เด็กอัจฉริยะทั้งคณิตศาสตร์และฟิสิกส์
ริชาร์ด ไฟน์แมน เป็นชาวอเมริกัน เกิดเมื่อปี 1918 ที่เขตควีนในกรุงนิวยอร์ก ประเทศสหรัฐอเมริกา ในครอบครัวที่เป็นชาวยิวทั้งพ่อและแม่ เขาเป็นเด็กที่พูดได้ช้า กว่าจะเริ่มพูดได้อายุก็ปาเข้า 3 ปีกว่าไปแล้ว พ่อพยายามส่งเสริมเขาด้วยการสอนสิ่งใหม่ๆและคอยตั้งคำถามเพื่อท้าทายให้เขาฝึกคิดอยู่เสมอ ส่วนแม่เป็นคนมีอารมณ์ขันและเขาก็รับสิ่งนี้จากแม่มาอย่างเต็มที่ พอโตขึ้นเขาจึงเป็นคนอารมณดีที่มีความคิดอ่านลึกซึ้ง ตอนเป็นเด็กไฟน์แมนเริ่มมีแววการเป็นนักวิทยาศาสตร์เพราะชอบทดลองเกี่ยวกับกลไกและอีเล็กทรอนิกส์ เช่น ซ่อมวิทยุหรือสร้างระบบสัญญาณกันขโมยบ้านในขณะที่พ่อแม่ไม่อยู่บ้าน เป็นต้น
ไฟน์แมนเป็นเด็กอัจฉริยะทางด้านคณิตศาสตร์ อายุแค่ 15 ปีเขาก็เรียนรู้เข้าใจวิชาคณิตศาสตร์แทบทุกเรื่องแล้ว ไม่ว่าจะเป็นตรีโกณมิติ, พีชคณิตขั้นสูง, อนุกรมอนันต์, เรขาคณิตวิเคราะห์ รวมทั้งแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์และแคลคูลัสเชิงปริพันธ์ นอกจากนี้เขายังสามารถสร้างสัญลักษณ์พิเศษเพื่อใช้แก้ปัญหาโจทย์คณิตศาสตร์ในแบบของเขาเอง ในปีสุดท้ายของการเรียนระดับมัธยมที่โรงเรียน Far Rockaway High School เขาชนะการแข่งขันคณิตศาสตร์ของมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก ไฟน์แมนสมัครเข้าเรียนต่อที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียแต่ไม่ได้รับการยอมรับเพราะโควต้าสำหรับชาวยิวมีจำกัด เขาจึงไปเรียนที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) แทน ตอนแรกเขาตั้งใจเรียนวิชาหลักเป็นคณิตศาสตร์แต่ต่อมาเปลี่ยนเป็นฟิสิกส์
ปี 1939 ไฟน์แมนเข้าแข่งขันคณิตศาสตร์ประจำปีของนักศึกษาปริญญาตรีในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา เขาได้รับรางวัล Putnam Fellows ซึ่งมอบให้กับเฉพาะผู้ที่ได้คะแนนสูงสุด 5 คนแรกเท่านั้น เขาเรียนจบที่ MIT ในปีเดียวกันนี้แล้วสอบเข้าเรียนต่อที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน เขาได้คะแนนเต็มในวิชาฟิสิกส์ซึ่งไม่เคยมีมาก่อนและได้คะแนนที่ยอดเยี่ยมในวิชาคณิตศาสตร์ แต่ได้คะแนนแย่ในวิชาประวัติศาสตร์และภาษาอังกฤษ (นักวิทยาศาสตร์เก่งๆมักเป็นแบบนี้) ทุกอย่างกำลังดำเนินไปด้วยดีแต่แล้วกลับเกิดเหตุการณ์ที่ทำให้ไฟน์แมนต้องวิตกกังวลมากที่สุดเมื่อทราบว่าแฟนสาวสุดที่รักของเขาป่วยหนักและกำลังจะตาย
รักแรกวัยเรียนซาบซึ้งสุดประทับใจ
