量子力学与路径积分

理查德•菲利浦斯•费曼（1918－1988），著名美国物理学家，加州理工学院物理系教授，诺贝尔物理学奖得主。1918年5月11日，费曼出生于纽约市皇后区。童年时，费曼接受了来自父亲的科学启蒙教育，父亲所启发的思考方式影响了费曼的一生。高中毕业后进入麻省理工学院学习，并于1939年获得学士学位。随后进入普林斯顿大学念研究生，师从约翰•惠勒，1942年获得理论物理学博士学位。1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室，参与了曼哈顿计划。1945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，因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。1963年出版《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、朝永振一郎共同获得诺贝尔物理学奖。1972年获得奥斯特教学奖章。1986年，费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件。1988年2月15日，费曼因腹膜癌于加州洛杉矶与世长辞。在学生时期，费曼就表现出了不凡的研究能力。他的大学毕业论文题目是《分子中的力》，在这篇论文中，他提出了费曼-海尔曼定理。在整个科研生涯中，费曼在物理学的多个领域均有建树。其最大的学术成就在于量子电动力学，这方面的研究使他获得了诺贝尔奖。他在这一领域做出了两项重大贡献：一是路径积分形式，这种形式从经典力学中的最小作用量原理延伸出来，通过“对历史求和”来处理量子力学问题，这是有别于薛定谔的波动力学及海森伯的矩阵力学的第三种量子力学形式；二是费曼图，这一工具大大简化了量子场论的计算。费曼的研究工作还包括：低温下液氦的超流动性理论；弱相互作用的V-A理论；强相互作用的部分子理论等。费曼不仅是一位顶尖的科学家，同时也是一名优秀的教师。费曼非常热爱教学工作，他曾写道：“我不相信，如果不教书我还能过得下去……教学和学生使我的生命得以延续。如果有人给我创造一个很好的环境，但是我不能教学的话，那我永远不会接受它，永远不会。”20世纪60年代初，美国一些理工科大学鉴于当时的大学基础物理教学与现代科学技术的发展不相适应，纷纷试行教学改革。在这个背景下，费曼参与了加州理工大学基础物理的改革尝试。他从1961年9月到1963年5月，作了跨越两个学年的有关基础物理学的演讲。他的演讲经过莱顿和桑兹的整理以后，出版了一套《费曼物理学讲义》。《科学美国人》这样赞誉这套书：“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……它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”除了《费曼物理学讲义》之外，费曼还有许多优秀的著述，包括：《量子力学与路径积分》《量子电动力学讲义》《基础过程理论讲义》《统计力学讲义》《光子-强子相互作用》《引力学讲义》《计算讲义》等。这些书无不有鲜明的“费曼风格”，即对基本概念、定理和定律的讲解生动清晰、通俗易懂，而且特别注重从物理上作出深刻的叙述，反映了费曼自己以及其他在前沿研究领域工作的物理学家所通常采用的分析和处理方法。无论对于学生还是教师，这些书都有着极大的参考价值。费曼被认为是20世纪诞生于美国的最伟大的物理学家，一个独辟蹊径的思考者，超乎寻常的教师，尽善尽美的演员，一个热爱生活和自然的人。费曼的一生多彩多姿，他不仅对理论物理学做出了巨大贡献，同时还是一位探险者、鼓手、艺术家和玛雅文专家。