چه اهمیتی دارد؟

 

شخصیت شگفت انگیز

دانشمندان بزرگ نابغه اند، و نابغه ها معمولاً زندگی غیرعادی دارند. ریچارد فاینمن، یکی از بزرگترین نابغه های علمی بود که در عین حال یکی از نامتعارفترین زندگیها را داشت.
او بیشتر دوره ي زندگی اش را در جامعه ي دانشگاهی گذراند، مدت کوتاهی در دانشگاه کورنل و بقیه ي آن را در کالتک. گاهی از این مسیر خارج می شد. یک گریزگاه او لاس وگاس و مصاحبت با قماربازان، هنرمندان حقه باز، و زنان زیبا بود. وقتی وارد کالتک شد قمار نمی کرد و مشروب نمی خورد، ولی به زنان جذاب علاقه مند بود. وی بلند قد، خوش قیافه، رقصنده، طبل نوازی ماهر، و مجهز به گنجینه ي پایان ناپذیری از داستانهای سرگرم کننده ای بود که در آنها در نقش قهرمانی پیکارسک (1) ظاهر می شد. فاینمن برخی از این صحبتها را به دوست طبل نوازش، رالف لیتون، دیکته می کرد و او آنها را با عنوان ماجراهای یک شخصیت شگفت انگیز در دو جلد منتشر کرد که هر دو پرفروش شدند.
یکی از پاتوق های فاینمن در پاسادنا بار جیانونی بود. این محل به گفته ي همسر بسیار فهمیده ي وی گوئنت (2) «باشگاه» فاینمن بود. او سون آپ سفارش می داد، سپس پس از مدتی تماشا کردن برنامه به فیزیک می پرداخت یا درس خود را تهیه می کرد. حتی وقتی فاینمن به نقاشی کردن از روی مدل زنان روی آورد ( که یکی از آنها موضوع صفحه ي ورقی وسط مجله شد) گوئنت مخالفتی نکرد. گوئنت دانا و بردبار بعدها نقش مهمی در ازدواج سعادتمند فاینمن داشت.
نخستین همسر او آرلین (3)، دست کم تا حدی باعث علاقه ي او به نوعی زندگی نامتعارف شد. آنها در شرایطی ازدواج کردند که می دانستند آرلین مبتلا به بیماری سل دستگاه لنفاوی است و به زودی می میرد. دوستان، والدین، و دکترها با این ازدواج مخالفت کردند. اما فاینمن گفت « عشق شبیه هیچ چیز دیگری که می شناسم نیست». وقتی فاینمن دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه پرینستون بود، آرلین در بیمارستانی در آن حوالی بود، و هنگامی که فاینمن به فعالیتهای جنگی در لوس آلاموس پیوست آرلین تا زمان مرگش در سال 1945 در آسایشگاه مسلولان آلبوکرک بود. فاینمن او را «پاتسی» می نامید، و وقتی یک جعبه مداد رنگی با یادداشت « ریچارد عزیز، دوستت دارم!» برایش فرستاد به دستپاچگی او خندید. او با گفتن اینکه « چه اهمیتی دارد که دیگران چه فکر می کنند؟» او را سرزنش کرد و با شعری روی کارت پستال آن را طول و تفصیل بیشتری داد:
اگر کارهایی را که می کنم دوست نداری
فریمن دایسون، یکی از دوستان فاینمن در دوره ای حساس از زندگی حرفه ای فاینمن، پس از درگذشت او در سال 1988 در قدردانی از او نوشت « این تذکر آرلین را در تمام طول زندگی به خاطر داشت و وی را چیزی کرد که شد».
فاینمن چه به عنوان فیزیکدان و چه در موارد دیگر زندگی، همواره یک ماجراجو بود. او نمی توانست به یک مسئله ي پژوهشی روی آورد مگر آنکه کل موضوع را به شیوه ي خودش بازسازی کند یا به گفته ي خودش به آن جهتی تازه دهد. روی تخته ي سیاهش در کالتک این پیام نوشته شده بود « آنچه را نمی توانم خلق کنم، نمی توانم بفهمم». در پایان نامه ي دکتری اش رهیافتی کاملاً جدید به مکانیک کوانتومی داشت که با برخورد هایزنبرگ، شرودینگر، و دیراک تفاوت داشت. سپس این روش را با موفقیت چشمگیری برای نظریه ي برهم کنشهای الکترون و فوتون به کار گرفت.
او هیچ ترسی از تردید و عدم قطعیت نداشت. او نوشت که « من از چیزهایی که نمی دانم احساس ترس نمی کنم، از گم شدن در عالم اسرارآمیز بدون هیچ منظور وحشتی ندارم». تردید، انگیزه ي او بود و به اکتشاف می انجامید. او از اینکه حل یک معما معمولاً به معمای دیگری می انجامد ناراحت نمی شد. شناخت بیشتر به معمای ژرفتر و شگفت انگیزتری می انجامید و باعث نفوذ در عمق بیشتر می شد. هرگز نگران پاسخ ناامیدکننده نمی شد. با دلخوشی و اعتماد به نفس هر سنگ جدید را زیر و رو می کرد تا به شگفتی باور نکردنی می رسید که به پرسشهای جالبتر می انجامید که بدون شک ماجرای بزرگی بود!
برای فاینمن تأمل درباره ي عالم فراتر از انسان، و تفکر درباره ي عالم بدون انسان- که در بخش اعظم تاریخ طولانی و در بیشتر جاهایش چنین بوده است- « تجربه ای مذهبی» بود. این دیدگاه عینی فیزیکدان است. وقتی انسان به این هدف برسد، و اسرار و عظمت موضوع درک شود، نظر عینی خود را مجدداً به انسان برمی گرداند، تا زندگی را به عنوان بخشی از ژرف ترین معمای عالم در نظر بگیرد و به تجربه ای غیرقابل توصیف دست یابد. او متوجه شد که شاعران در این مورد چیزی نمی نویسند، بنابراین او خود شعری را سرود که این طور به پایان می رسد.
• در کنار دریا ایستاده ام
• به شگفتیها می اندیشم
• عالمی از اتمها
• اتمی در عالم
در فار راک اوی
یکی از کتابهای فاینمن با عنوان « حتماً شوخی می کنید آقای فاینمن» این طور شروع می شود « حقایقی در مورد زمان بندی من: من در سال 1918 در شهرکی به نام فار راک اوی (4) در حومه ي نزدیک به دریای نیویورک به دنیا آمدم». جیمز گلایک (5) زندگینامه نویس فاینمن می نویسد: کودکان فار راک اوی، روستایی چندصد هکتاری با مجتمع های آپارتمانی آجری در سواحل شنی بخش جنوبی لانگ آیلند، زندگی خوشی داشتند. این ناحیه یکی از بیش از شصت شهرک و ناحیه ای بود که در سال 1898 در هم ادغام شده و منطقه ي کوئینز را به عنوان بخشی از موجودیت سیاسی نیویورک به وجود آوردند.
ساکنان فار راک اوی مردمی سخت کوش بودند و زندگی متوسط آبرومندانه ای داشتند. پدر ریچارد، ملویل در دوران رکود اقتصادی دست به کارهایی زد که چندان مطابق میلش نبودند: فروش واکس اتومبیل موسوم به ویز، کار معاملات ملکی، و زنجیره ای از مغازه های خشک شویی. سرانجام مدیر فروش شرکت بزرگی شد که در کار لباسهای متحدالشکل بود.
اگر امکانات لازم در اختیار ملویل بود دانشمند می شد. خواهر ریچارد، جون، که او هم فیزیکدان شد به خاطر می آورد که درست پیش از تولد ریچارد، پدرش گفت « اگر بچه پسر باشد، باید دانشمند شود». ملویل آموزش رسمی علوم ندیده بود، اما عقل سلیم عمیقی داشت. فاینمن به یادگیش مهرا(6) زندگینامه نویس دیگرش گفته است « به گونه ای او هرگز حقایق را به خوبی نمی دانست، اما واقعیتها را می دانست. در نگاه به گذشته در می یابم که او مرد فوق العاده ای بود... او شناخت کاملی از چیزهایی داشت که نباید به آنها توجه کرد، تفاوت بین نام چیزی را بردن و حقایق مربوط به آن را می دانست، این موضوع اگر عمیقاً به چیزها نگاه کنید همواره چیزهای هیجان انگیزی را پیدا می کنید. او شناخت کاملی از حال و هوای عمیقتر علم داشت و آن را به من منتقل کرد».
ملویل اولین معلم ریچارد بود. رسانه ي اصلی او دایرة المعارف بریتانیکا بود که آن را برای پسرش می خواند و همچنان که پیش می رفتند توضیح می داد. او به مهرا گفت « هرچه را که می خواندیم به صورت چیزهای قابل درک بازگو می کرد و این به صورت یک ویژگی کلی من و کارهایم در تمام زمانها درآمد. هنوز هم در درک آنچه دیگران انجام می دهند و چگونگی انجام آن کارها مشکل دارم. همیشه می کوشم آنها را به صورتی در آورم که بتوانم بفهم».
مادر ریچارد، لوسیل، به قشر اقتصادی بالاتر از ملویل تعلق داشت. پدرش طراح موفق کلاههای زنانه بود، و خانواده از خانه ي استیجاری در ایست ساید پایین به خانه ي شهری در خیابان نود و دوم نزدیک پارک اونیو نقل مکان کرده بودند. شاید رفتن از پارک اونیو به فار راک اوی برای لوسیل سخت بود، اما او شکایتی نداشت. وسیله ي دفاعی او شوخ طبعی بود که به همان اندزه ي درسهای علمی، ملویل شخصیت پسرش را شکل داد. فاینمن در یکی از کتابهای خود با عنوان چه اهمیتی دارد؟ می نویسد « گرچه مادرم چیزی درباره ي علم نمی دانست، اما تأثیر عمیقی در من داشت. به ویژه شوخ طبعی جالب توجهی داشت، و از او آموختم بالاترین تفاهمی که می توانیم به آن دست یابیم خنده و شفقت انسانی است». یکی از چیزهایی که لوسیل بعدها که پسرش مشهور و به عنوان « باهوشترین مرد جهان» بلندآوازه شد گفت این بود: « اگر این باهوشترین مرد جهان است، خدا به ما رحم کند».
ریچارد در دبیرستان به ریاضیات، علوم، و دختران، شاید نه به ترتیب بالا علاقه مند بود. او مقدمات حسابان را از کتاب حسابان برای اهل عمل که به کتابخانه ي مدرسه اضافه شده بود خودش خواند. سپس در کلاس فیزیک ممتاز ابرام بادر (7) شرکت کرد. بادر مکانیک آماری و مکانیک کوانتومی را در دانشگاه کلمبیا زیر نظر ایزیدور رابی (8) خوانده بود، اما وقتی پولش تمام شد، در دوره ي دکتری ترک تحصیل کرد. او معلمی مطلع و دلسوز بود و به سرعت متوجه استعداد ریچارد شد. بادر به مهرا گفت « فاینمن بی همتا بود. پس از یک روز، شاگرد اول کلاس شاگردان اول شد». با این همه، شاگرد اول کلاس شد، و بادر کتاب حسابان پیشرفته ي فردریک وودز (9) را به او داد تا مطالعه کند. پس از یک ماه، ریچارد کتاب را خوانده و به پرسشهای بادر در حاشیه ي کتاب پاسخ داده بود.
بادر درسهای جالبی از فیزیک را به ریچارد آموخت. او بر اهمیت تابعهای انرژی تأکید کرد. او متذکر شد، مجموع تابع T انرژی جنبشی و تابع V انرژی پتانسیل ( به افتخار ویلیام روئن هامیلتون (10)، ریاضیدان و فیزیکدان ایرلندی، که دینامیک نیوتونی را با این تابع بیان کرد) «هامیلتونی» خوانده و با H نشان داده می شود.
[1]
تفاضل T و V، تابع دیگری به همان اهمیت است.
[2]
و ( به افتخار ریاضیدان و فیزیکدان فرانسوی قرن هجدهم، ژوزف لاگرانژ (11)، که دینامیک نیوتونی را بر مبنای L توصیف کرد) «لاگرانژی» نامیده می شود.
تابع هامیلتونی در معادله های دیفرانسیلی ظاهر می شود که باید آن را حل کرد ( یعنی از آن انتگرال گرفت) یا حرکت جسم تعریف شود، و این کار گاهی دشوار است. تابع لاگرانژی از راه ریاضی کاملاً متفاوتی به همان نتیجه می انجامد. از آن در هر مسیر ممکنی که جسم متحرک دنبال می کند نسبت به زمان انتگرال می گیرند تا تابع دیگری موسوم به «کنش» به دست آید که با S نشان داده می شود.
[3]
جنبه ي خاص کنش، موسوم به اصل کمترین کنش، آن است که برای هر مسیر واقعی که جسم متحرک دنبال کند، کنش کمترین مقدار، کمینه، است. بنابراین کنش، که مقید شده است تا مقدار کمینه را بدهد، مسیر را مشخص می کند. برای ریچارد این مکاشفه ای بود که حس شهود فیزیکی او را بیدار کرد. او به مهرا گفت « به جای معادله های دیفرانسیل، این ویژگیهای کل مسیر را مشخص می کند، و این مرا مجذوب کرد. این بزرگترین کشف زندگی من بود. بقیه ي عمرم در تمام کارهایم به گونه ای با کنش بازی کردم. من همواره آن را دوست داشتم».
اما در مورد دختران، در دوره ي نوجوانی ریچارد، فقط یک دختر بود که ریچارد او را جدی گرفت. او آرلین گرینباوم ( شگفت اینکه، فاینمن و ویراستاران او در تمام کتابها او را آرلن نامیده اند) محبوب و هنرمند بود. آرلین و ریچارد وقتی با هم آشنا شدند که هر دو سیزده سال داشتند. یکی از رقیبان قبلی ریچارد می گوید « او دختری بسیار دوست داشتنی، دلپذیر و شیرین بود. گونه هایش چال می افتاد، و همه او را دوست داشتند».
ریچارد از دبیرستان فار راک اوی با موفقیت فارغ التحصیل شد. او بیشتر امتیازها و قلب آرلین را برای همیشه به دست آورد. دانشگاه مرحله ي بعدی بود. عدم پذیرش او در دانشگاه کلمبیا، پس از درخواست شهریه ای غیرمنطقی، می تواند مربوط به سهمیه ي دانشجویان یهودی باشد. او در مؤسسه ي فناوری ماساچوست (MIT) پذیرفته شد و پاییز سال 1935 همواره با دیگر دانشجویان وارد کمبریج ماساچوست شد.