ช่วงเรียนมัธยมที่ชายหาดย่าน Far Rockaway ไม่ไกลจากโรงเรียนของเขาไฟน์แมนได้พบกับ Arline Greenbaum สาวน้อยที่ทั้งสวยทั้งน่ารักซึ่งเป็นที่หมายปองของหนุ่มๆแถวนั้นจำนวนมาก เขารู้ในทันทีว่าได้พบกับผู้หญิงที่เขาจะแต่งงานด้วยแล้ว พอรู้ว่า Arline เรียนพิเศษวิชาศิลปะในตอนเย็นหลังเลิกเรียนเขาก็ตามไปลงเรียนด้วยทั้งๆที่เขาไม่เคยสนใจหรือมีความสามารถในทางศิลปะอยู่เลย ที่ลงเรียนก็เพื่อจะได้เห็นหน้าและอยู่ใกล้ๆ Arline เท่านั้น ยิ่งพอได้รู้จักเขาก็ยิ่งประทับใจในตัวเธอมากยิ่งขึ้น Arline มีอิทธิพลต่อไฟน์แมนในหลายๆเรื่องรวมทั้งการหันมาสนใจในศิลปะและแนวคิดทางปรัชญา ต่อมาทั้งคู่ก็กลายเป็นคู่รักที่รักกันมากและวางแผนอนาคตด้วยกัน เขาสัญญาว่าจะแต่งงานกับเธอเมื่อเขาเรียนจบระดับปริญญาเอก
ขณะที่ดอกรักกำลังเบ่งบานจู่ๆ Arline ก็ล้มป่วยลง แพทย์ไม่สามารถวินิจฉัยได้ว่าเธอเป็นโรคอะไร เพียงแต่สงสัยว่าอาจเป็นโรคไทรอยด์เป็นพิษเนื่องจากพบก้อนเนื้อที่บริเวณลำคอ แต่ดูเหมือนว่าจะไม่ใช่เพราะหลังจากก้อนเนื้อยุบหายไป แต่เธอยังกลับมาป่วยด้วยโรคประหลาดนี้อีกครั้ง แพทย์ไม่รู้จะรักษาเธออย่างไรจึงปล่อยให้เธอกลับไปอยู่ที่บ้านเพราะเปล่าประโยชน์ที่จะอยู่ในโรงพยาบาล ต่อมา Arline ต้องเขาโรงพยาบาลอีกครั้งคราวนี้แพทย์ตรวจพบว่าเธอป่วยเป็นวัณโรคซึ่งในเวลานั้นเป็นโรคติดต่อร้ายแรงที่คร่าชีวิตคนเป็นจำนวนมากและยังไม่มีวิธีรักษาให้หายขาดทำได้แค่รักษาไปตามอาการ
ไฟน์แมนอยากให้กำลังใจเธอในการต่อสู้กับโรคร้ายด้วยการแต่งงานกับเธอทันที แต่ก็ทำไม่ได้เพราะทุนการศึกษาที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันมีเงื่อนไขห้ามแต่งงานก่อนเรียนจบสร้างความกลัดกลุ้มกังวลใจให้กับไฟน์แมนอย่างมาก เขาเรียนจบปริญญาเอกด้านกลศาสตร์ควอนตัมในปี 1942 ถึงตอนนั้นแพทย์ประเมินว่า Arline น่าจะมีชีวิตอยู่ได้ไม่เกิน 2 ปี แต่ไฟน์แมนยังคงทำตามสัญญาโดยไม่สนใจคำคัดค้านของครอบครัว เขาพา Arline นั่งเรือข้ามฟากไปยังเกาะ Staten และแต่งงานกันที่นั่นโดยมีพยานเป็นคนแปลกหน้าสองคนเท่านั้น เสร็จพิธีเขาก็พาภรรยากลับโรงพยาบาลและมาเยี่ยมเธอทุกวันหยุดสุดสัปดาห์
ร่วมโครงการสำคัญสร้างระเบิดนิวเคลียร์
ระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 ไฟน์แมนถูกเรียกตัวเข้าไปทำงานให้กองทัพสหรัฐในโครงการแมนฮัตตันซึ่งเป็นโครงการคิดค้นและสร้างระเบิดนิวเคลียร์ แม้เขาจะรู้ว่าระเบิดนิวเคลียร์เป็นอันตรายต่อมนุษยชาติจนแทบปฏิเสธไม่เข้าร่วมงาน แต่เขาก็รู้ดีว่าหากฝ่ายเยอรมันและญี่ปุ่นชนะสงครามสถานการณ์จะเลวร้ายยิ่งกว่า ถึงจะเพิ่งเรียนจบไม่นานแต่ด้วยความสามารถที่ยอดเยี่ยมทำให้ไฟน์แมนได้รับมอบหมายเป็นหัวหน้ากลุ่มฟิสิกส์ทฤษฎีทำงานประจำในห้องทดลองลับที่ Los Alamos ในรัฐนิวเม็กซิโกร่วมกับ Hans Bethe ในการคิดค้นและออกแบบระเบิดนิวเคลียร์ ส่วน Arline ถูกส่งไปยังสถานพักฟื้นที่อยู่ในรัฐเดียวกัน ระหว่างอยู่ที่นี่เขากับภรรยามีการติดต่อกันทางจดหมาย Arline มักจะเขียนบอกความในใจเป็นรหัสลับให้สามีขบคิดหาความหมาย แต่ก็สร้างความปวดเศียรเวียนเกล้าให้กับฝ่ายรักษาความปลอดภัยของโครงการลับสุดยอดที่ต้องเซ็นเซอร์จดหมายทุกฉบับอยู่เนืองๆ
