle presbyteerisen parantolan Albuquerquesta, New Mexicosta. He lähtivät ensimmäisten joukossa New Mexicoon junalla 28. maaliskuuta 1943. Rautatie toimitti Arlinelle pyörätuolin, ja Feynman maksoi ylimääräistä yksityishuoneesta. Siellä he viettivät hääpäivänsä.
Los Alamosissa Feynman määrättiin Hans Bethen teoreettiselle (T) osastolle, ja hän teki Betheen niin suuren vaikutuksen, että hänestä tuli ryhmänjohtaja. Hän ja Bethe kehittivät Bethe-Feynman-kaavan fissiopommin tuoton laskemiseksi, joka perustui Robert Serberin aiempaan työhön. Nuorempana fyysikkona hän ei ollut keskeisessä asemassa hankkeessa. Hän hallinnoi teoreettisen osaston ihmistietokoneiden laskentaryhmää. Stanley Frankelin ja Nicholas Metropolisin kanssa hän auttoi luomaan järjestelmän, jossa IBM:n reikäkortteja käytettiin laskennassa. Hän keksi uuden logaritmien laskentamenetelmän, jota hän käytti myöhemmin Connection Machine -koneessa. Muihin Los Alamosissa tehtyihin töihin kuului neutroniyhtälöiden laskeminen Los Alamosin ”vesikattilaa”, pientä ydinreaktoria, varten, jotta voitiin mitata, kuinka lähellä kriittisyyttä halkeamiskelpoisen materiaalin kokoonpano oli.
Kun Feynman oli saanut työnsä päätökseen, hänet lähetettiin Clinton Engineer Worksiin Oak Ridgeen Tennesseen, jossa Manhattan-projektin uraaninrikastuslaitokset sijaitsivat. Hän auttoi siellä työskenteleviä insinöörejä suunnittelemaan materiaalin varastointia koskevia turvallisuusmenettelyjä, jotta kriittisyysonnettomuudet voitaisiin välttää, erityisesti kun rikastettu uraani joutui kosketuksiin veden kanssa, joka toimi neutronimoderaattorina. Hän vaati, että rivimiehille pidettiin luento ydinfysiikasta, jotta he ymmärtäisivät vaarat. Hän selitti, että vaikka mitä tahansa määrää rikastamatonta uraania voitiin varastoida turvallisesti, rikastettua uraania oli käsiteltävä huolellisesti. Hän laati sarjan turvallisuussuosituksia eri rikastusasteille. Hänelle kerrottiin, että jos Oak Ridgen väki aiheuttaisi hänelle vaikeuksia hänen ehdotustensa kanssa, hänen oli ilmoitettava heille, että Los Alamos ”ei voi muuten vastata heidän turvallisuudestaan”.
Palattuaan Los Alamosiin Feynman sai tehtäväkseen johtaa ryhmää, joka vastasi teoreettisesta työstä ja laskelmista ehdotetun uraanihydridipommin osalta, joka osoittautui lopulta toteuttamiskelvottomaksi. Fyysikko Niels Bohr pyysi Feynmania kahdenkeskisiin keskusteluihin. Myöhemmin hän sai selville syyn: suurin osa muista fyysikoista pelkäsi Bohria liikaa kiistelläkseen hänen kanssaan. Feynmanilla ei ollut tällaisia estoja, ja hän huomautti tarmokkaasti kaikesta, mitä hän piti Bohrin ajattelussa virheellisenä. Hän sanoi kunnioittavansa Bohria yhtä paljon kuin kuka tahansa muukin, mutta kun joku sai hänet puhumaan fysiikasta, hän keskittyi niin, että unohti sosiaaliset hienoudet. Ehkä tästä syystä Bohr ei koskaan lämmennyt Feynmanille.
Los Alamosissa, joka oli turvallisuussyistä eristetty, Feynman huvittui tutkimalla fyysikoiden kaappien ja pöytien yhdistelmälukkoja. Hän huomasi usein, että he jättivät lukkojen yhdistelmät tehdasasetuksiin, kirjoittivat yhdistelmät ylös tai käyttivät helposti arvattavia yhdistelmiä, kuten päivämääriä. Hän löysi erään kaapin yhdistelmän kokeilemalla numeroita, joita hän arveli fyysikon käyttävän (se osoittautui 27-18-28 luonnollisen logaritmin perustan jälkeen, e = 2,71828 …), ja hän huomasi, että kolmessa arkistokaapissa, joissa kollega säilytti tutkimusmuistiinpanoja, oli kaikissa sama yhdistelmä. Hän jätti muistiinpanot kaappeihin pilan vuoksi ja sai kollegansa Frederic de Hoffmannin luulemaan, että vakooja oli päässyt kaappeihin käsiksi.
Feynmanin 380 dollarin (vastaa 6000 dollaria vuonna 2020) kuukausipalkka oli noin puolet hänen vaatimattomiin elinkustannuksiinsa ja Arlinen sairauskuluihin tarvittavasta summasta, ja heidän oli pakko käyttää hänen 3300 dollarin (vastaa 49 000 dollaria vuonna 2020) säästöjään. Viikonloppuisin hän lainasi autoa ystävältään Klaus Fuchsilta ajaakseen Albuquerqueen Arlinea tapaamaan. Kun Fuchsilta kysyttiin, kuka Los Alamosissa oli todennäköisimmin vakooja, hän mainitsi Feynmanin kassakaapin murtamisen ja usein toistuvat matkat Albuquerqueen; Fuchs itse tunnusti myöhemmin vakoilevansa Neuvostoliiton hyväksi. FBI laati Feynmanista laajan tiedoston, etenkin kun otetaan huomioon Feynmanin Q-selvitys.
Kun Feynman sai tiedon Arlinen kuolemasta, hän ajoi Albuquerqueen ja istui hänen luonaan tuntikausia, kunnes hän kuoli 16. kesäkuuta 1945. Sen jälkeen hän uppoutui projektityöhön ja oli läsnä Trinityn ydinkokeessa. Feynman väitti olleensa ainoa henkilö, joka näki räjähdyksen ilman erittäin tummia silmälaseja tai hitsauslaseja, jotka oli annettu hänelle, ja perusteli sitä sillä, että oli turvallista katsoa kuorma-auton tuulilasin läpi, koska se suojaisi haitalliselta ultraviolettisäteilyltä. Räjähdyksen valtava kirkkaus sai hänet kumartumaan kuorma-auton lattialle, jossa hän näki tilapäisen ”violetin läiskän” jälkikuvan.