عاشق مسائل

فاینمن ابتدا به لحاظ فکری در MIT سرگردان بود. رشته ي ریاضی برایش جالب بود، تا آنکه از مدیر گروه ریاضی پرسید با داشتن مدرک ریاضی بجز تدریس چه می توان کرد. مدیر گروه پاسخ داد « خب، می توانید آمارگر، محاسب نرخهای بیمه در شرکت بیمه شوید». و اضافه کرد دانشجویانی که این پرسشها را مطرح می کنند معمولاً جوهر و ویژگیهای ریاضیدانها را ندارند. رشته ي بعدی مهندسی برق بود، اما دریافت که ذوق آن را هم ندارد. با حذف برخی رشته های دیگر، سرانجام به فیزیک رسید.
این انتخابی عاقلانه بود؛ MIT یک گروه فیزیک قوی داشت. مدیر گروه جان اسلیتر (12) همکار بور و مؤلف یک کتاب درسی پرمحتوا بود. یکی از کتابهای او « آشنایی با فیزیک نظری» برای دانشجویان سال آخر و دوره ي تحصیلات تکمیلی الزامی بود. جولیوس استراتون (13) و فیلیپ مورس (14) متخصص فیزیک اتمی و مولکولی این کتاب را تدریس می کردند. فاینمن و دوست استثنایی او تد ولتون (15) با اندکی دلواپسی تصمیم گرفتند این درس را در سال دوم بگیرند. اما جای نگرانی نبود؛ آنان به سطح دانشجویان سال آخر رسیده بودند. آنان متون مقدماتی مکانیک کوانتومی و نسبیت را خودشان خوانده و درباره ي آنها بحث کرده بودند. ولتون در تجدید خاطره ای از آن روزها، کلاس درس استراتون با حضور فاینمن را به یاد می آورد: «استراتون که بدون شک مدرس قابل تحسینی بود، گاهی به مطالبی که تهیه کرده بود نگاهی می انداخت که نتیجه ي آن مکثی آزار دهنده و سرخ شدن چهره اش بود. او با لحظه ای تردید می پرسید ' آقای فاینمن، این مسئله را چطور حل کرده اید'، و ریچارد با خجالت و تردید پای تخته ي سیاه می رفت و راه حلی را که همیشه درست و اغلب مبتکرانه بود می نوشت».
در آن زمان (اواسط سالهای 1930)، مکانیک کوانتومی هنوز موضوعی جدید بود، و در دوره های درسی استاندارد با عمق کمی تدریس می شد. مدرس پیشنهاد کرد مکانیک کوانتومی کارآمد و واقعی را در یک دوره ي درسی خاص، هفته ای یک بار برای فاینمن، ولتون، و یک دانشجوی دیگر تدریس کند. آنان کار را با اصول مکانیک کوانتومی پیچیده ي دیراک آغاز کردند، و سپس مورس یک کار تحقیقی را پیشنهاد کرد که شامل محاسبات مفصلی درباره ي ویژگیهای اتمی با توابع موج هیدروژن، یا هیدروژن مانند ( که فاینمن آن را hygienic می خواند) بود. کامپیوترها و ماشینهای حساب الکتریکی هنوز وجود نداشتند. ولتون می نویسد « من و ریچارد کار را با این قصد آغاز کردیم که ابتدا چگونگی استفاده از ماشینهای حساب ]مکانیکی[ 'چوگ- چوگ- دینگ- چوگ- چوگ- دینگ' پیش از جنگ را یاد بگیریم». این روی دیگر مکانیک کوانتومی، معادله های زیبا در حال کار بود. محاسبات خسته کننده و در عین حال هیجان انگیز بود. فاینمن می گفت « مورس ما را با محاسبه ي چیزهای واقعاً جالبی آشنا کرد. او به همراه ما تلاش فراوانی کرد. او به نحوی تأثیرگذار بود زیرا مکانیک کوانتومی را بلد بود».
در این زمان فاینمن شناخت کافی از نسبیت و مکانیک کوانتومی به دست آورده بود تا معادله ي معتبری برای مکانیک کوانتومی نسبیتی پیشنهاد کند. او نمی دانست به مسئله ای پرداخته است که دیراک آن را در سال 1928 حل کرده بود. فاینمن به شکل اولیه ي معادله ي دیراک دست یافت که اکنون به معادله ي کلاین- گوردون (16) معروف است. اما وقتی فاینمن و ولتون آن را برای الکترون اتم هیدروژن به کار گرفتند متوجه شدند که معادله برای الکترون معتبر نیست. فاینمن نتیجه گرفت که « این پایان کار است». اما واقعاً این طور نبود. احتمالاً او برای نخستین بار از چیزی لذت می برد که آن را تلنگری به یک اکتشاف می نامید.
فاینمن در پایان نامه ي سال آخرش در MIT کشف مهمی کرد. اسلیتر از او خواسته بود تا این واقعیت را توضیح دهد که چرا کوارتز بر اثر گرم شدن کمتر از بیشتر مواد دیگر منبسط می شود. فاینمن به مهرا گفت « من عاشق این مسئله بودم. شروع به این فکر کردم که چگونه می توانم این انبساط را محاسبه کنم. برای انجام آن فرض کردم کوارتز در فضا ثابت است، اندازه ي آن هم ثابت است و در جستجوی آن برآمدم که چه نیروها و تنشهایی بر آن وارد می شوند. فاینمن برای شروع تجزیه و تحلیلش، قضیه ای را بیان و ثابت کرد که آن را شیمی فیزیکدانان به عنوان وسیله ی استاندارد برای محاسبات مولکولی پذیرفته اند. این قضیه بیان می کند که به طور کلی، در کوارتز یا جاهای دیگر، هسته ي اتم نیروی الکتروستاتیک هسته ها و الکترونهای اطراف را حس می کند. الکترونها در مکانیک کوانتومی به صورت لکه های ابر مانند سه بعدی در نظر گرفته می شوند. نسخه ي خلاصه شده ي این پایان نامه در مجله ي فیزیک معتبر فیزیکال ریویو منتشر شد».
اکنون زمان تحصیلات تکمیلی بود، فاینمن امیدوار بود در MIT بماند. او به ملاقات اسلیتر رفت و انتظار موافقت او را داشت، امّا این موافقت حاصل نشد. گفت وگو به این صورت بود:
اسلیتر: چرا می خواهی به MIT بروی؟
فاینمن: زیرا بهترین جا برای آموزش علوم و مهندسی در کشور است.
اسلیتر: این طور فکر می کنی؟
فاینمن: آری.
اسلیتر: به همین علت است که باید جای دیگری بروی.
فاینمن که مجبور بود جای دیگری برود، سرانجام در پرینستون مقیم شد. اسلیتر و مورس با علاقه مندی از درخواست برای پذیرش او حمایت کردند، امّا بعضی نکات مستلزم توضیح بود. کمیته ي پذیرش در مدرک امتحان فارغ التحصیلی، دیده بود که نمرات فاینمن در ریاضی و فیزیک بهترین و در تاریخ و زبان انگلیسی کمترین است. و مسئله دیگری وجود داشت که اچ.دی.اسمیت رئیس گروه فیزیک پرینستون، بدون پنهان کاری برای مورس توضیح داد: « یک سؤال همیشه مطرح می شود، به ویژه برای کسانی که به فیزیک نظری علاقه مندند. آیا فاینمن یهودی است؟ ما قانون معینی علیه یهودیان نداریم، ولی می باید نسبت آنان را در گروه خودمان به علت مضیقه ي جایگاه آنان، به طور قابل قبولی، کوچک نگه داریم». اسلیتر و مورس بر طرفداری از فاینمن اصرار ورزیدند، و بر ایرادهای حقیقی کمیته ي پذیرش فائق آمدند.
یکی از نخستین تجربه های فاینمن در پرینستون به عنوان جالب نخستین کتابهای تک گفتاری (monologue books) او انجامید. روزی که او در پاییز سال 1939 به پردیس پرینستون وارد شد در مراسم اجباری چای یکشنبه ي رئیس دانشکده شرکت کرد. فاینمن می نویسد: « من حتی نمی دانستم 'چای' چیست و این مراسم برای چیست! من اصلاً هیچ نوع تجربه ي معاشرت اجتماعی را نداشتم. من هیچ تجربه ای در مورد این نوع چیزها نداشتم». در کنار در، رئیس به نحوی فاینمن را شناخت و با ذکر نام به او خوشامد گفت. سپس فاینمن وارد اتاق شد و با خود گفت:
همه چیز بسیار رسمی است و در این فکرم که کجا باید بشینم، آیا می توانم در کنار این دختر بنشینم یا نه، و چه رفتاری باید داشته باشم، که همسر رئیس که چای می ریخت با صدای بلند پرسید: « آقای فاینمن، برای چایتان خامه میل دارید یا لیموترش؟».
من گفتم « متشکرم، هر دو را می خواهم»، هنوز در جستجوی جایی بودم که بنشینم که ناگهان شنیدم، « حتماً شوخی می کنيد آقای فاینمن».
شوخی؟ شوخی؟ مگر من چه گفته بودم؟ سپس متوجه شدم که چه کرده ام. این نخستین تجربه من با ماجرای چای بود.
پرینستون دستیاری پژوهشی را به فاینمن پیشنهاد کرد و به او گفته شد که استاد مشاورش، یوجین ویگنر (17) خواهد بود. ویگنر نظریه پرداز کوانتومی مجارستانی بود که به نسل دیراک، فرمی، هایزنبرگ و پائولی تعلق داشت. فاینمن به مهرا گفت: « وقتی آنجا رسیدم معلوم شد آنان کار او را تغییر داده اند و با جان آرچیبالد ویلر (18) کار کردم که واقعاً بسیار خوب بود». حقیقتاً چنین بود. ویلر جوان بود، فقط شش سال بزرگتر از فاینمن، و آمیزه ي جالب توجهی از جسارت و محافظه کاری بود. جیمز گلایک (19) می نویسد، « او مانند یک بازرگان لباس می پوشید، گره ي کراواتش محکم و سر آستین های سفیدش آهار زده بود. وقتی جلسه ای را با دانشجویی آغاز می کرد، با دقت وسواس آمیزی ساعت جیبی اش را بیرون می کشید ( این امر حاکی از این پیام بود که استاد، زمان معینی را به او اختصاص می دهد...)». عضو دیگری از گروه پرینستون، رابرت ویلسون، برداشت و نظر خود را درباره ي همکارش چنین بیان می کند: « جایی در میان این صورت ظاهر مؤدبانه، ببری رها شده بود؛ ماجراجوی متهوری.... که شجاعت آن را داشت تا هر مسئله ي عجیبی را بررسی کند». چنانکه دیدیم، ویلر در مطالعات مهم شکافت هسته ای با بور همکاری داشت.
فاینمن در نخستین جلسه با ویلر به ژست ساعت جیبی او توجه کرد و در جلسه ي بعدی ساعت خودش را در آورد. عمداً در کنار ساعت ویلر گذاشت. هر دو به شدت خندیدند و به سراغ کار فیزیک رفتند.
یکی از «مسائل عجیب» ویلر درباره ي مشکل دیرپای نظریه ي الکترون یعنی « خود- انرژی» الکترون بود. الکترونها بار دارند، و بارها، میدان الکترومغناطیسی تولید می کنند، که به نوبه ي خود با الکترون بر هم کنش دارد. انرژی این خود- برهم کنش را در صورتی می توان با نظریه ي کلاسیک یا کوانتومی محاسبه کرد که الکترون اندازه ي محدودی داشته باشد. اما نظریه ي نسبیت این محدودیت را ایجاد می کند که مجاز نمی داند الکترونها بجز نقطه، چیز دیگر باشند، یعنی باید شعاع آنها صفر باشند. این واقعیت که ظاهراً ساده و بی ضرر به نظر می رسد، دهها سال نظریه پردازان را ناکام کرده بود. وقتی آنان می کوشیدند تا خود- انرژی یک الکترون با اندازه- نقطه را محاسبه کنند نتیجه بی نهایت به دست می آوردند، نتیجه ای که از لحاظ ریاضی بی معنی است. بی نهایتها اعداد معتبری نیستند، آنان را نمی توان با اطمینان جمع، ضرب یا تقسیم کرد. مشکل بی نهایت به این علت بروز می کند که نظریه فرض می کند، برهم کنش های الکترون را میدانهای الکترومغناطیسی منتقل می کنند. ویلر پیشنهاد کرد برای اصلاح ریشه ای نظریه، مفهوم میدان را کنار بگذاریم، در این صورت نظریه از مفهوم مشکل آفرین برهم کنش الکترون با خودش خلاص می شود. این یک بازگشت به اصل « کنش- از دور» بود که با ظهور نظریه ي میدان سرکوب شده بود.
وقتی فاینمن در MIT بود، درباره ي بی نهایتها، این بلای نظریه های میدان اندیشیده بود، و همیشه می خواست، هر مرجع معتبر حتی فارادی، ماکسول و اینشتین را به چالش بکشد. او از پیوستن به ویلر که در جستجوی یک نظریه ي کنش- از دور بود، خوشحال بود. آنان موفق به بسط یک نظریه ي کلاسیک معتبر شدند، امّا از عهده ي یافتن یک نظریه ي کوانتومی متناظر آن، برنیامدند. با این همه، فاینمن گام مهمی در این جهت برداشت و راهی یافت تا مکانیک کوانتومی را بازنویسی کند، به طوری که متکی بر یک معادله ي دیفرانسیل مانند معادله ي شرودینگر، نباشد: معادلات دیفرانسیل زبان ریاضی درستی برای برنامه ي ویلر نبودند. در عوض، فاینمن احتمال وقوع یک رویداد مانند عبور یک الکترون از یک نقطه در فضا و زمان به نقطه ي دیگر را با جمع بندی مهم هر مسیر ممکن که دو رویداد را به هم متصل کند محاسبه کرد. هر مسیر وزن یا دامنه ي یکسان داشت، امّا در جمع بندی «فاز» متفاوتی داشت. مسیرها در جمع بندی وقتی یکدیگر را تقویت می کردند که همفاز بودند. چنانکه فاینمن از راهنماییهای نوشته های دیراک انتظار داشت، معلوم می شد عاملی که فاز یک مسیر را معین می کرد دوست قدیمی او، کنش S بود و او می توانست به طورکلی از دیدگاه مکانیک کوانتومی، اصل کمترین کنش را ثابت کند.
ویلر چنان تحت تأثیر دستاورد شاگردش قرار گرفت که آن را به اطلاع اینشتین رساند:
فاینمن تصویر زیبایی برای فهمیدن دامنه ي احتمال گذار یک دستگاه دینامیکی از یک پیکربندی خاص در یک زمان به یک پیکربندی خاص دیگر در زمان دیگر یافته است. او از برابری مطلق هر تاریخچه ممکنی که از حالت ابتدایی به حالت نهایی می رسد، صرف نظر از اینکه حرکت در این میان چقدر عجیب باشد استفاده می کند. این تاریخچه ها ابداً با دامنه تفاوت نمی کند، تفاوت فقط در فاز است، و فاز چیزی جز انتگرال کنش کلاسیک نیست. این پیشنهاد همه ي نظریه ي کوانتومی استاندارد را بازآفرینی می کند. راه ساده تری برای فهمیدن نظریه ي کوانتومی وجود ندارد!
ویلر گفت این کافی بود تا هر کس، حتی مشهورترین منتقد آن اینشتین به نظریه ي کوانتومی باور پیدا کند. اینشتین پاسخ داد، « من هنوز باور ندارم که خدا تاس بازی می کند، امّا شاید این حق را به دست آورده باشم که اشتباهاتی بکنم».
در حالی که فاینمن و ویلر مبانی فیزیک را می کاویدند، زندگی دیگر فاینمن ناآرام بود. وقتی هنوز در MIT بود، مشکلات سلامتی آرلین پیشرفت کرده بود، یک رشد غیرقابل توضیح در کنار گردن، همراه با تب. پس از دوبار تشخیص پزشکی غلط، یک عمل بافت برداری (biopsy) بیماری سل سیستم لنفاوی را تأیید کرد. ریچارد و آرلین با این احتمال مواجه شدند که او بهبود نخواهد یافت. با وجود این آنان به رغم مخالفت شدید لوسیل و ملویل، تصمیم به ازدواج گرفتند. آنان در ژوئن سال 1942 ازدواج کردند.

