Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ

Richard Feynman

E-mail Εκτύπωση PDF

Written by Δ.Μ.

Richard Feynman : Ο θεωρητικός των θεωρητικών αλλά και ο φυσικός των φυσικών και ο δάσκαλος των δασκάλων

 

Η φυσική του εικοστού αιώνα πολύ συχνά καθορίζεται από ένα ζευγάρι διάσημων θεωριών, ισχυρών εργαλείων για την περιγραφή της φύσης, δηλαδή, τις θεωρίες της Γενικής Σχετικότητας και της Κβαντομηχανικής, που παρουσιάστηκαν στον κόσμο ανάμεσα στο 1915 και 1925, αντίστοιχα. Αλλά μεταξύ αυτών των δύο ημερομηνιών, το 1918, γεννήθηκε ένας φυσικός που θα ήταν ικανός να εργαστεί, για την ενοποίηση των δύο αυτών κορυφαίων θεωριών του εικοστού αιώνα, ο Richard Feynman. Ήταν ένας εξαιρετικά ενδιαφέρον άνθρωπος και είχε μια σπάνια διαίσθηση στη φυσική. Πολλοί όμως τον θυμούνται για την παραξενιά του αλλά και το χιούμορ του.

 

Richard-Feynman

 

Ένας μεγάλος σύγχρονος θεωρητικός φυσικός

O Richard Feynman υπήρξε ένας από τους σπουδαιότερους σύγχρονους θεωρητικούς φυσικούς. Θεμελίωσε την Κβαντική Ηλεκτροδυναμική, (QED), ένα σετ εξισώσεων που υπολογίζουν θεωρητικά τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα άτομα και στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Αλλά υπάρχουν ακόμη σημαντικές συνεισφορές του Feynman στη Φυσική. Αναφέρουμε μερικές από αυτές:

Με βάση την QED βρέθηκε, θεωρητικά, ότι η μαγνητική ροπή του ηλεκτρονίου g είναι 2.00231930476, ενώ όταν μετρήθηκε πειραματικά βρέθηκε 2.00231930482. Δηλαδή συμφωνεί με τα πειραματικά δεδομένα με ακρίβεια 13 δεκαδικών ψηφίων, που είναι η μεγαλύτερη ακρίβεια στην ιστορία της Φυσικής.

Μια άλλη πρόβλεψη της QED ήταν η περίφημη «μετατόπιση Lamb», ανάμεσα στις ενεργειακές στάθμες 2s και 2p του ατόμου του υδρογόνου, που δεν μπορούσε να προβλέψει η εξίσωση του Dirac.

Πρόβλεψε, με βάση πάλι την QED, την υπέρλεπτη υφή του ατόμου του υδρογόνου, που είναι η διαφορά ενέργειας ανάμεσα στις καταστάσεις 3s και 1s του συστήματος ηλεκτρονίου και πρωτονίου του υδρογόνου. Αυτή οφείλεται στην αλληλεπίδραση της πυρηνικής μαγνητικής ροπής με τη μαγνητική ροπή του ηλεκτρονίου.

Μια καταπληκτική ιδέα ήταν να περιγράψει τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα στοιχειώδη σωματίδια με απλά διαγράμματα, τα οποία ονομάζονται διαγράμματα Feynman, και τα οποία μας διευκολύνουν σημαντικά στην απλοποίηση των διαφόρων υπολογισμών. Η θεωρία αυτή είναι μια καθαρά διαισθητική μορφή της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής.

Άλλη θεωρητική συνεισφορά του ήταν στην ουσιαστική  αποσαφήνιση της θεωρίας της ασθενούς αλληλεπίδρασης των στοιχειωδών σωματιδίων και στην επαναδιατύπωση της κβαντομηχανικής.

Διατύπωσε την θεωρία του υπερρευστού ηλίου, ενώ  ανέπτυξε δε και την θεωρία των partons που είναι ισοδύναμη με τη θεωρία των κουάρκς.

Μια άλλη ανεκτίμητη μεθοδολογική κληρονομιά του, ήταν η αναδιατύπωση της κβαντικής θεωρίας με την εισαγωγή της λεγόμενης ολοκλήρωσης στο σύνολο των τροχιών. Με την νέα διατύπωση, χωρίς να εισάγει τίποτα καινούργιο, προσεγγίζουμε το άλυτο ακόμη θέμα της συνεπούς  κβάντωσης της σχετικιστικής βαρύτητας.

Και τέλος το σπουδαιότερο, είναι ότι οι φυσικοί θα τον θυμούνται σαν τον μεγάλο δάσκαλο της Φυσικής, στο επίπεδο της Πανεπιστημιακής εκπαίδευσης με το περίφημο έργο του «The Feynman Lectures in Physics», καρπό της διδασκαλίας του στο Τεχνολογικό Ίδρυμα της Καλιφόρνιας, στις αρχές της δεκαετίας του ΄60, όπου πέρασε τα τελευταία 38 χρόνια της σταδιοδρομίας του.

