ریچارد فاینمن فیزیک دان استثنایی قرن بیستم

ریچارد فاینمن نماد فیزیک آخرین دهه‌های قرن بیستم شده و اولین امریکایی‌ای‌ است که به این جایگاه رسیده است. فاینمن در سال 1918 در نیویورک به دنیا آمد...

ریچارد فاینمن فیزیک دان استثنایی قرن بیستم

ريچارد فاينمن نماد فيزيک آخرين دهه‌هاي قرن بيستم شده و اولين امريکايي‌اي‌ است که به اين جايگاه رسيده است. فاينمن  در سال 1918 در نيويورک به دنيا آمد و در ساحل شرقي آمريکا تحصيل کرد و اين خيلي ديرتر از آن بود که بتواند در عصر طلايي فيزيک- سه دهه‌ي اول قرن بيستم که در آن جهانبيني بشر با دو نظريه‌ي انقلابي نسبيت و مکانيک کوانتومي به کلي دگرگون شد- شرکت داشته باشد. اين تحولات بنيادي پايه‌هاي بنايي بود که امروز به آن فيزيک مدرن مي‌گوييم. فاينمن بر اين پايه‌ها قدم گذاشت و به ساختن طبقه‌ي همکف عمارات اين فيزيک جديد کمک کرد. تقريباً در همه‌ي زمينه‌هاي فيزيک جديد کارهايي کرد و اين کارها تأثير عميق و ماندگاري بر تلقي فيزيکدانها از عالم فيزيکي داشته‌اند.

 

فاينمن فيزيکدان نظري درجه‌ي يکي بود. نيوتون به درجات مساوي، هم نظريه‌پردازي کرده بود و هم آزمايشگري. اينيشتين  به تمام معني از آزمايش بيزار بود و تفکر ناب را ترجيح مي‌داد. فاينمن به فراهم آوردن درک نظري عميق از طبيعت کشيده شد، ولي هميشه به دنياي واقعي و غالباً ناخوشايند نتايج تجربي نزديک ماند. هر کسي که فاينمن سالخورده را موقع فرو بردن حلقه‌ي لاستيکي در ليوان آب يخ براي توضيح علت فاجعه‌ي يک انفجار شاتل فضايي در تلويزيون ديده باشد نمي‌تواند ترديد کند که هم با يک نمايشگر قهار و هم با يک متفکر بسيار اهل عمل مواجه بوده است. فاينمن در ابتداي کار به‌خاطر تحقيقاتش در نظريه‌ي ذرات ريز اتمي، به‌خصوص درباره‌ي موضوعي به نام الکتروديناميک کونتومي (QED)  شهرتي به هم زد. در واقع نظريه‌ي کوانتومي با همين موضوع شروع شده است. در سال 1900، ماکس پلانک فيزيکدان آلماني اين فرض را مطرح کرد که نور و ديگر تابش‌هاي الکترومغناطيسي، که پيش از آن موج در نظر گرفته مي‌شدند، در برهم کنش با ماده به نحو غريبي مثل بسته‌ها يا «کوانتوم»هاي انرژي رفتار مي‌کنند. اسم اين ذره‌ها يا کوانتوم‌هاي خاص را فوتون گذاشتند. تا اوايل دهه‌ي 1930 معماران مکانيک کوانتومي جديد، به يک فرمول‌بندي رياضياتي براي توصيف گسيل و جذب فوتون‌ها توسط ذرات بارداري مثل الکترون ها رسيده بودند. اما روشن بود که اين فرمول بندي اوليه الکتروديناميک کوانتومي، علي‌رغم موفقيت‌هاي محدودش نقص‌هايي دارد. محاسبات اين نظريه براي وضعيت‌هاي مشخص فيزيکي، در بسياري موارد منجر به جواب‌هاي ناسازگار و حتي نامتناهي مي‌شد. فاينمن جوان در اواخر دهه‌ي 1940 توجه خود را معطوف به مسئله‌ي تدوين يک نظريه‌ي منسجم براي QED کرد.

