当Feynman遇见Dirac

2021-04-05 18:58:27

心爱的后期物理学家Richard P. Feynman(1918-1988)于1946年在普林斯顿大学的双方庆典中首次遇到了他的英雄保罗迪拉克(1902-1984),然后再过两次,1948年和1962年。最符合的是,这两个人来了在所谓的Pocono会议期间,当FEYNMAN讲授讲课“量子电动力学的替代制定”时,在1933年重新制定了迪拉克诺贝尔物理奖的理论。世界领先物理学家28次占星型观众参加了会议,包括J. Robert Oppenheimer,Niels Bohr,Eugene Wigner,John Von Neumann,Enrico Fermi,Hans Bethe,以及理论的发明者,保罗Dirac。

Feyynman对Dirac理论的重新定位在Pocono中并不是很好的,因为Bohr,Teller和Dirac都举起了异议。 Feynman对观众的反应失望的激烈激励他为出版的作品写作。他这样做了,在未来三年内继续发布四篇主要论文,描述了他现在发达的理论及其含义:

Feynman,R.P.(1949)。 “太量子电动力学的时空方法”。物理评论76(6)PP。769-89。

Feynman,R.P.(1949)。物理评论中的“积极理论”76(6)PP。749-759;

Feynman,R.P.(1950)。物理回顾中的“电磁辐射量的数学制定”80(3)PP。440-457;和

Feynman,R.P.(1951)。物理回顾中的“具有量子电动力学应用的操作员微积分”84(1)pp。108-128;

这些论文将在1965年与朱利安Schwinger(1918-1994)和Schin'ichiròTomonaga(1906-1979)一起赢得Feinber诺贝尔物理学奖,并在1965年为他们的“量子电动力学的基本工作,具有基本粒子物理学的深耕的后果“。

这是Dirac如何,Feynman的英雄转向对手的故事是激励了一个生命的工作,这不仅改变了现代物理学的轨迹,而且还竖立了Feynman的传奇作为一个历史的最优秀的科学家。

第一次制定量子理论,描述了辐射和物质在哥廷根大学的Max出生(1882-1970)在Max Born(1882-1970)工作时,英国物理学家保罗迪拉他的计算涉及原子的自发排放系数。 DIDAC描述了电磁场的量化作为谐波振荡器的集合,并引入了创建和湮灭运营商的概念。他的计算是在1927年“伦敦皇家学会皇家学会”(767)第243-65页的皇家学会的诉讼程序中发表了1927年“辐射的量子理论”。

该工作将有助于Dirac授予1933年诺贝尔物理学奖,同时恰好埃尔文·施林德为“发现新的生产形式的原子理论”。凭借Pauli,Wigner,Jordan,Heisenberg和Fermi的进一步发展,在20世纪30年代,领先的Quantum物理学家们认为可以对涉及电荷的光子和颗粒的任何物理过程进行计算。狄拉克的发现,在他的Dirac纪念讲座中的Feynman将稍后描述如何(Feinber& Weinberg,1987):

狄拉克与他的相对论的电子是第一方程,首先是他把它置于它,将Quantum力学和相对性在一起。 - Richard P. Feynman(1986年)

虽然在20世纪40年代中期和30年代初期成立的革命性,但在20世纪40年代中期,它普遍接受了量子电动力学理论 - 狄拉克提出的迪拉姆患有数学缺陷的科学家。特别是,该理论的那时的当前状态导致扰动理论的无限积分比第一。这已经在oppenheimer中提到了1930年,在论文中“关于领域的相互作用理论”,在物理评价35(5)pp.461-77中,但在进一步研究之前不会正确解决由Felix Bloch&amp出版; Arnold Nordsieck(1937)和Victor Weisskopf(1939年)。

在第二次世界大战中断之后,微波技术的改进使得可以进行更精确的实验,测量现在称为羔羊偏移的氢原子水平的偏移,以及电子的磁矩。发现揭示了该理论的进一步弱点。它处于Feynman和Dirac将首次见面的这种紧张的高度。

Feynman声称这些是迪拉克在1946年第一次见面的时候对他说的第一个单词。当时,普林斯顿大学是在庆祝其两百周年纪念日的时候。邀请Feynman介绍他的英雄,并讨论了伟大的伟人最近的工作。迪拉克在战争后未来核科学期间的会议期间邀请迪拉姆谈论小粒子。正如Gleick(1992年第226页)写道,Feynman不喜欢这个工作Dirac呈现,他被认为是一项重新制作工作,导致量子电动力学的众所周知的困难:

“它将他击中了他的汉密尔顿能源中心的重点 - 一个死胡同。” - Gleick(1992)

Feynman在介绍Dirac之前,在“尼尔斯Bohr [......]站起来并批评他缺乏严重的情况下,在”这么多的神经笑话中,致辞,在迪拉克介绍了人群。他在衷心的言论中与Dirac即将来临的讲座的信息相冲突,解决了量子电动力学理论的不稳定状态:

