Das ganze Universum ist in einem Glas Wein

Leviathan Press:

Wenn es nicht gerade einen Bezug zur Branche hat, glaube ich, dass es den meisten Menschen wie mir geht und sie nach der Schule keine Berührungspunkte mehr mit dem Begriff „Physik“ haben. Doch der gegenwärtige Zustand und die Funktionsweise der Welt sind eng mit der Physik verbunden, und die Physik selbst besitzt eine unersetzliche Schönheit. Unter den vielen Meistern der Physik ist Feynmans Malstil immer einzigartig.

Sie haben vielleicht Anekdoten über einige geniale Wissenschaftler gehört, aber Feynman ist wahrscheinlich der produktivste von allen.

In seiner Freizeit lernte er malen und veranstaltete sogar eine Ausstellung, nachdem er genug gemalt hatte. Auf seiner Hochzeitsreise begann er, sich für das Studium der Maya-Schrift zu interessieren und erreichte ein Niveau, auf dem er die Echtheit antiker Manuskripte bestätigen konnte. Während eines Urlaubs in Brasilien begann Feynman, Bongos zu spielen und schloss sich mit seinen Schlagzeugkünsten, die „denen eines professionellen Musikers“ entsprachen, sogar einer Tanzgruppe an. Um Halluzinationen zu untersuchen, lag er wiederholt in einer Reizentzugskammer und hatte sogar eine außerkörperliche Erfahrung.

Doch ein solcher Lebenskünstler gilt als der einflussreichste theoretische Physiker nach Einstein und Bohr, und sein Beitrag zur Quantenfeldtheorie bildete die Grundlage für spätere Forschungen.

Mit Spielzeug zu spielen bedeutet nicht unbedingt, den Ehrgeiz zu verlieren, das Leben besteht aus Kämpfen.

Es ist eine Freude, etwas Altes aus einer neuen Perspektive zu sehen.

——Auch Feynman

Nach seinem Abschluss an der Princeton University in den 1930er Jahren wurde Feynman zum vertraulichen Manhattan-Projekt berufen und arbeitete in einem geheimen Labor in New Mexico daran, früher als die Deutschen eine Atombombe zu bauen. Unter den Wissenschaftlern, die ebenfalls eng am Manhattan-Projekt beteiligt waren, schien Feynman der „Enkel“ und der faulste unter den ernsthaften Leuten zu sein.

Während dieser Zeit entwickelte Feynman, der mit der Herstellung von Kugeln beschäftigt war, ein weiteres Interesse: das Knacken von Schlössern. Die Atombombentechnologie war damals die vertraulichste Angelegenheit der Welt, doch die dazugehörigen Dokumente wurden in gewöhnlichen Aktenschränken aufbewahrt. Dazu gehörten unter anderem Informationen zum Herstellungsprozess von Plutonium, zum Raffinationsprozess, zur benötigten Materialmenge, zur Neutronenproduktion, zum Aufbau der Atombombe und ihrem Funktionsprinzip …

Feynman war aufgeregt. Er schloss den Aktenschrank mehrmals auf, um das Team daran zu erinnern, auf die Sicherheit vertraulicher Dokumente zu achten. Zunächst demonstrierte er seinen Kollegen einfach persönlich, wie sie Dokumente aus dem hinteren Teil des Aktenschranks entnehmen konnten, ohne das Schloss zu öffnen. Später wurde für den Stützpunkt schließlich ein Safe mit Zahlenschloss angeschafft. Er brachte sich selbst eine Reihe von Fähigkeiten zum Schlösserknacken bei, studierte fleißig, widmete sich der akademischen Forschung und öffnete immer wieder Kombinationsschlösser mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden, was bei allen Mitgliedern der Basis außer sich selbst eine große spirituelle Verschmutzung verursachte.

Ich fürchte, Feynman hat alle Bambussprossen in New Mexico weggenommen.

Einmal öffnete Feynman drei Tresore mit wichtigen Dokumenten gleichzeitig und hinterließ drei Notizen darin: „Ausgeliehene Akte Nummer LA4312, hinterlassen vom Schlossknacker-Experten Feynman“, „Dieser Schrank ist nicht schwer zu öffnen, er wurde von einem schlauen Kerl hinterlassen“ und „Die Passwörter sind alle gleich, jeder Schrank ist nicht schwer zu öffnen, er wurde von derselben Person hinterlassen“.

