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费曼本科毕业论文

2023-03-02 05:57 来源:学术参考网 作者:未知

费曼本科毕业论文

  理查德·菲利普斯·费曼(英文原名:RichardPhillipsFeynman,1918年5月11日—1988年2月15日,享年69岁),美籍犹太裔 物理 学家,加州理工学院 物理学 教授,1965年诺贝尔物理奖得主 。下面是我为大家整理的物理学家理查德费曼简介,希望大家喜欢!

  理查德费曼简介
  理查德·费曼是美国著名的物理学家,1965年获得了诺贝尔物理学奖,其一生之中在物理学上取得了非常多的成就,理查德·费曼虽然在物理学上拥有着超凡脱俗的成就,但是在文史类的学习上却是一个非常差的学生,甚至是一生之中都不善于 英语 的拼写。

  1918年5月11日,费曼出生在纽约的一个普通的犹太家庭中。

  1935年,费曼进入麻省理工学院,先学 数学 ,后学物理。

  1939年,费曼本科 毕业 ,毕业 论文 发表在《物理评论》上。

  1939年9月,费曼在普林斯顿大学做惠勒的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。

  1942年6月,费曼获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。

  1943年,费曼进入洛斯阿拉莫斯国家实验室,参加了曼哈顿计划,后来费曼参与了原子弹的研制工作。

  1945年6月16日,费曼的第一个妻子阿琳·格林鲍姆去世。这一年费曼开始在康奈尔大学任教。

  1949年,费曼发表了“正电子理论”和“量子电动力学的空时探讨”。

  1951年,费曼到加州理工学院做老师。加州理工学院把他的一系列讲座 收集 在一起,出版了《费曼物理学讲义》,费曼被称做“老师的老师”。

  1960年,费曼再婚,之后生育了一个儿子和一个女儿。

  1965年,费曼获得诺贝尔物理学奖。

  1972年,费曼获得的奥尔斯特 教育 奖章。

  1986年,费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件,在国会用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因。

  1988年2月15日,费曼因腹膜癌在加州洛杉矶逝世。
  理查德费曼的成就
  理查德·费曼是美国近现代著名的物理学家,曾经获得1965年的诺贝尔物理学奖,费曼的主要成就是提出了费曼图、费曼规则和重整化的计算方法,为研究量子电动力学和粒子物理学提供了重要的工具。其一生之中写出了大量的物理学著作,并且曾经参与美国核武器的研究,下面就简单的介绍一下理查德·费曼的成就。

  理查德·费曼的成就一:首先理查德·费曼是一个杰出的物理学家,在物理学方面有着自己独特的建树,费曼的最主要的贡献是全面发展了将量子理论应用到当代前沿研究领域所使用的独特的方法,并且由此对这个领域的当代图景产生重大的影响。费曼路径积分、费曼图和费曼规则都属于现代理论物理学家所用的非常基本的工具之列,这些工具是将量子理论的规则应用到各个具体领域,如电子、质子和光子的量子理论时所必需的,它们构成了使量子规则与爱因斯坦的狭义相对论的要求相一致的处理方法的基本要素。费曼将自己的学术见解写成了专业的文章,费曼发表了大量的 学术论文 。

  理查德·费曼的成就二:费曼的另外一个重要的贡献就是费曼作为一名教授培养出了大量的物理人才,在物理教学领域内获得了非常卓越的成就,费曼在物理教学中拥有着自己独特的见解,费曼认为教学应该采用理论联系实际的方法进行教学,教师应该积极的追求教学的独创性和采取正确的方法探求 自然 ,总而言之,费曼不单单是一个物理学家,而且还是一个 成功 的老师。
  理查德费曼的评价
  理查德·费曼是美国著名的物理学家,也是蜚声世界的物理学家,1965年获得了物理学界的最高奖项诺贝尔物理学奖,费曼不仅仅是一位杰出的物理学家,还是一位出色的物理学教授,培养了大量的物理学人才,而且费曼还是一位非常专情的人,其与第一位妻子阿琳的感情 故事 已经成为了美谈。下面说一下对理查德·费曼的评价。

  理查德·费曼的评价一:首先费曼是一位在物理学上做出了重要贡献的人,费曼不仅仅自己对物理学的发展做出了重要的贡献,而且还培养了大量的物理学人才,包括费曼自己在内的这些物理学人才为美国的物理学事业做出了重要的贡献,费曼曾经是核武器研究小组的成员,后来更是被任命为调查挑战者号航天飞机失事事件的领导人,费曼在国会上用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因,可谓是深入浅出。

