1918年5月11日,費曼出生于美國紐約,父親是麥爾維爾·阿瑟·費曼,母親是露茜爾·菲利浦,他父母都是猶太人,他的妹妹瓊,比他小9歲,兩個人的關(guān)系非常親密,瓊后來也成了一名物理學(xué)家。費曼在長島南岸的法羅克維長大。
雖然麥爾維爾和露茜爾都是猶太人,但是他們對孩子的教育卻沒有狹隘偏執(zhí)的宗教觀念。當(dāng)兒子還坐著幼兒專用的高椅子時,麥爾維爾就買了一套浴室用的白色和藍色瓷磚。他用各種方法來擺放它們,教理查德認識形狀和簡單的算術(shù)原理。當(dāng)孩子長大一點時,麥爾維爾就帶他去博物館,并且給他讀《不列顛百科全書》,然后用自己的語言耐心地解釋。后來費曼愉快地回憶道:“沒有壓力,只有可愛的、有趣的討論。”
麥爾維爾教會了理蒂(小理查德的昵稱)怎樣思考。他讓理蒂設(shè)想他遇見了火星人,火星人肯定要問很多關(guān)于地球的問題。比如說,為什么人在夜里睡覺呢?理蒂怎么回答這個問題呢?這種培養(yǎng)和教導(dǎo)是很有好處的。年輕的理查德很快就開始自己讀《不列顛百科全書》了,他對上面的科學(xué)和數(shù)學(xué)文章尤其感興趣。他從閣樓上找到一本舊課本,于是就照著課本自學(xué)起幾何。盡管理查德是一個智力早熟的少年,但是他卻覺得人文科學(xué)枯燥無味,他對歷史和文學(xué)毫無興趣。他認為英語的拼寫太缺乏邏輯性,所以他即使到了成年以后也不擅長拼寫。
父親對他早年的訓(xùn)練對費曼的教學(xué)生涯來說是無價之寶。最重要的是,麥爾維爾在他身上灌注了一種對于大自然的美的贊嘆和欣賞,并使他產(chǎn)生了與他人分享這種感受的灼人的欲望。
1935年進入麻省理工學(xué)院(MIT),先學(xué)數(shù)學(xué),后學(xué)物理。
1939年本科畢業(yè),畢業(yè)論文發(fā)表在《物理評論》(Phys.Rev.)上,內(nèi)有一個后來以他的名字命名的量子力學(xué)公式。
1939年9月在普林斯頓大學(xué)當(dāng)惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力學(xué)的疑難問題:發(fā)散困難。
1942年6月獲得普林斯頓大學(xué)理論物理學(xué)博士學(xué)位。
1942年,24歲的費曼加入美國原子彈研究項目小組,參與研制原子彈的秘密項目“曼哈頓計劃”。
1945年7月16日5時30分,美國制造的世界上第一顆試驗性原子彈在美國新墨西哥沙漠爆炸。同年8月9日,費曼在寫給母親的信中,描述了他在爆炸現(xiàn)場看到的景象:“原子彈被安裝在阿拉莫可德沙漠中心一座100英尺高的鋼塔上,天氣看起來不太好。大家都分到了防光輻射的眼鏡。然后,大家都坐下來,邊吃東西邊等待。
“凌晨5時,每個人都把表調(diào)好,并圍在收音機旁。當(dāng)收音機里開始倒數(shù)3分鐘時,人們分散開來,找有利觀看的地點,并紛紛拿出防光輻射的眼睛戴上,有人甚至開始涂抹防曬油。
“我要一個完全立體的經(jīng)歷,因此我決定不戴眼鏡直接觀看爆炸過程。我繞到了武器載運器的擋風(fēng)玻璃后面——如果有紫外線輻射的話不會傷到我的眼睛。一個聲音說:‘15秒后開始?!?/p>
“一道可怕的銀白色的強光晃了我的眼睛,無論看哪兒視野里都有紫色的斑點出現(xiàn),我的理智告訴我:這是看過強光后產(chǎn)生的殘留影像,并非看到了爆炸。轉(zhuǎn)回頭看到,原子彈所在的地方,一個明亮的橙色大火球開始上升……”
1943年進入洛斯阿拉莫斯國家實驗室,參加了曼哈頓計劃。理查德·費曼是曼哈頓計劃天才小組成員之一,該研究小組負責(zé)研制原子彈。在第二次世界大戰(zhàn)期間費曼被招募作為普林斯頓大學(xué)的美國原子彈項目職員(他)然后在洛斯阿拉莫斯新的秘密實驗室,新墨西哥(1943-1945)。在洛斯阿拉莫斯國家實驗室,他成為曼哈頓項目在理論上的小組長。
1946年,第二排左起第四個為費曼,在奧本海默旁邊。
1945年6月16日,費曼的第一個妻子阿琳·格林鮑姆去世。同年費曼開始在康奈爾大學(xué)任教。
1945年7月16日,他觀看了世界第一顆原子彈的在新墨西哥阿拉莫戈多爆炸。
1946年10月,父親麥爾維爾在一次中風(fēng)后去世,使費曼變得憂郁。
1949年,費曼發(fā)表了“正電子理論”和“量子電動力學(xué)的空時探討”,就電子與光子的相互作用給出了相應(yīng)的費曼圖和費曼規(guī)則。