Feynman oli nimellisesti Wisconsin-Madisonin yliopistossa fysiikan apulaisprofessorina, mutta hän oli palkattomalla lomalla osallistuessaan Manhattan-projektiin. Vuonna 1945 hän sai kirjeen College of Letters and Science -korkeakoulun dekaani Mark Ingrahamilta, joka pyysi häntä palaamaan yliopistoon opettamaan tulevana lukuvuonna. Hänen nimitystään ei jatkettu, kun hän ei sitoutunut palaamaan. Useita vuosia myöhemmin siellä pitämässään puheessa Feynman vitsaili: ”On hienoa olla takaisin ainoassa yliopistossa, jolla oli koskaan järkeä antaa minulle potkut.” Hän sanoi: ”On hienoa olla takaisin ainoassa yliopistossa, jolla oli koskaan järkeä antaa minulle potkut.”
Jo 30. lokakuuta 1943 Bethe oli kirjoittanut Cornellin yliopistonsa fysiikan laitoksen puheenjohtajalle ja suositellut Feynmanin palkkaamista. Helmikuun 28. päivänä 1944 Robert Bacher, yksi Los Alamosin johtavista tiedemiehistä, kannatti tätä. Tämä johti elokuussa 1944 tehtyyn tarjoukseen, jonka Feynman hyväksyi. Oppenheimer oli myös toivonut saavansa Feynmanin Kalifornian yliopistoon, mutta fysiikan laitoksen johtaja Raymond T. Birge oli vastahakoinen. Hän teki Feynmanille tarjouksen toukokuussa 1945, mutta Feynman kieltäytyi siitä. Cornell vastasi hänen palkkatarjoukseensa, joka oli 3900 dollaria vuodessa. Feynmanista tuli yksi ensimmäisistä Los Alamosin laboratorion ryhmänjohtajista, joka lähti lokakuussa 1945 Ithacaan, New Yorkiin.
Koska Feynman ei enää työskennellyt Los Alamosin laboratoriossa, häntä ei enää vapautettu kutsunnoista. Armeijan psykiatrit diagnosoivat Feynmanin kärsivän mielisairaudesta kutsuntatarkastuksessa, ja armeija myönsi hänelle 4-F-vapautuksen mielenterveydellisistä syistä. Hänen isänsä kuoli äkillisesti 8. lokakuuta 1946, ja Feynman kärsi masennuksesta. Lokakuun 17. päivänä 1946 hän kirjoitti Arlinelle kirjeen, jossa hän ilmaisi syvän rakkautensa ja sydänsurunsa. Kirje oli sinetöity ja avattiin vasta hänen kuolemansa jälkeen. ”Pyydän anteeksi, etten lähetä tätä”, kirje päättyi, ”mutta en tiedä uutta osoitettasi”. Koska Feynman ei kyennyt keskittymään tutkimusongelmiin, hän ryhtyi ratkomaan fysiikan ongelmia, ei hyötyäkseen vaan tyydyttääkseen itseään. Yksi näistä ongelmista koski ilmassa pyörivän, nuteroivan levyn fysiikan analysoimista, jonka innoittajana oli Cornellin kahvilassa sattunut tapaus, jossa joku heitti ruokalautasen ilmaan. Hän luki Sir William Rowan Hamiltonin työtä kvaternioneista ja yritti epäonnistuneesti käyttää niitä muotoillakseen relativistisen teorian elektroneista. Hänen tänä aikana tekemänsä työ, jossa käytettiin pyörimisyhtälöitä erilaisten pyörimisnopeuksien ilmaisemiseen, osoittautui lopulta tärkeäksi hänen Nobel-palkinnon saaneen työnsä kannalta, mutta koska hän tunsi itsensä loppuun palaneeksi ja oli kääntänyt huomionsa vähemmän välittömiin käytännöllisiin ongelmiin, hän yllättyi tarjouksista, jotka koskivat professorin paikkoja muilta maineikkailta yliopistoilta, kuten Institute for Advanced Study, Kalifornian yliopisto Los Angelesissa ja Kalifornian yliopisto Berkeleyssä.
Feynman ei ollut ainoa turhautunut teoreettinen fyysikko sodan jälkeisinä alkuvuosina. Kvanttisähködynamiikka kärsi häiriöteorian äärettömistä integraaleista. Nämä olivat teorian selkeitä matemaattisia puutteita, joita Feynman ja Wheeler olivat yrittäneet tuloksetta kiertää. ”Teoreetikot”, totesi Murray Gell-Mann, ”olivat häpeissään”. Kesäkuussa 1947 johtavat amerikkalaiset fyysikot kokoontuivat Shelter Islandin konferenssiin. Feynmanille se oli ”ensimmäinen suuri konferenssi suurten miesten kanssa …”. En ollut koskaan käynyt tällaisessa konferenssissa rauhan aikana”. Keskusteltiin kvanttielektrodynamiikkaa vaivaavista ongelmista, mutta teoreetikot jäivät täysin kokeellisten tutkijoiden saavutusten varjoon. He kertoivat Lamb-siirtymän löytämisestä, elektronin magneettisen momentin mittaamisesta ja Robert Marshakin kahden mesonin hypoteesista.
Bethe otti mallia Hans Kramersin työstä ja johti lamb-siirtymän renormalisoidun ei-relativistisen kvanttiyhtälön. Seuraava askel oli relativistisen version luominen. Feynman luuli pystyvänsä tähän, mutta kun hän palasi Bethen luo ratkaisunsa kanssa, se ei konvergoinut. Feynman kävi ongelman huolellisesti läpi uudelleen soveltaen polkuintegraalimuodostelmaa, jota hän oli käyttänyt väitöskirjassaan. Bethen tavoin hän teki integraalista äärellisen käyttämällä katkaisutermiä. Tulos vastasi Bethen versiota. Feynman esitteli työnsä kollegoilleen Poconon konferenssissa vuonna 1948. Se ei mennyt hyvin. Julian Schwinger piti pitkän esityksen kvanttisähködynamiikkaa koskevasta työstään, ja Feynman tarjosi sen jälkeen oman versionsa otsikolla ”Alternative Formulation of Quantum Electrodynamics”. Ensimmäistä kertaa käytetyt tuntemattomat Feynmanin diagrammit hämmentivät yleisöä. Feynman ei onnistunut saamaan asiaansa perille, ja Paul Dirac, Edward Teller ja Niels Bohr esittivät kaikki vastalauseita.