  理查德·费曼的评价二:在个人感情上费曼是一位非常重感情的人。费曼与自己的第一任妻子阿琳从高中时候就开始谈恋爱,彼此是对方的初恋情人,后来阿琳被查出患上了 肺结核 ,费曼的父母都不同意自己的儿子与阿琳结合,费曼不顾父母的反对在自己获得博士学位之后就义无反顾的与阿琳结婚了,在阿琳患病期间费曼竭尽自己所能照顾阿琳,直至1945年阿琳去世。阿琳去世之后费曼很多年都单身,直到1960年费曼才与自己的第二任妻子结婚生育。从这里可以看出费曼是一位非常重感情的人。

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Feynman (费曼) 物理界的 谁知道 他的简介啊?

分类: 教育/科学 >> 科学技术
解析:

费曼

理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman),1918年5月11日—1988年2月15日,美国著名物理学家,1965年,因在量子电动力学方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。

生平

费曼于1918年5月11日出生于美国纽约皇后区小镇Far Rockaway的一个俄罗斯移民犹太裔家庭。

1935年进入麻省理工学院(MIT),先学数学,后学物理。1939年本科毕业,毕业论文发表在《物理评论》(Phys.Rev.)上,内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式。

1939年9月在普林斯顿大学当惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。1941年,费曼与阿琳·格林鲍姆结婚。1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。

1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室,参加了曼哈顿计划。

1945年6月16日,费曼的第一个妻子阿琳去世。同年费曼开始在康奈尔大学任教。1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间,加州理工学院因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。

1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格(Julian.Schwinger),朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖。

1986年,费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件, 在国会用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因。

1988年2月15日,费曼因癌症逝世。

[主要成就]

费曼于40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法,并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法,从而避免了量子电动力学中的发散困难。目前量子场论中的“费曼振幅”、“费曼传播子”、“费曼规则”等均以他的姓氏命名。

费曼图表是费曼在四十年代末首先提出的,用于表述场与场间的相互作用,可以简明扼要地体现出过程的本质,费曼图表早已得到广泛运用,至今还是物理学中对电磁相互作用的基本表述形式。它改变了把物理过程概念化和数学化的处理方式。

费曼总是以自己独特的方式来研究物理学。他不受已有的薛定谔的波函数和海森堡的矩阵这两种方法的限制,独立地提出用跃迁振幅的空间-时间描述来处理几率问题。他以几率振幅叠加的基本假设为出发点,运用作用量的表达形式,对从一个空间-时间点到另一个空间-时间点的所有可能路径的振幅求和。这一方法简单明了,成了第三种量子力学的表述法。

1968年费曼根据电子深度非弹性散射实验和布约肯(J.D.Bjorken)的标度无关性提出高能碰撞中的强子结构模型。这种模型认为强子是由许多点粒子构成,这些点粒子就叫部分子(parton)。部分子模型在解释高能实验现象上比较成功,它能较好地描述有关轻子对核子的深度非弹性散射、电子对湮灭、强子以及高能强子散射等高能过程,并在说明这些过程中逐步丰富了强子结构的物理图像。

除了量子电动力学方面的卓越贡献,费曼还建立了解决液态氦超流体现象的数学理论。之后,他和莫雷盖尔曼在弱相互作用领域,比如β衰变方面,做了一些奠基性工作。费曼通过提出高能质子碰撞过程的层子模型,在夸克理论的发展中,起了重要作用。

费曼有一种特殊能力,就是能把复杂的观点,用简单的语言把它表述出来,这使得他成为一位硕果累累的教育家。在获得的诸多奖项中,他特别感到自豪的,是1972年获得的奥尔斯特教育奖章。最初出版于1962年的《费曼物理学讲义》被《科学美国人》这样赞誉:“尽管这套教材深奥难懂,但是它的内容丰富而且富有启发性。在它出版25年后,它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”费曼自己则在前言中写道:“我讲授的主要目的,不是帮助你们应付考试,也不是帮你们为工业或国防服务。我最希望做到的是,让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学观察它的方法”。

为了促进普通公众对物理学的理解,费曼撰写了《物理定律的特征》和《量子电动力学:光和物质的奇特理论》等。同时还发表了许多高深的专业论文和著作,这些论文和著作已成为研究者和学生的经典文献和教科书。