دیراک دوم، امّا مهربانتر

در پاییز سال 1939، هنگامی که فاینمن خود را با مهمانیهای چای پرینستون، « مسائل عجیب و غریب» ویلر و آینده ي نامطمئن آرلین، سازش می داد، جنگ جهانی دوم در اروپا آغاز شد. در ابتدای سال، بور اختبار شکافت هسته ای را برای فیزیکدانان امریکایی آورد و با ویلر، یک نظریه ي شکافت اورانیم را طراحی کرد. در سال 1939، اینشتین پذیرای دو پناهنده ي مجارستانی، لئو زیلارد و یوجین ویگنر شد و نامه ي آنان برای رئیس جمهور روزولت را امضا کرد. مضمون نامه، هشدار امکان و خطرهای غیرقابل تصور سلاحهای هسته ای بود. واکنش در ابتدا کند و اداری مآبانه بود، امّا در سال 1941، با پیشروی ارتش آلمان در اروپا، بمباران پیرل هاربور (20) ژاپنیها، و اطلاع از اینکه شکافت اورانیم در آلمان کشف شده است، پروژه ي اورانیم، با آهنگ غیرمنتظره ای پول و پرسنل جذب می کرد. در اواخر سال 1942 همه ي فعالیتها به گروههایی از مهندسان ارتش محول شد، که مدیر کل امور اجرایی آن ژنرال لسلی گرووز (21) بود.
فاینمن پس از تردید اولیه درباره ي کار مربوط به جنگ، به فعاليتي در پرينستون پيوست كه مدير آن رابرت ويلسون (22) بود. هدف اين كار توسعه ي دستگاهی به نام «ایزوترون (isotron)» برای جدا کردن ایزوتوپ کمیاب از فراوان بود. روش ویلسون در رقابت با طرحهای جداسازی دیگر کنار گذاشته شد. گروه شرکت کننده ي پرینستون بی صبرانه منتظر مأموریت دیگری بود. در سال 1943 زمانی فرا رسید که آزمایشگاه بمب در لوس آلاموس، نیومکزیکو، تحت مدیریت رابرت اپنهایمر درهایش را گشود. اپنهایمر در کشور به مسافرت پرداخت تا فیزیکدانان، شیمیدانان، مهندسان و ریاضیدانان موردنظرش را استخدام کند، حتی گاهی کسانی را از شاخه ي دیگر پروژه ي مانهاتان قر می زد.
فاینمن، در بهار سال 1943 جزء نخستین کسانی بود که به اپنهایمر توصیه شد. ریچارد و آرلین با قطار عازم سانتافه شدند، در کوپه ای اختصاصی از لحاظ راحتی آرلین. اپنهایمر در آلبوکرک (23) آسایشگاهی خاص مسلولان، برای آرلین، یافت. ریچارد با هر وسیله ای، آخر هر هفته به آلبوکرک می رفت تا با او باشد.
استعداد فاینمن در لوس آلاموس به سرعت شناخته شد، به ویژه هانس بته (24)، فیزیکدان هسته ای که از کورنل برای ریاست بخش نظری آمده بود، از او قدردانی کرد. بته یک آلمانی با معلومات وسیع بود: او در مونیخ، کمبریج و رم تحصیل کرده بود؛ در سال 1933؛ او به گروه مهاجران ضد نازی پیوست و از اروپا به ایالات متحده رفت. بته مردی درشت اندام با چهره ای ساده، و بی پیرایه بود، و از لحاظ ویژگیهای اخلاقی گشاده دست، معقول، عملگرا و عاری از سختگیری. سلطه جویی و استبداد نمونه ي آلمانی اش بود. فاینمن در کتاب حتماً شوخی می کنید آقای فاینمن، اولین برخوردش با بته در لوس آلاموس را چنین توصیف می کند:
اتفاقاً تمام بزرگان بجز بته در آن زمان غایب بودند، و بته احتیاج به کسی داشت که با او صحبت کند و ایده هایش را در میان بگذارد. خب، به سراغ این بچه پررو در دفتر کار می آید و شروع به توضیح ایده اش می کند. می گویم، « نه، نه، دیوانه اید. این طور است». و او می گوید « یک دقیقه صبر کن» و توضیح می دهد چرا دیوانه نیست. من دیوانه ام. و این طور ادامه می دهم ببین وقتی چیزی درباره ي فیزیک می شنوم، فقط در مورد فیزیک فکر می کنم و نمی دانم دارم با کی صحبت می کنم. بنابراین چیزهای احمقانه ای مثل « نه، نه، اشتباه می کنید»، یا « شما دیوانه اید» می گویم. اما معلوم شد این درست همان چیزی بود که او لازم داشت.
بته، فاینمن را که در آن موقع بیست و پنج ساله و جوانترین فرد در لوس آلاموس بود، به سرپرستی یک گروه برگزید. مسائل محاسباتی به گروه او محول شده بود. در آن زمان « کامپیوترها» افرادی بودند که با ماشینهای حساب مکانیکی کار می کردند. در پاییز سال 1943، عصر کامپیوتر در لوس آلاموس به صورت یک ماشین IBM برقی قابل برنامه ریزی و تنظیم با پنج کارت در لوس آلاموس آغاز شد. فاینمن و گروه او ماشین مذکور را پیش از ورود متخصص شگفت زده ي IBM سیم کشی و سوار کردند.
محدودیت های لوس آلاموس همه ي ساکنان آن را تحت تأثیر قرار داده بود، امّا بیش از همه فاینمن را آزار می داد. او و آرلین با سانسور می جنگیدند. او شبی مست کرده بود، در خیابان آواز می خواند و به در و دیوار می کوبید. امّا این حادثه موجب شد که مشروب خوری را ترک کند. او سوراخهایی در حصار اطراف پایگاه پیدا کرد، و به فکر اخلاقی بودن کلک زدن به ماشین کوکاکولا افتاد. تخصص او در باز کردن قفل گاوصندوقها بود. با ترکیبی از شکیبایی، انگشتان حساس، و روان شناسی کاربردی، قفل باز کردن ماهری شد. قربانیان او یادداشتهایی را پیدا می کردند که آنها را به جهت غفلتهای امنیتی سرزنش می کرد.
بی قراری فاینمن آن طور که به نظر می رسید اختیاری نبود. او و همکارانش در پروژه ي بمب بی امان، تحت تنش مداوم کار می کردند، علاوه بر آن، فاینمن باید شاهد نزول کند اما حتمی سلامتی آرلین باشد. امّا همه چیز در سال 1945 پایان یافت. آرلین در بهار آن سال در گذشت. فاینمن در یکی از کتابهایش ماجرای آخرین سفرش به بالین آرلین را شرح می دهد. داستان شامل اتومبیل کلاوس فوخس، و سه پنچری در جاده ي منتهی به آلبوکرک، و ساعت ترسناکی است که در زمان مرگ آرلین متوقف شده است. « از پا افتادن فوق العاده ای وجود نداشت.... تنفس او به تدریج کم و کمتر شد، تا دیگر تنفسی وجود نداشت- اما درست پیش از آن نفس کوچکی کشید». وقتی به لوس آلاموس برگشتیم ( با یک پنچری دیگر در برگشت)، در پاسخ به نگاه ناراحت همکاران گفت « او مرده است؛ برنامه چطور پیش می رود؟» او تا یک ماه پس از آن کاملاً متوجه درد عمیق ناشی از این فقدان نشد: « از کنار یک فروشگاه در اک ریج ] تنسی، که برای کاری به آنجا رفته بودم[ می گذشتم که لباس زیبایی را در ویترین دیدم. فکر کردم آرلین از این لباس خوشش می آمد، و سپس بسیار ناراحت شدم».
در 16 ژوئیه، سال 1945، پروژه ي بمب، با آزمایش ترینیتی یک بمب پلوتونیومی، به اوج تماشایی و تأمل برانگیزی رسیده بود. فاینمن که از یک مرخصی در فار راک اوی باز می گشت درست در زمان مناسب برای مشاهده ي رویداد، رسید. با یک استدلال مشکوک که « نور درخشان هرگز به چشمان شما آسیبی نمی رساند». از عینک آفتابی که توزیع شده بود استفاده نکرد و انفجار را از شیشه ي جلوی کامیون که تابش فرابنفش را سد می کند، مشاهده کرد، « بنابراین توانستم آن چیز لعنتی را ببینم.... احتمالاً من تنها کسی هستم که انفجار را با چشم بشری دیده است».
احتمالاً بجز بخش امنیتی، از عملکرد فاینمن در لوس آلاموس تمجید و تکریم فراوان به عمل آمد. اپنهایمر که می خواست او را به عنوان عضو جدید برای گروه فیزیک برکلی استخدام کند، به مدیر گروه ریموند برج (25) نوشت: « بدون شک او درخشانترین فیزیکدان جوان اینجاست، و همه به این موضوع آگاهند. او شخصیتی بسیار جالب، دلپذیر، فوق العاده پاک، به غایت متعادل از هر لحاظ، و معلمی عالی با احساسی پرشور برای فیزیک در جمیع ابعاد آن است. او بهترین روابط ممکن را هم با نظریه پردازان دارد که خود یکی از آنهاست و هم با آزمایشگران که با هماهنگی با آنان کار می کند».
بته، برای اینکه از غافله عقب نماند، به مدیر گروهش، ار.سی.گیبس (26) در کورنل نوشت: « ما در اینجا جوان فوق العاده با استعدادی را در زمینه ي فیزیک نظری داریم، به نام ریچارد فاینمن. او به عقیده ي همه ي عقلای اینجا به خوبی شوینگر است ] کسی که به زودی رقیب فاینمن در ساختن نظریه های الکترودینامیک کوانتومی می شود[ و در عین حال کاملاً برونگرا و سرزنده است، بنابراین برای گروهی از این قبیل بسیار مفید است. نمی دانم ممکن است، پیش از آنکه پیشنهادهای دیگری به او بشود، که حتماً خواهد شد، او را برای گروه خودمان حفظ کنیم».
بته و کورنل، در پاییز سال 1944، با پیشنهاد کردن استادیاری و مرخصی تا پایان کار در لوس آلاموس به فاینمن، مرد مورد نظر خود را به دست آوردند. فاینمن به مهرا گفت: « من پیشنهادهایی از جاهای دیگر داشتم، امّا به آنها توجهی نکردم، زیرا می خواستم با هانس بته باشم. او را بسیار دوست دارم، و هرگز از تصمیم خود متأسف نیستم. فقط تصمیم داشتم به کورنل بروم».
فاینمن نخستین فرد از گروه مدیران بود که لوس آلاموس را ترک کرد. او در اواخر اکتبر سال 1945 به پردیس کورنل، در شهرک ایتاکا واقع در مرکز نیویورک، رسید. طبیعی بود که او پس از رویدادهای دردناک اوایل سال استقرار در زندگی دانشگاهی را دشوار بیابد؛ او برای نخستین بار در زندگی اش مغموم و مأیوس شده بود. امّا در معرض مخاطره ي آشفتگی روانی نبود؛ به گفته ي بته « فاینمن افسرده، اندکی شادتر از هر شخصی با نشاط دیگر است». دانشجویان دختر او را سرگرم می کردند. او با تغییر قیافه به صورت یک دانشجوی دوره ي لیسانس به مهمانیها می رفت ( او بیست و هفت ساله بود و جوانتر به نظر می رسید) و در کافه تریا به « دخترانی» برخورد می کرد که برای انجام تکالیفشان نیاز به کمک داشتند. او همیشه یک قصه گو بود و این جنبه از شخصیت او، گفتن حقیقت را دشوار می کرد. مانند این گفتگو:
دختر: شما دانشجوی کارشناسی اید یا دانشجوی تحصیلات تکمیلی؟
فاینمن: نه، من استادم.
دختر: اه؟ استاد چی؟
فاینمن: فیزیک نظری.
دختر: فکر می کنم در زمینه ي بمب اتمی هم کار کرده اید.
فاینمن: بله، من در هنگام جنگ در لوس آلاموس بودم.
دختر: تو یک دروغگوی کثیف هستی.
ناراحتی روحی فاینمن با نوعی تجلی ناگهان رفع شد. او در کافه تریا غذا می خورد که ناگاه « شخصی از روی مسخرگی بشقابی را به هوا پرتاب کرد». بشقاب در هوا می چرخید و در عین حال می لرزید. فاینمن بلافاصله معادله های حرکت بشقاب را نوشت و معادله ای به دست آورد که به دو نوع حرکت مربوط می شد. این به دست آوردن اهمیتی نداشت؛ دینامیک چرخش و لرزش سالها پیش شناخته شده بود. امّا تبدیل حرکت پیچیده ي بشقاب در حال پرواز به معادلات دیفرانسیل سرگرمی محض بود.
او به سراغ بته رفت: « هی هانس! من متوجه چیز جالبی شده ام». امّا بته که گاهی نمی توانست به کنه خلق و خوی فاینمن پی ببرد، گیج شده بود. او گفت، « خب، جالب است امّا چه اهمیتی دارد؟ چرا این کار را می کنی؟» فاینمن پاسخ داد، « ها! اصلاً هیچ اهمیتی ندارد. من فقط برای تفریح و سرگرمی این کار را می کنم».
فاینمن، مانند یک نویسنده یا هنرمند که از انسداد خلاقیت رهایی می یابد، بار دیگر محیط طبیعی خود را بازیافته بود. در مدت کوتاهی، باز به الکترونها و مصیبتی که محاسبه ي خود- انرژی الکترون فراهم آورده بود می اندیشید: « بازی کردن با این چیزها راحت و بی زحمت بود. مثل باز کردن در یک بطری بود: همه چیز بدون زحمت جریان داشت. من تقریباً می کوشیدم تا مقاومت کنم! آنچه که می کردم اهمیتی نداشت، امّا سرانجام همه چیز کنار هم قرار گرفت. نمودارها و کل کاری که جایزه ي نوبل را برایش دریافت کردم ناشی از کار با همان بشقاب چرخنده و لرزنده بی اهمیت بود».