Freeman Dysonille ainakin yksi asia oli selvä: Shin”ichirō Tomonaga, Schwinger ja Feynman ymmärsivät, mistä puhuivat, vaikka kukaan muu ei ymmärtänytkään, mutta eivät olleet julkaisseet mitään. Hän oli vakuuttunut siitä, että Feynmanin muotoilu oli helpommin ymmärrettävissä, ja onnistui lopulta vakuuttamaan Oppenheimerin siitä. Dyson julkaisi vuonna 1949 artikkelin, jossa Feynmanin muotoiluun lisättiin uudet säännöt, jotka kertoivat, miten renormalisointi toteutetaan. Feynman sai aikaan sen, että hän julkaisi ajatuksensa Physical Review -lehdessä kolmen vuoden aikana ilmestyneissä julkaisuissa. Hänen vuoden 1948 paperinsa ”A Relativistic Cut-Off for Classical Electrodynamics” yritti selittää sen, mitä hän ei ollut saanut Poconossa selville. Hänen vuonna 1949 ilmestyneessä artikkelissaan ”The Theory of Positrons” käsiteltiin Schrödingerin yhtälöä ja Diracin yhtälöä ja esiteltiin se, mitä nykyään kutsutaan Feynmanin propagaattoriksi. Lopuksi hän kehitti ajatustensa matemaattista perustaa, johti tuttuja kaavoja ja kehitti uusia kaavoja vuonna 1950 julkaisemissaan asiakirjoissa ”Mathematical Formulation of the Quantum Theory of Electromagnetic Interaction” (Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kvanttiteorian matemaattinen muotoilu) ja ”An Operator Calculus Having Applications in Quantum Electrodynamics” (Operaattorilaskenta, jolla on sovelluksia kvanttisähködynamiikassa) vuonna 1951.
Muiden kirjoittamissa artikkeleissa viitattiin aluksi Schwingeriin, mutta Feynmaniin viittaavat ja Feynmanin diagrammeja käyttävät artikkelit ilmestyivät vuonna 1950, ja niistä tuli pian yleisiä. Opiskelijat oppivat ja käyttivät Feynmanin luomaa uutta tehokasta työkalua. Myöhemmin kirjoitettiin tietokoneohjelmia Feynmanin kaavioiden laskemiseen, ja näin saatiin aikaan ennennäkemättömän tehokas työkalu. Tällaisten ohjelmien kirjoittaminen on mahdollista, koska Feynmanin diagrammit muodostavat muodollisen kielen, jolla on muodollinen kielioppi. Marc Kac toimitti muodollisen todistuksen summasta historian mukaan osoittamalla, että parabolinen osittaisdifferentiaaliyhtälö voidaan ilmaista uudelleen summana eri historioiden mukaan (eli odotusoperaattorina), mikä tunnetaan nykyään Feynman-Kacin kaavana, jonka käyttö ulottuu fysiikan ulkopuolelle moniin stokastisten prosessien sovelluksiin. Schwingerille Feynman-kaavio oli kuitenkin ”pedagogiikkaa, ei fysiikkaa”.
Vuoteen 1949 mennessä Feynman alkoi olla levoton Cornellissa. Hän ei koskaan asettunut mihinkään tiettyyn taloon tai asuntoon, vaan asui vierastaloissa, opiskelija-asunnoissa tai naimisissa olevien ystäviensä luona, ”kunnes nämä järjestelyt muuttuivat seksuaalisesti epävakaiksi”. Hän tapaili mielellään opiskelijoita, palkkasi prostituoituja ja makasi ystävien vaimojen kanssa. Hän ei pitänyt Ithacan kylmästä talvisäästä ja kaipasi lämpimämpää ilmastoa. Ennen kaikkea Cornellissa hän oli aina Hans Bethen varjossa. Kaikesta tästä huolimatta Feynman muisteli myönteisesti Telluride Housea, jossa hän asui suuren osan Cornellin urastaan. Eräässä haastattelussa hän kuvaili taloa ”ryhmäksi poikia, jotka on erityisesti valittu stipendiaattiensa, älykkyytensä tai minkä tahansa takia, jotta heille annettaisiin ilmainen majoitus ja ruokailu ja niin edelleen, heidän älykkyytensä takia”. Hän nautti talon mukavuudesta ja sanoi, että ”siellä tein sen perustavanlaatuisen työn”, josta hän sai Nobel-palkinnon.
Lue myös, elamakerrat – D. W. Griffith
Henkilökohtainen ja poliittinen elämä
Feynman vietti useita viikkoja Rio de Janeirossa heinäkuussa 1949. Samana vuonna Neuvostoliitto räjäytti ensimmäisen atomipomminsa, mikä herätti huolta vakoilusta. Fuchs pidätettiin neuvostovakoilijana vuonna 1950, ja FBI kuulusteli Betheä Feynmanin lojaalisuudesta. Fyysikko David Bohm pidätettiin 4. joulukuuta 1950, ja hän muutti Brasiliaan lokakuussa 1951. Ydinsodan pelon vuoksi eräs tyttöystävä kertoi Feynmanille, että hänen pitäisi myös harkita muuttoa Etelä-Amerikkaan. Hänelle oli tulossa sapattivapaa vuosiksi 1951-52, ja hän päätti viettää sen Brasiliassa, jossa hän piti kursseja Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas -laitoksessa. Brasiliassa Feynman oli vaikuttunut sambamusiikista ja oppi soittamaan frigideiraa, paistinpannuun perustuvaa metallista lyömäsoitinta (”frigideira Hän oli innokas bongo- ja kongarumpujen harrastelijasoittaja ja soitti niitä usein musikaalien kuoppaorkesterissa. Hän vietti aikaa Riossa ystävänsä Bohmin kanssa, mutta Bohm ei saanut Feynmania suostuteltua tutkimaan Bohmin ajatuksia fysiikasta.