مستحکم کردن پايه‌هاي QED مستلزم آن بود که اين نظريه نه تنها با اصول مکانيک کوانتومي بلکه با اصول نسبيت خاص هم سازگار شود. اين دو نظريه هر کدام سازوکار رياضياتي متمايز مخصوص به خودشان را دارند. دستگاه‌هاي معادلات پيچيده‌اي که در واقع مي‌شود آن‌ها را براي رسيدن به توصيف رضايت‌بخشي از QED باهم تلفيق و سازگار کرد. انجام دادن اين کار وظيفه‌ي بسيار شاقي بود و نياز به مهارت‌ رياضي بسيار زيادي داشت. فيزيک‌دانهاي معاصر فاينمن همين کار را در پيش گرفتند اما خود او مسير کاملاً متفاوتي انتخاب کرد- در واقع چنان متفاوت که مي‌توانست کم و بيش جواب‌ها را بدون هيچ استفاده‌اي از رياضيات به‌دست بياورد. فاينمن، براي کمک به اين دريافت شهودي خارق‌العاده‌اش،‌ مجموعه نمودارهاي ساده‌اي که بعداً به نام خود او معروف شدند ابداع کرد.

 

نمودارهاي فاينمن روش نمادين ولي بسيار قدرتمندي براي تصوير کردن اوضاع در موقع برهم‌کنش الکترون‌ها،‌ فوتون‌ها در محاسبات يک کار عادي است، اما در اوايل دهه‌ي 1950 کاربرد اين نمودارها انحراف شگفتي از روش‌هاي مرسوم مطالعه‌ي فيزيک نظري تلقي مي‌شد.

مسئله‌ي خاص بنا کردن نظريه‌ي منسجمي براي الکتروديناميک کوانتومي، اگرچه نقطه‌ي عطفي در سير تحول فيزيک به حساب مي‌آمد تازه، شروع کار بود. اين نظريه مي‌بايست معرف سبک متفاوت فاينمن مي‌شد، سبکي که مقدر بود زنجيره‌اي از نتايج مهم در گستره‌ي وسيعي از موضوعات علوم طبيعي به بار بياورد. «معجوني از حرمت و جسارت در برابر عقل سليم» شايد بهترين توصيفِ سبک فاينمن باشد.

فيزيک يک علم دقيق است و مجموعه‌ي دانش موجود را علي‌رغم کاستي‌هايش نمي‌شود به اين راحتي ناديده گرفت. فاينمن وقتي خيلي جوان بود درک عميقي از اصول پذيرفته شده‌ي فيزيک پيدا کرد و مصمم شد فعاليتش را صرف مسائل متعارف کند. او از آن نوع نابغه‌هاي نبود که در انزوا و فارغ از انضباط محنت بکشد تا به هر جان کندني به کشف کاملاً جديدي نايل شود. استعدادش در اين بود که به طريق نامتعارفي که خاص خودش بود، ‌به موضوعات اساساً متعارف و رايج بپردازد. اين به معني اجتناب از صورت‌بندي موجود و پروردن رهيافت بسيار شميّ خودش بود. بيش‌تر فيزيکدان‌هاي نظري متکي به محاسبات دقيق رياضي‌اند تا در ورود به قلمروهاي ناآشنا راهنما و عصاي دستشان باشد، اما نگرش فاينمن خودباورانه بود. انگار که مي‌تواند طبيعت را مثل کتابي بخواند و صرفاً آن‌چه را دستگيرش شده است، بي‌هيچ تحليل ملال‌آوري، گزارش کند.