سه همایش

در تابستان سال 1947، بیست و پنج فیزیکدان در رمز هد این واقع در شلتر آیلند بین دو شاخه ي پنجه مانند، در غرب لانگ آیلند، گرد هم آمدند. حضور در همایش فقط با دعوت بود و نخبگان جامعه ي فیزیک از جمله اپنهایمر، بته، فاینمن، ویلر، ویلیس لم (27)، ایزیدور رابی (28) و جولیان شوینگر حضور داشتند. این همایش نوع امریکایی همایشهای سولوی بود.
جولیان شوینگر معاصر فاینمن، و مانند فاینمن درباره ي نظریه ي برهم کنشهای الکترون- فوتون، که به عنوان الکترودینامیک کوانتومی یا QED معروف شده بود، به شدت کار می کرد. زمینه ي خانوادگی او- یهودی طبقه ي متوسط و ساکن نیویورک- نیز مشابه با زمینه ي فاینمن بود. امّا زندگی شوینگر که در ناحیه ي مرفه مانهاتان بزرگ شده بود بسیار متفاوت از زندگی فاینمن در فار راک اوی دور از شهر بود. پدر شوینگر طراح با استعداد لباسهای زنانه بود. شوینگر در نوجوانی محجوب، استثنایی، و شدیداً علاقه مند به فیزیک و ریاضیات بود. وقتی وارد کالج شهر نیویورک *(CCNY) شد، هیچ چیز دیگری برای او اهمیت نداشت. او به کلاس نمی رفت، و وقت خود را در کتابخانه صرف خواندن کتابهای فیزیک پیشرفته می کرد؛ مقالات دیراک تأثیر فراوانی روی او داشت.
وضعیت درسی شوینگر در CCNY متزلزل بود تا اینکه برادر بزرگترش هارولد او را به لوید موتز (29)، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه کلمبیا، معرفی کرد. موتز « دریافت که شوینگر، بسیار، بسیار خجالتی، درونگرا، مهربان و دوستدار موسیقی است» درک او از ریاضیات و فیزیک « آن قدر بالاتر از دیگران بود که نمی شد او را با دیگران مقایسه کرد». موتز فکر می کرد ممکن است استادش، ایزیدور رابی نیز تحت تأثیر قرار گیرد. چنین شد: شوینگر موضوعی را که در مقاله ای از اینشتین، درباره ي تفسیر مکانیک کوانتومی مطرح شده بود، برای رابی توضیح داد. رابی بعداً به خاطر آورد که « در یک نکته اندکی مشکل وجود داشت و این پسر با بیانی روشن، با استفاده از قضیه ي مکمّلیت، بحث را فیصله داد... من شگفت زده شدم. این چیست، این کیست؟ به طور که از آن پس می خواستم با او صحبت کنم». رابی که رئیس گروه فیزیک و یک سیاست گذار ماهر و متنفذ پردیس دانشگاه بود، وسیله ای فراهم آورد تا شوینگر با وجود مدرک نه چندان خوب CCNY در کلمبیا پذیرفته شود. ( اظهارنظر مساعد بته درباره ي مقاله ای که شوینگر نوشته بود، به این امر کمک کرد). رابی می گوید، « پس از آن همه چیز برای جولیان تغییر کرد، در واقع او عضو فی بتا کاپا** شد. یک شخصیت تازه».
بی تردید رابی عامل این تغییر بود. گروه فیزیک دانشگاه کلمبیا تحت رهبری او یک مرکز پژوهشی مهم بود. سیلوان شوبر (30)، تاریخ نگار علم می نویسد، « همه ]در گروه[ عمیقاً خود را متعهد به فیزیک می دانستند، محرک همه ذکاوت، شوخ طبعی، جذبه- و گاهی خشم- رابی بود». مورتون هامرمش (31)، یکی از کسانی که در آنجا بود، به خاطر می آورد که « عده ي زیادی در کلمبیا کار می کردند که مطلقاً به آنجا ربطی نداشتند. اگر کسی را می شناختید وارد معرکه می شدید».
شوینگر کار تحقیقی دوره ي کارشناسی خود در کلمبیا را پیش از آنکه فارغ التحصیل شود تکمیل کرده بود، و هنوز دانشجوی کارشناسی بود که مقاله ای درباره ي پراکندگی نوترون منتشر کرد و ادامه ي آن کار، پایان نامه ي دکتری او شد. او خجالتی بودنش را کنار گذاشت و شیوه ي تدریس ماهرانه ای به دست آورد. شوینگر در غیاب رابی، مکانیک کوانتومی تدریس می کرد.
ویلیس لم (32) یکی دیگر از ستارگان رابی بود. او فارغ التحصیل شیمی از دانشگاه برکلی بود. در برکلی این به معنی شیمی فیزیک بود، بنابراین او زمینه ای در ریاضیات و فیزیک داشت تا بتواند وارد برنامه ي تحصیلات تکمیلی فیزیک بشود، جایی که جاذبه ي آن نظریه پردازان مستعد گروه اپنهایمر بود. لم به مدت کافی با اپنهایمر ماند تا پایان نامه ي دکتری را به پایان رساند. او در سال 1938 دعوت رابی را پذیرفت و به کلمبیا رفت.
در طول جنگ کار لم درباره ي نظریه ي « مگنترون، magnetron» بود که ریز موجهایی برای سیگنالهای رادار تولید می کرد. او مانند فرمی، نه تنها به عنوان نظریه پرداز، بلکه به عنوان آزمایشگر نیز مهارت داشت. لم ساخت پرزحمت و فنون خلأ لازم برای ساختن و عمل کردن مگنترونها را از دست پرورده ي دیگر رابی، پولی کارپ کوش (33)، آموخت. او پس از جنگ، با همین طریق آزمایشی با تأکید بر ویژگیهای عجیب اتم هیدروژن شبه پایدار، ادامه داد. اکتشاف عمده ي او، که در همایش شلتر آیلند (34) اعلام شد وجود دو حالت هیدروژن با انرژیهای اندکی متفاوت بود که متخصصان طیف سنجی آنها را با برچسب های و نشان می دهند. این تفاوت، که به عنوان « جابه جایی لم» شناخته شد، خیلی کوچک می نمود، برای نظریه پردازان بسیار مهم بود، زیرا نظریه ي غالب و متداول براساس معادله ي دیراک بود، به طور نادرست، دقیقاً انرژی یکسانی را بر هر دو حالت محاسبه می کرد: نظریه ي دیراک آسیب پذیر بود. آن طور که شوینگر مطرح می کند: « واقعیتها باور نکردنی بودند: که بگوییم نظریه ي مقدس دیراک در همه جا نقض می شود».
فریمن دایسون (35)، یک انگلیسی که در کورنل به عنوان دانشجوی تحصیلات تکمیلی به بته پیوست یادآور می شود که آزمایشهای لم « موجی از پیشرفت» را به راه انداخت، موجی که نظریه پردازان را به یکی از بزرگترین دستاوردهایشان، یعنی یک نظریه ي جدید الکترودینامیک کوانتومی رساند. او در نامه ای به منظور تبریک شصت و پنجمین سال تولد لم می نویسد: « در آن سالها که 'جابه جایی لم' موضوع اصلی فیزیک به شمار می آمد، سالهای طلایی برای همه ي فیزیکدانان نسل من بود. برای نخستین بار شاهد آن بودید که یک جابه جایی بسیار اندک که اندازه گیری آن دشوار و دست نیافتنی است، تا چه حد به طور بنیادی تفکر ما را درباره ي ذرات و میدانها روشن می کند».
این روشن شدن در سال 1948 در گردهمایی انجمن فیزیک امریکا در نیویورک و سپس در همایش دعوتی، این بار در پوکونو مانور (36)، پنسیلوانیا صورت گرفت که تقریباً وسط راه ساکرانتون و گذرگاه دلاوئر بود. اغلب شرکت کنندگان همایش شلتر آیلند آمده بودند و بور، دیراک، و ویگنر به آنها ملحق شده بودند. اکنون نوبت شوینگر بود که صحنه گردانی کند. او نظریه ي دقیق الکترودینامیک کوانتومی را بسط داده بود که جابه جایی لم را به درستی محاسبه می کرد. یک جنبه ي ضروری از نظریه ي شوینگر، که از بعضی پیشینیانش قرض گرفته بود، روفتن همه ي جملات بی نهایت از منظر و قرار دادن آنها در عاملهایی بود که شامل جرم و بار الکترونی اندازه گیری شده، بودند. این روال «باز بهنجارش» نظریه را از نظر ریاضی مشکوک می سازد: بی نهایتها هنوز در جای خود هستند، امّا آنها دیگر مانعی برای محاسبات به وجود نمی آورند.
نظریه ي شوینگر پیچیده بود. او آن را در یک جلسه ي ماراتونی در یک روز تمام، ارائه کرد. بجز اپنهایمر، معدودی دیگر هم بیانات او را تا آخر دنبال کردند. به نظر دایسون، نظریه ي شوینگر « بنابر اصول متعارف ساخته شده و شاهکاری از فن ریاضی بود».
فاینمن نیز در همایش پوکونو برنامه ای داشت، امّا چندان چشمگیر نبود. او هم، نظریه ي کارآمدی از الکترودینامیک کوانتومی داشت که جابه جایی لم را محاسبه می کرد، امّا اساس آن شهودی و تصویری بود آن چیزی نبود که مخاطبان برجسته ي همایش پوکونو با آن مأنوس باشند. دایسون توضیح می دهد: « درک فیزیک فاینمن از این لحاظ برای مردم عادی دشوار بود، که او از معادلات استفاده نمی کرد.... او جوابها را صرفاً به صورت ذهنی بدون مطرح کردن معادلات می نوشت. او تصویری فیزیکی از مسیر وقایعی که روی می دهند در ذهن داشت و این تصویر راه حلها را با کمترین محاسبه به او می داد. بدیهی است کسانی که زندگی خود را به حل کردن مسئله گذرانده بودند، از کار او مبهوت می شدند. ذهن آنان تحلیلی؛ امّا ذهن او تصویری بود».
فاینمن می دانست که کارش درست است، امّا برای قانع کردن دیگران کمبود وسیله ي ریاضی داشت. او به مهرا گفته بود، « این مسئله برای من چنان بود که گویی همه ي تفکرم فیزیکی است، من کارهایم را با روشهای حاضر و آماده که خودم ابداع کرده ام، انجام می دهم. من یک طرح ریاضی ندارم که درباره ي آن بحث کنم. در واقع یک روش ریاضی کشف کرده ام، که از آن همه ي نمودارها، قاعده ها و نتایج حاصل می شوند. تنها راه دانستن درستی یکی از فرمولهای من این است که نتیجه ي درستی از آن بگیریم».
کسی که نظریه های ظاهراً ناهمگون فاینمن و شوینگر را با هم جمع کرد، و آنها را برای استفاده ي فیزیکدانان عادی وحدت بخشید، فریمن دایسون انگلیسی بود. دایسون مانند شوینگر استثنایی بود، یعنی حتی از کودکی شیفته ي ریاضیات و علم بود. شوبر (37) می نویسد « والدین فریمن عمیقاً علاقه مند به مسائل فکری او بودند- و با داشتن فریمن دقیقاً صاحب همان کودکی بودند که می خواستند». او را در هشت سالگی به یک مدرسه ي شبانه روزی معروف به نام تویی فورد کالج (38) فرستادند. این مدرسه فقط در فاصله ي سه مایلی از خانه ي فریمن بود، امّا والدینش به دیدن او نمی رفتند، او هم بجز روزهای تعطیل به خانه نمی رفت. او بعدها به یاد می آورد که آنجا « محیطی عجیب و ترسناک» بود.
امّا عملکرد تحصیلی او برجسته و ممتاز بود، وقتی دوازده ساله بود امتحان بورس تحصیلی کالج وینچستر (39) را گذراند که شوبر متذکر می شود، « اوج فکری نظام دبیرستان خصوصی انگلیسی» بود. دایسون نه تها بورسیه را برد، بلکه در این رقابت اول شد. پدرش نتوانست هیجان این افتخار را در خود کنترل کند، او می گفت، « این رویداد، در خانواده ي ما مهمتر از دریافت جایزه ي نوبل بود».
دایسون در وینچستر، تحصیل ریاضی را با جدیت تمام آغاز کرد و جوایز بسیاری گرفت. او همچنین استعداد فوق العاده ای برای یادگیری زبانهای گوناگون داشت و فرصتی یافت تا ویولون نوازی شایسته و قهرمان مدرسه در پرش اسب با مانع شود. دوستی که همزمان با او در وینچستر بود، به یاد می آورد که، « او بسیار بشاش، تیزهوش، لاغر اندام، با چشمانی نافذ بود».
دایسون طبعاً از وینچستر به کمبریج رفت و با یک بورس وارد کالج ترینیتی شد. اکثر ریاضیدانان و فیزیکدانان کمبریج برای خدمت در جنگ (سال 1941 بود) آنجا را ترک کرده بودند، امّا دیراک فیزیکدان و جی.اچ.هاردی (40) و آبرام بسیکویچ (41) ریاضیدان در دسترس بودند. دایسون اصول مکانیک کوانتومی دیراک را در وینچستر « بدون هیچ شناختی» خواند و امیدوار بود که آن را از درسهای دیراک بیاموزد. امّا ناامید شد از اینکه درسها درست، تقریباً کلمه به کلمه مثل کتاب بودند. هاردی در آن زمان افسرده، منزوی و «نومید کننده» بود. از سوی دیگر بسیکویچ ثابت کرد که معلمی خوب و دوستی مهربان است.