费曼还是一位富有建设性的公众人物。1986年,挑战者号失事后,费曼做了著名的O型环演示实验,只用一杯冰水和一只橡皮环,就在国会向公众揭示了挑战者失事的根本原因-低温下橡胶失去弹性。20世纪60年代,费曼还在加州课程设计委员会上,为反对教科书的平庸,作出了努力。

作为一名物理学家以外,在他一生中的不同时期,他还是无线电修理者、保险柜密码破解高手、艺术家、舞蹈爱好者、手鼓演奏者和玛雅像形文字的破译者。在广为流传的轶闻中,他常与拉斯维加斯的脱衣 *** 和赌徒聊天最为有趣。他的世界充满好奇,是一个典型经验主义者。

费曼经常发出惊世骇俗之语,比如以下两句名言:

"Physics is to math what sex is to masturbation." (“物理之于数学好比 *** 之于 *** 。”)

"Physics is like sex: sure, it may give some practical results, but that's not why we do it." (“物理跟 *** 有相似之处:是的,它可能会产生某些实在的结果,但这并不是我们做它的初衷。”)

物理学著作

* 基本粒子和物理学法则: 1986年 Dirac回忆讲义

* 费曼物理学讲义(The Feynman's Lectures on Physics)

(不是费曼本人编写,是根据费曼在1961年9月至1963年5月在加利福尼亚工学院讲课录音整理编辑的) 《费曼讲物理》为该书的摘抄版 ) 3卷1964年, 1966年.

* 量子电动力学 ISBN 0-8053-2501-8

* QED: The Strange Theory of Light and Matter

* 统计力学 ISBN 0-8053-2509-3

* 过程理论基础 ISBN 0-8053-2507-7

* 量子力学和路线积分 (with Albert Hibbs) ISBN 0-070-20650-3

* 引力学讲义 1995 ISBN 0-201-62734-5

* 计算讲义 ISBN ***********

* 费曼最后的讲座: 太阳的行星 ISBN ***********

* The Feynman Processor?: Quantum Entanglement 和计算革命 ISBN 0-7382-0173-1

面向大众的著作

* 物理之美(The Character of Physical Law)

* 量子电动力学(Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter)

* 你管别人怎么想(What Do You Care What Other People Think?)

* 别闹了,费曼先生(Surely You're Joking,MR.Feynman!)ISBN 0-393-01921-7

* 这个不科学的年代(The Meaning of It All: Thought of a Citizen Scientist!) Perseus出版社. (平装本 ISBN ***********)

* 发现的乐趣

* QED和创造它的人: 戴森,费曼,施温格,朝永振一郎 (普林斯顿物理学系列) (Silvan S. Schweber)

Feynman (费曼) 物理界的 谁知道 他的简介啊?

费曼
理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman),1918年5月11日—1988年2月15日,美国著名物理学家,1965年,因在量子电动力学方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。

生平

费曼于1918年5月11日出生于美国纽约皇后区小镇Far Rockaway的一个俄罗斯移民犹太裔家庭。

1935年进入麻省理工学院(MIT),先学数学,后学物理。1939年本科毕业,毕业论文发表在《物理评论》(Phys.Rev.)上,内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式。

1939年9月在普林斯顿大学当惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。1941年,费曼与阿琳·格林鲍姆结婚。1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。

1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室,参加了曼哈顿计划。

1945年6月16日,费曼的第一个妻子阿琳去世。同年费曼开始在康奈尔大学任教。1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间,加州理工学院因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。

1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格(Julian.Schwinger),朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖。

1986年,费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件, 在国会用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因。

1988年2月15日,费曼因癌症逝世。

[主要成就]

费曼于40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法,并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法,从而避免了量子电动力学中的发散困难。目前量子场论中的“费曼振幅”、“费曼传播子”、“费曼规则”等均以他的姓氏命名。

费曼图表是费曼在四十年代末首先提出的,用于表述场与场间的相互作用,可以简明扼要地体现出过程的本质,费曼图表早已得到广泛运用,至今还是物理学中对电磁相互作用的基本表述形式。它改变了把物理过程概念化和数学化的处理方式。

费曼总是以自己独特的方式来研究物理学。他不受已有的薛定谔的波函数和海森堡的矩阵这两种方法的限制,独立地提出用跃迁振幅的空间-时间描述来处理几率问题。他以几率振幅叠加的基本假设为出发点,运用作用量的表达形式,对从一个空间-时间点到另一个空间-时间点的所有可能路径的振幅求和。这一方法简单明了,成了第三种量子力学的表述法。