فاينمن با دنبال کردن علائقش به اين شيوه، در واقع بيزاري‌اش از فرمول‌بندي دقيق رياضي را به نحو مناسبي نمايش مي‌داد. توصيف کردن عمق نبوغي که براي چنين رفتاري لازم است کار مشکلي است. فيزيک نظري يکي از دشوارترين فعاليت‌هاي فکري است. ترکيبي از مفاهيم انتزاعي تجسم‌گريز و نهايت پيچيدگي رياضياتي، بيش‌تر فيزيکدان‌ها فقط از طريق به کار گرفتن سطح اعلاي انضباط ذهني است که مي‌توانند پيشرفت کنند. اما فاينمن ظاهراً اين ضوابط دشوار حرفه‌اش را ناديده مي‌گرفت و به نتايج تازه مي‌رسيد،‌ انگار که ميوه‌ي رسيده و آماده‌اي را از درخت دانش بچيند.

سبک فاينمن تا حدود زيادي مرهون شخصيت اوست. در زندگي حرفه‌اي و هم در زندگي شخصي‌اش به‌نظر مي‌رسيد تلقي‌اش از جهان يک بازي بسيار مفرح و سرگرم کننده است. عالم فيزيکي برايش مجموعه‌ي مسحورکننده‌اي از معماها و چالش‌ها بود و محيط زندگي اجتماعي‌اش هم همين‌طور. در تمام عمر اهل مسخره‌بازي بود و نهادهاي قدرت و اقتدار دانشگاهي را به همان نوعي تحقير مي‌کرد که فرمول‌هاي کسالت‌آور رياضي را. هرگز آدم‌هاي احمق را تحمل نمي‌کرد و مقررات را، ‌هر وقت که احساس مي‌کرد، من‌درآوردي و بيهوده‌اند، زير پا مي‌گذاشت. نوشته‌هاي شخصي‌اش شامل حکايت‌هاي جالب و خنده‌دار است. فاينمني که از تشکيلات امنيتي پروژه‌ي بمب اتمي در زمان جنگ ناقلاتر است. فاينمني که گاوصندوق‌هاي رمزدار مي‌گشايد ‌با مسئولان جايزه‌ي نوبلي هم که به خاطر تحقيقاتش درباره‌ي QED گرفت، شبيه همين رفتار «همين است که هست، مي‌خواهي بخواه،‌ نمي‌خواهي، ‌نخواه» را کرده بود.

 

فاينمن پابه‌پاي بيزاري‌اش از تکلف و تشريفات،‌ دلبستگي غريبي به چيزهاي عجيب و اسرارآميز داشت. بسياري مردمان، دل‌مشغولي او درباره‌ي کشور «قرن‌ها پيش گمشده‌ي» تووا در آسياي ميانه را، ‌که کمي پيش از مرگ فاينمن مستند زيبايي راجع به آن ساخته شد، به ياد خواهند داشت. نواختن طبلک بانگو،‌ نقاشي، سرکشيدن به کلوب‌هاي شبانه و رمزگشايي کتيبه‌هاي اقوام مايا، دلبستگي‌هاي ديگرش بودند.

خود فاينمن براي پروراندن شخصيت متمايزش خيلي کارها کرد. ميلي به نوشتن نداشت ولي در محاوره بسيار حراف بود و خيلي دوست داشت از ايده‌ها و ماجراجويي‌هايش داستان‌هايي بگويد. مجموعه‌ي اين حکايت‌هاي جالب، که طي سال‌ها انباشته شده بود، به رمز و رازهايش افزود و در زمان حياتش از او يک اسطوره‌ي مثال‌زدني ساخت. رفتار جذابش او را شخصيتي بسيار محبوب دانشجويان کرده بود، به‌خصوص دانشجويان جوان‌تر که بسياري از آن‌ها چون بتي ستايش‌اش مي‌کردند. وقتي فاينمن در سال 1988 در اثر سرطان از دنيا رفت، دانشجويان کلتک- که محل اشتغال فاينمن در بيش‌تر سال‌هاي خدمتش بود- بيرقي با اين پيام ساده برافراشتند: «خيلي دوستت داريم ديک».

