Richard Phillips Feynman

RICHARD PHILLIPS FEYNMAN war einer der bedeutendste Physiker seiner Generation und Mitbegründer der Quantenelektrodynamik (QED), für deren Formulierung er 1965 gemeinsam mit J. SCHWINGER und S. I. TOMONAGA den Nobelpreis für Physik erhielt.
FEYNMAN überzeugte jedoch nicht nur durch seine herausragenden Arbeiten im Bereich der Forschung, sondern übertraf auch in der Lehre seine Kollegen bei Weitem. Legendär sind seine „FEYNMAN-Lectures“, die 1963 zum ersten Mal veröffentlicht wurden. Es handelt sich dabei um Aufzeichnungen der zu Beginn der 60er Jahre von FEYNMAN am CalTech (California Institute of Technology) gehaltenen Anfängervorlesungen. Diese werden auch heute noch in unveränderter Form gedruckt und viel genutzt.

Kindheit und Jugend

RICHARD P. FEYNMAN wurde am 11.05.1918 in Far Rockaway (Queens) geboren. Bereits als seine Mutter LUCILLE schwanger war, sagte der Vater MELVILLE FEYNMAN: „Wenn es ein Junge wird, dann wird es ein Wissenschaftler.“
Dass er damit Recht behalten sollte, wurde nicht zuletzt zu einem großen Anteil von ihm selbst beeinflusst. Schon im frühen Kindesalter wurde der kleine „Ritty“ von seinem Vater angespornt wissenschaftlich zu denken. So kaufte dieser beispielsweise die Encyclopaedia Britannica, las seinem Sohn daraus vor und nahm ihn mit ins American Museum of Natural History.

Als FEYNMAN die High-School besuchte, nahm seine Faszination für die Mathematik wie Physik ständig zu und er arbeitete sich selbständig außerhalb des Schulunterrichts in die Welt der Naturwissenschaft vor. So lernte er z.B. bereits mit 11 Jahren die Trigonometrie und arbeitete sich noch auf der High-School in die Relativitätstheorie ein. Obwohl ihn der Schulunterricht meist langweilte, schloss er im Sommer 1935 fast alle Fächer mit Auszeichnung ab.

Studium am MIT und die ersten Arbeiten (1935-1939)

Da dem 17 Jahre alten FEYNMAN die Zulassung von der Columbia-Universität verweigert wurde, entschloss er sich für ein Physik- und Mathematikstudium am Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Neben den Pflichtveranstaltungen, dazu zählten auch Englisch- und Philosophiekurse, besuchte RICHARD während seiner Studienzeit auch Seminare aus reinem Interesse, auch dann, wenn diese ihm nicht angerechnet wurden. Eine dieser Veranstaltungen wurde von MANUEL VALLARTA betreut, dessen Arbeit sich mit der kosmischen Strahlung beschäftigte. Sie besteht aus energiereichen Teilchen, welche gleichmäßig aus allen Richtungen auf die Erde treffen. Die Tatsache, dass diese Strahlung gleichmäßig aus allen Richtungen kommt (man sagt, sie ist isotrop), obwohl die Sterne unserer Galaxis keineswegs isotrop verteilt sind, war ein offenes Problem, mit dem sich VALLARTA beschäftigte. Auch wenn die kosmische Strahlung gleichmäßig aus allen Richtungen auf die Milchstraße treffen würde, so wird sie an den Sternen gestreut und kann, aufgrund deren ungleichmäßigen Anordnung, nicht isotrop die Erde erreichen, so die Überlegung VALLARTAS. FEYNMAN konnte noch im Jahr 1939 beweisen, dass der beschriebene Streueffekt minimal ist, die kosmische Strahlung daher, sofern sie isotrop auf die Milchstraße trifft, gleichmäßig aus allen Richtungen die Erde erreicht. Noch im März 1939 wurde der Beweis veröffentlicht.