Als sein armer Kollege De Hoffman dies entdeckte, war das Erste, was er sah, die letzte Note. Es heißt, er sei so verängstigt gewesen, dass er „am ganzen Leib zitterte und blass wurde“, bis Feynman ihn heimlich anwies, die anderen beiden Schränke zu „überprüfen“. Nachdem er die erste Notiz gesehen hatte, wurde ihm klar, dass es sich lediglich um einen Streich von Feynman handelte.

De Hoffman war jedoch nicht wütend. Stattdessen drehte er sich um, holte Feynman ein, der versuchte, leise zu fliehen, und umarmte ihn fest. Denn ohne Feynmans Streich würden diese Dokumente immer noch nahezu ungesichert im Safe darauf warten, gestohlen zu werden.

Ich wurde in Unwissenheit geboren und habe sehr wenig Zeit, verschiedene Umstände der Unwissenheit zu ändern.

——Noch einmal Feynman

Für seine Beiträge zur Quantenelektrodynamik erhielt Feynman 1965 gemeinsam mit zwei anderen Physikern den Nobelpreis für Physik. Allerdings äußerte Feynman auch seine starke Unzufriedenheit mit der Auszeichnung.

Diese Unzufriedenheit begann, sobald ich erfuhr, dass ich den Preis gewonnen hatte. Jemand vom Organisationskomitee rief Feynman um vier Uhr morgens an: „Professor Feynman? Ich denke, Sie werden sehr glücklich sein zu erfahren, dass Sie den Nobelpreis gewonnen haben.“

„Ja, aber ich schlafe!“

auflegen. Das Telefon klingelte erneut: „Professor Feynman, haben Sie gehört…?“

"haben……"

Hätte ihn der Reporter des Time-Magazins nicht darauf hingewiesen, dass „die Ablehnung des Preises mehr Ärger verursachen würde, als ihn gehorsam anzunehmen“, schien Feynman diese höchste Auszeichnung der Wissenschaft tatsächlich abgelehnt zu haben. In seiner Dankesrede sagte er: „Die Freude an der wissenschaftlichen Entdeckung und die Tatsache, dass andere meine Forschungsergebnisse nutzen können, sind für mich bereits der Lohn.“

Doch bevor er die Auszeichnung entgegennehmen konnte, geriet Feynman erneut in Schwierigkeiten. Damals hörte er, dass der Preisträger nach der Preisverleihung auf der Bühne dem schwedischen König gegenübertreten und zu seinem Platz zurückkehren müsse. Und sein Gedanke war: „Schau, wie ich sie repariere.“ Also begann Feynman, Rückwärtssprünge und Froschrufe zu üben, in der Hoffnung, bei der Preisverleihung durch Springen und Rufen zu seinem Platz zurückzukehren und eine gute „Vorstellung“ abzuliefern.

Leider bekam Feynman am Ende nicht, was er wollte – das Personal sagte ihm, er könne einfach umdrehen und zu seinem Platz zurückgehen. Die Implikation ist wahrscheinlich: Professor, lassen Sie uns bitte gehen.

Der erste Grundsatz lautet, dass Sie sich selbst nichts vormachen können, denn Sie selbst sind die Person, die am leichtesten zu täuschen ist.

——Ja, es ist immer noch Feynman

In den frühen 1960er Jahren wurde Feynman mit der Reform des Physiklehrplans am Caltech beauftragt. Der damalige Bildungsausschuss war der Ansicht, dass der ursprüngliche Lehrplan einige neue wissenschaftliche Forschungsergebnisse nicht berücksichtigte und die Schülerschaft daher stark einschränkte. Daher wurde beschlossen, den ersten Physikkurs für Studenten neu zu gestalten, um das Interesse der Studenten an der Physik zu wecken.

Feynman nahm die Aufgabe gerne an und arbeitete drei Jahre daran. Drei Jahre später wurden auch seine improvisierten Vorlesungen über Physik aufgezeichnet und später in einem Buch mit dem Titel „Feynman Lectures on Physics“ zusammengestellt.

Obwohl die „Lecture Notes“ nicht als orthodoxes Lehrbuch übernommen wurden, sind sie aufgrund ihrer leicht verständlichen Sprache und anschaulichen Beschreibungen zu einem klassischen populärwissenschaftlichen Buch über Physik geworden. In einer Rezension aus dem Jahr 2013 beschrieb das Magazin Nature das Buch als „prägnant, schön, einheitlich … voller Leidenschaft und Erkenntnisse“, während ein Rezensent von Scientific American es als „einen äußerst nährenden, köstlich aromatischen Ratgeber für Lehrer und talentierte Schüler gleichermaßen, den ersten seiner Art seit 25 Jahren“ bezeichnete.

