費曼圖是如何徹底改變物理學(xué)的

為20世紀(jì)最著名的物理學(xué)家之一，理查德·費曼（Richard Feynman）聞名遐邇。在他的職業(yè)生涯早期，他作為曼哈頓計劃的組長，為第一顆原子彈的研制做出了貢獻(xiàn)。1967年（費曼所做的兩年后）獲得諾貝爾物理學(xué)獎項目的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)人漢斯貝特（Hans Bethe）引用他的門徒的觀點：“有兩種類型的天才。普通的天才做了很多偉大的事情，但只要你努力工作，他們就會留給你相信你可以做同樣事情的空間。然后有魔術(shù)師，你不知道他們是怎么做的。費曼是個魔術(shù)師?！?

在他1993年的傳記天才中，詹姆斯格萊克稱費曼“傲慢”，“熱情洋溢”和“現(xiàn)代最聰明，反傳統(tǒng)和最有影響力的物理學(xué)家?！辟M曼在演奏邦戈鼓并演唱橙汁時捕捉到了大眾的想象力。他是一個充滿樂趣，充滿魅力的實用小丑，在長途旅行中巡回美國。他的同事弗里曼戴森稱他為“半天才和半個小丑”。有時，他吸氧的傲慢態(tài)度有些錯誤，他的表演性別主義看起來與現(xiàn)代眼睛截然不同。費曼也將因其教學(xué)而被人們記?。核v的講座 1962年，加州理工學(xué)院的新生和大二學(xué)生在物理教學(xué)方面樹立了金標(biāo)準(zhǔn)，后來作為三卷集發(fā)行，在全球銷售了數(shù)百萬冊。

物理學(xué)界以外的大多數(shù)人可能最不熟悉的是作為費曼最高科學(xué)成就的工作。隨著20世紀(jì)40年代后期的物理學(xué)家努力重新制定描述帶電粒子相互作用的相對論量子理論，費曼創(chuàng)造了一些獲得諾貝爾獎的魔法。他介紹了一種可視化方法，以簡化描述基本粒子相互作用所需的看似不可能的計算。正如Gleick把它放在Genius中“他在二十世紀(jì)四十年代采用半成品的波浪和粒子概念，并將它們塑造成普通物理學(xué)家可以使用和理解的工具。”通過費曼，戴森，朱利安施萬格和辛 - 伊蒂羅·托莫納的工作，一個新的和改進(jìn)的量子電動力學(xué)理論誕生了。

Feynman的線條和曲線，后來被稱為費曼圖，自那以后“幾乎徹底改變了理論物理學(xué)的每個方面，” 2005年科學(xué)歷史學(xué)家大衛(wèi)凱撒寫道?！熬拖窠裉煊嬎銠C(jī)計算可能被稱為為了實現(xiàn)基因組革命，費曼圖有助于改變物理學(xué)家看待世界的方式，以及它們在世界中的地位?！?

幾十年后，隨著娜塔莉Wolchover報道，2013年，“很明顯，費曼的裝置是魯布·戈德堡機(jī)器?！奔词箖蓚€分別名為膠子來產(chǎn)生四個精力不足膠子的亞原子粒子的碰撞，這期間會發(fā)生幾十億次的第二個事件在大型強(qiáng)子對撞機(jī)的碰撞，她寫道，“涉及220個圖，它們共同貢獻(xiàn)方面的散射幅度的計算十萬?！爆F(xiàn)在，一群物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家正在研究幾何對象稱為“amplituhedron”有有可能進(jìn)一步簡化粒子相互作用的計算。

同時，其他物理學(xué)家希望費曼圖和數(shù)論之間的新興聯(lián)系有助于識別更復(fù)雜圖表生成的值中的模式。正如Kevin Hartnett在2016年報道的那樣，理解這些模式可以使粒子計算更加簡單，但是像放大器方法一樣，這仍然是一項正在進(jìn)行的工作。

“費曼圖仍然是物理學(xué)中珍貴的資產(chǎn)，因為它們通?？梢院芎玫乇平F(xiàn)實，” 三年前獲得諾貝爾物理學(xué)獎的物理學(xué)家Frank Wilczek寫道?！八麄儙椭覀儗⒁曈X想象力帶到了我們無法看到的世界?！?

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