Das Thema der wissenschaftlichen Prüfungsarbeit wurde von JOHN SLATER gestellt. FEYNMAN sollte erforschen, weshalb sich Quarze beim Erwärmen viel weniger ausdehnen als beispielsweise Metalle. Die fertige Arbeit, sie umfasste nicht mehr als 30 Seiten und trägt den Titel „Kräfte und Spannungen in Molekülen“ wurde noch im gleichen Jahr in der Zeitschrift Physical Review (eine der angesehensten Physikzeitschriften) publiziert. Die in seiner Prüfungsarbeit hergeleitete Gleichung zur Beschreibung der Kraft, die auf einen Atomkern wirkt, wurde zeitgleich von einem weiteren Wissenschaftler entdeckt und wird seitdem als FEYNMAN-HELLMAN-Theorem bezeichnet; ein außerordentlicher Erfolg für eine wissenschaftliche Prüfungsarbeit.

Promotion in Princeton (1939-1942)

Eigentlich wollte RICHARD P. FEYNMAN am MIT promovieren, doch als er Prof. SLATER seine Absichten unterbreitete, riet ihm dieser, er solle lieber eine andere Hochschule besuchen, um die Welt kennen zu lernen. FEYNMAN entschied sich für Princeton, wo er Forschungsassistent von JOHN A. WHEELER wurde. Inhalt seiner Doktorarbeit war die Formulierung einer neuen Version der Quantentheorie , die ohne den Feldbegriff auskommen und lediglich auf der Fernwirkung beruhen sollte.

Im Frühjahr 1941 hielt der Doktorand den ersten Vortrag über seine Arbeit; es war sein erster Fachvortrag überhaupt. Was zusätzlich zu einer hohen Nervosität beitrug war die Tatsache, dass zu seinen Zuhörern nicht nur Kommilitonen des Fachbereichs gehörten, sondern auch einige der herausragendsten Wissenschaftler des zwanzigsten Jahrhunderts. Dazu zählten z. B. HENRY NORRIS RUSSELL (Astronom), JOHN von NEUMANN (Mathematiker), WOLFGANG PAULI (Mitbegründer der Quantenmechanik) und nicht zuletzt ALBERT EINSTEIN (Begründer der Relativitätstheorie).
FEYNMANS Theorie war umstritten, doch die Tatsache, dass ALBERT EINSTEIN sie nicht kurzerhand ablehnte, wertete der junge Physiker als einen ersten Erfolg. Er promovierte sich 1942 und ging anschließend nach Los Alamos (New Mexico), um am Manhattan-Projekt zu arbeiten.

Mitarbeit am Manhattan-Projekt in Los Alamos (1943-1946)

Beim Mantattan-Projekt handelte es sich um die Entwicklung der ersten amerikanischen Atombombe. Die Arbeiten liefen unter der wissenschaftlichen Leitung von ROBERT OPPENHEIMER. FEYNMAN arbeitete in der Abteilung für theoretische Physik unter der Leitung von HANS BETHE und war verantwortlich für eine Gruppe, deren Aufgabe die Berechnung von Größe und Reichweite der zu schaffenden Bombe war.

Überschattet wurde sein Aufenthalt in Los Alamos von dem Tod seiner ersten Frau ARLENE, die im Juni 1945 nach langer Krankheit an Tuberkulose starb. Kurz nach ihrem Tod wurde die erste Atombombe erfolgreich gezündet. Die Mitarbeiter des Projekts reagierten mit Freude über ihre gelungene Arbeit. Die Frage, ob es moralisch vertretbar war, die Entwicklung der Bombe fortzusetzen, obwohl Deutschland kurz vor der Kapitulation stand und bekannt war, dass von Japan keine atomare Bedrohung ausging, wurde erst viel später gestellt. FEYNMAN selbst hat sich nie öffentlich zu den Abwürfen der Atombomben auf Hiroshima und Nagasaki geäußert.
Nach dem Krieg nahm er einen Ruf für theoretische Physik von der Cornell-Universität an, wo auch sein direkter Vorgesetzter des Manhattan-Projekts, H. BETHE, lehrte.