Feynman ei palannut Cornelliin. Bacher, joka oli auttanut Feynmanin saamisessa Cornelliin, oli houkutellut hänet Kalifornian teknologiainstituuttiin (Caltech). Sopimukseen kuului, että Feynman saisi viettää ensimmäisen vuoden sapattivuoden Brasiliassa. Hän oli ihastunut Mary Louise Belliin Kansasin Neodeshasta. He olivat tavanneet kahvilassa Cornellissa, jossa hän oli opiskellut meksikolaista taidetta ja tekstiilejä. Myöhemmin nainen seurasi miestä Caltechiin, jossa hän piti luennon. Miehen ollessa Brasiliassa hän opetti huonekalujen ja sisustuksen historiaa Michiganin valtionyliopistossa. Mies kosi häntä postitse Rio de Janeirosta, ja he menivät naimisiin Boiseen, Idahoon, 28. kesäkuuta 1952, pian paluunsa jälkeen. He riitelivät usein, ja nainen pelkäsi miehen väkivaltaista luonnetta. Heidän poliittiset näkemyksensä erosivat toisistaan; vaikka mies rekisteröityi ja äänesti republikaanien kannattajaksi, nainen oli konservatiivisempi, ja hänen mielipiteensä Oppenheimerin turvallisuuskuulemisesta vuonna 1954 (”Missä on savua, siellä on tulta”) loukkasi miestä. He erosivat 20. toukokuuta 1956. Väliaikainen avioeropäätös annettiin 19. kesäkuuta 1956 ”äärimmäisen julmuuden” perusteella. Avioero tuli lainvoimaiseksi 5. toukokuuta 1958.
Vuoden 1957 Sputnik-kriisin jälkeen Yhdysvaltain hallituksen kiinnostus tiedettä kohtaan kasvoi jonkin aikaa. Feynmania harkittiin paikkaa presidentin tieteellisessä neuvoa-antavassa komiteassa, mutta häntä ei nimitetty. Tuolloin FBI haastatteli Feynmanille läheistä naista, mahdollisesti hänen ex-vaimoaan Belliä, joka lähetti kirjallisen lausunnon J. Edgar Hooverille 8. elokuuta 1958:
En tiedä, mutta uskon, että Richard Feynman on joko kommunisti tai hyvin vahvasti kommunistimyönteinen – ja sellaisena hän on hyvin selvä turvallisuusriski. Tämä mies on mielestäni erittäin monimutkainen ja vaarallinen henkilö, erittäin vaarallinen henkilö julkiseen luottamustehtävään … Juonittelun alalla Richard Feynman on uskoakseni suunnattoman fiksu – oikeastaan nero – ja lisäksi uskon, että hän on täysin häikäilemätön, moraalista, etiikasta tai uskonnosta piittaamaton, ja hän ei aio pysähtyä mihinkään saavuttaakseen päämääränsä.
Yhdysvaltain hallitus lähetti Feynmanin kuitenkin Geneveen syyskuussa 1958 pidettyyn Atoms for Peace -konferenssiin. Genevenjärven rannalla hän tapasi Gweneth Howarthin, joka oli kotoisin Rippondenista, Yorkshirestä, ja työskenteli Sveitsissä au pairina. Feynmanin rakkauselämä oli ollut myrskyisää avioeron jälkeen; hänen edellinen tyttöystävänsä oli vienyt hänen Albert Einstein -palkintomitalinsa ja erään aikaisemman tyttöystävänsä neuvosta teeskennellyt raskautta ja kiristänyt Feynmania maksamaan abortin, minkä jälkeen hän oli käyttänyt rahat huonekalujen ostamiseen. Kun Feynman huomasi, että Howarth sai palkkaa vain 25 dollaria kuukaudessa, hän tarjosi Howarthille 20 dollaria viikossa asuintytöksi. Feynman tiesi, että tällainen käytös oli laitonta Mann Act -lain nojalla, joten hän antoi ystävänsä Matthew Sandsin toimia Howarthin sponsorina. Howarth huomautti, että hänellä oli jo kaksi poikaystävää, mutta päätti kuitenkin tarttua Feynmanin tarjoukseen ja saapui Altadenaan, Kaliforniaan, kesäkuussa 1959. Hän pyrki tapailemaan muita miehiä, mutta Feynman kosi alkuvuodesta 1960. He menivät naimisiin 24. syyskuuta 1960 Huntington-hotellissa Pasadenassa. He saivat pojan, Carlin, vuonna 1962 ja adoptoivat tyttären, Michellen, vuonna 1968. Heillä oli Altadenan kodin lisäksi rantatalo Baja Californiassa, joka oli ostettu Feynmanin Nobel-palkinnon rahoilla.
Feynman kokeili marihuanaa ja ketamiinia John Lillyn aistivapautusaltaissa, jotta hän voisi tutkia tietoisuutta. Hän luopui alkoholista, kun hänellä alkoi esiintyä epämääräisiä, varhaisia merkkejä alkoholismista, koska hän ei halunnut tehdä mitään sellaista, mikä voisi vahingoittaa hänen aivojaan. Vaikka hän oli utelias hallusinaatioita kohtaan, hän ei halunnut kokeilla LSD:tä.
Hänen väitettyä seksismiä vastaan oli protestoitu vuonna 1968 ja uudelleen vuonna 1972, mutta ei ole todisteita siitä, että hän olisi syrjinyt naisia. Feynman muisteli, että mielenosoittajat tunkeutuivat saliin ja pitivät lakkoa luennolla, jonka hän oli pitämässä San Franciscossa, ja kutsuivat häntä ”seksistiseksi siaksi”. Feynman muisteli myöhemmin tapausta ja sanoi mielenosoittajia nähdessään, että ”naiset todellakin kärsivät ennakkoluuloista ja syrjinnästä fysiikassa”.