Είναι επίσης γνωστό, ότι η έννοια της νανοτεχνολογίας ακούστηκε για πρώτη φορά, περίπου σαράντα χρόνια πριν, από τον Richard Feynman. Ο Feynman  συναρπάστηικε από το μικροσκοπικό κόσμο, εξετάζοντας την αλληλεπίδραση των ατομικών σωματιδίων στα πλαίσια της Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής και έκανε την πρόβλεψή ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι φτιαγμένα από άλλα σωματίδια (τα γνωστά quarks).

Ο Richard Feynmann είχε σαφώς τις μεγαλύτερες δυνατότητες έμφυτης αντίληψης από κάθε άλλον σύγχρονό του φυσικό. Στον πανηγυρικό που εκφώνησε κατά την βράβευσή του με το Nobel φυσικής το 1965, είπε «Συχνά δεν καταλάβαινα και ούτε μπορούσα να αποδείξω πως παρήγαγα  την σειρά από εξισώσεις και κανόνες της QED. Ποτέ δεν κάθισα κάτω όπως έκανε ο Ευκλείδης, να βεβαιωθώ ότι όλα αυτά προκύπτουν από μια σειρά αξιωμάτων».

 

Feynman

 

Ο Feynmann εκτός από μεγάλος δάσκαλος είχε και μεγάλο χιούμορ. Τις ιστορίες που τον αφορούν, τις κυκλοφόρησε ο ίδιος μάλιστα σε βιβλίο. Τσουχτερός μεν στην κριτική, προσιτός όμως στους φοιτητές, αντικομφορμιστής και φόβητρο στους ισχυρούς για την κριτική του.

Αλλά ενώ, πρώτα απ΄ όλα, ενδιαφερόταν για τη φυσική, δεν παραμέλησε την επαφή του με τη Φύση, τις Τέχνες (πήρε μαθήματα ζωγραφικής και σχεδίου) και τη μουσική. Είναι γνωστό πόσο του άρεσε να παίζει το αγαπημένο του ντραμς.

Συνέχισε να ασκεί την τέχνη συγχρόνως με τη φυσική, ως το τέλος της ζωής του.  Έτσι ασχολήθηκε ακόμη και με την αποκρυπτογράφηση της ιερογλυφικής γραφής των Μάγια.

Μεταξύ των άλλων, έγραψε την αυτοβιογραφία του που έγινε αμέσως bestseller, «Surely You?re Joking, Mr. Feynman!«,  «Ο χαρακτήρας του φυσικού νόμου» μια σειρά μαθημάτων του 1964 στο Πανεπιστήμιο Cornell, «QED: The Strange Theory of Light and Matter» και άλλα πολλά.

Εκτός του Νόμπελ, βραβεύτηκε με πολλά βραβεία κατά τη διάρκεια της ζωής του, συμπεριλαμβανομένων του βραβείου Albert Einstein (1954, στο Princeton) και του βραβείου Lawrence (1962).

Όπως είπε και η Valentine Telegdi, ο Feynman δεν ήταν μόνο ο θεωρητικός των θεωρητικών αλλά και ο φυσικός των φυσικών και ο δάσκαλος των δασκάλων.

Ο Feynman πέθανε βαριά άρρωστος στις 15 Φεβρουαρίου του 1988.

 

Η δυσκολία του να  περιγράψεις τον Feynman

Ο Richard Feynman γεννήθηκε στις 11 Μαϊου του 1918 και μεγάλωσε στο Μανχάτταν. Οικονομικά η οικογένειά του δεν ήταν ούτε πλούσια ούτε φτωχή. Υπήρχε άνεση, αλλά δεν ήταν πλούσιοι.

Ως νεαρός είχε την ευκαιρία να μάθει να δουλεύει εργαστηριακά. Όταν ήταν περίπου 10 χρονών, ξεκίνησε να αγοράζει παλαιά ραδιόφωνα με σκοπό να τα χρησιμοποιήσει στο   «προσωπικό του εργαστήριο», μια συλλογή από ηλεκτρικά «gadgets» και κομμάτια ηλεκτρονικών. Στην ηλικία όμως των 12, ήταν ήδη σε θέση να φτιάχνει τα ραδιόφωνα της γειτονιάς του.

Ο Feynmann εργαζόταν χωρίς πίεση για να φτιάξει κάτι. Αυτό ήταν ένα θέμα που συνεχώς ανακαλύπτεται περιοδικά κατά τη διάρκεια της ζωής του. Οι ανταμοιβές για τις εργασίες του ήταν αποκλειστικά δικές του. Ήταν ο κριτής της αξίας του. Ήταν ένα ελεύθερο άτομο.

