科学史

Féynman.

在1970年至1980年代,Hagen Kleinert教授几次遇见了理查德Feynman,热情地提出了他为量子电台和生物物理学所提出的挑战。

Hagen Kleinert. 科学的基因n°19
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Richard Feynman是二十世纪最迷人的人物之一,无论是专业和人类。我们的友谊胆怯地开始胆怯,主要是因为他激发了我的灵感,以及他随行人员的所有年轻物理学家。我们在1973年举行的位于卡特赫,在那里我花了一个休息的学期。我曾被默里·戈尔曼邀请过上一届奥地利在当前代数上给出的会议(第90页的框)。卡特克是一个令人兴奋的地方。每个星期三,理论物理系都聚集在午餐时间。在这些非正式的会议期间,每个人都可能在他的同事们呈现问题和结果。

此时,实验者使用质子上的深度无弹性电子扩散突出了Holrons的准时组分(参见第79页)。在他的模型中,Feynman已经解释了这些成员的准时结构,他已经指定了自己。 Gell-Mann先生立即将这些信件确定为他当前代数的夸克,因为这个代数描述的夸克是准时的,就像骗子一样;他现在正在通过构建将这些成分的准时结构与其当前代数的结果结合起来的田间的量子理论进一步进一步。他捐赠了夸克的量子数,并在FERMION字段的帮助下描述了它们(请参阅第67页的框)。随着Harald Fritzsch,他刚刚表明由免费夸克字段引起的电流解释了大多数实验数据。仍有解决悖论:为什么“免费”的田地在没有自由夸克的情况下解释这么好的现象,被监禁他们在HADRONS?实际上,由于这些颗粒的存在已经假定,没有人在实验室或自然中被设法检测,从强度下方的夸克。

此外,自由夸克模型具有另一个弱点,Feynman立即飞行:高能量HADRONS碰撞产生粒子喷射,而自由采石模型预测颗粒的均匀分布。 Gell-Mann先生然后理解,他的模型中的胶原领域提供了留在Harrons内部所需的Glu,并且不作为自由粒子存在。 HADRONS中夸克的遏制解释了夸克检测的情况下作为高能量碰撞期间获得的颗粒和粒子喷射,但夸克的自由度悖论仍然存在。

一方面,他独立由大卫政治家独立解决,另一方面是大卫和弗兰克·威尔科茨克,以及Gerardus't ooft;他们发现了一个夸克的惊人财产,它们被命名为“渐近自由”:在哈伦,夸克表现出几乎像自由颗粒。这种“自由”赋予了夸克吉尔曼先生模型所必需的自由粒子结构。

Feynman挑战

不幸的是,我没有参加冒险,因为我正在努力与当前代数相当的数学建模,解释高能量HADRONS的行为,该行为已经在尼古拉·卡布博,劳伦拉霍韦斯和yuval ne'mann。后者 - 在1961年发现,与Gell-Mann的同时,哈伦对称性的性质(见方案78)并将成为以色列科学和发展部长(1982-1984),然后是能量(1990-1992) - 对我的理论感到满意。另一方面,Gell-Mann相信我建立的模型并不精确,而是因为对数校正而言。据他说,虽然这些是非常小的,但我的理论变得无趣。 Gell-Mann总是告诉我,“不要失去你的理论,没有机会是真实的。他教会了我以及从头开始的理论只是大概是值得深化的。

他完全与Feynman完全相同,他喜欢大约有关于事情的简单模型。 Feynman定期出现在研讨会上,并将其与Gell-Mann相反的讨论总是非常丰富。他们维持了一个没有使交换更有趣的竞争。一些交流特别活泼。例如,一位发言者宣布董事会:“我现在要使用Feynman的Partons'模型”被Gell-Mann的挑衅问题打断了(当然,他知道答案):“什么是它是什么? “ Feynman与天使的笑容反驳道:“它发表了!然后盖尔曼然后回答:“你的意思是这种现象学模型,我用我的夸克领域理论粉碎了?学生们甚至看到时间争吵的最伟大的物理学家。

在这种情况下,我有机会参加一系列Seminars Feynman给予研究生和文档的整个路径和他们的应用程序到量子电动动力学(参见框页面。32)。他告诉我们,他第一次来到Caltech作为一名年轻老师,他用整个路径在他的量子力学过程中进行了辉煌。一段时间后,然而,他已经放弃了这些积分,因为它是可悲的承认给学生,他没有能够解决最根本的原子系统之一,在原子上的氢(质子,电子)的完整路径,其解决方案 - 电子的波浪函数,因此,其在质子周围的存在概率 - 由Schrödinger的波力学是如此明显。 Feynman知道我已经开发了群体理论(基于对称性的性质的数学理论;数学群体在1967年在我的博士论文中从氢原子转化了这些颗粒之间的可能变化,在1967年。 ,他蔑视我的整个路径试试运气。我们在董事会上吻了几个想法,但没有成功。