Lue myös, elamakerrat – Hilaire Belloc
Fysiikka
Caltechissa Feynman tutki alijäähtyneen nestemäisen heliumin supranesteen fysiikkaa, jossa heliumilla ei näytä olevan viskositeettia virratessaan. Feynman tarjosi kvanttimekaanisen selityksen neuvostoliittolaisen fyysikon Lev Landaun teorialle supranesteisyydestä. Schrödingerin yhtälön soveltaminen kysymykseen osoitti, että supernesteessä oli havaittavissa makroskooppisella mittakaavalla havaittavaa kvanttimekaanista käyttäytymistä. Tämä auttoi suprajohtavuuden ongelmassa, mutta ratkaisu jäi Feynmanilta huomaamatta. Se ratkaistiin suprajohtavuuden BCS-teorialla, jonka John Bardeen, Leon Neil Cooper ja John Robert Schrieffer esittivät vuonna 1957.
Feynman, jonka innoittajana oli halu kvantifioida sähködynamiikan Wheeler-Feynmanin absorptioteoria, loi pohjan polkuintegraalimuodostelmalle ja Feynmanin kaavioille.
Feynman kehitti yhdessä Murray Gell-Mannin kanssa heikon hajoamisen mallin, joka osoitti, että prosessin virtakytkentä on vektori- ja aksiaalivirtojen yhdistelmä (esimerkki heikosta hajoamisesta on neutronin hajoaminen elektroniksi, protoniksi ja antineutriinoksi). Vaikka E. C. George Sudarshan ja Robert Marshak kehittivät teorian lähes samanaikaisesti, Feynmanin yhteistyötä Murray Gell-Mannin kanssa pidettiin uraauurtavana, koska heikko vuorovaikutus kuvattiin siististi vektori- ja aksiaalivirtojen avulla. Näin yhdistettiin Enrico Fermin vuonna 1933 laatima beetahajoamisteoria ja pariteettirikkomuksen selitys.
Feynman yritti selittää partonimalliksi kutsutulla tavalla nukleonien sirontaa ohjaavat vahvat vuorovaikutukset. Partonimalli syntyi Gell-Mannin kehittämän kvarkkimallin täydennykseksi. Näiden kahden mallin välinen suhde oli hämärä; Gell-Mann kutsui Feynmanin partoneja pilkallisesti ”put-oneiksi”. 1960-luvun puolivälissä fyysikot uskoivat, että kvarkit olivat vain symmetrialukujen kirjanpitoväline, eivät todellisia hiukkasia; omega-miinus-hiukkasen tilastot, jos se tulkitaan kolmeksi identtiseksi yhteen sidotuksi oudoksi kvarkiksi, näyttivät mahdottomilta, jos kvarkit olisivat todellisia.
Kvanttielektrodynamiikan menestyksen jälkeen Feynman siirtyi kvanttigravitaatioon. Analogisesti fotonin kanssa, jolla on spin 1, hän tutki vapaan massattoman spin 2 -kentän seurauksia ja johti yleisen suhteellisuusteorian Einsteinin kenttäyhtälön, mutta ei juuri muuta. Feynmanin tuolloin gravitaatiolle löytämä laskentakeino, ”haamut”, jotka ovat hänen kaavioidensa sisäpuolella olevia ”hiukkasia”, joilla on ”väärä” spinin ja tilaston välinen yhteys, ovat osoittautuneet korvaamattomiksi selitettäessä Yang-Millsin teorioiden kvanttihiukkasten käyttäytymistä, esimerkiksi kvanttikromodynamiikkaa ja sähköheikkoa teoriaa. Hän teki työtä kaikkien neljän luonnonvoiman parissa: sähkömagneettisen, heikon ja vahvan voiman sekä painovoiman parissa. John ja Mary Gribbin toteavat Feynmania käsittelevässä kirjassaan, että ”kukaan muu ei ole antanut yhtä vaikutusvaltaista panosta kaikkien neljän vuorovaikutuksen tutkimiseen”.
Osittain tuodakseen fysiikan edistystä julkisuuteen Feynman tarjosi 1000 dollarin palkintoja kahdesta nanoteknologiaan liittyvästä haasteestaan; toisen voitti William McLellan ja toisen Tom Newman.
Feynman oli kiinnostunut myös fysiikan ja laskennan välisestä suhteesta. Hän oli myös yksi ensimmäisistä tutkijoista, jotka hahmottivat kvanttitietokoneiden mahdollisuuden. 1980-luvulla hän alkoi viettää kesätöitään Thinking Machines Corporationissa, jossa hän auttoi rakentamaan joitakin ensimmäisiä rinnakkaisia supertietokoneita ja harkitsi kvanttitietokoneiden rakentamista. 1984-1986 hän kehitti polkuintegraalien likimääräiseen laskentaan variaatiomenetelmän, joka on johtanut tehokkaaseen menetelmään, jolla voidaan muuntaa divergentit häiriöekspansiot konvergentiksi vahvan kytkennän ekspansioksi (variaatiohäiriöteoria), ja sen seurauksena satelliittikokeissa mitattujen kriittisten eksponenttien tarkimpaan määrittämiseen. Caltechissa hän kirjoitti kerran taululleen: ”Mitä en voi luoda, sitä en ymmärrä”.
Lue myös, elamakerrat – Yves Tanguy
Pedagogiikka
1960-luvun alussa Feynman suostui pyyntöön, jonka mukaan Caltechin opiskelijoiden opetusta pitäisi ”siistiä”. Tehtäväänsä paneuduttuaan kolme vuotta hän tuotti luentosarjan, josta myöhemmin tuli The Feynman Lectures on Physics (Feynmanin luennot fysiikasta). Hän halusi kirjan alkuun kuvan jauheella ripotellusta rummunpäästä värähtelymuotojen osoittamiseksi. Kustantajat olivat huolissaan siitä, että kuvasta voitaisiin päätellä yhteyksiä huumeisiin ja rock”n”rolliin, ja muuttivat kannen punaiseksi, mutta lisäsivät esipuheeseen kuvan, jossa hän soittaa rumpuja. Feynman Lectures on Physics työllisti kahta fyysikkoa, Robert B. Leightonia ja Matthew Sandsia, osa-aikaisina kirjoittajina useiden vuosien ajan. Vaikka yliopistot eivät ottaneet kirjoja käyttöön oppikirjoina, ne myyvät edelleen hyvin, koska ne antavat syvällisen ymmärryksen fysiikasta. Monista hänen luennoistaan ja sekalaisista puheistaan tehtiin muita kirjoja, kuten The Character of Physical Law, QED: The Strange Theory of Light and Matter, Statistical Mechanics, Lectures on Gravitation ja Feynman Lectures on Computation.