Αλλά τι ήταν αυτό που τον έκανε τόσο ελεύθερο;

Πιθανόν, ο πατέρας του ο Melville, να είχε εξασκήσει πάνω του αυτή την επίδραση. Ήταν αυτός που καθόρισε ότι το παιδί του, όταν θα μεγάλωνε θα γίνει επιστήμονας. Ο γιος του έγινε, αλλά δεν θα μπορούσε να ωθήσε ποτέ τον Richard αν δεν το ήθελε και ο ίδιος. Δεν ήταν ο τύπος που μπορούσε να «φορμαριστεί σε καλούπια».

Μόλις μεγάλωσε, στην επόμενη φάση της ζωής του ήθελε να γίνει, καταρχήν, φυσικός, και κατόπιν ένας σύντροφος ψυχής. Ως νέος, στο σχολείο, βρείκε αυτή που θα ήταν ίσως το σημαντικότερο πρόσωπο στη ζωή του, την Arline Greenbaum. Η Arline μοιράστηκε μαζί του όλα τα πράγματα που τον απασχολούσαν, σαν ένας στενός φίλος του. Το ζευγάρι ήταν φτιαγμένο ο ένας για τον άλλο.

Νεαρός ήταν καλός στα περισσότερα επιστημονικά πράγματα, δηλαδή, σε θέματα που άπτονται με τη λέξη «επιστήμη»: αστρονομία, φυσική, χημεία, βιολογία, γεωλογία, κ.λπ.. Ήταν επίσης εξαιρετικά ταλαντούχος στα μαθηματικά, ακόμη και σε σημείο να διδαχθεί ουσιαστικά πολλά μαθηματικά, που θα τα χρησιμοποιούσε αργότερα σε μια καθημερινή βάση. Από 15 χρονών μπορούσε να λύνει διαφορικές εξισώσεις και ολοκληρώματα.

Τελικά μπήκε στο κολλέγιο ως φυσικός. Τελείωσε τα πρώτα τέσσερα έτη του στο MIT, ένα από τα καλύτερα σχολεία για τη φυσική, τότε και τώρα, και έπειτα μετακινήθηκε προς το Princeton ως μεταπτυχιακός σπουδαστής. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου της ζωής του παντρέυτηκε την Arline. Αλλά η υγεία της δεν ήταν καλή. Η Arline είχε βρεθεί εκείνη την περίοδο θετική στην φυματίωση, και δεν αναμενόταν να ζήσει πάρα πολλά έτη. Ο Richard λογάριασε ότι το πιό σωστό πράγμα για αυτόν, ήταν να την παντρευτεί το συντομότερο δυνατόν.

Ο Feynmann ξεκινάει το έργο του

Ήταν γνωστό, την εποχή εκείνη, στους επιστήμονες ότι υπάρχει ένα τεράστιο ποσό ενέργειας που παγιδεύεται στον πυρήνα κάθε ατόμου, που περίμενε στη σειρά για να ελευθερωθεί για να χρησιμοποιηθεί. Τέτοιες εργασίες γίνονταν προς αυτήν την κατεύθυνση και στη ναζιστική Γερμανία αλλά και, σε μικρότερη κλίμακα όμως, στις ΗΠΑ. Όταν όμως εισήλθαν τελικά οι ΗΠΑ στη μάχη, κατά τη διάρκεια του δεύτερου παγκόσμιου πολέμου, φοβήθηκαν ότι η Γερμανία είχε προχωρήσει πολύ μπροστά στην εφαρμοσμένη μηχανική των πυρηνικών βομβών. Οι Ηνωμένες Πολιτείες άρχισαν έπειτα από αυτό, το διάσημο πρόγραμμα του Μανχάτταν με σκοπό την τελειοποίηση των πυρηνικών βομβών πιό γρήγορα από τις δυνάμεις του άξονα ώστε να εξασφαλιστεί η νίκη προτού ήταν επίσης πολύ αργά. Γι΄αυτό ο Αμερικανικός στρατός ίδρυσε την απομονωμένη ερευνητική πόλη του Los Alamos, στην έρημο του Νέου Μεξικού. Οι καλύτεροι μαθηματικοί, οι φυσικοί και οι χημικοί ενθαρρύνθηκαν για να ενώσουν τις δυνάμεις τους, και να κάνουν ό,τι ήταν καλύτερο, την τελειοποίηση του όπλου.