دایسون برای سرگرمی به نوعی صخره نوردی خطرناک موسوم به «صعود شبانه» پرداخت. برای این کار افراد به جای بالا رفتن از کوه به کمک طناب، آزادانه از لوله های بخار، لوله های فاضلاب، و لبه های پنجره در ساختمان دانشگاه بالا می رفتند. این ورزش شبانه بود، بنابراین می توانستند از گیر افتادن اجتناب کنند. دایسون و دوستش پیتر سانکی از بیشتر ساختمانهای توصیف شده در راهنمای ورزشی صعود کنندگان شب کمبریج بالا رفتند. دایسون به شوبر گفت، « خیلی خوب بود که در شب بیرون می رفتیم، به بالای ساختمانها می رسیدیم... ]و[ به طنین ناقوسها گوش می کردیم».
دوره ي تحصیلی دایسون در کمبریج به علت دو سال خدمت به عنوان یک دانشمند غیرنظامی در مقر فرماندهی بمب افکنهای ارتش سلطنتی، قطع شد. وظیفه ي او تحلیل راهبردهای حمله های هوایی شدید و خطرناک، سپس هدایت آنها به سوی شهرهای آلمان و پیشنهاد اصلاحات بود. توصیه او اغلب چیزی بیشتر از یک دریافت همگانی نبود، امّا این چیزی نبود که فرمانده ي کل قوا می خواست بشنود. دایسون به این نتیجه می رسید که « فرماندهی بمب افکن را باید بعضی از جامعه شناسان اختراع کرده باشند تا به روشنی هرچه بیشتر، جنبه های شیطانی علم و تکنولوژی را نشان دهند».
پس از جنگ و بازگشت به کمبریج، برای دایسون فیزیک نظری جالبتر از ریاضی به نظر می رسید، و عده ای هم به همان دلیل جامعه ي فیزیک را ترک می کردند. دوستی می گفت، « فیزیک نظری به چنان افتضاحی کشیده شده است، که من تصمیم گرفته ام به ریاضی محض روی آورم». واکنش دایسون این بود که: « عجیب است، من دقیقاً به همین دلیل تصمیم گرفته ام به فیزیک نظری تغییر رشته بدهم». او می دانست چه می کند. فیزیک، به ویژه در امریکا در جوش و خروش و غلیان بود و فرصتهایی برای همکاریهای بزرگ وجود داشت. یکی از استادان راهنمای دایسون در کمبریج، به نام جی.آی. تیلور، دانش آموخته ي لوس آلاموس، به او توصیه کرد که به کورنل برود و با بته کار کند. تیلور در توصیه نامه به بته نوشت که، « به عقیده ي من، دایسون بهترین ریاضیدان در انگلیس است».
دایسون در پاییز سال 1947 وارد کورنل شد و به عنوان یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی متعارف نام نویسی کرد ( او هنوز مدرک دکتری نگرفته بود و هرگز هم نگرفت). در بدو امر او در نامه ای به پدر و مادرش، مطالبی تردیدآمیز درباره ي بته نوشت به این مضمون که: « خود بته چهره ای عجیب و غریب دارد، بسیار درشت اندام و بی قواره است، با یک جفت کفش بسیار کهنه ي گلی. به نظر می رسد بسیار مهربان و صمیمی باشد، امّا تقریباً کاریکاتوری از یک استاد است؛ با وجود این، چون نفر دوم در لوس آلاموس است پس باید یک سازمان دهنده ي درجه ي یک باشد».
یک ماه بعد دایسون شاهد چیزهایی بسیار بیشتر از کفشها و طرز رفتار بته بود. او به خانواده اش نوشت که « از بلندنظری، خوش قلبی و ایثارگری بته مبهوت شده است» او به قدری تحت تأثیر افراد دیگر گروه کورنل، به ویژه فاینمن قرار گرفت که به زودی دوست صمیمی او شد.
دایسون در سالی که همایش شلتر آیلند برپا بود به گروه بته پیوست و در سال بعد به گردهمایی پوکونو رفت، که در آن شوینگر نظریه اش را در یک نمایش طاقت فرسا از مهارت و استادی ریاضی ارائه کرد و فاینمن کوشید که نظریه اش را بدون ریاضیات کافی که مناسب حال مخاطبان باشد توضیح دهد. دایسون در هیچ یک از این دو همایش شرکت نکرد- او صرفاً یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی بود. امّا از یادداشتهایی که ویلر در گردهمایی پوکونو تهیه کرده بود، نکات مهم گفتارهای مهم شوینگر و فاینمن را به دست آورد. او در نظر داشت تا با حضور در سمپوزیوم تابستانی دانشگاه میشیگان در آن آربر (42) که قرار بود شوینگر درباره ي نظریه اش سخنرانی کند، نکات بیشتری بیاموزد. او به موقع با اتوبوسهای گری هوند (43) که وسیله ي مسافرت مطلوبش در امریکا بود به آن آربر رسید.
سخنرانیهای درسی شوینگر «عالی بود» و دایسون جزئیات آنها را در گفتگو با او کاوید. امّا نظریه ي شوینگر، گرچه دارای انسجام ریاضی بود، به نظر دایسون « به صورت حیرت انگیزی پیچیده» می نمود. او این گونه بحث را «درست» نمی دانست. وقتی این نظریه در سخنرانیهای شوینگر مطرح می شد، « برای فهم آن مهارتهایی لازم بود که هیچ کس بجز شوینگر نداشت. وقتی به این سخنرانیها گوش می دادید نمی توانستید انگیزه ي آن را بفهمید! همه چیز در یک دستگاه ریاضی عجیب پنهان بود».
دایسون از آن آربر عازم سفر تماشایی دیگری با اتوبوس گری هوند بود، این با به سانفرانسیسکو و برکلی. دایسون « در بازگشت از این سفر» می نویسد:
وقتی در روز سوم وقتی، از نبراسکا می گذشتیم ناگهان چیزی اتفاق افتاد. مدت دو ماه بود که من درباره ي فیزیک فکر نکرده بودم، و اکنون گویی در ضمیر خودآگاه من انفجاری صورت گرفت. نمودارهای فاینمن و معادلات شوینگر در مغز من با وضوحی بی سابقه، شروع به جور شدن کردند. به مدت یک یا دو ساعت، قطعه های مطالب را تنظیم و بازآرایی کردم. آنگاه دانستم که همه ي آنها با هم جور در می آیند. مداد و کاغذی نداشتم، امّا همه چیز به قدری واضح بود که نیاز به یادداشت کردن نداشتم. فاینمن و شوینگر به یک مجموعه از اندیشه ها از دو جهت متفاوت می نگریستند. با سر هم کردن دو روش، نظریه ای از الکترودینامیک کوانتومی به دست می آمد که دقت ریاضی شوینگر را با انعطاف پذیری عملی فاینمن ترکیب می کرد. سرانجام یک نظریه سرراست میانه رو داشتیم.
دایسون « نظریه ي میانه روی» خود را در پایان ژانویه ي سال 1949، در یک گردهمایی انجمن فیزیک امریکایی، ارائه کرد. نتیجه به سرعت موفقیت آمیز، و دایسون مشهور شد. اظهارنظر فاینمن این بود « خب، داک، پیروز شدی».
برحسب اتفاق، یک بازیگر اصلی چهارم، علاوه بر فاینمن، شوینگر، و دایسون، در ماجرای الکترودینامیک کوانتومی وجود داشت. او شینی چیرو توموناگا (44)، متولد 1906 در توکیو، پسر یک استاد فلسفه بود. در کودکی تعادل چندانی نداشت و اغلب مریض بود، از این رو برای سرگرمی به آزمایشهای خانگی می پرداخت. در سال 1913 خانواده ي او عازم توکیو شد، در آنجا او در یک دبیرستان معتبر موفق عمل کرد. دانش آموز ممتاز دیگر دبیرستان و دوست نزدیک توموناگا، هیدکی یوکاوا (45) بود، که برای نظریه اش درباره ي نظریه ي مزونی نیروهای هسته ای شهرت یافت.
در سال 1923، توموناگا و یوکاوا وارد دانشگاه کیوتو شدند. آنان در سال نهایی کارشان، با خواندن مقاله های هایزنبرگ، دیراک، جوردن، شرودینگر و پائولی بر مکانیک کوانتومی متمرکز شدند. آنان هایزنبرگ و دیراک را در سال 1929، هنگامی که این دو نظریه پرداز کوانتومی در توکیو سخنرانی می کردند، از نزدیک دیدند. وقتی توموناگا فارغ التحصیل شد- ژاپن وارد سالهای رکود شده بود- و به ندرت کار پیدا می شد. امّا او این شانس را داشت که مورد توجه یوشیو نیشینا (46)- بور فیزیک ژاپن- واقع شده بود. نیشینا، بین سالهای 1921 و 1928 در مراکز عمده ي اروپایی تحصیل کرده بود که فیزیکدانان گرد هم می آمدند: کمبریج، گوتینگن، کپنهاگ و هامبورگ. وقتی به ژاپن بازگشت، به عنوان مدیر پژوهش در مؤسسه ي پژوهشهای فیزیکی و شیمیایی ( Rikagen kenkyusho به اختصار Riken) در توکیو منصوب شد. نیشینا از توموناگا دعوت کرد به عنوان دستیار به آزمایشگاه او در رینکن بپیوندد. بعدها توموناگا به خاطر آورد « این فرصتی طلایی برای من بود، زیرا در آن روزها آزمایشگاه سرشار از تازگی بود. تمام اعضای آن جوان بودند؛ حتی رئیس بزرگ نیشینا در اوایل سالهای چهل عمرش بود. ما هر روز دور هم جمع می شدیم و گروه پرشوری برای بحث درباره ي مسائل مختلف، نه تنها فیزیک بلکه ترتیب دادن مهمانیها و گردشها و غیره بودیم».
در طول سالهای 1930 گروه نظری در رینکن از جمله نیشینا و توموگانا پیشرفتهای الکترودینامیک کوانتومی را از هر نظر به دقت دنبال مي كردند. آنان با ترجمه ي « پرزحمت» كتاب ديراك از انگليسي به ژاپني مخاطبان ژاپني را با او آشنا کردند. در سال 1937 توموناگا به لایپزیک سفر کرد تا به مدت دو سال با هایزنبرگ کار کند. پروژه های او در لایپزیک نویدبخش نبود، و از بی طاقتی افسرده شد. او در دفتر خاطرات خود نوشت، « در واقع کارم به بداقبالی انجامید! اخیراً بدون هیچ دلیلی احساس غم و اندوه بسیار می کنم.... چرا نمی توان طبیعت را واضحتر و سرراستتر درک کرد؟»
با تشویق و حمایت نیشینا، توموناگا کار نظری خود را در اوایل سالهای 1940 که جنگ به اقیانوس آرام رسید و به ژاپن نزدیک شد ادامه داد. اکنون او بر الکترودینامیک کوانتومی متمرکز شده بود، می کوشید تا فراتر از دیراک برود و با مسئله ي خود- انرژی الکترون و به طور ضمنی با بلای بی نهایتها دست و پنجه نرم کند. در سال 1943، او سری مقالاتی در یک مجله ي ژاپنی با عنوان پیشرفت در فیزیک نظری که شامل گلچینی از نوشته های علمی بود، منتشر کرد. به طوری که دایسون می گوید، « این مقالات به بیان ساده و روشن بدون فرمول و هیچ گونه شرح و تفصیل ریاضی، ایده ي مرکزی نظریه ي جولیان شوینگر را بیان می کردند».
این مربوط به سال 1943، پنج سال پیش از انتشار نظریه ي شوینگر و چهار سال پیش از آن بود که لم نتایج آزمایشی مهمش را اعلام کند. ژاپن در آن زمان از جهان غرب منزوی شده بود و مقالات توموناگا مورد توجه واقع نشد. سرانجام شناسایی آنها بعد از جنگ به عمل آمد- توموناگا با خانه ای خراب و مواد غذایی موجود، اندک کاری یافت که « فکر کردن لازم نداشت» و آن ترجمه ي مقالات زمان جنگ او به زبان انگلیسی بود. ترجمه، وقتی کار پرمشغله ای شد که او مطالبی درباه ي آزمایشهای لم را در ستون علمی مجله ي نیوزویک، خواند. اکنون او می توانست به اهمیت کامل کار قبلی اش پی ببرد و بداند که چگونه کارش را به گونه ای ادامه دهد که شامل برنامه ي باز بهنجارش باشد. در سال 1948، او خلاصه ای از تحقیقات اخیر و زمان جنگش را برای اپنهایمر ارسال کرد. اپنهایمر در یک تلگرام فوری به او پاسخ داد که « گزارش خلاصه ای از وضع و دیدگاههای فعلی خود را برای انتشار فوری در مجله ي فیزیکال ریویو ارسال فرمایید».
سومین همایش دعوتی، پس از جنگ در آوریل 1949 در اولداستون در کنار رودخانه ي هادسون در پیکزسکیل نیویورک برگزار شد. عنوانهای مطلوب برای بحث روش فاینمن و تلفیق دایسون از دیدگاههای فاینمن و شرودینگر- و اکنون از نقطه نظرهای توموناگاـ بود.
پی نوشتی بر این داستان: جایزه ي نوبل فیزیک سال 1965 میان فاینمن، شوینگر و توموناگا تقسیم شد. دایسون سهمی نداشت، گرچه بسیاری معتقد بودند که او شایسته ي چنین افتخاری هست- به نظر می رسد او قربانی این قاعده شد که بیش از سه نفر نمی توانند در جایزه ي نوبل سهیم باشند.