Feynman kirjoitti kokemuksistaan fysiikan opiskelijoiden opettamisesta Brasiliassa. Opiskelijoiden opiskelutottumukset ja portugalinkieliset oppikirjat olivat niin vailla minkäänlaista kontekstia tai sovelluksia, että Feynmanin mielestä opiskelijat eivät oppineet fysiikkaa lainkaan. Vuoden lopussa Feynmania pyydettiin pitämään luento opetuskokemuksistaan, ja hän suostui siihen edellyttäen, että hän voisi puhua avoimesti, minkä hän myös teki.
Feynman vastusti ulkoa opettelua tai ajattelematonta ulkoa opettamista ja muita opetusmenetelmiä, joissa korostettiin muotoa toiminnan sijaan. Selkeä ajattelu ja selkeä esitystapa olivat hänen huomionsa perusedellytyksiä. Häntä saattoi olla vaarallista lähestyä jopa valmistautumattomana, eikä hän unohtanut hölmöjä ja teeskentelijöitä. Vuonna 1964 hän toimi Kalifornian osavaltion opetussuunnitelmakomiteassa, joka oli vastuussa Kalifornian kouluissa käytettävien oppikirjojen hyväksymisestä. Se, mitä hän löysi, ei tehnyt häneen vaikutusta. Monet matematiikan oppikirjat käsittelivät aiheita, joita vain puhtaat matemaatikot käyttivät osana ”uutta matematiikkaa”. Alkeisoppilaille opetettiin joukoista, mutta:
Useimmat näitä oppikirjoja lukeneet ihmiset tulevat ehkä yllättymään huomatessaan, että joukoiden yhdistämistä ja leikkaamista kuvaava symboli ∪ tai ∩ ja sulkujen { } erityinen käyttö ja niin edelleen, kaikki näissä kirjoissa esitetyt monimutkaiset joukkojen merkintätavat, eivät juuri koskaan esiinny teoreettisen fysiikan, insinööritieteiden, liike-aritmetiikan, tietokonesuunnittelun tai muissa paikoissa, joissa matematiikkaa käytetään, kirjoituksissa. En näe mitään tarvetta tai syytä sille, että tätä kaikkea selitettäisiin tai opetettaisiin koulussa. Se ei ole hyödyllinen tapa ilmaista itseään. Se ei ole vakuuttava ja yksinkertainen tapa. Sen väitetään olevan tarkkaa, mutta tarkkaa mihin tarkoitukseen?
Huhtikuussa 1966 Feynman esitti National Science Teachers Associationille puheen, jossa hän ehdotti, miten oppilaat voitaisiin saada ajattelemaan kuin tiedemiehet, olemaan ennakkoluulottomia, uteliaita ja erityisesti epäilemään. Luennon aikana hän antoi tieteen määritelmän, joka hänen mukaansa syntyi useiden vaiheiden kautta. Älykkään elämän kehittyminen maapallolla – kissojen kaltaisten olentojen, jotka leikkivät ja oppivat kokemuksesta. Ihmisten evoluutio, joka alkoi käyttää kieltä tiedon siirtämiseksi yksilöltä toiselle, jotta tieto ei katoaisi yksilön kuollessa. Valitettavasti väärää tietoa voitiin siirtää eteenpäin yhtä hyvin kuin oikeaa tietoa, joten tarvittiin toinen askel. Galileo ja muut alkoivat epäillä periytyvän tiedon totuutta ja tutkia ab initio, kokemuksen perusteella, mikä oli todellinen tilanne – tämä oli tiedettä.
Vuonna 1974 Feynman piti Caltechin juhlapuheen, jossa hän käsitteli cargo cult -tiedettä, joka näyttää tieteeltä, mutta on vain pseudotiedettä, koska tiedemieheltä puuttuu ”eräänlainen tieteellinen rehellisyys, tieteellisen ajattelun periaate, joka vastaa eräänlaista täydellistä rehellisyyttä”. Hän neuvoi valmistuvalle luokalle, että ”ensimmäinen periaate on se, että ette saa huijata itseänne – ja teitä on helpointa huijata. Siksi teidän on oltava hyvin varovaisia sen suhteen. Kun et ole huijannut itseäsi, on helppoa olla huijaamatta muita tiedemiehiä. Sen jälkeen on vain oltava perinteisellä tavalla rehellinen.”
Feynman toimi 31 opiskelijan neuvonantajana.
Vuonna 1977 Feynman tuki kollegaansa Jenijoy La Belleä, joka oli palkattu Caltechin ensimmäiseksi naisprofessoriksi vuonna 1969, ja nosti kanteen tasa-arvoisen työllistämiskomission (Equal Employment Opportunity Commission) kanssa, kun häneltä evättiin virkasuhde vuonna 1974. EEOC antoi Caltechia vastaan päätöksen vuonna 1977 ja lisäsi, että La Belle oli saanut vähemmän palkkaa kuin miespuoliset kollegansa. La Belle sai lopulta viran vuonna 1979. Monet Feynmanin kollegat olivat yllättyneitä siitä, että Feynman asettui hänen puolelleen, mutta Feynman oli tutustunut La Belleen ja piti ja ihaili häntä.
Lue myös, elamakerrat – Tiberius
Te varmasti vitsailette, herra Feynman!
1960-luvulla Feynman alkoi miettiä omaelämäkerran kirjoittamista, ja hän alkoi antaa haastatteluja historioitsijoille. 1980-luvulla hän nauhoitti Ralph Leightonin (Robert Leightonin poika) kanssa luvut ääninauhalle, jonka Ralph kirjoitti puhtaaksi. Kirja julkaistiin vuonna 1985 nimellä Surely You”re Joking, Mr. Feynman! ja siitä tuli bestseller.
Gell-Mann suuttui Feynmanin kirjassaan esittämästä heikon vuorovaikutuksen teoksesta ja uhkasi haastaa hänet oikeuteen, minkä seurauksena myöhempiin painoksiin lisättiin korjaus. Tämä välikohtaus oli vain viimeisin provokaatio vuosikymmeniä jatkuneessa kahden tutkijan välisessä kiistassa. Gell-Mann ilmaisi usein turhautuneisuutensa Feynmanin saamaan huomioon; oli suuri tiedemies, mutta hän käytti suuren osan työstään anekdoottien tuottamiseen itsestään.”
