费恩曼把他的一生，都献给了物理学的研究和教育事业。以下模仿朗道石碑，介绍他的一些主要成就。其中，括号里的年份为费恩曼正式在刊物上发表论文的时间。现按照费恩曼本人认可的重要性，将成果从高往低排序。

一、费恩曼物理学讲义(1965 年)

费恩曼认为他对物理学最重要的贡献不是量子电动力学，或超流理论，或极化子，或部分子，他的首要贡献是三卷《费恩曼物理学讲义》。它们已被译成10种不同的语言，并且还有四种双语版。

该书起因于20 世纪60 年代，美国大学物理教学改革试图解决的一个主要问题是：基础物理教学应尽可能反映近代物理的巨大成就。

这三卷讲义中对许多问题的处理，反映了费恩曼自己以及其他在前沿研究领域工作的物理学家所惯常采用的分析方法。费恩曼在前言中写道：“我讲授的主要目的，不是帮助你们应付考试，也不是帮助你们为工业和国防服务。

我最希望做到的是，让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学家观察它的方法。”全书是根据费恩曼课堂讲授的录音整理编辑而成，因而保留了费恩曼的生动活泼、引人入胜、论述精辟和富于启发的独特风格。

二、弱相互作用理论(1958 年)

费恩曼受李政道和杨振宁于1956 年发表的关于基本粒子弱相互作用宇称不守恒的工作启发，他与诺贝尔物理学奖获得者、被誉为夸克之父的盖尔曼(Murray Gell-Mann，1929— ) 合作，阐述了弱作用的“普适V -A 理论”

这里V 代表矢量，A 代表轴矢量。提出了“矢量流守恒”的假设，这里指的是，中子b 衰变的矢量耦合常数与m 子衰变矢量耦合常数相等。费恩曼对他的这一成果非常得意，觉得：“这是我第一次发现一条新的定律。”所以，本书把它列在第二位。

（图示：路径积分法在非线性随机动力中的应用）

三、路径积分(1948 年)

费恩曼在1947 年春天对他的博士论文进行了修改，使之成为一种普遍性的理论。这篇发表在1948 年《现代物理评论》上，题为《非相对论性量子力学的时间—— 空间方法》的总结性论文

第一次公开阐述他所创立的量子力学路径积分方法，即把从初始态到终末态的，所有在空间— 时间中的可能路径所贡献的振幅都叠加或者积分起来，以构成总振幅。

费恩曼实际上找到了建立量子力学的一种等价方法，即有别于海森伯(W.C. Heisenberg，1901—1976) 1925 年建立的“矩阵力学”和薛定谔(E.Schrdinger，1887—1961)1926 年建立的“波动力学”，可称为量子力学的第三种形式

（费恩曼图）

四、费恩曼图(1962 年)

费恩曼发展了一种图形技术，能够大大地简化微扰计算的分析，这就是被普遍运用的“费恩曼图”。在这个图中，用顺时针方向的线段代表电子的运动，用逆时针方向的线段代表正电子，即电子的反粒子的运动。

由于这是一种相对论性的理论，在图形中的每个节点的空时坐标，在计算中都要对整个空间时间积分。因此，在对由一个图形代表的那项的全部积分中，就包括了所有各个节点的时间先后次序各不相同的贡献。这种方法不仅适用于量子电动力学，即电子与光子相互作用的理论，也适用于介子理论的微扰计算。

五、部分子模型(1968 年)

早在20 世纪60 年代，费恩曼曾用直观图像描述高能强子之间的相互作用，认为其是通过强子内部的组成部分来完成的，他把这些组成部分称为部分子。

1968 年8 月，费恩曼来到美国著名的斯坦福直线加速器中心(Stanford Linear Accelerator Center，SLAC) 的实验小组，人们向他展示了电子与质子深度非弹性的反常结果，并告诉他用标度无关性作出的解释。

费恩曼把质子看成是部分子(类点粒子) 的复合体，把电子质子的深度非弹性散射看成是电子与部分子发生弹性散射。其实，费恩曼的部分子模型与盖尔曼的夸克模型有异曲同工之处，他们从不同角度用不同方法达到了相同结论。原来部分子和夸克是一回事。

六、超流问题(1957 年)

液态氦24He 在温度2:19K 以下，会发生完全无阻尼的流动，这种现象称为超流。费恩曼从1953 年到1957 年期间研究超流问题。他认为以往的理论不够完整，因此用路径积分和量子统计的方法从头计算。定性预言了在低温下，系统

会从常流体到超流体的相变。

七、量子引力理论(1962 年)

费恩曼从20 世纪60 年代致力于将广义相对论与量子论结合起来，他坚信引力波的存在。他的工作一方面用关于引力子的量子场论的方法重新给出了广义相对论里的基本方程

另一方面则是进一步对微扰计算中所涉及的某些关键圈图的发散性质进行讨论，对量子引力问题做了基础性的工作。特别是在1962年，费恩曼首次用路径积分处理了引力理论中的规范不变性。

八、辐射的相互作用理论(1945 年)

经典电磁场理论存在电子自能无限大的困难，费恩曼试图取消电磁场，但又要反映电磁作用的有限传播速度(光速)，即在时间上的“推迟”。

他使用一半推迟解，一半超前解，并且假定所有的作用源都被一种完全的吸收体环绕，辐射阻尼就可以看作是由吸收体的电荷以超前波形式对作用源的一种反作用。

从而，在费恩曼的这种电磁学理论中，既不出现电磁场，也不出现电荷对自身的作用。这一工作的主要部分，以费恩曼和惠勒联名的形式发表在1945 年的《现代物理评论》上。

九、“曼哈顿计划”(1945 年)

早在1942 年初，费恩曼与理论物理学家贝特(H. A. Bethe, 1906—2005)合作，在核武器的早期阶段，推导出适用于任何质量范围的爆炸效率公式，它一直延用到现在，被称为“贝特--费恩曼公式”。

十、多学科和社会贡献(1945—1986 年)

20 世纪50 年代，费恩曼也提出过超导电性的玻色气体模型。超导体的电子是费米子，服从量子统计中的费米--狄拉克统计。

另外，费恩曼对科学普及有着巨大的成就，他著有四本重要的学术著作：《量子电动力学》《量子力学与路径积分》《光子强子相互作用》《统计力学》；编写了《物理定律的本性》《爱开玩笑的科学家》《你在乎别人怎么想？》《费恩曼讲物理》《费恩曼讲相对论》等科普册子。

文：包景东

版权归原作者所有

图源：网络

编辑：张雪珠

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《物含妙理－－像费恩曼那样机智地教与学》

作者：包景东

清华大学出版社出版

内容简介

本书尝试剖析诺贝尔物理学奖获得者、被誉为“科学怪才、教育楷模”的费恩曼（R. P. Feynman）先生的多重性。回顾他的成长过程、历数他的十大贡献、总结他的教学风格。学着像他那样思考和处理问题，即重视相关性、类比性和思想实验。本书结合普通物理的有趣案例，设计了“追本溯源，道破天机；逻辑分析，想象助力；意料之外，情理之中；触类旁通，悟出真谛；他山之石，可以攻玉；学术争论，求实为先；思想之魂，启迪未来”等 10章。特别为《费恩曼物理学讲义（第 1卷）》配备了 100道问题及分析；还可通过扫描二维码获取相关内容的授课录像和扩展材料。 本书适合作为高校各专业本科生学习大学物理及通识课程的辅导用书，大中学物理教师改进教学方法的参考资料，也可作为广大读者了解科学美学的有益读本。

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