Richard Phillips Feynman

Richard Feynman

11. 5. 1918–15. 2. 1988

Americký fyzik, který přeformuloval kvantovou elektrodynamiku, vynalezl Feynmanovy diagramy a stal se jedním z nejlepších vědeckých popularizátorů 20. století.

Americký teoretický fyzik Richard Phillips Feynman patří k nejvýraznějším osobnostem fyziky 20. století. Zásadně přispěl k rozvoji kvantové elektrodynamiky, proslul Feynmanovými diagramy a jako pedagog ovlivnil několik generací studentů.

Narodil se 11. května 1918 ve Far Rockaway v newyorské čtvrti Queens. Studoval na MIT (Massachusetts Institute of Technology), kde v roce 1939 získal titul B.Sc. Ve studiích pokračoval na Princetonské univerzitě u Johna Archibalda Wheelera, kde v roce 1942 získal titul Ph.D. Svůj první seminář na Princetonu přednášel před Albertem Einsteinem, Wolfgangem Paulim a Johnem von Neumannem.

Na Princetonské univerzitě působil jako výzkumný asistent v letech 1940–1941. Po skončení války nastoupil na Cornellovu univerzitu, kde působil v letech 1945–1950. Od roku 1950 byl profesorem teoretické fyziky na Caltechu (California Institute of Technology), kde zastával prestižní místo profesora Richarda Chace Tolmana.

Podpis Richarda Feynmana
Podpis Richarda Feynmana

Feynman byl vynikající pedagog a svérázný člověk s velkým smyslem pro humor (Nejsem povinen být takový, jaký bych podle ostatních lidí měl být. Je to jejich omyl, a ne moje selhání). Nezajímal se pouze o fyziku; mimo jiné maloval, hrál na bonga a zabýval se také písmem starých středoamerických civilizací.

Kvantová elektrodynamika a Feynmanovy diagramy

V letech 1941–1942 se zapojil do příprav Manhattanského projektu na Princetonu a v letech 1943–1945 pracoval v teoretické divizi projektu v Los Alamos, kde se stal nejmladším vedoucím skupiny.

Hlavní oblast Feynmanova výzkumu patřila do kvantové elektrodynamiky (QED) – teorie popisující interakci světla a hmoty na kvantové úrovni. Feynman vyvinul zcela nový matematický formalismus zvaný integrál po drahách (path integral formulation), který nahradil vlnový popis elektromagnetického pole popisem založeným na sumě přes všechny možné dráhy částice.

Vytvořil tzv. Feynmanovy diagramy – názorná grafická schémata, v nichž každá čára a vrchol představují konkrétní matematický výraz. Diagramy umožňují přehledně zapisovat perturbační rozvoj výpočtů interakcí částic a dodnes patří k základním nástrojům fyziky elementárních částic. Schwingerova a Tomonagova formulace QED byly ekvivalentní, ale Feynmanovy diagramy se staly univerzálně používaným jazykem celé částicové fyziky.

Nanotechnologie

Feynmanova přednáška There's Plenty of Room at the Bottom (Tam dole je spousta místa) z roku 1959 bývá považována za jednu z inspirací pozdější nanotechnologie. Feynman se v ní ptal: Proč ještě neumíme zapsat všech dvacet čtyři svazků Encyklopedie Britanniky na špendlíkovou hlavičku? V přednášce uvažoval o možnosti manipulace s molekulami a atomy. Na jeho počest je každoročně udělována Feynmanova cena za přínos v oboru nanotechnologie.

Havárie raketoplánu Challenger

V roce 1986 byl Feynman jmenován členem Rogersovy komise vyšetřující příčiny výbuchu raketoplánu Challenger (28. ledna 1986, 73 sekund po startu, sedm členů posádky zahynulo). Při televizně přenášeném slyšení komise provedl Feynman jednoduchou, ale dramaticky účinnou demonstraci: zanořil kousek těsnícího O-kroužku do sklenice s ledovou vodou a ukázal, že při teplotě blízké nule gumový kroužek ztrácí pružnost a nevratí se do původního tvaru. Protože start probíhal za teploty okolo 0 °C, selhání těchto O-kroužků v raketovém posilovači byl přímou příčinou havárie. Feynman trvala na zveřejnění vlastního dodatku ke zprávě komise, v němž kritizoval NASA za systematické podceňování rizik.