Ο Richard Feynman, όταν ήταν ακόμα στο Princeton, είχε εξασφαλίσει κάποια φήμη μεταξύ των καθηγητών του ως προς τα εξαιρετικά ταλέντα του στα μαθηματικά και τη φυσική, και ο φυσικός Robert Wilson τον έσπρωξε, με ήπιο τρόπο αλήθεια, για να τον ενώσει σε αυτό το πρόγραμμα, που θεωρήθηκε ως ένα από τα πιο ζωτικής σημασίας, εν καιρώ πολέμου. Η πρώτη αντίδραση του Feynman ήταν ότι αυτό δεν ήταν το είδος που τον  ενδιέφερε, αλλά η σκέψη που έκανε ήταν πως οι Ναζί θα μπορούσαν να δημιουργήσουν τα πυρηνικά τους όπλα πρώτοι και να τα χρησιμοποιήσουν καταστρεπτικά. Έτσι ανέλαβε την εργασία που του ανέθεσαν, και μετακινήθηκε ο μεν Richard στο Los Alamos, η δε Arline σε ένα νοσοκομείο στην Albuquerque για να προσέχει την ασθένειά της.

Κατά τη διάρκεια της εβδομάδας που εργαζόταν στη θεωρητική ανάπτυξη της ατομικής βόμβας, τα Σαββατοκύριακα τα περνούσε στο νοσοκομείο, κάμποσα χιλιόμετρα μακριά, για να είναι με την σύντροφό του Arline. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου τα διάφορα έγγραφα που παρήχθησαν από την εργασία αυτή, κρατήθηκαν συχνά σε χρηματοκιβώτια που άνοιγαν με μυστικό συνδυασμό για την ασφάλεια αυτών των ευαίσθητων και επικίνδυνων μυστικών. Ο Feynman ήταν σίγουρος ότι αυτά τα μέτρα δεν ήταν επαρκή για να προστατεύσουν τα σχέδια της βόμβας από λάθος χέρια, και σκέφθηκε να το αποδείξει αυτό, με το να γίνει ειδικός διαρρήκτης θυρίδων ασφαλείας. Διαβάζοντας βιβλία ανέπτυξε τέτοιες μεθόδους, ώστε έγινε τελικά πασίγνωστος για τη δυνατότητά του να ανοίγει χρηματοκιβώτια. Σε μια περίπτωση, ακριβώς μετά από το τέλος του πολέμου, είχε μια σπάνια ευκαιρία να χρησιμοποιήσει αυτό το ταλέντο, όπου κατόρθωσε να ανοίξει μια τράπεζα των αρχείων που περιείχε κάθε έγγραφο για την κατασκευή της βόμβας, εμφανίζοντας κατά συνέπεια το ταλέντο του.

Στους μήνες, ακριβώς κοντά στο τέλος του πολέμου, η φυματίωση της Arline προχώρησε σε έναν απελπιστικό βαθμό. Τον Ιούλιο, του 1945, ακριβώς πριν από την πρώτη -πρώτη δοκιμή της βόμβας, τελικά αυτή έφυγε μακριά του λόγω της ασθένειάς της. Ο Richard ήταν τότε κοντά στο πλευρό της. Κάνοντας υπομονή επέστρεψε στο Los Alamos και βυθίστηκε στην εργασία του. Η βόμβα σύντομα τελείωσε και δοκιμάστηκε.

Μετά από το τέλος του πολέμου ο Feynman μετακινήθηκε. Αποδέχθηκε μια καθηγεσία στο Πανεπιστήμιο του Cornell, αλλά κατρακύλισε πνευματικά. Έχασε την έμπνευση και την εμπιστοσύνη του ως φυσικός, και σκέφτηκε ότι ίσως οι καλύτερες ημέρες του είχαν περάσει.

Αργότερα όμως έλαβε μια πρόσκληση στο Ίδρυμα για την Προηγμένη Μελέτη στο φημισμένο Princeton. Αυτό τον έκανε να συλλογιστεί, δεδομένου ότι το Ίδρυμα αυτό ήταν ένα από αυτά που προσδίδουν μεγάλο ακαδημαϊκό γόητρο. Μόνο στα καλύτερα μυαλά προσφέρθηκαν οι θέσεις εκεί, παραδείγματος χάριν στον Einstein, και έτσι του έκανε μεγάλη εντύπωση πως του προσφέρθηκε αυτή η θέση.  Ξαφνικά, κέρδισε την αυτοπεποίθησή του απότομα και επανέκτησε όλο το διανοητικό σθένος του. Από εκείνο το σημείο υποσχέθηκε να μην εργαστεί σε τίποτα με το οποίο δεν θα μπορούσε «να παίξει». Και πληρώθηκε γι?αυτήν την σκέψη βασιλικά. Ακριβώς πριν από τον πόλεμο εργαζόταν πάνω σε μια ιδέα δικιά του, για τη διατριβή του σαν Ph.D., έχοντας να κάνει με τη νέα μέθοδό του πάνω στην κβαντομηχαμική.

diagram-feynman

Η μέθοδος, χαρακτηριστική της προσέγγισης του Feynman, έχει να κάνει με τον υπολογισμό της πιθανότητας μιας μετάβασης ενός κβάντου από τη μια κατάσταση, σε κάποια άλλη επόμενη κατάσταση. Σε γενικές γραμμές, κάθε πιθανό μονοπάτι από τη μια κατάσταση σε μια άλλη θεωρείται εξίσου πιθανό, με το τελικό μονοπάτι μεταξύ αυτών να είναι ένα είδος αθροίσματος όλων των μονοπατιών. Αυτή η προσέγγιση ήταν ένας εξ ολοκλήρου νέος φορμαλισμός στην κβαντομηχανική, και την προσάρμοσε τελικά άμεσα στη φυσική της κβαντοηλεκτροδυναμικής, που αποκαλείται πιο σύντομα επίσης σαν QED.