1968年费曼根据电子深度非弹性散射实验和布约肯(J.D.Bjorken)的标度无关性提出高能碰撞中的强子结构模型。这种模型认为强子是由许多点粒子构成,这些点粒子就叫部分子(parton)。部分子模型在解释高能实验现象上比较成功,它能较好地描述有关轻子对核子的深度非弹性散射、电子对湮灭、强子以及高能强子散射等高能过程,并在说明这些过程中逐步丰富了强子结构的物理图像。

除了量子电动力学方面的卓越贡献,费曼还建立了解决液态氦超流体现象的数学理论。之后,他和莫雷盖尔曼在弱相互作用领域,比如β衰变方面,做了一些奠基性工作。费曼通过提出高能质子碰撞过程的层子模型,在夸克理论的发展中,起了重要作用。

费曼有一种特殊能力,就是能把复杂的观点,用简单的语言把它表述出来,这使得他成为一位硕果累累的教育家。在获得的诸多奖项中,他特别感到自豪的,是1972年获得的奥尔斯特教育奖章。最初出版于1962年的《费曼物理学讲义》被《科学美国人》这样赞誉:“尽管这套教材深奥难懂,但是它的内容丰富而且富有启发性。在它出版25年后,它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”费曼自己则在前言中写道:“我讲授的主要目的,不是帮助你们应付考试,也不是帮你们为工业或国防服务。我最希望做到的是,让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学观察它的方法”。

为了促进普通公众对物理学的理解,费曼撰写了《物理定律的特征》和《量子电动力学:光和物质的奇特理论》等。同时还发表了许多高深的专业论文和著作,这些论文和著作已成为研究者和学生的经典文献和教科书。

费曼还是一位富有建设性的公众人物。1986年,挑战者号失事后,费曼做了著名的O型环演示实验,只用一杯冰水和一只橡皮环,就在国会向公众揭示了挑战者失事的根本原因-低温下橡胶失去弹性。20世纪60年代,费曼还在加州课程设计委员会上,为反对教科书的平庸,作出了努力。

作为一名物理学家以外,在他一生中的不同时期,他还是无线电修理者、保险柜密码破解高手、艺术家、舞蹈爱好者、手鼓演奏者和玛雅像形文字的破译者。在广为流传的轶闻中,他常与拉斯维加斯的脱衣舞女和赌徒聊天最为有趣。他的世界充满好奇,是一个典型经验主义者。

费曼经常发出惊世骇俗之语,比如以下两句名言:

"Physics is to math what sex is to masturbation." (“物理之于数学好比性爱之于手淫。”)

"Physics is like sex: sure, it may give some practical results, but that's not why we do it." (“物理跟性爱有相似之处:是的,它可能会产生某些实在的结果,但这并不是我们做它的初衷。”)

物理学著作

* 基本粒子和物理学法则: 1986年 Dirac回忆讲义

* 费曼物理学讲义(The Feynman's Lectures on Physics)
(不是费曼本人编写,是根据费曼在1961年9月至1963年5月在加利福尼亚工学院讲课录音整理编辑的) 《费曼讲物理》为该书的摘抄版 ) 3卷1964年, 1966年.

* 量子电动力学 ISBN 0-8053-2501-8

* QED: The Strange Theory of Light and Matter

* 统计力学 ISBN 0-8053-2509-3

* 过程理论基础 ISBN 0-8053-2507-7

* 量子力学和路线积分 (with Albert Hibbs) ISBN 0-070-20650-3

* 引力学讲义 1995 ISBN 0-201-62734-5

* 计算讲义 ISBN 0201489910

* 费曼最后的讲座: 太阳的行星 ISBN 0099736217

* The Feynman Processor?: Quantum Entanglement 和计算革命 ISBN 0-7382-0173-1

面向大众的著作

* 物理之美(The Character of Physical Law)

* 量子电动力学(Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter)

* 你管别人怎么想(What Do You Care What Other People Think?)