QED*** و QED

فاینمن در کتاب بسیار خوبش برای خواننده ي عادی، QED می نویسد، نظریه ي الکترودینامیکی کوانتومی « گل سرسبد فیزیک- افتخارآمیزترین دارایی» ما است. کمتر کسی ممکن است با این گفته موافق نباشد. این نظریه در مورد یک عالم از آثار فیزیکی با موفقیت کامل به کار گرفته شده است. بعضی از این پدیده ها اندازه گیریهای صحیح و با دقت شگفت انگیزی را ممکن می سازد، که با رهیافت فاینمن به QED سازگارند. مثلاً شدت میدان مغناطیسی که یک الکترون با خود دارد، یعنی « گشتاور مغناطیسی»، به مقدار 00115965221/1 ( برحسب یکاهای معین) با عدم قطعیتی در حدود 4 در آخرین رقم اندازه گیری شده است. ( این عدد در نظریه ي دیراک دقیقاً 1 پیش بینی شده است). نظریه مقدار 00115965246/1 را، با عدم قطعیتی در حدود 20 در آخرین رقمها، برای گشتاور مغناطیسی الکترون محاسبه می کند. اگر بتوانیم فاصله از نیویورک تا لوس آنجلس را با این دقت اندازه گیری کنیم، دقتی تا حدود ضخامت موی انسان خواهیم داشت.
QED به دو نوع از ذرات بنیادی، الکترونها و فوتونها و راههای متعدد برهم کنش آنها می پردازد. مطابق معمول در مکانیک کوانتومی، این نظریه به محاسبات آماری محدود می شود. دامنه ای برای هر رویداد محاسبه می شود که از آن احتمال وقوع رویداد را می توان تعیین کرد. روشی عمیقتر از احتمال برای کندوکاو نداریم. فاینمن می نویسد، « در زیر این تحلیل از طبیعت، 'چرخ و دنده ای' وجود ندارد، اگر می خواهید آن را بفهمید، این آن چیزی است که می باید بپذیرید».
کار جالب این نظریه تشخیص دقیقاً سه نوع کنش میان الکترونها و فوتونها است: فاینمن در QED، این سه نوع کنش را به این صورت توصیف می کند، [1] « فوتون از نقطه ای به نقطه ي دیگر می رود»؛ [2] « الکترون از نقطه ای به نقطه ي دیگر می رود»؛ [3] « الکترون فوتونی گسیل یا جذب می کند». هر کنش دامنه ي معینی دارد. اگر دو نقطه مذکور را A و B در نظر بگیریم، می توانیم فاینمن را در QED، با استفاده از (A تا B) P برای نشان دادن دامنه ي نخستین کنش و (A تا B) E را برای دومین واکنش، دنبال کنیم. دامنه برای کنش سوم فقط عددی است در حدود 1/0- (برحسب یکاهای معین)، که با بار الکتریکی الکترون هم برابر است. فاینمن در QED برای نشان دادن این عدد از حرف j استفاده می کند.
بنابراین در محاسبه ي QED برای یک فرایند به شیوه ي فاینمن، مثلاً دو الکترون از نقاط 1 و 2 در زمان و فضا آغاز و در نقاط 3 و 4 به پایان می رسند، که در « نمودار فاینمن» درست چپ شکل 1 نشان داده شده است، در این صورت باید دو دامنه ي (1 تا 3)E و (2 تا 4)E را بدانیم.
در فضا و زمان به نقاط 3 و 4 برسند.
در یک محاسبه ي مفصلتر، به مجموعه قوانینی به نام « قواعد فاینمن»، برای یافتن شکل ریاضی دو تابع E رجوع خواهیم کرد. در این مورد چون فوتونی دخیل نیست، بنابراین و وارد محاسبه نمی شوند. دامنه ي انجام فرایند در این راه به صورت (2 تا 4)E × (1تا3)E است. این تنها راهی است که الکترونها می توانند از نقاط 1 و 2 به نقاط 3 و 4 برسند. نمودار سمت راست شکل 1 راه دیگری را نشان می دهد که دامنه ي آن به صورت متفاوت (2تا3)E × (1تا4)E است. ترکیب کردن ( جمع یا تفریق) دو دامنه، تقریب اولیه ای برای رویداد به دست می دهد.
چون دو الکترون حامل بار الکتریکی اند، از طریق نیرویی که با یک فوتون اعمال می شود با هم برهم کنش می کنند. این احتمال در نمودار شکل 1 مشخص نیست. نمودارهای فاینمن که در شکل 2 آمده، دو راه یا دو رویداد را نشان می دهد که با میانجیگری یک فوتون تحقق می یابند. یک الکترون، نخست از نقطه ي 1 به نقطه ي 5 می رود. سپس این الکترون با گسیل یک فوتون، که با یک خط موجی نشان داده شده، از نقطه ي 5 به نقطه ي 3 ادامه ي مسیر می دهد. الکترون دوم از نقطه ي 2 شروع می کند، در نقطه ي 6 فوتون را جذب می کند، و از نقطه ي 6 به نقطه ي 4 ادامه ي مسیر می دهد. اکنون محاسبه می باید شامل دامنه های (1 تا5)E، (5تا3)E، (2تا6)E و (4تا6)E برای الکترونها، (5 تا6)P برای فوتون و دو بار j یکی برای گسیل فوتون و بار دیگر برای جذب، باشد. شکل محاسبه، که مستقیماً از نمودار به دست می آید عبارت است از:
(6تا4)E × j × (2تا6)E × (5تا6)P × (5تا3)E × j × (1تا5)E
برای تقریب بهتر دامنه ي رویدادمان، این نتیجه را به دو نتیجه ي اول اضافه می کنیم. توجه داشته باشید که j دو بار در محاسبه به صورت حاصلضرب وجود دارد. چون اندازه ي j کوچک است (در حدود 1/0)، و حاصلضرب باز هم کوچکتر است (در حدود 01/0)، این جمله در مقایسه با جمله ي اول سهم کمتری در دامنه ي کل رویداد دارد.
نمودار فاینمن در سمت راست شکل 3 راه دیگر وقوع رویدادی را نشان می دهد، با یک برهم کنش به میانجیگری یک فوتون. فوتونی که در این نمودارها به صورت خط موجی نمایان می شود برهم کنش الکترومغناطیسی بین دو الکترون را نشان می دهد، امّا این فوتون مدت کوتاهی وجود دارد، یعنی یک فوتون عادی نیست که بتواند فاصله های بزرگی را طی کند. این فوتون تنها برای مدت بسیار کوتاهی وجود دارد که اصل عدم قطعیت آن را امکان پذیر می سازد. به زبان فیزیک ذرات، این فوتون یک « فوتون مجازی است».
محاسبه ي فاینمن امری نامحدود است. می توانیم ترسیم نمودارهای فاینمن و محاسبات مربوط به آنها را تا بی نهایت ادامه دهیم. در شکل 3 یک امکان بیشتر برای رویداد دو الکترونی ترسیم شده است. در اینجا دو فوتون دخالت دارند و هر دو الکترون یک فوتون گسیل و جذب می کنند. اکنون محاسبه شامل چهار عامل j است، یعنی حاصلضرب ، که تقریباً برابر 0001/0 است، و سهم آن در دامنه ي کلی برای رویداد، در مقایسه با مواردی که قبلاً دیده ایم باز هم کمتر است. خوشبختانه برای آنان که محاسباتی از این نوع را دنبال می کنند، الگویی را که مشاهده می کنیم یک الگوی کلی است. هرچه نمودارهای فاینمن بیشتر و پیچیده تر شود، محسبات مربوط به آنها کم اهمیت تر و بی ارزشتر می شود.
در این روایت تاکنون، یک جنبه ي مهم رفتار الکترون، اسپین، و یک اصل توانمند از قلم افتاده است. این اصل که دو الکترون در یک حالت اسپینی نمی توانند یک نقطه در فضا و زمان را اشغال کنند. بنابراین دامنه ي نظیر نمودار شکل 4 که دو الکترون با هدف فضا- زمان یکسان را نشان می دهد، هرگاه دو الکترون یک حالت اسپینی داشته باشند، می باید برابر صفر باشد. این راه دیگری برای بیان اصل طرد پائولی است، که پیش از این به زبان اعداد کوانتومی معرفی کردیم. ایده ي کلی این است که دو الکترون از یک نوع به هم نزدیک نمی شوند، در واقع آنها عمداً از یکدیگر اجتناب می کنند.
نمودارهای فاینمن به یاری اصل طرد، بسیاری از داستان الکترونها، فوتونها و نیروی الکترومغناطیسی حاکم بر رفتار آنها را بیان می کنند. فاینمن در QED مطرح می کند که با این نظریه « منبع سرشار فوق العاده ای از تنوع و هیجان ارائه می شود که از اصل طرد و تکرار چند باره از سه کنش بسیار ساده ي (A تاB)P، (AتاB)E و j ناشی می شود».

دختری با مایوی خال خالی

افکار منفی فاینمن درباره ي کورنل و ایتاکا در یک روز برفی زمستان سال 1950 آغاز شد. اتومبیل او در برفابه سر خورد و او مجبور شد بیرون بیاید و با زنجیرهای چرخ دست و پنجه نرم کند، و به فکر آب و هوای بهتر بیفتد. فاینمن در یکی از کتابهایش می گوید « در آن لحظه تصمیم گرفتم این وضعیت احمقانه است، باید جایی در دنیا وجود داشته باشد که این مسئله را ندارد».
چنین جایی وجود داشت، و فاینمن وقتی آن را پیدا کرد که رابرت باخر (47) که قبلاً در کورنل و دوست بته، اما مصون از فکر قر زدن نبود، او را به کالتک در پاسادنای کالیفرنیا دعوت کرد. فاینمن در کتاب حتماً شوخی می کنید آقای فاینمن می نویسد « وقتی او را ملاقات کردم بسیار باهوش بود و زیر و بم مرا می دانست، بنابراین گفت ' فاینمن من این اتومبیل اضافی را دارم که به تو قرض خواهم داد، پس می توانی به هالیوود و سان ست استریپ بروی. خوش باش '. بنابراین هر شب با اتومبیل به سان ست استریپ- به کلوپهای شبانه و بارها و بازیها می رفتم. این چیزهایی بود که از لاس وگاس دوست داشتم- دختران زیبا، برنامه های جالب و غیره. بنابراین باخر می دانست چطور مرا به کالتک علاقه مند کند».
بخش دیگر جهان که در ادامه ي هواشناسی، ایتاکا را شکست می داد برزیل بود. فاینمن در سال 1949 برای شش هفته به ریودوژانیرو رفته بود، و امیدوار بود دوباره به آنجا برگردد. باخر گفت که می تواند ترتیب این کار را بدهد. کالتک به او یک پست استادی پیشنهاد کرد که با فرصت مطالعاتی برای سال تحصیلی 52-1951 در برزیل آغاز می شد. فاینمن با کمال تأسف او هنوز بیشترین احترام را برای هانس بته قائل بود- پذیرفت.
فاینمن در برزیل در هتل پالاس میرامار در کوپاکابانا اقامت کرد. او صبحها ( به زبان پرتغالی) در مرکز تحقیقات فیزیک در ریو تدریس می کرد و بعدازظهرها به کنار دریا می رفت. او با زنان مهربانی در ساحل و در بارها آشنا شد. یک بعدازظهر وقتی تمایل شدیدی به نوشیدن تک و تنها احساس کرد، متوجه شد که در دام اعتیاد به الکل افتاده است. او در کتاب حتماً شوخی می کنید آقای فاینمن می نویسد « این احساس شدید که آن را درک نمی کردم باعث وحشت من شد. ببینید من چنان از فکر کردن لذت می بردم که نمی خواستم دلپذیرترین ماشینی که زندگی را چنان سرگرم کننده می سازد از دست بدهم». پس از آن، الکل را کنار گذاشت، اما دلیلی نداشت که در مهمانیها از تظاهر به مستی خودداری کند.
در حوالی پایان مدت اقامتش در برزیل فاینمن دوستی ( "دختری زیبا با موهای بافته") را به موزه برد. در بخش مصری موزه، وقتی درباره ي مراسم تدفین مصریان سخنرانی می کرد ناگهـان به یـاد مـاری لوئیز بل (48)، یک دوستش در ایتـاکا افتـاد که اکنون در پاسادنا زندگی می کرد. ناگهان احساس دلتنگی شدیدی کرد و در نامه ای به او پیشنهاد ازدواج داد. او این پیشنهاد را پذیرفت و آنها در ژوئن 1952، که فاینمن از برزیل برگشت، ازدواج کردند. اما، این ازدواج یک اشتباه بود، زیرا شخصیت آنها با هم جور نبود و چهار سال بعد از هم جدا شدند.
سومین تلاش فاینمن در جهت ازدواجی بادوام موفقیت آمیز بود. او گوئینت هاوئارت (49) را در کنار دریاچه ي ژنو در سویس ملاقات کرد؛ او یک مایوی خال خالی پوشیده بود. فاینمن در یک گردهمایی در ژ نو شرکت کرده بود. گوئینت از محیط بسته ي شهرش در یورک شایر می گریخت. او می خواست در سفر به دور دنیا، با کار کردن هزینه ي خود را تأمین کند: اولین توقف او در ژنو بود که در آنجا به عنوان دختر سرخانه کار می کرد. فاینمن صحبت را شروع کرد. فاینمن درباره ي کالیفرنیا و او در مورد سفر پرماجرا و دوستانش صحبت کرد. و سپس فاینمن بی هیچ تردید به او پیشنهاد کار به عنوان کدبانوی خانه را داد. این شغلی غیرعادی بود و او گفت که درباره اش فکر خواهد کرد. فاینمن به خانه اش در آلتادنا (50) برگشت و مصمم بود که گوئینت را به امریکا بیاورد.
به برکت تساهل و بردباری گوئینت این ازدواج بسیار موفق بود. آنها دو فرزند پیدا کردند، و زندگی خانوادگی برای هر دو مناسب بود. گوئینت در یک مصاحبه در سال 1977 درباره ي ازدواجش چنین گفت:
من ذاتاً از کاری که می کنم خوشحالم و احساس رقابت کردن ندارم. احساس در سایه ي کسی قرار گرفتن را ندارم و کاملاً خرسندم- فکر نمی کنم خدمتکار او هستم- با هم خوب کنار می آییم. می دانم که او خوشحال است زیرا این را می گوید. « مثل یک شب بارانی زمستان که آتش خوبی در بخار داریم و پرده ها کشیده اند و بوی خوبی هم از آشپزخانه می آید. من این کار را فقط برای او نمی کنم- آن را برای خانواده می کنم و خوشحالم- دوست دارم احساس راحتی کنم، رضایت خاطر من در آن است، مجبور نیستم احساس مهم بودن کنم. من کارهایی را انجام می دهم که ]ریچارد[ نمی کند، و آنها را خوب انجام می دهم».