Professor an der Cornell-Universität und die Entwicklung der QED (1946-1951)

Neben dem Ruf der Cornell-Universität hatte RICHARD FEYNMAN eine Reihe von weiteren Angeboten erhalten. Bereits im November 1943 schrieb OPPENHEIMER aus Los Alamos an den Leiter des Fachbereichs Physik in Berkeley:

„Er ist der brillanteste Physiker hier, und jeder weiß das. Er besitzt eine durch und durch einnehmende Persönlichkeit, einen äußerst scharfen Verstand, er ist in jeder Hinsicht äußerst normal und ein ausgezeichneter Lehrer mit einem hervorragenden Gespür für die Physik in all ihren Aspekten ... BETHE hat gesagt, er würde lieber auf zwei beliebige andere Wissenschaftler verzichten als auf FEYNMAN an seiner gegenwärtigen Stelle, und WIGNER sagte: „Er ist ein zweiter DIRAC, nur diesmal menschlich.“

Trotz dieses Briefs von OPPENHEIMER, der selbst in Berkeley lehrte, wurde FEYNMAN erst 6 Monate später eine Stelle angeboten, als dieser sich schon auf die Zusammenarbeit mit BETHE freute, weshalb er ablehnte.

In den Jahren an der Cornell-Universität verfolgte FEYNMAN das Ziel, von der Quantenmechanik zur Quantenelektrodynamik zu gelangen. Diese Aussage ist nicht sofort verständlich, geht man aber in der Geschichte der Physik 100 Jahre zurück, so kann man erkennen, dass die Formulierung der QED einen entscheidender Schritt darstellte. So wie es MAXWELL 1862 gelungen ist, nach der klassischen Mechanik (nach NEWTON) die Elektrodynamik zu formulieren, so versuchten eine Reihe von Physikern des 20. Jahrhunderts nach der Quantenmechanik die Quantenelektrodynamik zu entdecken.

Der Engländer PAUL DIRAC, dem dies am ehesten zugetraut wurde, kam nicht weiter, was viele der theoretischen Physiker entmutigte. DIRAC war eine Art Vorbild für FEYNMAN; die Hoffnung, dass er vor ihm die QED formulieren könne, spornte seinen Ehrgeiz an und er sollte Erfolg haben. Zeitgleich mit seinem Landsmann JULIAN SCHWINGER und dem Japaner SHIN-ICHIRO TOMONAGA konnte FEYNMAN die QED zu Papier bringen.

Die Quantenelektrodynamik beschreibt die Wechselwirkung von Licht mit Materie, wie z.B. Farben und Brechungen entstehen und stellt die genaueste Theorie der Welt dar. Das Außergewöhnliche an der feynmanschen Formulierung ist, dass er 1949 einen Weg finden konnte, um die komplizierte Mathematik durch Bilder, den nach ihm benannten FEYNMAN-Diagrammen, zu ersetzen. Dadurch wurde und wird auch heute noch die QED Menschen zugänglich, die keine perfekten Mathematiker sind.

FREEMAN DYSON bewies die Äquivalenz der unterschiedlichen Theorien, für die FEYNMAN, SCHWINGER und TOMONAGA 1965 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurden.

Wechsel ans CalTech (1951-1988)

1951 wechselte FEYNMAN ans California Institute of Technology, nicht zuletzt, da in Cornell viel „dummes Zeug“ unterrichtet wurde . So war es für ihn völlig unverständlich, dass nach einem vierjährigen Studium der Hauswirtschaftslehre ein Diplom verliehen wurde, was formal dem Abschluss des Physikstudiums entsprach.

Die unter anderem von SCHWINGER formulierte QED erklärt sämtliche Phänomene des Alltags, die nicht durch die Gravitationstheorie erklärt werden.
Es existieren zwei weitere Naturkräfte, die starke und die schwache Wechselwirkung. Sie sind für den Zusammenhalt der Atomkerne sowie für die Radioaktivität verantwortlich. Auch zu diesen Teilgebieten der Physik, an denen FEYNMAN in den 50er und 60er Jahren arbeitete, konnte er bahnbrechende Beiträge leisten.

RICHARD FEYNMAN ist der einzige Wissenschaftler, der zum Verständnis aller vier Wechselwirkungen (Elektromagnetismus, Gravitation, starke und schwache Wechselwirkung) einflussreiche Beiträge leisten konnte, was obenstehende Behauptung stützt: Er war einer der bedeutendsten Physiker seiner Generation.
RICHARD P. FEYNMAN starb am 15.02.1988 in Los Angeles, Kalifornien, an Krebs.