* 别闹了,费曼先生(Surely You're Joking,MR.Feynman!)ISBN 0-393-01921-7

* 这个不科学的年代(The Meaning of It All: Thought of a Citizen Scientist!) Perseus出版社. (平装本 ISBN 0738201669)

* 发现的乐趣

* QED和创造它的人: 戴森,费曼,施温格,朝永振一郎 (普林斯顿物理学系列) (Silvan S. Schweber)

理查德·费曼的人物生平

1918年5月11日,费曼出生在纽约的一个普通的犹太家庭中,但是在长岛南岸的法罗克维长大。他的父亲麦尔维尔和母亲露茜尔都是犹太人。他有一个妹妹琼,比他小9岁,两个人的关系非常亲密,琼后来也成了一名物理学家。 1935年进入麻省理工学院(MIT),先学数学,后学物理。1939年本科毕业,毕业论文发表在《物理评论》(Phys.Rev.)上,内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式。1939年9月在普林斯顿大学当惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室,参加了曼哈顿计划。理查德·费曼是曼哈顿计划天才小组成员之一,该研究小组负责研制原子弹。在第二次世界大战期间费曼被招募作为普林斯顿大学的美国原子弹项目职员(他)然后在洛斯阿拉莫斯新的秘密实验室,新墨西哥(1943-1945)。在洛斯阿拉莫斯国家实验室,他成为曼哈顿项目在理论上的小组长 。1945年6月16日,费曼的第一个妻子阿琳·格林鲍姆去世。同年费曼开始在康奈尔大学任教。1945年7月16日,他观看了世界第一颗原子弹的在新墨西哥阿拉莫戈多爆炸。1946年10月,父亲麦尔维尔在一次中风后去世,使费曼变得忧郁。1949年,费曼发表了“正电子理论”和“量子电动力学的空时探讨”,就电子与光子的相互作用给出了相应的费曼图和费曼规则。1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间,加州理工学院因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。加州理工学院把他的一系列讲座收集在一起,出版了《费曼物理学讲义》,费曼被称做“老师的老师”。1960年再婚,1962年儿子出世,1968年收养女儿米歇尔·费曼。1986年,参与调查“挑战者号”航天飞机失事事件。1961年9月至1963年5月在加州理工学院讲授大学初等物理课程,录音在同事帮助下整理编辑为《费曼物理学讲义》。1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格(Julian.Schwinger)、朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖。1968年费曼强子结构模型。1972年获得的奥尔斯特教育奖章。1986年,费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件, 在国会用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因。1988年2月15日,费曼因腹膜癌在加州洛杉矶逝世 。

量子电动力学讲了什么?

量子电动力学
量子电动力学(Quantum Electrodynamics,简写为QED),是量子场论中最成熟的一个分支,它研究的对象是电磁相互作用的量子性质(即光子的发射和吸收)、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等。它概括了原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域中的电磁相互作用的基本原理。

量子电动力学是从量子力学发展而来。量子力学可以用微扰方法来处理光的吸收和受激发射,但却不能处理光的自发射。电磁场的量子化会遇到所谓的真空涨落问题。在用微扰方法计算高一级近似时,往往会出现发散困难,即计算结果变成无穷大,因而失去了确定意义。后来,人们利用电荷守恒消去了无穷大,并证明光子的静止质量为零。量子电动力学得以确立。量子电动力学克服了无穷大困难,理论结果可以计算到任意精度,并与实验符合得很好,量子电动力学的理论预言也被实验所证实。到20世纪40年代末50年代初,完备的量子电动力学理论被确立,并大获全胜。

量子电动力学认为,两个带电粒子(比如两个电子)是通过互相交换光子而相互作用的。这种交换可以有很多种不同的方式。最简单的,是其中一个电子发射出一个光子,另一个电子吸收这个光子。稍微复杂一点,一个电子发射出一个光子后,那光子又可以变成一对电子和正电子,这个正负电子对可以随后一起湮灭为光子,也可以由其中的那个正电子与原先的一个电子一起湮灭,使得结果看起来像是原先的电子运动到了新产生的那个电子的位置。更复杂的,产生出来的正负电子对还可以进一步发射光子,光子可以在变成正负电子对……而所有这些复杂的过程,最终表现为两个电子之间的相互作用。量子电动力学的计算表明,不同复杂程度的交换方式,对最终作用的贡献是不一样的。它们的贡献随着过程中光子的吸收或发射次数呈指数式下降,而这个指数的底,正好就是精细结构常数。或者说,在量子电动力学中,任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达。这样一来,精细结构常数就具有了全新的含义:它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量,或者说,它就是电磁相互作用的强度。