“我们需要在数学形式主义中进行直观的飞跃,例如我们在Dirac电子理论[......]我们需要一个天才”

Feynman看着窗外,看到Dirac在一片草地上懒散,凝视着天空。他有一个问题,他想从战争面前问迪拉克。他徘徊,坐下来。 1933年的Dirac' S已经给予了Feynman的一个关键线索在经典力学中的行动中发现了一个关键的线索。 "现在很容易看出所有这一切的量子模拟;" Dirac已经写过,但他和其他任何人都没有追求这片线索,直到Feynman发现了"模拟"事实上,实际上是比例的。有一个严谨和潜在的债券。现在,他询问Dirac伟人是否已知两次众所周知。 "他们是吗?" Diac说。 Feynman说是的,他们是。在沉默的迪拉克走开后。 - 摘要,詹姆斯Gleick的天才(1992)

他们的第一个互动 - 尽管是他古怪的迪拉克人所知的普通话中的任何互动 - 可能会失望的是臭名昭着的悲观的Feynman,他们一直想要讨论Dirac的工作,因为他首先进入物理学。

两年后,这两个男士的路径直到几年后,他们都参加了由J. Robert Oppenheimer为国家科学院安排的Pocono会议。自20世纪20年代中期以来,oppeNheimer和Dirac一直是亲密的朋友,他们都在最多在Göttingen出生的Max。 Feynman和Oppenheimer的关系追溯到Los Alamos和曼哈顿项目,前者在Oppenheimer的董事下负责铀氢化物炸弹的理论工作负责。即使在战争结束之前,Oppenheimer也在留下了年轻的Feynman的工作,他在1943年写了一份未经请求的建议书,对UC Berkeley的物理部主席表示,他向Feynman提供了战争后的职位,写作:

他在这里是最聪明的年轻物理学家,每个人都知道这个。他是一个彻底的人格和个性,极度清晰,在各方面非常清晰,非常正常,以及一个优秀的老师,在所有方面都有温暖的物理感觉。他拥有最好的可能性,他们是他是一个人的理论人民,并与他在非常紧密的和谐中工作的实验人员。 [......]我觉得他将为我们的部门提供巨大的力量,倾向于将其教学,其研究及其实验和理论方面融为一体。我可能会给你有两名男子的报价。贝特曾说过,从这个目前的工作中,他宁愿失去其他两名男子,而且Wigner说,"他是第二个狄拉克,只有这次人类。"随着每一个好愿望,罗伯特oppenheimer - 摘录,来自Oppenheimer的信件到Birge(1943年11月4日)

Pocono会议(1948年)在一年之前成功地成功了“Quantum Physics的基础”的一招局会议(1947年)。第一个主要的战后物理会议,后来被奥伐木人民视为“他参加的最成功的科学会议”。 Feynman后来回忆起科学历史学家Jagdish Mehra

“世界上有许多会议以来,但我从未觉得任何人都是如此重要。 [...]避难所岛会议是我第一次与大男人的会议[...]我从未在和平时期过这样的人“

虽然在庇护岛会议上讨论过,但绊倒量子电动力学的数学问题是1947年,通过实验主义的成就及其对羔羊换档的发现以及电子电磁矩的第一次测量(Mehra,1994)。

尽管如此,Pocono会议于3月30日在宾夕法尼亚风景如画的Pocono山脉中收集了“在一座玷污的绿色钟楼下,在一个高尔夫球场和五十英里的滚动林地的看法”(Gleick,1992)。 Feynman的谈话,题为替代的量子电动动力学的配方是在第二天发生的。在他之前是美国物理学家朱利安·舒怀,这是一个完整的量子电动动力学理论,符合“相对论不变性”和“衡量不变性”的标准,试图解决一直轰炸的无限能量问题量子电动动力学自狄拉克和其他近二十年的制定以来。

Schwinger的理论建立了汉斯贝尔(1906-2005)的早期工作的直观,在前一年出席了庇护岛会议后出版。贝特的论文,“能级电磁偏移”建立了后来称为重整化的过程,其中田地的统计力学和自相似的几何结构理论用于补偿量子场理论中自相互作用的影响。

Schwinger的贡献是进一步贝特的工作。他的讲座非常正式,无论是其结构和内容。 “他介绍了一个艰难的新符号,并设定了开始对这些”应用“的特定结果的采样,作为电子与其自己的田地的相互作用。” (Gleick,1992)。在进行中,Bohr突破了一个问题。这令人讨厌的舒怀,他把他砍掉了,向前搬走了。在他的讲座结束时 - 持续了六个小时 - 贝特注意到施威格林的正式,数学方法已经沉默了观众,因此建议Feynman追求类似的结构。 Bethe一直是洛斯阿拉莫斯理论司的负责人,在那里Feynman在曼哈顿项目期间工作。在1943年,在Oppenheimer的Birge的信中,他被引用了对Feynman表示,“他宁愿失去除Feynman的其他两个男人”。相信他的前老板Bethe的直觉,Feynman开始与方程式,陈述(Gleick,1992):