1951年轉(zhuǎn)入加州理工學(xué)院。在加州理工學(xué)院期間,費曼因其幽默生動、不拘一格的講課風(fēng)格深受學(xué)生歡迎。加州理工學(xué)院把他的一系列講座收集在一起,出版了《費曼物理學(xué)講義》,費曼被稱做“老師的老師”。
1961年9月至1963年5月在加州理工學(xué)院講授大學(xué)初等物理課程,錄音在同事幫助下整理編輯為《費曼物理學(xué)講義》。
1965年費曼因在量子電動力學(xué)方面的貢獻與施溫格(Julian.Schwinger)、朝永振一郎一同獲得諾貝爾物理獎。
1968年提出費曼強子結(jié)構(gòu)模型。
1972年獲得的奧爾斯特教育獎?wù)隆?/p>
晚年,費曼努力地做好他的前妻阿琳認為重要的事情。他開始繪畫,并畫出了很好的素描和油畫作品。
1986年,參與調(diào)查“挑戰(zhàn)者號”航天飛機失事事件。
1986年,挑戰(zhàn)者號航天飛機失事后,費曼受委托調(diào)查失事原因。費曼做了著名的O型環(huán)演示實驗,只用一杯冰水和一只橡皮環(huán),就在國會向公眾揭示了挑戰(zhàn)者失事的根本原因——低溫下橡膠失去彈性。
在生命即將結(jié)束的時候,費曼患了好幾種罕見的癌癥,他的腎也幾乎衰竭。
1988年2月15日,費曼因腹膜癌在加州洛杉磯逝世,終年69歲。
費曼于40年代發(fā)展了用路徑積分表達量子振幅的方法,并于1948年提出量子電動力學(xué)新的理論形式、計算方法和重正化方法,從而避免了量子電動力學(xué)中的發(fā)散困難。量子場論中的“費曼振幅”、“費曼傳播子”、“費曼規(guī)則”等均以他的姓氏命名。
費曼圖表是費曼在四十年代末首先提出,用于表述場與場間的相互作用,可以簡明扼要地體現(xiàn)出過程的本質(zhì),至今還是物理學(xué)中對電磁相互作用的基本表述形式被廣泛應(yīng)用。它改變了把物理過程概念化和數(shù)學(xué)化的處理方式。費曼總是以自己獨特的方式來研究物理學(xué)。他不受已有的薛定諤的波函數(shù)和海森堡的矩陣這兩種方法的限制,獨立地提出用躍遷振幅的空間-時間描述來處理幾率問題。他以幾率振幅疊加的基本假設(shè)為出發(fā)點,運用作用量的表達形式,對從一個空間-時間點到另一個空間-時間點的所有可能路徑的振幅求和。這一方法簡單明了,成了第三種量子力學(xué)的表述法。 1968年費曼根據(jù)電子深度非彈性散射實驗和布約肯(J.D.Bjorken)的標(biāo)度無關(guān)性提出高能碰撞中的強子結(jié)構(gòu)模型。這種模型認為強子是由許多點粒子構(gòu)成,這些點粒子就叫部分子(parton)。部分子模型在解釋高能實驗現(xiàn)象上比較成功,它能較好地描述有關(guān)輕子對核子的深度非彈性散射、電子對湮滅、強子以及高能強子散射等高能過程,并在說明這些過程中逐步豐富了強子結(jié)構(gòu)的物理圖像。
除了量子電動力學(xué)方面的卓越貢獻,費曼還建立了解決液態(tài)氦超流體現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論。他和默里·蓋爾曼在弱相互作用領(lǐng)域,比如β衰變方面,做了一些奠基性工作。費曼通過提出高能質(zhì)子碰撞過程的層子模型,在夸克理論的發(fā)展中,起了重要作用。
費曼有一種特殊能力,就是能把復(fù)雜的觀點,用簡單的語言把它表述出來,這使得他成為一位碩果累累的教育家。在獲得的諸多獎項中他自豪的是1972年獲得的奧爾斯特教育獎?wù)隆?/p>
1962年出版的《費曼物理學(xué)講義》被《科學(xué)美國人》這樣贊譽:“盡管這套教材深奧難懂,但是它的內(nèi)容豐富而且富有啟發(fā)性。在它出版25年后,它已經(jīng)成為講師、教授和低年級優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)指南?!辟M曼自己則在前言中寫道:“我講授的主要目的,不是幫助你們應(yīng)付考試,也不是幫你們?yōu)楣I(yè)或國防服務(wù)。我最希望做到的是,讓你們欣賞這奇妙的世界以及物理學(xué)觀察它的方法”。
為了促進普通公眾對物理學(xué)的理解,費曼撰寫了《物理定律的特征》和《量子電動力學(xué):光和物質(zhì)的奇特理論》等。同時發(fā)表了許多高深的專業(yè)論文和著作,這些成為研究者和學(xué)生的經(jīng)典文獻和教科書。
20世紀(jì)60年代,費曼還在加州課程設(shè)計委員會上,為反對教科書的平庸,作出了努力。