1965年诺贝尔物理学奖授予日本东京教育大学的朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga,1906—1979),美国马萨诸塞州坎布里奇哈佛大学的施温格(Julian S.Schwinger,1918—1994)和美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的费曼(Richard Phillips Feynman,1918—1988),以表彰他们在量子电动力学所作的基础工作,这些工作对基本粒子物理学具有深远的影响。

费曼、施温格和朝永振一郎的贡献就是用不同方法独立地异途同归地解决了这一困难,从而建立了量子电动力学的新理论体系。他们从不同的渠道运用“重正化”概念把发散量确切地归入电荷与质量的重新定义中,从而使高阶近似的理论结果不再会遇到发散。“重正化”的意思就是用一定的步骤把微扰论积分中出现的发散分离出去,吸收到相互作用耦合常数及粒子的质量中,并通过重新定义相互作用耦合常数和粒子的质量,来获得不发散的矩阵元,使计算结果可与实验对比。

有了重正化方法,量子电动力学获得了巨大成功,由此计算出来的电子反常磁矩和兰姆位移与实验结果相符达十几位量级。可见,量子电动力学是何等精确的理论。这一切既要归功于众多对现代物理学作过贡献的物理学家,更要归功于1965年这三位诺贝尔物理学奖获得者。

费曼1918年5 月11日出生于美国纽约市郊俄国移民犹太族家庭里,1935年进入麻省理工学院(MIT),先学数学,后转物理。1939年本科毕业,毕业论文发表在《物理评论》(Phys.Rev.)上,内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式。1939年9月在普林斯顿大学当惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。第二次世界大战中,参加洛斯阿拉莫斯科学实验室研制原子弹。1942年得普林斯顿大学理论物理学博士学位。战争结束后到康奈尔大学任教。自1951年起任加利福尼亚理工学院教授。

费曼于40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法,并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法,从而避免了量子电动力学中的发散困难。目前量子场论中的“费曼振幅”、“费曼传播子”、“费曼规则”等均以他的姓氏命名。费曼图是费曼在四十年代末首先提出的,用于表述场与场间的相互作用,可以简明扼要地体现出过程的本质,费曼图早已得到广泛运用,至今还是物理学中对电磁相互作用的基本表述形式。

1958年费曼和盖尔曼合作,提出了弱相互作用的矢量-膺矢量型理论(即V-A理论,又称普适费米型弱相互作用理论)。这是经过20余年曲折发展以后所达到的关于弱相互作用的正确的唯象理论。这一理论为以后温伯格、萨拉姆和格拉肖建立电磁相互作用和弱相互作用的统一理论开辟了道路。在50年代前期,费曼还曾经从事发展液氮的微观理论的研究工作。

费曼的路径积分方法是他的独创性又一个鲜明的例证。

费曼总是以自己独特的方式来研究物理学。他不受已有的薛定谔的波函数和海森堡的矩阵这两种方法的限制,独立地提出用跃迁振幅的空间-时间描述来处理几率问题。他以几率振幅叠加的基本假设为出发点,运用作用量的表达形式,对从一个空间-时间点到另一个空间-时间点的所有可能路径的振幅求和。这一方法简单明了,成了第三种量子力学的表述法。

1968年费曼根据电子深度非弹性散射实验和布约肯(J.D.Bjorken)的标度无关性提出高能碰撞中的强子结构模型。这种模型认为强子是由许多点粒子构成,这些点粒子就叫部分子(parton)。部分子模型在解释高能实验现象上比较成功,它能较好地描述有关轻子对核子的深度非弹性散射、电子对湮灭、强子以及高能强子散射等高能过程,并在说明这些过程中逐步丰富了强子结构的物理图像。

1986年2月费曼应邀参加总统委员会,调查“挑战者”号失事原因。会议前一天,他先去喷气推进实验室了解情况,作了详细记录。当时众说纷纭,莫衷一是。他敏锐地注意到密封问题。会议令他失望,互相扯皮,推卸责任,没完没了地听取证人的证词。费曼要求再去调查,结果发现美国航天局的报告自相矛盾。他注意到,他们原来是用计算机分析橡胶的弹性,条件不合要求。有一将军问费曼,低温对橡胶有无影响?提醒了他注意到用于密封的O圈在-2℃可能失去弹性。费曼还注意到,在发射前火箭公司有一位工程师坚持不宜发射的意见,但经理在军方压力下同意了。进一步调查还表明,发射台的温度数据欠准。1986年2月,费曼公正地把真相公之于众。1986年2月11日在总统委员会开会论证时,费曼把一块与O圈材料相同的橡胶投入冰水中,证明“挑战者”号失事的原因就在于寒冷的气候。这件事曾经轰动了全世界,但是人们哪里知道,这时费曼正在顽强地与胃癌斗争,不久他就与世长辞了。