روش V-A

فاینمن در کتابش با عنوان سرشت قانون فیزیکی می نویسد، « طبیعت برای بافتن نقشهایش درازترین نخها را به کار می گیرد، به طوری که هر قطعه ي کوچک از بافته اش سازمان کل فرشینه را آشکار می کند». بسیاری از این نخهای دراز مبتنی بر اصول تقارن اند. برای فیزیکدان، تقارن دقیقاً موضوعی از زیباشناختی نیست. هرمان وایل (51) یکی از نخستین کسانی که مکانیک کوانتومی را به زبان ریاضی موسوم به «نظریه ي گروه» بیان کرد، تقارن را چنین تعریف می کند ( به تعریف فاینمن): « چیزی متقارن است که بتوانید با آن کاری انجام دهید که پس از انجام آن کار، درست همان طور که قبلاً بوده است به نظر آید». از موارد بسیار جالب در فیزیک نظری تقارنهای قانونهای فیزیکی است. یکی از این تقارنها بر مبنای انتقال از یک نقطه به نقطه ي دیگر است: اگر ما یک آزمایش، و همه ي اشیایی را که با آن برهم کنش می کنند، از یک محل به محل دیگری ببریم، آزمایش و قانونهای فیزیکی حاکم بر آن تغییر نمی کند. همین طور، انتقال در زمان نیز تغییری در یک آزمایش و قانونهای فیزیکی حاکم بر آن ایجاد نمی کند و به همین ترتیب است چرخش در فضا. تا اواخر سالهای 1950 یک قاعده ي تقارن بنیادی دیگر بجز این سه قانون نیز وجود داشت: به این مضمون که بازتابش یک آزمایش از یک نقطه تغییر نمی کند.
یکی از پیروزیهای مکانیک کوانتوموی این است که هر یک از این تقارنها با یک قانون پایستگی بنیادی در ارتباط است. تقارن انتقال در فضا پایستگی تکانه را تضمین می کند، به این معنا که هرگاه با برهم کنش دو ذره ي A و B دو ذره ي C و D تولید شود.
A+B→ C+D
تکانه کل A و B می باید برابر با تکانه ي کل C و D باشد. به همان طریق تقارن انتقال در زمان، پایستگی انرژی و تقارن چرخشی، پایستگی تکانه ي زاویه ای را تضمین می کند ( تکانه ي زاویه ای همیشه در مکانیک کوانتومی برای توصیف حرکت چرخشی به کار می رود، مانند حرکت اسپینی الکترون یا حرکت مداری الکترون به دور هسته ي اتم). وقتی فیزیکدانان هنوز به تخطّی ناپذیری تقارن بازتابش اعتقاد داشتند، مدعی قانون پایستگی مربوط به آن، یعنی پایستگی پاریته شدند ( برخلاف انرژی و تکانه، پاریته یک ویژگی است که فقط می توان آن را در متن مکانیک کوانتومی فهمید. پاریته معیار ریاضی تأثیر بازتابش بر تابع موج است).
در واقع، تقارن بازتابی و پایستگی پاریته در بسیاری موارد معتبر است، امّا در اواسط سالهای 1950 دو نظریه پرداز جوان چینی، تسونگ- دائو لی (52) و چن نینگ (یا فرانک) یانگ (53) که در دانشگاه کلمبیا و آزمایشگاه ملی بروک هیون مستقر بودند، به ترتیب دچار تردیدهایی شدند. آنان نتوانستند، در مواردی که برهم کنش ضعیف (مسئول واپاشی بتا) دخیل بود، شواهد قانع کننده ای بیابند که پاریته، در واقع پایسته است. آنان این دیدگاه بدعت آمیز را در سال 1956 منتشر کردند. سال بعد چین شیونگ وو (54)، همکار لی در کلمبیا نتایج یک آزمایش استادانه طراحی شده ای را منتشر کرد که ناپایستگی پاریته در واپاشی- از را نشان می داد.
اخباری که از وو و هموطنان او به گوش می رسید نظریه پردازان را حیرت زده کرد. درست پیش از آنکه نتایج تجربی معلوم شود، پائولی گفته بود که آماده است مبلغ بسیار زیادی در طرفداری از پایستگی پاریته شرط بندی کند. فاینمن شرط بندی نکرد. همچون همیشه، ایده هایی که دیگران آن را احمقانه می دانستند او را کنجکاو و برانگیخته می کرد؛ حتی پیش از گزارش تأیید تجربی، او سخت در جستجوی نظریه ي جدیدی از برهم کنش ضعیف بود که شکسته شدن تقارن بازتابش را امکان پذیر و پایستگی پاریته را نقض کند.
فاینمن نقطه ي شروع کارش را مدیون پائولی بود. پائولی با توسل به مقتضیات نسبیت خاص، ثابت کرده بود که هر نوع برهم کنش بین ذرات را می توان برحسب صرفاً پنج نوع موجود ریاضی توصیف کرد که هر بار دو تای آنها در محاسبه لازم است. پنج موجود عبارتند از اسکالرها، بردارها، تانسورها، بردارهای محوری و شبه اسکالرها با نمادهای اختصاری S، V، T، A و P (کمیتهای اسکالر (S) و برداری (V) در فصل 12 معرفی شدند. یک کمیت تانسوری (T) تفصیل ریاضی از یک بردار است. بردارها، تغییر در یک جهت و تانسورها در دو جهت را بیان می کنند. بردارهای محوری**** (A) و شبه اسکالرها***** (P) از لحاظ تقارن بازتابی با بردارها و اسکالرها تفاوت دارند).
کار نظریه پردازانی که نسخه ي پائولی را دنبال می کردند یافتن این نکته بود که کدام یک از آنها، هرگاه به صورت زوج در نظر گرفته شود، صحیح است. در الکترودینامیک کوانتومی، ترکیب درست V-V است. پیش از گمانه زنی لی و یانگ و آزمایشهای وو، نظریه پردازان ترکیب S-T را برای نظریه های واپاشی و موارد دیگر برهم کنش ضعیف، به کار می گرفتند. در همان زمان فاینمن و چند نفر دیگر، دریافته بودند که هرگاه تقارن بازتابی شکسته شود، V-A دستورالعمل درستی است. وقتی فاینمن به این نتیجه گیری رسید، احساس کرد بار دیگر « به کشفی دست یافته است». او به مهرا گفت:
وقتی در این باره می اندیشیدم، وقتی به آن با چشم دل می نگریستم، چیزی هیجان انگیز می درخشید، درخششی فوق العاده! همچنانکه به آن می نگریستم، احساس می کردم نخستین بار و تنها زمانی است که در جریان کارهای علمی ام قانونی از طبیعت را می دانم که هیچ کس دیگر نمی داند. این قانون به زیبایی یک قانون دیراک یا ماکسول نبود، اما معادله ي من برای واپاشی بتا تا حدی شبیه به آن بود.... این کشف کاملاً جدید بود، گرچه بعدها دانستم که دیگران در حدود همان زمان یا اندکی پیش درباره ي آن اندیشیده اند. امّا این امر برای من تفاوتی نداشت. در آن زمان آن کشف از آن من بود، احساس هیجان یک کشف جدید را می کردم!
در میان افراد دیگر، کسی که درباره ي الگوی V-A برای برهم کنش ضعیف اندیشیده بود مورای گل- مان بود که دفتر کارش درست پایینتر از دفتر کار فاینمن در کالتک بود. این دو نظریه پرداز گاهی رقیب و گاهی دوست هم بودند. هر یک دیگری را شریکی ارزشمند در مباحثه ي ایده ها و نظریه ها می دانست؛ احتمالاً در آن زمان چیزی بهتر از این نبود. مباحثه ي آنان درباره ي نظریه ي V-A به رابرت باخر (55)، مدیر گروه فیزیک ارجاع شد و او آنان را با نوشتن یک مقاله ي مشترک ترغیب کرد.

پارتونها و کوارکها

فاینمن در اواسط سالهای 1960، سهم عمده ای در نظریه ي سه نیرو از چهار نوع نیروی بنیادی که فیزیکدانان می شناختند داشت. این سه نیرو شالم برهم کنشهای الکترومغناطیسی ( در نظریه ي QED او)، برهم کنشهای ضعیف (در نظریه ي V-A او)، و برهم کنشهای گرانشی بود ( نیروی دیگر مورد علاقه ي فاینمن که در اینجا مورد بحث قرار نمی گیرد). فاینمن، پس از غوغای جایزه ي نوبل در سال 1965، توجه خود را به چهارمین نیروی بنیادی معطوف کرد، نیرویی که واسطه ي « برهم کنشهای قوی» در داخل و بین ذرات تشکیل دهنده ي هسته ها، پروتونها و نوترونها بود. سالهای متمادی بود که می دانستند پروتونها و نوترونها ساختار دارند، به خلاف الکترونها و نوترینوها که بی ساختار تلقی می شوند. مدل فاینمن برای ساختار هادرون ( «هادرون» اصطلاحی عام برای پروتونها، نوترونها و ذرات دیگری است که با برهم کنشهای قوی آنها را به هم می پیوندد). طوری طراحی شده بود تا با آزمایشهایی که آن وقت در مرکز شتاب دهنده ي خطی استانفورد انجام می شد سازگار باشد، در این مرکز پروتونها با الکترونهای فوق العاده پرانرژی بمباران می شدند.
اگر رهیافت دیداری معمولی فاینمن را در نظر بگیریم، او از خود می پرسید اگر یک الکترون پرسرعت بود که به یک هادرون نزدیک و با آن برهم کنش می کرد چه می دید. فرض اصلی او این بود که هادرونها حاوی ذرات باردار سخت نقهط ای به نام «پارتون»اند که تقریباً آزادانه درون محدوده ي هادرون شناورند. آثار نسبیتی نیز چشمگیر خواهد بود. هادرونها، از دیدگاه الکترونها، کلوچه وار پهن شده اند و زمان آنها نیز کند شده است، به طوری که پارتونها تقریباً ساکن به نظر می رسند. اکثر الکترونها از میان هادرون کلوچه ای، بدون برهم کنش می گذرند، امّا تعدادی از آنها همچون گلوله ي بیلیارد با پارتونها برخورد می کنند. این مدل ساده ای بود ( که شباهتهایی با تصویری که رادرفورد برای شمارش پراکندگی ذرات به کار می برد نیز داشت)، که در میان نظریه پردازان و آزمایشگران شتاب دهنده ي استانفورد، رواج یافت.
مورای گل- مان (56) نیز نظریه ای برای ساختار هادرون داشت که شامل ذرات نقطه ای محصور می شد. گل-مان این ذرات را «کوارک» نامید. این واژه برگرفته از بیدار شدن فینگانهای جیمز جویس (57) بود که در سطری از آن آمده است: « سه کوارک برای ماستر مارک!» مدل کوارک صریحتر از مدل پارتون فاینمن بود. کوارکها حامل بار الکتریکی بودند که کسری از بار پروتون بود، و سه تای آنها که با برهم کنش قوی به هم می پیوستند، یک پروتون تولید می شد.
مدل کوارک منتقدان خود را داشت، از جمله فاینمن، و برای مدتی خود گل-مان درباره ي واقعیت ابتکارش تردید داشت. بخصوص قبول کردن بار کسری برای نظریه پردازان دشوار بود. بار پروتون همواره غیرقابل تقسیم در نظر گرفته می شد. این امر که دلیلی برای وجود کوارک آزاد خارج از محدوده ي هادرون وجود نداشت و هنوز هم ندارد، به موضوع کمکی نمی کند.
فاینمن تا سال 1970 که مجموعه ي بزرگی از داده ها درباره ي ذرات را، با دو تن از دانشجویانش، کامل کرد در مورد کوارکها تردید داشت. سرانجام متقاعد و « طرفدار کوارک» شد. او در مقاله ي گزارش بررسی نوشت، « تصویر کوارک می تواند سرانجام کل میدان فیزیک هادرون را در برگیرد». داده ها « به طرزی مرموز برازش خوبی از یک مدل خاص را» نشان دادند. گل- مان مکدر بود از اینکه زیادی طول کشید تا فاینمن کوارکها را بپذیرد.