Feynman mochte keine Lehrmethoden wie das Auswendiglernen, bei denen die Form mehr im Vordergrund stand als der Kern. Er war davon überzeugt, dass klares Denken und ebenso klarer Ausdruck wesentliche Eigenschaften für seine Lehrtätigkeit seien. Er kritisierte das California State Board of Education für die Verwendung von Sonderzeichen in seinen Mathematiklehrbüchern und sagte, diese seien „zu speziell“ und würden nirgendwo sonst vorkommen:

„Ich glaube nicht, dass es notwendig oder notwendig ist, dieses Thema in der Schule zu lehren. Es ist weder eine effektive Art, es zu vermitteln, noch ist es ein überzeugender Ansatz. Es erhebt den Anspruch, präzise zu sein, aber was ist der Zweck dieser Präzision?“

Obwohl man sich allgemein darüber einig ist, dass Feynmans wertvollster Beitrag zur Wissenschaft auf dem Gebiet der Quantenelektrodynamik lag, sind die Vorlesungen sein meistgelesenes Werk. Er hoffte, dass die Vorlesungsnotizen „das Interesse der begeisterten und intelligenten Studenten wecken würden, die direkt nach der High School ans Caltech kamen.“

Es gibt auch ein interessantes Gerücht zu den Vorlesungsnotizen. Es heißt, dass Feynman ursprünglich als Buchumschlag das Bild eines mit feinem Pulver bestreuten Trommelfells haben wollte, auf dem einige mathematische Grafiken eingezeichnet waren, um das Konzept der Schwingung auszudrücken. Der Verleger war jedoch der Meinung, dass ein solches Bild die Leute leicht an Rockmusik und sogar Drogen erinnern würde, und so wurde das Cover schließlich in reines Rot geändert – im Vorwort war jedoch immer noch ein Foto von Feynman beim Schlagzeugspielen zu sehen – der Verleger dachte wahrscheinlich, dass der Professor lediglich ein Foto von sich selbst beim Schlagzeugspielen im Buch haben wollte.

Für mich, der ich französisch erzogen wurde und blinden Respekt vor Formalitäten habe, waren Feynmans Vorlesungen über Physik der Wendepunkt. Für meine Generation fühlte sich die Botschaft seines Buches, seine kritische Auseinandersetzung und seine explosive Kraft wie eine Pilgerreise an.

– Nicht Feynman, sondern der französische Physiker Pierre-Gilles de Gennes

Bis zu einem gewissen Grad sind die „Lecture Notes“ der beste Beweis dafür, dass sich Feynmans Gehirnschaltkreise von denen gewöhnlicher Menschen unterscheiden. Viele der Ideen und Problemlösungsmethoden, die er darin lehrte, sind in anderen Lehrbüchern selten zu finden. Hier ist nur ein Beispiel.

Wenn wir einen Stein horizontal nach außen werfen, ist die Geschwindigkeit des Steins relativ gering, wenn die eingesetzte Kraft relativ gering ist, und der Landepunkt liegt näher bei uns. aber wenn die eingesetzte Kraft groß ist, wird auch die Geschwindigkeit groß sein und der Landepunkt weiter entfernt sein - dann wird der Stein, wenn die eingesetzte Kraft groß genug und die Geschwindigkeit hoch genug ist (und der Luftwiderstand nicht berücksichtigt wird), nicht mehr zu Boden fallen, sondern um die Erde kreisen und zu einem erdnahen Satelliten werden.

Diese Geschwindigkeit, die es einem Objekt ermöglicht, in Reichweite der Erde zu bleiben, ist die erste kosmische Geschwindigkeit, die im Physikunterricht der High School erwähnt wird.

Vielleicht erinnern Sie sich noch (nehmen Sie einfach an, Sie erinnern sich wirklich), dass die erste kosmische Geschwindigkeit im Physiklehrbuch der Mittelstufe mit der Gleichung „Schwerkraft = Zentripetalkraft“ berechnet wird, d. h.:

mg = mv ^ 2 / R

Die linke Seite der Gleichung stellt die Schwerkraft dar und die rechte Seite ist die Zentripetalkraft, die das Objekt in eine Kreisbewegung versetzt. Wenn diese beiden Kräfte im Gleichgewicht sind, dreht sich das Objekt um die Erde. Wir können weiter folgern:

v = √gR

Es handelt sich zwar um eine sehr einfache Formel, doch erfordert sie vom Rechner ein gewisses Verständnis für die Wirkung von Kraft. Auch wenn die Hemmschwelle niedrig ist, existiert sie.