Το 1926, ο βρετανός φυσικός Dirac ανακάλυψε μια εξίσωση που περιέγραφε την κίνηση και την ιδιοπεριστροφή των ηλεκτρονίων. Μια εξίσωση που ενσωματώνονται η κβαντική θεωρία και η θεωρία της σχετικότητας. Αυτή η εξίσωση βοήθησε τον Feynman να ανακαλύψει την QED.

Για αυτήν την εργασία, που η τελική της μορφή αποκτήθηκε το 1947, τελικά του απονεμήθηκε το 1965, το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική. Το βραβείο το μοιράστηκε με τους Schwinger και Tomonaga, οι οποίοι επίσης ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον, βρήκαν τις δικές τους μεθόδους στο ίδιο πρόβλημα, την επανακανονικοποίηση των εξισώσεων της κβαντομηχανικής. Ίσως η θεμελίωση της QED είναι το τελειότερο δημιούργημα του ανθρώπινου νου, αφού συμφωνεί με τα πειραματικά δεδομένα με ακρίβεια 13 δεκαδικών ψηφίων.

Ο Feynman αμφισβήτησε τη βασική υπόθεση της κλασικής φυσικής ότι κάθε σωματίδιο έχει μια συγκεκριμμένη ιστορία. Αντ? αυτού, πρότεινε ότι τα σωματίδια κινούνται από ένα σημείο σε ένα άλλο ακολουθώντας κάθε δυνατή διαδρομή διαμέσου του χωροχρόνου. Σε κάθε διαδρομή αντιστοιχούσε δύο αριθμούς ?το πλάτος? του αντίστοιχου κύματος, και έναν για τη φάση του ?εάν βρίσκεται σε όρος ή σε κοιλάδα.

path feynman

Δεξιά: Η πάνω γραμμή είναι η κλασσική διαδρομή. Κάτω, στο ολοκλήρωμα διαδρομών του Feynman, το σωμάτιο ακολουθεί κάθε δυνατή διαδρομή.

Η αντίληψή μας όμως για τα αντικείμενα είναι ότι κινούμενα ακολουθούν μόνο μία διαδρομή από την αφετηρία μέχρι τον προορισμό τους. Τούτο συμφωνεί με την ιδέα του  Φέυνμαν περί πολλαπλών ιστοριών, διότι για τα μεγάλα σώματα, που συνήθως παρατηρούμε, ο κανόνας αντιστοίχισης αριθμών σε κάθε διαδρομή διασφαλίζει ότι, όταν όλες οι διαδρομές συνδυαστούν , όλες πλην μιας αλληλοανερούνται. Όσον αφορά την κίνηση μακροσκοπικών αντικειμένων, μόνο μία από την απειρία των διαδρομών έχει σημασία, και η συγκεκριμμένη διαδρομή είναι αυτή ακριβώς που προκύπτει από τους κλασικούς Νευτώνειους νόμους της κίνησης.

Ο Feynman ήταν σε θέση επίσης να κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στη φυσική της υπερρευστότητας του υπερψυχρου υγρού ηλίου, όπου το υγρό δεν παρουσιάζει καμία αντίσταση λόγω τριβής ενώ ρέει. Εφάρμοσε επιτυχώς την καλά γνωστή εξίσωση του Schrodinger στο ζήτημα αυτό, δείχνοντας ότι η υπερρευστότητα που εμφανίστηκε, ήταν όπως υπολογίστηκε με την κβαντομηχανική συμπεριφορά, σε μακροσκοπικές κλίμακες.

Ένα πολύ στενό, σχετικά με την  υπερρευστότητα, είναι το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας, όπου το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται χωρίς την αντίσταση σε ορισμένα υλικά, σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ο Feynman προσπάθησε επίσης να λύσει αυτό το σημαντικό πρόβλημα στη φυσική, αλλά αυτό έγινε μια από τις πιό θεαματικές αποτυχίες του ως θεωρητικού φυσικού. Οι προσπάθειές του σε αυτό το ζήτημα έγινε μαζί με άλλους τρεις,  τον John Bardeen, τον Leon Cooper και τον Robert Schreiffer, κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1950. Τελικά αυτό ήταν το ταλαντούχο τρίο που κατάφερε να ανοίξει, το ουσιαστικό πρόβλημα της υπεραγωγιμότητας πρώτα, αν και ο Feynman ήρθε κοντά στην δεύτερη θέση.