Vědecké společnosti

Richard Feynman byl členem American Physical Society, American Association for the Advancement of Science a Národní akademie věd. V roce 1965 byl zvolen zahraničním členem londýnské Královské společnosti (Foreign Member of the Royal Society).

Pedagog a autor

Richard Feynman měl mimořádnou schopnost vysvětlovat i velmi složité myšlenky srozumitelně. V letech 1961–1964 přednášel na Caltechu úvodní kurz fyziky pro prváky a druháky; transkripty přednášek vyšly jako třídílné Feynmanovy přednášky o fyzice a staly se klasickým učebnicovým textem dodnes dostupným online.

Z knihy The Meaning of It All (O smyslu všeho) cituji:

První příklad se týká toho, jak poznat, jestli někdo pořádně neví, o čem mluví, a jak poznat, jestli to, co říká, má hlavu a patu. Trik, který k tomu používám, je velice jednoduchý. Když položíte dotyčnému pár rozumných otázek – to jest projevíte o to, co říká, hluboký a upřímný zájem, nekladete žádné záludné otázky, ale přímé otázky jdoucí k podstatě věci – pak se dotyčný rychle dostane do úzkých a neví co říct. Je to, jako když se vás vyptává malé dítě. Když se ptáte naivně, ale k věci, téměř okamžitě ta osoba neví, co by odpověděla – pokud je to normální čestný člověk. To je důležité připomenout.

V roce 1985 vyšel autobiografický bestseller Surely You're Joking, Mr. Feynman! (To snad nemyslíte vážně!), sestavený Ralphem Leightonem ze zvukových nahrávek Feynmanových vyprávění. V roce 1988 vyšla posmrtně druhá sbírka What Do You Care What Other People Think?

Richard Feynman
Richard Phillips Feynman, 1981
Zdroj: BBC

Ocenění a uznání

Feynman zásadně přispěl k moderní podobě kvantové elektrodynamiky. Jeho diagramy dodnes patří k základním nástrojům pro popis interakcí elementárních částic.

Richard Feynman je držitelem mimo jiné těchto ocenění:

Rodina

Feynman se v roce 1942 oženil se svou středoškolskou láskou Arline Greenbaumovou, i přes její závažnou nemoc (tuberkulóza). Arline zemřela v roce 1945 v Los Alamos. Druhé manželství s Mary Louise Bellovou (1952) bylo krátké. Feynmanovou třetí manželkou byla Gweneth Howarthová. Měli spolu syna Carla Richarda (* 1962) a adoptovanou dceru Michelle Catherine (* 1968).

Richard Feynman – hrob
Hrob Richarda Feynmana – Mountain View Cemetery, Altadena, Kalifornie

Richard Feynman zemřel 15. února 1988 v Los Angeles.

Převážně použity materiály publikované na serveru NobelPrize.org

Feynman v praxi

Feynmanův přínos přesahuje daleko za hranice akademické fyziky:

Časté otázky

Co jsou Feynmanovy diagramy?
Grafické znázornění matematických výrazů popisujících interakce kvantových částic. Každá čára odpovídá propagátoru částice, každý vrchol odpovídá interakčnímu členu Lagrangiánu. Sčítáním příspěvků všech diagramů daného řádu poruchové teorie se získává výsledná pravděpodobnost procesu.
Proč Feynman odmítal Mensa International?
Feynman proslul tím, že na pozvání Mensy odpověděl, že jeho IQ (odhadnuté středoškolským testem na 125) je pro členství příliš nízké. Tím ironizoval přeceňování IQ jako míry inteligence.
Jakou roli hrál Feynman při vyšetřování havárie Challengeru?
Jako člen Rogersovy komise (1986) demonstroval přímou příčinu havárie – selhání O-kroužku za mrazu – zanořením gumy do ledové vody. Trval také na zveřejnění vlastního nesouhlasného dodatku ke zprávě, v němž kritizoval NASA za manipulaci s daty o rizicích.
Co je Feynmanova technika učení?
Neformálně tak bývá nazývána metoda, kdy se snažíte vysvětlit složitý pojem co nejjednodušeji – jako byste ho vysvětlovali dítěti. Místa, kde vysvětlení selže, odhalují mezery ve vlastním porozumění. Feynman tuto myšlenku opakovaně vyjadřoval, i když samotný název metody pochází od jeho následovníků.

Další informace

Časté překlepy: Feinman, Fajnman, Feyman, Fineman.

Související

Fyzici a témata