回到柏林,在1974年春天,我没有忘记问题,而且,1978年,在土耳其语的后裔谁知道我的论文时,我解释说,我解释过Humboldt证券交易所挑战。Feynman。我们陷入了计算,并得出结论,FEYNMAN定义了整个路径的典型 - 普通的普通积分数量 - 无法描述氢原子。情况与完整计算相同:当函数过于奇异时,可以通过有限的总和来接近此功能的积分。我们在1979年发布了该解决方案:在Feyynman提出的整个路径中涉及到Feynman提出的整个路径中的动作计算(参见框第6和32页),涉及电子系统潜在能量的整体。质子,比例为1 / R,在哪里R是电子和质子之间的距离。然而,为了实现整个路径,应该在质子周围的所有可能的电气路径上计算该动作,也就是说对于所有可能的RS。在环境公式中,没有任何禁止的禁区,两个粒子之间的距离r = 0,但物理不可能。换句话说,充满了Feynman的道路,如经典的力学,没有解释为什么,在原子中,电子没有

不要倒在核上。通过发明动态切割的时间来避免这个问题,具体取决于距离R:电子接近质子的方法越多,切割越多。在这种无限时间的时间里,电子从未落在质子上,潜在能量的整合不再是问题。我们的解决方案成为解析分析可以解决Schrödinger方程的整个路径的基础。

这取得了这一成功鼓励我在1984年在另一个休假期间在1984年与Feynman会议期间追捕我的羞怯。位于圣巴巴拉,我经常去帕萨迪纳,我找到他讨论物理学;他总是有时间对我。我们在谈话几个小时,午餐经常在一起。他有时很有趣。他有一天告诉我,有一个阴谋空气:“哈根,我知道你不知道如何保持舌头。我会透露你一个秘密,而是为了你向我答应告诉大家的情况。我答应过,他突出了一张照片向他展示了一个巨大的浴缸,周围有三个灿烂的加州美女。

Sinclair ZX81

Feynman的办公室的墙壁之一被笔记本覆盖,有时它有时储存,以告诉我关于我们讨论的主题的个人计算。特别是,他向我展示了尚未给出任何东西的长期计算。我仍然具有这样的音符的副本,在那里计算出偏振的性能(在电子围绕电子晶体中形成的状态,它吸引其围绕它的正离子,参见第66页),参见第66页),其中电子被旋转所取代。他总是希望我能找到一个可以应用这个模型的交感神经系统,但我没有得到它。他在他的桌子上写了一条消息,为他的秘书塞克塞克,要求他寄给我这些笔记;这条信息在1989年2月之前留在那里。

Feynman的笔记包含许多数值计算,使用其掌上计算器获得了长列的数字,这提醒我Riemann的笔记,填充了类似的列。 Feynman委托我,他喜欢数值结果。当他在曼哈顿项目的Los Alamos工作时,在20世纪40年代需要这些数值计算。那时,机器仍然是鲜明的。学生们经常相信大型理论家只编写抽象公式并让其他计算。这并非如此:Feynman始终坚持认为我们会在结束之前进行计算,以获得数字。当这些没有陷入实验数据时,我们在那里有重要的发现来源。

1982年他向我展示了我的一组笔记很容易转变为物理结果。根据Feynman的说法,通过计算可以计算的粒子行为的经典统计行为来描述粒子的量子统计行为,这些行为可以计算 - 经过修改的潜力,它已经指定了潜在的经典劳动力。在1972年出版的统计机制书中,Feynman概述了大约这一潜力。然而,它的近似在低温下不再有效。 Feynman建议我加深和改善了实际传统潜力的计算。幸运的是,一台简单廉价的电脑,辛克莱ZX81,一年同期出现在市场上,在超市(Woolworth的15美元)变得非常实惠。他连接到电视并以3.25兆赫兹的频率运行,内存为1千字节。使用这款小型机器,我很容易完成必要的计算并写了这篇文章。当Feynman了解到我已经写过这篇文章时,他在圣巴巴拉的理论物理研究所访问了我,讨论了结果。在抵达时,每个人都想和他谈谈,我们被迫举办研讨会。他接受了,虽然当时他并不健康。当他听到他演示文稿的第一个单词时,我很自豪:“我很抱歉没有做好准备,但我刚用我的朋友哈吉完成了一篇文章。 »