Feynmania on arvosteltu kirjan luvusta ”You Just Ask Them”, jossa hän kuvaa, miten hän oppi viettelemään naisia baarissa, jossa hän kävi kesällä 1946. Mentori opetti häntä kysymään naiselta, suostuisiko tämä makaamaan hänen kanssaan, ennen kuin hän ostaa tälle mitään. Hän kuvailee nähneensä naiset baarissa ajatuksissaan ”huorina” ja kertoo tarinan siitä, kuinka hän sanoi eräälle Ann-nimiselle naiselle, että tämä oli ”pahempi kuin huora” sen jälkeen, kun Ann oli suostutellut hänet ostamaan hänelle voileipiä kertomalla, että hän voisi syödä ne hänen luonaan, mutta sitten, sen jälkeen kun hän oli ostanut ne, sanomalla, että he eivät itse asiassa voineet syödä yhdessä, koska toinen mies oli tulossa käymään. Myöhemmin samana iltana Ann palasi baariin viedäkseen Feynmanin luokseen. Feynman toteaa luvun lopussa, että tämä käytös ei ollut hänelle tyypillistä: ”Se siis toimi jopa tavallisen tytön kanssa! Mutta riippumatta siitä, miten tehokas opetus oli, en koskaan sen jälkeen käyttänyt sitä. En nauttinut siitä, että tein sen niin. Mutta oli mielenkiintoista tietää, että asiat toimivat paljon eri tavalla kuin miten minut oli kasvatettu.”
Lue myös, historia-fi – Espanjan–Yhdysvaltain sota
Challenger-katastrofi
Feynmanilla oli tärkeä rooli presidentin Rogersin komissiossa, joka tutki Challengerin onnettomuutta. Hän oli ollut haluton osallistumaan, mutta vaimonsa neuvot taivuttivat hänet. Feynman joutui useaan otteeseen yhteen komission puheenjohtajan William P. Rogersin kanssa. Erään kuulemisen tauolla Rogers sanoi komission jäsenelle Neil Armstrongille: ”Feynmanista on tulossa riesa”.
Televisioidun kuulemisen aikana Feynman osoitti, että sukkulan O-renkaissa käytetty materiaali heikkeni kylmässä säässä puristamalla materiaalinäytteen puristimeen ja upottamalla sen jääkylmään veteen. Komissio totesi lopulta, että katastrofi johtui siitä, että ensisijainen O-rengas ei tiivistynyt kunnolla Cape Canaveralin epätavallisen kylmässä säässä.
Feynman omisti kirjansa What Do You Care What Other People Think? jälkimmäisen puoliskon kokemukselleen Rogersin komissiossa, ja hän poikkesi tavanomaisesta lyhyistä, kevytmielisistä anekdooteista ja esitti pitkän ja selvän kertomuksen. Feynmanin kertomus paljastaa, että NASAn insinöörien ja johtajien väliset erot olivat paljon silmiinpistävämpiä kuin hän odotti. Hänen haastattelemansa NASAn korkea-arvoiset johtajat paljastivat hätkähdyttäviä väärinkäsityksiä peruskäsitteistä. NASAn johtajat esimerkiksi väittivät, että Shuttle-järjestelmän katastrofaalisen vian todennäköisyys oli 1:100 000, mutta Feynman sai selville, että NASAn omat insinöörit arvioivat katastrofin todennäköisyyden olevan lähempänä 1:200. Feynman päätteli, että NASAn johdon arvio avaruussukkulan luotettavuudesta oli epärealistinen, ja häntä suututti erityisesti se, että NASA käytti sitä Christa McAuliffen rekrytoimiseksi avaruusopettajaohjelmaan. Hän varoitti komission raportin liitteessä (joka sisällytettiin siihen vasta sen jälkeen, kun hän uhkasi olla allekirjoittamatta raporttia): ”Jotta teknologia menestyisi, todellisuuden on oltava PR-toiminnan etusijalla, sillä luontoa ei voi huijata”.
Lue myös, elamakerrat – Marcel Duchamp
Tunnustukset ja palkinnot
Feynmanin työ sai ensimmäisen julkisen tunnustuksen vuonna 1954, kun atomienergiakomission (AEC) puheenjohtaja Lewis Strauss ilmoitti Feynmanille, että hän oli voittanut Albert Einstein -palkinnon, joka oli arvoltaan 15 000 dollaria ja johon kuului kultamitali. Straussin toimien vuoksi, joilla hän oli riistänyt Oppenheimerilta hänen turvallisuusselvityksensä, Feynman ei halunnut ottaa palkintoa vastaan, mutta Isidor Isaac Rabi varoitti häntä: ”Älä koskaan käännä miehen anteliaisuutta miekaksi häntä vastaan. Mitään hyveellisyyttä, joka ihmisellä on, vaikka hänellä olisi monia paheita, ei pitäisi käyttää työkaluna häntä vastaan.” Sitä seurasi AEC:n Ernest Orlando Lawrence -palkinto vuonna 1962. Schwinger, Tomonaga ja Feynman jakoivat vuoden 1965 fysiikan Nobel-palkinnon ”perustavanlaatuisesta työstään kvanttisähködynamiikan alalla, jolla on syvällekäyviä seurauksia alkeishiukkasten fysiikan kannalta”. Hänet valittiin Royal Societyn ulkomaiseksi jäseneksi vuonna 1965, hän sai Oersted-mitalin vuonna 1972 ja National Medal of Science -mitalin vuonna 1979. Hänet valittiin Kansallisen tiedeakatemian jäseneksi, mutta lopulta hän erosi eikä ole enää sen jäsen.
Vuonna 1978 Feynman hakeutui lääkärin hoitoon vatsakipujen vuoksi, ja hänellä todettiin harvinainen syöpämuoto, liposarkooma. Kirurgit poistivat jalkapallon kokoisen kasvaimen, joka oli murskannut toisen munuaisen ja pernan. Lokakuussa 1986 ja lokakuussa 1987 suoritettiin uudet leikkaukset. Hän joutui jälleen sairaalaan UCLA Medical Centeriin 3. helmikuuta 1988. Puhjennut pohjukaissuolihaava aiheutti munuaisten vajaatoiminnan, ja hän kieltäytyi dialyysistä, joka olisi voinut pidentää hänen elämäänsä muutamalla kuukaudella. Hän kuoli vaimonsa Gwenethin, sisarensa Joanin ja serkkunsa Frances Lewinen valvonnassa 15. helmikuuta 1988 69-vuotiaana.