费曼的重要著作有:《量子电动力学》、《量子力学和路径积分》,与希布斯合著《光子强子相互作用》等。《费曼物理学讲义》(共三卷)是美国六十年代科学教育改革的重要尝试,虽然深度、广度过高,但不失为优秀参考读物。费曼在前言中写道:“我讲授的主要目的,不是帮助你们应付考试,也不是帮你们为工业或国防服务。我最希望做到的是,让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学观察它的方法”。1973年诺贝尔物理学奖获得者贾埃沃(I.Giaever)说过:费曼是对他影响最大的物理学家,而《费曼物理学讲义》是对他影响最深的书籍。这套讲义的特色是:引人入胜,丰富生动,论述精辟,富于启发。费曼透彻讲解了物理现象的本质和规律。费曼的自传:《别闹了,费曼先生》是一本备受欢迎的文学著作。

如果说费曼是一代奇才,则施温格也不愧为物理学家中的“莫扎特”。施温格1918 年2月12日出生于纽约,他自幼聪慧过人,在数学和科学方面显示出非凡的才能。由于多次跳级,14岁即高中毕业,进入纽约市立学院学习。他爱好自学,从图书馆中借阅了各种物理书籍,经常不到课堂听讲。据说,统计力学课他从未出席,却在期末考试中成绩突出,因为他推导的步骤比其他同学按课堂上学到的方法简捷得多。有人夸奖年轻的施温格说:“他对物理学就像莫扎特对音乐那样。”哥伦比亚大学的拉比教授非常欣赏施温格的才华,对人说:施温格已经知晓了物理学的 90%,其余的“只要几天就够了”。在拉比的推荐下,施温格转到哥伦比亚大学,并于1936年获学士学位,1939年获博士学位,时年21岁。然后到伯克利加州大学当了奥本海墨的研究助理。1941年到柏图大学任教,后来到芝加哥大学参加原子反应堆设计。为了避免卷入原子弹计划,施温格在1943年离开芝加哥,转到麻省理工学院,从事雷达系统的改进。正是这项工作使他对电磁辐射理论发生了兴趣,把工作重点转到量子电动力学的理论。1945年施温格应聘成为哈佛大学副教授,两年后升教授,成为该校最年轻的教授。就是在这段时期,施温格进行了重正化的研究。他的方法与费曼的不同,如果说费曼用的是“积分”方法,则施温格用的是“微分”方法,但是两种方法得到的结果是一样的。

量子电动力学的另一位奠基人朝永振一郎1906 年3月31日出生于日本东京,1929年毕业于京都大学理学部物理学科,随后在玉城嘉七郎研究室任临时见习研究生,3年之后,赴东京理化研究所,在仁科芳雄研究室当研究员,1937年留学德国,在海森伯的领导下研究原子核理论和量子理论,1939年底,回国接受东京帝国大学的理学博士学位。1941年,任东京文理科大学物理学教授,提出量子场论的超多时理论,第二次世界大战期间,曾经研究雷达技术中磁控管的理论,发表了《分割阳极磁电管理论》的论文,战后继续研究和发展他的超多时理论和介子耦合理论,同时参与《理论物理进展》的创办工作。朝永振一郎以他的超多时理论为基础,找到了一种避开量子电动力学中发散困难的重正化方法,利用这种方法,可以成功地解释兰姆位移和电子反常磁矩的实验。他的工作几乎与施温格和费曼同时。他们独立地完成了类似的研究,达到了同样的目的,真可谓殊途同归。他们的研究使得描写微观世界的量子电动力学理论成为一个精确的理论,并对以后的理论发展产生了深远影响。1949年,朝永振一郎应聘赴美国普林斯顿高级研究院工作,提出了高密度极限的多费密子体系的一维模型理论。回国后创建了东京大学原子核研究所。1956年以后,先后出任东京教育大学校长、日本学术会议会长、东京教育大学光学研究所所长。他还得到日本学士院院士、日本文化勋章以及好几个国家的科学院荣誉院士称号。1957年5月朝永振一郎曾率领日本物理代表团来中国访问并进行学术交流。朝永振一郎于1979年7月8日在东京病逝。

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