Ένα άλλο θέμα, με το οποίο ασχολήθηκε ήταν η «ηλεκτρασθενή αλληλεπίδραση», η οποία εμφανίζεται πιο κοντά στην διάσπαση ενός ελεύθερου νετρονίου προς ένα ηλεκτρόνιο, ένα πρωτόνιο, και ένα αντι- νετρίνο. Ο ίδιος ο Feynman εργάστηκε έντονα σε αυτό το πρόβλημα ενώ ο συνεργάτης του θεωρητικός φυσικός Murray Gell-Mann έκανε το ίδιο. Σε ένα εύθετο χρόνο, το ζευγάρι αυτό των φυσικών,  συνεργάστηκε για μια νέα θεωρία της  ηλεκτρασθενούς αλληλεπίδρασης, δημοσιεύοντας σε ένα κοινό ερευνητικό έγγραφο, ακριβώς λίγες ημέρες προτού να παρουσιαστεί μια παρόμοια θεωρία από άλλους φυσικούς, τον Robert Marshak και τον E.C.G. Sudarshan. Η νέα θεωρία όμως δεν ήταν καμιάς συνηθισμένης σημασίας, και η εργασία αυτών των τεσσάρων φυσικών αποτέλεσε την αποκάλυψη ενός νέου νόμου της φύσης. Για πρώτη φορά στη ζωή του, ο Feynman, άλλαξε τόσο πολύ την κατανόηση που είχε η ανθρωπότητα για τη φύση.

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του ?50 παντρεύτηκε τη δεύτερη σύζυγό του, Mary Lou, αλλά αυτό δεν επρόκειτο να διαρκέσει για υπερβολικά μεγάλο χρονικό διάστημα. Συμπέρανε ότι τα συναισθήματά του για αυτήν ήταν βιαστικά στην καλύτερη περίπτωση και ήταν ένας κακός συνδυασμός στη χειρότερη. Χώρισαν γρήγορα. Εντούτοις, στις αρχές της δεκαετίας του ?60 συνέβη να βρίσκεται σε μια επαγγελματική διάσκεψη στην Ευρώπη και γνώρισε τότε μια γοητευτική κυρία, την Gweneth Howarth, από την Μεγάλη Βρετανία. Έψαχνε βέβαια για μια γυναίκα που να του γεμίζει τη μοναξιά του μετά από το θάνατο της μοναδικής του Arline, και ήταν σίγουρος ότι η Gweneth θα ήταν για αυτόν η καλύτερη επιλογή. Ήταν υπομονετική με τις εκκεντρικότητες του, όμως μοιράστηκε αρκετά την θέλησή του για την περιπέτεια. Με την Gweneth, τη τρίτη σύζυγό του, απέκτησαν ένα δικό τους παιδί, τον Carl, και υιοθέτησαν μια κόρη, την Michelle.

Από τη δεκαετία του ?50 ο Feynman ήταν καθηγητής της φυσικής στο Τεχνολογικό Ίδρυμα της Καλιφόρνιας, το γνωστό Caltech, ακριβώς έξω από το Λος Άντζελες. Στις αρχές της δεκαετίας του ?60 υπήρξε μια συμφωνία  μεταξύ των δασκάλων του Ιδρύματος ότι το πρόγραμμα των σπουδών στη φυσική είχε ανάγκη από ανανέωση. Ο Feynman ανέλαβε να διδάξει  τους φοιτητές το καινούργιο πρόγραμμα του Ιδρύματος, αλλά η διδασκαλία του στέρησε σημαντικό χρόνο για την αγαπημένη έρευνά του. Η νέα σειρά μαθημάτων φυσικής, του έφαγε αρκετό χρόνο από τα επόμενα τρία έτη της ζωής του. Καθηγητές του Ιδρύματος όπως οι Leighton και Sands κατέγραψαν κάθε διάλεξη του. Μακροπρόθεσμα, ολόκληρη η σειρά των μαθημάτων εκδόθηκε στο κλασικό σύνολο τριών βιβλίων, τις διαλέξεις του Feynman σχετικά με τη φυσική. Ακόμη και αν πέρασαν σχεδόν σαράντα χρόνια από τότε, βρίσκονται στη πρώτη σειρά των πιο ζωντανών μαθημάτων που έχουν γίνει ποτέ.

Κατά τη δεκαετία του 1960, όταν ακόμη επικρατούσαν πουριτανικές αντιλήψεις στο Λος Άντζελες, πήγε μάρτυρας υπεράσπισης στην δίκη ενός ιδιοκτήτη μπαρ, που τον κατηγορούσαν ότι στο μπαρ του εμφανίζονταν γυμνόστηθες χορεύτριες. Ο Feynmam ισχυρίστηκε στη δίκη ότι πήγαινε εκεί τακτικά και μάλιστα τα σπουδαιότερα του έργα τα έγραψε εκεί. Η ατμόσφαιρα, όπως είπε, ήταν δημιουργική και τον ενέπνεε.