量子漩涡

它处理了超氟氦的关键特性(氦特性左右的2.2 keelvins的温度,过氟氦气和液氦之间的过渡温度),并通过Tourbillion线的增殖的解释,也命名为Quantum漩涡:在陀飞轮线的心脏,液体是正常的。当超流氦温度类似于临界温度时,量子旋流乘以填充液体正常的“芯”的容器。在临界温度下,漩涡是如此多,氦不再是Superfluid,但液体。这是一个古老的想法,即Feynman已经在1955年提出,这可能灵感来自他的朋友威廉·施利的建议,根据该缺陷的扩散可以解释合并的转型(国家有序原子对无序状态的转型通过扰乱原子的缺陷线的增殖描述)。 Lars Onsager 1949年也提出了同样的想法。

在他惊讶的是,Feynman受到强烈批评的欢迎 - 不合理 - 在观众的年轻人中,他们想展示他们的智慧。他们刚刚学会通过将钢筋组应用于复制标量场理论来计算关键特性,并不相信量子旋风是相关的。当时,使用“紊乱场”的超流氦的描述通过比量子场理论(由颗粒在田间理论中绘制的线被量子漩涡代替。,疾病的原因)尚未普遍的知识。灵感来自Feynman的这个想法,我在1989年在这个主题上发表了第一本书,仪表在凝聚体中的衡量领域。在他的演讲和随后的口头跳投之后,在我的办公室解释了Feynman,对听证会的侵略感到疲惫和失望,并叹了口气:“我不应该谈话!为什么我造成这一切?当他回到卡尔特时,他真的生病了。我非常焦虑。当然,我不敢看看我们的文章,并允许我将其发送给日志物理审查。

1984年2月,我离开了柏林,并被我的教学和研究员活动吸收,我忘记了这份手稿的一切,当时1986年5月的一个晚上,电话响了。海伦·塔克·费恩曼秘书宣布,他批准了他的文章,而且我希望我向期刊物理评论A提交。这篇文章,其中一篇作者是Feynman,引起了他报告员的有趣反应。 ,作为其中一个的这句话:“稿件呈现出Feynman着作的清晰度和简洁。本文出现在1986年12月。从来没有Feynman认为我们的出版物中提出的计算方法适用于普通田间理论。最近,我找到了实现这一目标的方法,并开发了我在字段理论中命名的变分扰动理论,这导致了最可靠的计算,从相转移附近的系统的关键特性获得了最可靠的计算。特别地,该理论允许准确地预测超流氦的比热量(升高量度单位温度的热量)到液氦和超流氦之间的过渡温度。在这种温度下,特定的热量确实是一个奇点,其在1992年由J.Ipa及其合作者的失重经验期间以10-9个开尔文的精度测量(最小化引力的影响氦的相转变增加了测量的准确性)。获得的分辨率比地球上的1000倍。这是卫星实验显着提高结果的少数系统之一。

一个优秀的老师

我们经常讨论的另一个问题涉及综合的生物膜:由脂质双层组成的细胞膜是有趣的生物物理系统,因为它们参与了许多机制,例如细胞表面的分子的路由。细胞内隔室,可以研究使用物理工具(固体物理,流体力学,热力学,统计物理等)。如果将生物置于两个壁之间,则由于它们的波动,它们施加在壁上的压力,根据它们的波动,根据其描述通过两个壁之间的完美气体施加的压力:PD3 = CT2 / k,其中P是P是压力,壁之间的距离,温度,k膜的刚度,以及Ca比例常数(Helfrich Law)。挑战是找到膜的比例常数C,其中一个人只有通过计算机模拟的近似。不幸的是,我们没有找到解决方案。然而,问题没有忘记,几年后,我借助田地理论的变分扰动理论解决了它。

在我所知道的所有物理学家中,Feynman是最让我留下深刻印象的人,因为他说的简单和优雅,他说了复杂的问题。我参加的课程非常清楚。他从不伪装数学语言背后的物理学。如果有人这样做,他打断了他问,“那是什么?并坚持我们恢复地球解释对地面。从不觉得一个问题这是完美的老师。与J. Wheeler或J. Schwinger相比,他只有少数优秀的文档少量优秀的文档。原因可能太少的学生有勇气接近它。 Feynman肯定是思想所有通过课程的CALTECH学生,甚至那些有其他论文董事的学生。因此,当然,这是世界上许多学生和同事都研究过他迷人的物理学书籍,并且有机会与他合作的特权。   

 

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