رويکرد «بي‌خيالِ» فاينمن به زندگي به‌طور عام و به فيزيک به‌طور خاص بود که از او چنين ارتباط‌گر اعلايي ساخت. او چندان فرصتي براي تدريس رسمي يا حتي راهنمايي دانشجويان دوره‌ي دکتري نداشت. با وجود اين، وقتي مناسب مي‌ديد مي‌توانست ماهرانه سخنراني کند-با حضور ذهني درخشان،‌ بصيرتي عميق و با همان تهوري که در پژوهش‌هايش به کار مي‌گرفت.

دراوايل دهه‌ي 1960، فاينمن ترغيب شد که يک دوره دروس فيزيک مقدماتي به دانشجويان سال‌هاي اول و دوم کلتک تدريس کند. او اين کار را با مهارتي که خاص خودش بود و با مخلوط بي‌نظيري از «خودمانيت» شور، و شوق، و طنزي استثنايي انجام داد. خوشبختانه، اين درس‌هاي بسيار ارزشمند به صورت کتاب براي آيندگان محفوظ ماند.

درس‌هاي فيزيک فاينمن، با آن‌که از لحاظ سبک و ارائه‌ي مطالب با کتاب‌هاي درسي متعارف‌تر خيلي فرق مي‌کرد،‌ موفقيت بزرگي بود و مي‌توانست محرک و الهام‌بخش نسلي از دانشجويان در سراسر جهان باشد. بعد از سي سالي که از انتشار اين درس‌ها به‌صورت يک دوره‌ي سه جلدي مي‌گذرد،‌ هيچ‌چيزي از شور و حال و شفافيت آن‌ها کم نشده است.

کتاب شش قطعه‌ي آسان مستقيماً از درس‌هاي فيزيک فاينمن گرفته شده و شامل چند تا از فصل‌هاي آغازي و غير فني اين کتاب ماندگار است. هدف اين مجموعه القاي حسي اساسي از سبک و سياق فاينمن در مقام آموزگار به عامه‌ي خوانندگان است. در هر حال کتاب دلچسبي است که هم به‌عنوان کتاب مقدماتي فيزيک براي غير علم‌پيشگان قابل استفاده است و هم به عنوان کتابي در معرفي خود فاينمن.

 

تأثيرگذارترين نکته در مورد مطالب استادانه و دقيق فاينمن توانايي او در پروراندن نظريه‌هاي وسيع و دامنه‌دار فيزيکي با استفاده از کم‌ترين مفاهيم اوليه و حداقل رياضيات و اصطلاحات فني است. فاينمن بلد بود که چگونه شباهت درست يا نمايش روزمره‌ي پديده‌اي را پيدا کند و جوهره‌ي يک اصل پيچيده را از آن بيرون بکشد بي‌آن‌که با جزئيات فرعي و بي‌ربط موجب ابهام آن شود.

 

نامحتمل است که دنيا، ريچارد فاينمن ديگري را ببيند. او واقعاً فرزند زمانه‌ي خودش بود. سبک فاينمن، ‌براي موضوعي که در جريان تثبيت يک انقلاب و کاوش دامنه‌دار پيامدهاي آن بود بسيار مفيد واقع شد. فيزيک پس از جنگ بر پايه‌هاي محکم استوار بود و ساختار نظري جا افتاده داشت،‌ اما هر نوع کاوش کنجکاوانه‌اي را هم مجال مي‌داد. فاينمن واردِ «سرزمين عجايبي» از مفاهيم مجرد شد و علامت شخصي انديشه‌اش را بر خيلي از آن‌ها باقي گذاشت. اين کتاب فراهم‌کننده‌ي فرصت يگانه‌اي براي نگاهي به ذهن يک انسان استثنايي است.

منبع :

مطالب مرتبط

سید رضا رضوی
ارسال شده توسط : سید رضا رضوی
Menu