Το τέλος

Στη δεκαετία του ?70 ανακαλύφθηκε ότι ο Feynman έπασχε από μια σπάνια μορφή καρκίνου, αυξανόμενου υπό μορφή μεγάλου όγκου στην κοιλιά του. Η χειρουργική επέμβαση που του έγινε αφαίρεσε επιτυχώς τον όγκο εγκαίρως μεν, αλλά η ουσιαστική ζημία είχε γίνει ήδη στα εσωτερικά όργανά του, αφήνοντας τον αποδυναμωμένο. Ιδιαίτερο ένα από τα νεφρά του ήταν συντετριμμένο και εκτός σωτηρίας. Η χειρουργική επέμβαση που του έγινε του πρόσθεσε ζωή ειδάλλως σίγουρα θα είχε ένα πρόωρο θάνατο. Ακόμα, και κατά τη διάρκεια της επόμενης δεκαετίας, δοκιμάστηκε από επανεμφανίσεις του καρκίνου, και αναμφισβήτητα η ασθένεια προορίστηκε να γίνει ένα μεγάλο περιοριστικό γεγονός της ζωής του.

Στις αρχές του 1986 η NASA, της οποίας η διαστημική συσκευή Challenger κατά την απογείωσή της, καταστράφηκε με μια έκρηξη της μεγάλης δεξαμενής των καυσίμων, με συνέπεια να σκοτωθούν και τα επτά μέλη του πληρώματος. Μια επιτροπή του Κονγκρέσσου, συστάθηκε γρήγορα, για να ερευνήσει τα αίτια της καταστροφής και ένας από τους προηγούμενους σπουδαστές του Feynman που είχε μια θέση στην κυβέρνηση, όρισε τον Richard Feynman, ως μέλος της επιτροπής. Ο Richard, αφού είχε  πρώτα ερωτηθεί για να μπει σε μια τέτοια θέση, δεν μπορούσε να οπισθοχωρήσει από μια τέτοια βασική εργασία, αφού υπέφερε από το συνεχιζόμενο καρκίνο του. Ανακάλυψε ότι η NASA είχε τη τάση να αποθαρρύνει τους ανθρώπους της από την εποικοδομητική κριτική πάνω στα έγκυρα ζητήματα της ασφάλειας. Του ήταν όμως γνωστό πως θα το αντιμετωπίσει το θέμα, αφού τα ήξερε τα θέματα αυτά, από την ανάπτυξη της βόμβας τότε στο Los Alamos.

Υπήρχαν στοιχεία από τις προηγούμενες πτήσεις, πως κάποια λαστιχένια δακτυλίδια (Ο-ring), τσιμούχες, που σφράγιζαν τις διόδους της δεξαμενής  καυσίμων, πάθαιναν ζημιά κατά τις πτήσεις, ακόμα και μερικές φορές έφθαναν κοντά στην ολοκληρωτική καταστροφή τους. Φυσικά έφταιγε η κακή κατασκευή τους.

Κατάλαβε τελικά, ότι ότι οι ελαστικές ιδιότητες των δαχτυλιδιών, O-ring, στις χαμηλές θερμοκρασίες, καταστρέφονταν. Γιατί το πρωί της μοιραίας έναρξης της πτήσης, ο καιρός είχε φτάσει σε ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω τού μηδενός στην πραγματικότητα), τις χαμηλότερες θερμοκρασίες της ημέρας. Ο Richard σκέφτηκε ότι τα λαστιχένια δαχτυλίδια (τσιμούχες) πιθανόν να ήταν ανίκανα σε μια τέτοια θερμοκρασία να διασταλούν αρκετά γρήγορα με την έναρξη της πτήσης για να σφραγίσουν πλήρως τους συνδέσμους, και ίσως τότε να επίτρεψαν στα εξαιρετικά καυτά αέρια να διαρρεύσουν μέσα από τον σύνδεσμο και να καούν τα καύσιμα μέσα στη μεγάλη δεξαμενή,  που ήταν γεμάτη με το υγρό υδρογόνο, προκαλώντας κατά συνέπεια την τελική καταστρεπτική έκρηξη.