طبیعت را نمی توان فریب داد

فاینمن به ندرت، با پذیرفتن درجات افتخاری، دعوت به ایراد سخنرانیها و انتصاب به عضویت کمیته ها، نقش یک دانشمند ممتاز و وظیفه شناس بی نقص را بازی می کرد. امّا وقتی یک مسئولیت همگانی را می پذیرفت، پیامدهای شگرفی داشت. خدمت او در کمیسیونی که فاجعه ي چلنجر را تحقیق می کرد، بیش از هر کار دیگری که کرده بود، مورد توجه همگان قرار گرفت.
در هشتم ژانویه ي سال 1986، شاتل فضایی چلنجر، در یک هوای فوق العاده سرد، سکوی پرتاب در فلوریدا را ترک کرد. هفتاد و سه ثانیه پس از پرواز، شاتل منفجر شد و هر هفت سرنشین آن کشته شدند. چند روز پس از حادثه، ویلیام گراهام (58) رئیس اداره ي ملی هوانوردی و فضا****** (NASA)، با مراجعه به فاینمن از او خواست تا به کمیسیونی بپیوندد که درباره ي حادثه تحقیق می کند. فاینمن درباره ي اهمیت علمی برنامه ي شاتل و رفتن به واشینگتن که محل اجلاس کمیسیون بود تردید داشت. او در کتابش با عنوان به چه چیز اهمیت می دهید؟ می گوید « من مرامی دارم که به هیچ جای نزدیک واشینگتن نروم و با دولت هیچ کاری نداشته باشم». او دلیل دیگری برای نرفتن داشت که نمی گفت او از سال 1978 با نوع نادری از سرطان شکم مبارزه می کرد و در سال 1986، درست پیش از فراخوان NASA، دریافته بود که او دچار نوع نادری سرطان مغز استخوان نیز شده است.
دوستان فاینمن به او می گفتند که باید به واشینگتن برود و گوئینت (59) می گفت، « اگر این کار را نکنی دوازده نفر، همگی با هم این ور و آن ور می روند. امّا اگر به کمیسیون ملحق شوی یازده نفر- همگی در یک گروه این ور و آن ور می روند- در حالی که دوازدهمی همه جا را زیر پا می گذارد، و همه ي چیزهای غیرعادی را امتحان می کند. احتمالاً چیزی وجود ندارد، امّا اگر باشد شما آن را خواهید یافت. کس دیگری مثل شما نیست که بتواند این کار را انجام دهد». فاینمن ادامه داد، « بدون فروتنی بسیار حرف او را باور کردم». او به گوئینت گفت، « برای شش ماه دست به خودکشی خواهم زد» و پیشنهاد را پذیرفت.
این ماجرای ماقبل آخر او بود. نخست، از طریق دوستان دوستی در آزمایشگاه پیش رانش جت، در پاسادنا (60)، به سرعت با طرح موتور پیش رانش شاتل آشنا شد. سپس شبانه به واشینگتن پرواز کرد تا به موقع در نخستین اجلاس حاضر شود. رئیس کمیسیون، ویلیام راجرز (61)، وزیر امور خارجه ي دولت نیکسون بود. کمیسیون شامل افراد سرشناسی مانند: نیل آرمسترانگ (62)، نخستین مردی بود که پا بر سطح ماه نهاد، سالی راید (63) نخستین زن امریکایی در فضا؛ چاک ییگر (64) قبلاً امتحان کننده ي خلبانی و سرلشگر دونالد کوتینا (65) بود که برنامه ي شاتل در وزارت دفاع را ارائه کرده بود.
معلوم شد کوتینا تنها حامی فاینمن در کمیسیون است. دو تن از اعضا پس از انتصاب، وفاداری به ]ناسا[ را آشکار کردند. آرمسترانگ می گفت تحقیق ضرورتی ندارد، و راجرز می گفت، « ما نمی خواهیم این تحقیق به شیوه ای هدایت شود که انتقاد ناعادلانه ای از NASA کند، زیرا فکر می کنیم- من مطمئناً فكر مي كنم ـ NASA» کاری عالی انجام داده است و من فکر می کنم مردم امریکا هم همین طور فکر می کنند».
بعضی از اعضای کمیسیون زمینه ي فنی و در طرز کار شاتل تخصص داشتند. پرسشهای مفصل آنان، پاسخهای رضایت بخش کمی از مدیران NASA که در برابر کمیسیون ظاهر می شدند، می گرفت. پاسخ عادی این بود که « اطلاعات را بعداً به شما خواهیم داد».
سرانجام، معلوم شد که نامزدهای مناسب برای این حادثه، حلقه های-O (شکل) لاستیکی فراوانی بودند که به عنوان واشر آب بندی بین بخشهای موشکهای سوخت جامد قرار می گرفتند. هر یک از آنها در حدود یک چهارم اینچ و محیط آنها سی و هفت فوت بود. حلقه های-O معمولی یک شکاف ساکن را آب بندی می کند، فاینمن توضیح می دهد، « اما در مورد شاتل، با افزایش فشار در موشک، شکاف منبسط می شود و برای حفظ آب بندی لاستیک می باید با سرعت کافی منبسط شود تا شکاف را ببندد- و در هنگام پرتاب در کسری از ثانیه شکاف باز شود. بنابراین خاصیت کشسانی لاستیک، یکی از موارد بسیار مهم طرح ]ساختمان شاتل[ می شود».
فاینمن می نویسد، وقتی پای حلقه های-O بیشتر به میان کشیده شد که یک مهندس از شرکت تیوکول (66)، سازنده ي حلقه های-O گزارش داد که مهندسان تیوکول « به این نتیجه گیری رسیده بودند که دماهای کم به گونه ای در آب بندی دخالت دارند، و آنان در این باره بسیار بسیار نگرانند. در شب پیش از پرتاب، به هنگام بازبینی آمادگی پرتاب ]مهندسان تیوکول[ به NASA تذکر دادند که اگر دما زیر 53 درجه باشد شاتل نباید پرواز کند- پایین ترین دمای قبلی- و در آن صبح دما 29 درجه بود». با نوعی فشار و استدلالهای پیچیده ي NASA، تیوکول نظرش را تغییر داد، و پرتاب انجام شد.
فاینمن مأیوس شده بود. او کوشید تا مسئله ي کشسانی لاستیک حلقه-O در دماهای پایین را دنبال کند، در حالی که پاسخهای مبهمی از لارنس مالوي (67)، مدیر پروژه ي راکتهای جامد دریافت کرده بود. سرانجام تصمیم گرفت تا با نمایشی در سالن سخنرانی منظور خود را آن طور که می خواست اثبات کند. روز بعد که یک برنامه ي گردهمایی ترتیب داده شده بود، وقت مناسبی بود. صبح آن روز از یک فروشگاه ابزار یک انبردست و یک گیره ي کوچک C شکل خرید. او به کمک سرلشگر کوتینا آزمایشهایش را در مقابل دوربینهای تلویزیون انجام داد. نمایش او شورانگیز بود زیرا فوق العاده ساده بود. فاینمن آن را به کمیسیون و دوربینها توضیح می دهد، « دکتر فاینمن: این شرحی است برای آقای مالوی. من این حلقه-O لاستیک را از درزگیر مورد استفاده ي شما ساخته ام. آن را در یخ گذاشته ام، و کشف کرده ام که وقتی برای مدتی با این گیره ي C شکل بر آن فشار می آوریم و بعد گیره را برمی داریم، لاستیک به حالت اولیه برنمی گردد؛ به همان شکل و اندازه باقی می ماند. به گفته ي دیگر، دست کم به مدت چند ثانیه و بیشتر از آن، وقتی لاستیک در دمای 32 درجه باشد، خاصیت کشسانی در این ماده ي بخصوص وجود ندارد. باور من این است که این موضوع برای مسئله ي ما اهمیت خاصی دارد.
فاینمن ماهها وقت خود را صرف این بررسی کرد، به مراکز فضایی در فلوریدا، آلاباما و تگزاس و مراکز پیمانکاران سفر کرد. او با طرح « گزافه گویی در صدر، ناسازگار با واقعیت در ذیل» روبه رو شد که « ارتباط را کند و در نهایت قفل می کرد». او گزارشش را نوشت، که کمیسیون آن را به صورت پیوست کنار گذاشت ( او آن را پیوست سوخته می نامید). او کار خود را با این گفته به پایان رساند: « برای یک فناوری موفق، واقعیت می باید مقدم بر روابط عمومی باشد، زیرا طبیعت را نمی توان فریب داد».

هیچ چیز مطلق نیست

فاینمن بنابر قضاوت همتایانش، معلم بزرگی بود. امّا همچون فعالیتهای دیگرش، او راه خودش را رفت. در کالتک هرگز در گردهم آیی اعضای گروه فیزیک شرکت نمی کرد، از کارهای کمیته اجتناب می کرد، هرگز در پی کمک های مالی تحقیقاتی نبود، سخنرانان سمینار را با پرسشهای کنایه آمیز به ستوه می آورد، و دانشجوی دکتری معدودی را می پذیرفت. یکی از همکاران او در کالتک می گوید، « بیشتر ما از او می ترسیدیم، در گردهم آییهای دانشکده، اگر کسی چیزی می گفت که او با آن موافق نبود، با زبانی تند او را سر جایش می نشاند. حماقتها را ابداً تحمل نمی کرد». برداشت من این است که در دانشکده هیچ کس به او نزدیک نمی شد. از سوی دیگر در دفترش همیشه به روی دانشجویان باز بود. و سالهای بسیار یک درس غیررسمی به نام فیزیک X را تدریس می کرد که موضوع آن را دانشجویان انتخاب کردند. هر کسی بجز اعضای دانشکده می توانست در جلسات درس او حاضر شود.
برای فاینمن، کلاس درس صحنه ي نمایش معلمی بود. در آنجا می باید درام، شگفتی، کمدی و فصاحت کلام وجود داشته باشد. فارادی اگر بود، تدریس او را تحسین می کرد. در اوایل سالهای 1960، یکی از همکارانش به نام ماتیو سندز (68) او را ترغیب کرد که کار دشوار آموزش فیزیک مقدماتی را به عهده بگیرد. سندز به او گفت، « ریچارد، ببین تو سالهای بسیاری را صرف فهم فیزیک کرده ای، اکنون این شانس را داری که عصاره ي آن را در اختیار دانشجویان سال اول دانشگاه بگذاری». فاینمن چند روزی درباره ي آن فکر کرد و سپس از سندز پرسید، « آیا فیزیکدان بزرگی را می شناسی که فیزیک سال اول دانشگاه را تدریس کرده باشد؟» سندز گفت که فکر نمی کند کسی این کار را کرده باشد. نتیجه گیری فاینمن این بود که « من خواهم کرد!».
این کار ساده ای نبود، فاینمن برای درسها تمام وقت کار می کرد. سندز و رابرت لیتون، همکارش در کالتک و پدر رالف لیتون یار طبل نواز فاینمن نوعی درسهای مکتوب را در سه جلد، تولید کردند. این تلاش مشترک موقعیت تحسین انگیزی داشت. این کتابها هنوز پس از تقریباً چهل سال، پرطرفدار است. در اینجا سخنان فاینمن به مخاطبانش را درباره ي نیروی الکتریکی و بار الکتریکی پایه ي الکترونها و پروتونها ملاحظه می کنید.
]همه ي[ ماده ي مخلوطی است از پروتونهای مثبت و الکترونهای منفی که با نیروی بزرگی یکدیگر را جذب و دفع می کنند، به طوری که تعادل کامل برقرار است و اگر شما نزدیک شخص دیگری بایستید، ابداً نیرویی احساس نمی کنید. در صورتی که عدم تعادل اندکی وجود داشت آن را احساس می کردید. حال اگر شما به فاصله ي طول یک بازو از شخص دیگری می ایستادید و هر یک از شما یک درصد الکترون بیشتر از پروتون داشت، نیروی دافعه به قدری بزرگ می شد که باور کردنی نبود. چه قدر بزرگ؟ کافی برای بالا بردن ساختمان امپایر استیت؟ نه! برای بالا بردن کوه اورست؟ نه! نیروی دافعه برای بلند کردن «وزن» کل زمین کافی می شد!
او درباره ي مفهوم کیفی و کمی معادله های فیزیک شگفت زده می شود: « مثلاً معادلات ما برای خورشید، به عنوان گلوله ای از گاز هیدروژن خورشید کاملی را توصیف می کند بدون لکه های خورشیدی، بدون ساختار دانه- برنجی، بدون زبانه ها بدون هاله ها. با وجود این، همه ي اینها واقعاً در معادلات هستند، فقط راه به دست آوردن آنها را نمی دانیم».
او به منتقدانی که درباره ي محدودیت و بی روح بودن عینیت علم شکوه می کنند چنین پاسخ می دهد: شاعران می گویند علم، زیبایی ستارگان را نادیده می گیرد- آنها را صرفاً گویهایی از گاز هیدروژن می داند. هیچ چیز «ساده» نیست. من هم می توانم ستارگان را شبانگاه در آسمان بیابان ببینم و زیبایی آنها را احساس کنم. ولی آیا آنها را کمتر ]از آنچه هست[ می بینم یا بیشتر؟ پهنه ي آسمان تخیل مرا به کار می اندازد- چشم کوچک من می تواند نور چند میلیون ساله را ببیند. از یک طرح عظیم- که من جزئی از آنم- شاید خمیر مایه ي من از ستاره ي بعضاً فراموش شده ای بیرون افتاده باشد، آن طور که فی الحال بیرون می افتد. یا شاید آنها ]ستارگان[ را با چشم بزرگتر رصدخانه پالومار ببینیم که از نقطه ي شروع مشترک، که احتمالاً همگی با هم در آن بوده اند، با شتاب از هم دور می شوند. این طرح چیست و چه مفهومی دارد، یا چرا چنین است؟ ضرری ندارد که اندکی بیشتر درباره ي این معمای مرموز بدانیم! زیرا حقیقت بسیار حیرت انگیزتر از آن است که هر یک از هنرمندان گذشته تصور می کردند. چرا شاعران امروزی از آن صحبت نمی کنند. شاعران چگونه کسانی اند که اگر سیاره ي مشتری مردی بود درباره اش آن سخن می گفتند، امّا اگر کره ي چرخان بسیار بزرگی از متان و آمونیاک باشد، باید سکوت کنند؟

حضور

برای دانشجویان، مخاطبان، همکاران، دوستان، رقیبان، عیبجویان، حضور فاینمن، بیش از همه نیروی حیاتی بانشاط و ماندگار بود. او چیزی را از دست نمی داد. و درباره ي همه چیز کنجکاو بود. او از گفتن اینکه « من باید چیزی باشم که نیستم» لذت می برد. او طبل نواز ماهری شد. او زیست شناسی یاد گرفت و به عنوان دستیار آموزشی به هنگام فرصت مطالعاتی در گروه زیست شناسی کالتک کار کرد. او چند تابستان به عنوان کارمند عادی شرکت تازه تأسیس شده ي کامپیوتر کار کرد. او یکی از نخستین کسانی بود که به امکانات فناوری دستگاههای بسیار کوچک و بهره برداری از آنها پی برد، این فناوری امروزه نانوفناوری نامیده می شود. او به طور شایسته ای به فنونی از هنرهای تصویری، ترسیمی و قفل بازکنی دست یافت. دوران خلاقیت او به استثنای گیبس و چاندراسخار، طولانیتر از فیزیکدانان بزرگ دیگر است.
حتی در دهه ي نهایی زندگی اش، که بیماری سرطان آهسته آهسته او را هلاک می کرد، هنوز قدرت داشت و سرحال بود. در عکسی که یک هفته پیش از مرگ از او گرفته شده، به نظر می رسید هنوز شوخ طبعی خاص خود را داشته باشد و احتمالاً هم داشت. امّا آخرین ماجرای بزرگ زندگی اش ناامیدکننده بود. در پایان به گوئینت گفت، « من از دوبار مردن نفرت دارم، خیلی ملال آور است».

پي‌نوشت‌ها:

* CCNY مخفف City College of New York.
** Phi Beta Kappa: انجمن شاگردان كالج و دانشگاه كه در تحصيلات خود بسيار موفق بوده اند.
*** QED مخفف quantum electrodynamics است.
**** Axial vectors.
***** pseudoscalars.
****** NASA→ National Aeronautics and Space Administration.
1.picaresque
2. Gweneth
3. Arline
4. Far Rockaway
5. James Gleick
6. Jagdish Mehra
7. Abram Bader
8. Isidor Rabi
9. Fredereick Woods
10. William Rowan Hamilton
11. Joseph Lagrange
12. John Slater
13. Julius Stratton
14. Philip Morse
15. Ted Welton
16. Klein – Gordon
17. Eugene Wigner
18. John Archibald Wheeler
19. James Gleick
20. Pearl Harbor
21. General Leslie Groves
22. Robert Wilson
23. Albuquerque
24. Hans Bethe
25. Raymond Birge
26. R.C. Gibbs
27. Willis Lamb
28. Isidor Rabi
29. Lloyd Motz
30. Silvan S. Schweber
31. Morton Hammermesh
32. Willis Lamb
33. Polykarp Kusch
34. Shelter Islan
35. Freeman Dyson
36. Pocono Manor
37. Schweber
38. Twyford College
39. Winchester College
40. G.H. Hardy
41. Abram Besicovitch
42. Arbor
43. Greyhound
44. Sini-Tiro Tomonage
45. Hideki Yukawa
46. Yoshio Nishina
47. Robert Bacher
48. Mary Louise Bell
49. Gweneth Howarth
50. Altadena
51. Hermann Weyl
52. Tsung-Dao Lee
53. Chen Ning Yang
54. Chien-Shiung Wu
55. Robert Bacher
56. Murray Gell-Mann
57. James Joyce
58. William Graham
59. Gweneth
60. Pasadena
61. William Rogers
62. Neil Armstrong
63. Sally Ride
64. Chuck Yeager
65. Donald Kutyna
66. Thiokol
67. Lawrence Mulloy
68. Matthew Sands

منبع مقاله :
كروپر، ويليام هـ، (1389)، فيزيكدانان بزرگ از گاليله تا هاوكينگ، احمد خواجه نصير طوسي ـ سهيل خواجه نصير طوسي، تهران، مؤسسه ي فرهنگي فاطمي، چاپ اول 1389.