Kun Feynman oli kuoleman kynnyksellä, hän kysyi ystävältään ja kollegaltaan Danny Hillisiltä, miksi Hillis vaikutti niin surulliselta. Hillis vastasi, että hän uskoi Feynmanin kuolevan pian. Feynman sanoi, että tämä vaivasi joskus myös häntä, ja lisäsi, että kun tulee niin vanhaksi kuin hän oli ja on kertonut niin paljon tarinoita niin monille ihmisille, hän ei kuollessaankaan olisi kokonaan poissa.
Lähellä elämänsä loppua Feynman yritti vierailla Neuvostoliitossa sijaitsevassa Tuvanin autonomisessa sosialistisessa neuvostotasavallassa (ASSR), mutta kylmän sodan byrokraattiset ongelmat estivät hänen unelmansa. Neuvostoliiton hallitukselta saatu kirje, joka antoi luvan matkalle, saapui vasta hänen kuolemaansa seuraavana päivänä. Hänen tyttärensä Michelle teki matkan myöhemmin.
Hänet haudattiin Mountain View Cemetery and Mausoleum -hautausmaalle Altadenassa, Kaliforniassa. Hänen viimeiset sanansa olivat: ”En haluaisi kuolla kahdesti. Se on niin tylsää.”
Feynmanin elämästä on kerrottu eri medioissa. Matthew Broderick esitti Feynmania vuonna 1996 ilmestyneessä elämäkertaelokuvassa Infinity. Näyttelijä Alan Alda tilasi näytelmäkirjailija Peter Parnellin kirjoittamaan kahden hahmon näytelmän Feynmanin kuvitteellisesta päivästä, joka sijoittuu kaksi vuotta ennen Feynmanin kuolemaa. Näytelmä, QED, sai ensi-iltansa Los Angelesin Mark Taper Forumissa vuonna 2001 ja myöhemmin Broadwayn Vivian Beaumont Theaterissa, ja molemmissa esityksissä Alda näytteli Richard Feynmania. Real Time Opera -oopperan Feynman-ooppera sai ensi-iltansa Norfolkin (CT) kamarimusiikkifestivaaleilla kesäkuussa 2005. Vuonna 2011 Feynmanista julkaistiin Jim Ottavianin kirjoittama ja Leland Myrickin kuvittama elämäkerrallinen graafinen romaani nimeltä yksinkertaisesti Feynman. Vuonna 2013 BBC dramatisoi Feynmanin roolin Rogersin komissiossa elokuvassa The Challenger (yhdysvaltalainen nimi: The Challenger Disaster), jossa Feynmania näyttelee William Hurt.
Feynmania muistetaan monin eri tavoin. Yhdysvaltain postilaitos julkaisi 4. toukokuuta 2005 ”American Scientists” -muistomerkkisarjan, joka koostuu neljästä 37 sentin hintaisesta itseliimautuvasta postimerkistä useissa eri kokoonpanoissa. Kuvatut tiedemiehet olivat Richard Feynman, John von Neumann, Barbara McClintock ja Josiah Willard Gibbs. Feynmanin seepiansävyisessä postimerkissä on valokuva kolmekymppisestä Feynmanista ja kahdeksan pientä Feynmanin diagrammia. Postimerkit on suunnitellut Victor Stabin Carl T. Herrmanin taiteellisessa johdossa. Fermilabin tietojenkäsittelyosaston päärakennus on nimetty hänen kunniakseen ”Feynman Computing Centeriksi”. Valokuva Feynmanista luennoimassa oli osa Apple Inc:n vuonna 1997 tilaamaa julisteiden sarjaa ”Think Different” -mainoskampanjaa varten. The Big Bang Theory -televisiosarjan fiktiivinen teoreettinen fyysikko Sheldon Cooper on Feynmanin fani, joka on jäljitellyt Feynmania useaan otteeseen, kerran soittamalla bongorumpuja. Bill Gates kirjoitti 27. tammikuuta 2016 artikkelin ”The Best Teacher I Never Had”, jossa hän kuvasi Feynmanin kykyjä opettajana, mikä innoitti Gatesia perustamaan Project Tuva -hankkeen, jonka tarkoituksena oli laittaa Feynmanin Messenger-luentojen The Character of Physical Law -videot verkkosivulle yleisön nähtäväksi. Vuonna 2015 Gates teki videon siitä, miksi hänestä Feynman oli erityinen. Video tehtiin Feynmanin vuonna 1965 saaman Nobel-palkinnon 50-vuotispäiväksi vastauksena Caltechin pyyntöön saada ajatuksia Feynmanista. Suuren hadronitörmäyttimen CERNissä Meyrinin alueella sijaitseva katu on nimetty fyysikon mukaan ”Route Feynmaniksi”.
Lue myös, elamakerrat – Leopold III (Belgia)
Oppikirjat ja luentomonisteet
Feynmanin fysiikan luennot on ehkä hänen helpoimmin lähestyttävä teoksensa kaikille fysiikasta kiinnostuneille, ja se on koottu Caltechin perustutkinto-opiskelijoille vuosina 1961-1964 pidetyistä luennoista. Kun uutiset luentojen selkeydestä lisääntyivät, ammattilaisfyysikot ja jatko-opiskelijat alkoivat tulla kuuntelemaan niitä. Feynmanin työtoverit Robert B. Leighton ja Matthew Sands toimittivat ja kuvitti luennot kirjan muotoon. Teos on säilynyt ja siitä on hyötyä tänäkin päivänä. Niitä muokattiin ja täydennettiin vuonna 2005 teoksella Feynmanin vinkkejä fysiikkaan: A Problem-Solving Supplement to the Feynman Lectures on Physics, jonka ovat toimittaneet Michael Gottlieb ja Ralph Leighton (Robert Leightonin poika) Kip Thornen ja muiden fyysikoiden tuella.
Lue myös, elamakerrat – Marc Chagall
Elokuvat ja näytelmät
lähteet