Για να εξετάσει το εύλογο της θεωρίας του, κατόρθωσε να αποκτήσει μια τσιμούχα γνήσια του o-ring, του ίδιου τύπου που χρησιμοποιήθηκε στις συνδέσεις των πυραύλων. Αφού βρήκε κατόπιν από ένα κοντινό κατάστημα έναν μικρό σφιγκτήρα (τανάλια), πήγε πίσω στο δωμάτιο του ξενοδοχείου του, συμπίεσε την τσιμούχα με τον σφιγκτήρα και την βύθισε έπειτα σε μίγμα νερού και πάγου για κάποιο χρόνο, κάνοντας την να βρεθεί έτσι σε θερμοκρασία 0 βαθμών C. Αφού την έβγαλε την τσιμούχα από το παγωμένο νερό είδε, όπως το ανέμεινε, το λάστιχο να παραμένει ακόμη συμπιεσμένο, για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αισθάνθηκε τώρα αρκετά σίγουρος για να παρουσιάσει αυτό το εύρημα του στην επιτροπή του Κονγκρέσσου. Αλλά νόμιζε ότι χρειαζόταν να κάνει αρκετό θόρυβο για να μην αγνοηθεί ή να θαφτεί αυτή η θεωρία του. Αποφάσισε δε ότι η καλύτερη θέση για να αποκαλύψει αυτό το θέμα, θα ήταν ζωντανά στην τηλεόραση (live) την επόμενη ημέρα, κατά τη διάρκεια της συνεδρίασης της επιτροπής.

Έτσι σύμφωνα με το σχέδιό του, πήρε το λαστιχένιο δείγμα και την τανάλια, στη συνεδρίαση και βεβαιώθηκε ότι θα υπήρχε εκεί μέσα ένα δοχείο με παγάκια. Σε μια κατάλληλη στιγμή προετοίμασε το δείγμα του στο παγωμένο νερό και έπειτα κατέδειξε στην επιτροπή την ανεπανόρθωτη συμπεριφορά του Ο-rings.

Η επίδειξη δεν ήταν μια καλή απόδειξη, δεδομένου ότι οι διάφοροι ανώτεροι υπάλληλοι είχαν υποστηρίξει ότι η αιτία της έκρηξης μπορεί να μην λυθεί ποτέ. Το απλό πείραμα του Feynman εμφάνισε όχι απλώς την πιθανή «μηχανική» αιτία του ατυχήματος, αλλά επειδή ο Feynmann ήταν ένας «ξένος» με την NASA και την εκτόξευση του διαστημικού οχήματος, έγινε πιστευτός. Ο καθένας ενδεχομένως να είχε εμφανίσει λαστιχένια δαχτυλίδια, και να ισχυριζόταν ότι είναι η αιτία της καταστροφής, αλλά μόνο ένας «ξένος» ήταν ελεύθερος να το κάνει πραγματικά έτσι. Στην επιτροπή του Κονγκρέσου, τα μέλη της επηρεάστηκαν πολύ από τον Feynman, για να εκδώσουν την απόδοση τους.

Όποιος γνώριζε τον Feynman προσωπικά, ήξερε ότι ήταν τόσο καλός αφηγητής ιστοριών όσο και καλός επιστήμονας. Για χρόνια συγκρατούσε τις καλύτερες από τις πολυάριθμες προσωπικές του ιστορίες. Όσο περνούσαν τα χρόνια απόκτησε και την επιστημονική γνώση και τη φρόνηση. Αγάπησε τους συνεργάτες του,  τους συντρόφους του, φυσικούς, αλλά η συνεχιζόμενη ανεπαρκής υγεία του τον έκανε να συλλάβει ότι μπορεί να πεθάνει πιο νωρίς από ότι πίστευε.

Αποφάσισε, με το στενό φίλο του Ralph, να βάλει τα καλύτερα ανέκδοτά του σε ένα βιβλίο. Για πρώτη φορά το βιβλίο, με τίτλο το «Σίγουρα αστειεύεστε, κ. Feynman«, δημοσιεύθηκε το 1985.

Το φθινόπωρο του 1987, οι γιατροί ανακάλυψαν ακόμα έναν καρκινικό όγκο, ο οποίος αντιμετωπίστηκε χειρουργικά, αλλά ο Richard έγινε εξαιρετικά αδύναμος. Τον Φεβρουάριο του 1988, οι γιατροί ανακάλυψαν μια περαιτέρω περιπλοκή υπό μορφή γαστροεντερικού έλκους. Και ο ένας νεφρός δεν λειτουργούσε καθόλου. Δεν ήθελε όμως να παρατείνει τη ζωή του, για λίγους μήνες, αφού ήξερε ότι ο θάνατος ήταν βέβαιος.

Έτσι ο Feynman, στις 15 Φεβρουαρίου του 1988, έκανε το τελευταίο βήμα του.

 

Related Posts:

Οι αεικίνητες μηχανές και ο αναστολέας του Feynman

 

Συγγραφέας : Δημήτριος Μιχαηλίδης

ΠΗΓΗ:http://physics4u.gr /

Τελευταία Ενημέρωση στις Τρίτη, 31 Οκτώβριος 2017 00:26  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1901

Ο Πιέρ Κιουρί μετρά τη ραδιενέργεια.

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΑΦΙΕΡΩΜΑ ΕΡΤ Συνεδρίο

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.

SPOT Τεχνικού Μουσείου

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.