Feynman schlug in seinen Vorlesungsunterlagen jedoch eine völlig andere Berechnungsmethode vor, die ausschließlich auf geometrischen Eigenschaften basierte und keine Berücksichtigung des Gleichgewichts zwischen Schwerkraft und Zentripetalkraft erforderte.

Feynman glaubte, dass wir uns Objekte, die die Erde umkreisen, nicht als „nicht fallend“ vorstellen müssen – sie werden fallen, aber da die Erde rund ist, wird es, solange sie entsprechend der Krümmung der Erdoberfläche fallen können, so aussehen, als würden sie „unaufhörlich fallen, aber nie den Boden berühren“.

Daher können wir die Bewegung dieses Objekts, das niemals fällt, in zwei Richtungen zerlegen: horizontal bewegt es sich über eine Distanz von vt; vertikal bewegt es sich 1/2g (t^2):

Wie finden wir also die Beziehung zwischen diesen beiden Bewegungen und der Erde? Feynman verwendete den Satz der sich schneidenden Sehnen in der Kreisgeometrie. Dieser besagt, dass, wenn zwei Sehnen durch einen Punkt innerhalb eines Kreises gezogen werden, die Produkte der beiden Liniensegmente, geteilt durch jede Sehne an diesem Punkt, gleich sind. Hier ist es AO*BO=CO*DO:

In:

AO=BO=vt;

CO = 1/2 g (t^2);

Da diese Bewegung auf der Erdoberfläche stattfindet,

Daher ist DO ungefähr gleich 2R (R ist der Radius der Erde).

Es gibt also eine Formel:

(vt)^2=1/2g(t^2)2R

v = √gR

Obwohl sich das Kräftegleichgewicht in Bewegung mit der Lösungsmethode aus dem Physikunterricht besser ausdrücken lässt, kann mit Feynmans Methode auch jemand, der keine Kenntnisse über Kräfte hat, zum gleichen Ergebnis gelangen.

Lassen Sie mich Ihnen ein weiteres Beispiel geben. Möchte man in der Physik das elektromagnetische Feld berechnen, das von einer bewegten Punktladung erzeugt wird, greifen die meisten Lehrbücher direkt auf die Maxwell-Gleichungen zurück – ein Rechenvorgang, der mathematisch alles andere als einfach ist.

Feynman ging jedoch von der Formel der elektrischen Ladung und des von ihr erzeugten Feldes aus, vereinfachte zwei unwichtige Interferenzterme, die den Rechenaufwand erhöhen würden, und kam so zu einer einfachen und effektiven Berechnungsmethode. Das Ergebnis ist dasselbe wie das durch die Maxwell-Gleichungen erhaltene, jedoch werden komplexe mathematische Operationen vermieden.

In den „Lecture Notes“ können wir oft sehen, wie Feynman eine einfache und leicht verständliche Sprache verwendet, um verwirrende physikalische Konzepte zu erklären, und wie er äußerst grundlegendes Wissen nutzt, um komplexe physikalische Probleme zu lösen. Jemand sagte einmal zu ihm: „Was Sie in den letzten zwei Jahren für die Physik getan haben, ist viel wichtiger als jede andere Forschung, die Sie im gleichen Zeitraum durchgeführt haben.“

Feynman hielt dies zunächst für Unsinn, stimmte dieser Ansicht jedoch viele Jahre später so sehr zu, dass er später sogar glaubte, sein größter Beitrag zur Physik sei nicht die Quantenelektrodynamik, die Theorie der Suprafluidität usw., sondern die „Lecture Notes“.

Am 15. Februar 1988 starb Feynman in Kalifornien an einem seltenen Liposarkom, nur zwei Wochen nachdem er seine letzte Vorlesung gehalten hatte. Studenten hängten am elfstöckigen Bibliotheksgebäude des Caltech ein Banner mit der Aufschrift: „Wir lieben dich, Dick.“

Feynmans Amtszeit am Caltech dauerte 38 Jahre. In seiner letzten Tafelnotiz schrieb Feynman diese beiden Sätze an seine Studenten:

Was ich nicht erschaffen kann, verstehe ich nicht. Wissen, wie man jedes Problem löst, das gelöst wurde.
Was ich nicht erschaffen kann, kann ich nicht verstehen.
Für jedes gelöste Problem ist bekannt, wie es gelöst wurde.

Text/noow

Korrekturlesen/Rabbits leichte Schritte

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Quelle: Leviathan