“这是一种数学制定,我现在将显示您生产量子力学的所有结果”

站在他的前老板和老师Bethe,Bethe的前老板oppenheimer,以及他的偶像迪拉克和费米,其中,Feynman继续进行。

现在闻名于有史以来最有天赋的科学沟通者之一,即逸默斯派遣了一个不适应的讲座,施怀宾(第一次看到Feynman的工作)描述了一个不可享受的讲座,含有“猜测和直觉”的“猜测和直觉”。工程比物理。观众生长吵闹。

“它袭击了Feyynman,每个人都有一个最喜欢的原则或理论,他违反了它们” - Gleick(1992)

柜员闯入,争论他正在违反排斥原则。然后Bohr,曾经在Los Alamos寻找Feynman的Bohr“为某人争辩”,站起来,养成了一种羞辱的讲座,似乎传达了Feynman甚至甚至初学物理的理解。

Feynman正在黑板上绘制了陌生的图。他展示了一系列落后的反物质灭绝。这位神秘的狄拉克,第一次预测存在反物质的人。 Dirac现在问了一个关于因果关系的问题:"它是统一的吗?"酉!他是什么意思? "我' ll向你解释," Feynman说,"然后你可以看出它是如何工作的,那么你可以告诉我它是否是统一的。"他继续前进,从时他认为他仍然可以听到DIRAC嘀咕,"它是统一的吗?" - Experpt,Genius:詹姆斯Gleick的Richard Feynman的生命和科学(1992)

Feynman甚至没有知道Dirac意味着什么。希望继续锻炼正品,并继续努力了解他们。 Dirac再次突破了同样的询问:“它是统一吗?”

“因为我有轨道倒退,并及时前进,我不知道它是否是统一的”。

答案是不满意的观众,最终刷掉了Feynman的讲座,而是在Schwinger的演讲中被称为会议的亮点。

“我有太多的东西。我的机器来自太远了“。

虽然他在1946年的第一次会议上没有迪拉斯的等式,但在会议回到康奈尔大学后,他在康奈尔大学返回康奈尔大学,他当时担任物理学助理教授。在谈话之后的日子里,他将他的结果与Schwinger的结果进行了比较,并意识到“他们都遍历真相山上的不同轨迹”(Jogalekar,2018)。

在一年之内,他正式化了他的想法并撰写了一篇论文,总结了他自己的看法如何如何工作。本文有权

Feynman,R.P.(1948)。物理评论中的“经典电动动力学的相对论截止”74(8)pp。939-946;

Feynman将继续在未来三年内发布另外三篇主要文件,所有这些都考虑了经典,处理量子电动力学的各个方面:

Feynman,R.P.(1949)。 “太量子电动力学的时空方法”。物理评论76(6)PP。769-89。

Feynman,R.P.(1949)。物理评论中的“积极理论”76(6)PP。749-759;

Feynman,R.P.(1950)。物理回顾中的“电磁辐射量的数学制定”80(3)PP。440-457;和

Feynman,R.P.(1951)。物理回顾中的“具有量子电动力学应用的操作员微积分”84(1)pp。108-128;

这项工作将继续赢得Feynman的诺贝尔物理奖,斯克威文人(1918-1994)和日本物理学家,Schin'ichiròtomonaga(1906-1979)曾制定过类似的理论。

据我们所知,FEYNMAN和DIRAC将仅在大型时间举办一次,在波兰华沙的着心理论国际会议上,于1962年。由Leopold Infeld组织。作为附近物理学家无意中无意中的谈话,他如此令人瞩目的是,他蹒跚而已(Gleick,1992年第228页):

F:我是Feynman。 D:我是Dirac。 (沉默)F:成为该等方程的发现者必须很棒。 D:很久以前。 (暂停)D:你在做什么? F:介子。 D:你试图发现他们的等式吗? F:很难。 D:一个必须尝试。

保罗迪克于1984年在82岁时死亡。两年后,邀请Feynman给出三个Dirac纪念讲座之一。他这样做,题为“小学颗粒和物理法则”的讲座,他如下所示:

当我还是个年轻人时,Dirac就是我的英雄。 他做出了新的突破,一种做物理的新方法。 他有勇气只是以等式的形式猜测,我们现在称之为DIRAC方程,并尝试将其解释。 Feynman的讲座发表于1987年的同名,小学粒子和物理法律法律,由剑桥大学出版社(Feinman& Weinberg,1987)。 讲座以下面的全部内容。 Feynman开始在3分钟内发言,45秒: 本文是一系列关于数学相关主题的一系列故事的一部分,在Cantor的天堂,每周中等出版物。 谢谢阅读。