และแล้ววันอันแสนเศร้าก็มาถึง วันที่ 16 มิถุนายน 1945 ไฟน์แมนได้รับโทรศัพท์จากสถานพักฟื้นแจ้งว่า Arline มีอาการทรุดหนัก เขารีบขับรถไปอยู่ข้างๆภรรยาจนในที่สุดเธอได้จากเขาไปในคืนนั้นเอง สิบหกเดือนหลังจากนั้นไฟน์แมนได้เขียนจดหมายฉบับสุดท้ายถึง Arline บอกความในใจและความรักที่เขามีต่อภรรยาผู้จากเขาไปแล้วอย่างซาบซึ้ง แต่ยังไม่วายมีมุกตลกในคำลงท้ายว่า “ปล. ขอโทษด้วยที่ไม่ได้ส่งจดหมายฉบับนี้ เพราะผมไม่รู้ที่อยู่ใหม่ของคุณ” เรื่องราวความรักอันแสนเศร้าแต่ซาบซึ้งน่าประทับใจของไฟน์แมนกับ Arline ถูกนำไปสร้างเป็นภาพยนตร์เรื่อง Infinity ออกฉายครั้งแรกในปี 1996 หลังภรรยาเสียชีวิตไฟน์แมนยังทำงานที่ Los Alamos ต่ออีกระยะหนึ่ง ว่ากันว่าเขาเป็นคนเดียวที่มองระเบิดนิวเคลียร์ด้วยตาเปล่าในการทดสอบครั้งแรก ปลายปี 1945 ไฟน์แมนย้ายไปเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์แผนกฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนล
สุดยอดตำนานแห่งการสอนวิชาฟิสิกส์
ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลไฟน์แมนให้ความสำคัญและทุ่มเทกับงานสอนหนังสือมาก แต่ก็ได้ทำงานวิจัยด้านพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัมซึ่งเขาสนใจเป็นพิเศษอีกครั้งหลังจากว่างเว้นไปนาน เขายังได้ร่วมทำงานวิจัยกับ Hans Bethe ที่คอร์เนลอีกครั้งหนึ่งด้วย ไฟน์แมนเคยได้รับข้อเสนอให้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ที่สถาบัน Institute for Advanced Study ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันซึ่งมีนักฟิสิกส์ระดับโลกหลายคนทำงานอยู่รวมทั้ง Albert Einstein แต่เขาปฏิเสธเพราะที่นั่นไม่มีการสอนนักศึกษา จนถึงปี 1950 ไฟน์แมนตกลงรับตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ทฤษฎีที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (CalTech) แต่ก่อนไปเริ่มงานที่ CalTech เขาได้ลางานสอนเพื่อไปทำวิจัยเป็นเวลา 10 เดือนที่ประเทศบราซิลที่ซึ่งทำให้เขาประทับใจกับดนตรีสไตล์แซมบ้าและได้เรียนรู้การเล่นดนตรีหลายชนิดโดยเฉพาะการตีกลองบองโกที่เขาชอบเป็นพิเศษ
ไฟน์แมนมีความสามารถที่โดดเด่นในด้านการสอนหนังสือสามารถอธิบายทฤษฏียากๆอย่างทฤษฎีพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัมให้เด็กชั้นมัธยมปลายเข้าใจได้ เป็นอาจารย์ฟิสิกส์ในฝันของนักเรียนทุกคน และเขายังเป็นคนอารมณ์ดีซึ่งมีส่วนทำให้เขาสอนหนังสือได้อย่างสนุกสนานมีชีวิตชีวา บันทึกการสอนของเขาที่ CalTech ในช่วงระหว่างปี 1961 – 1963 ได้ถูกรวบรวมเป็นหนังสือชุดตำราฟิสิกส์ชื่อ Feynman Lectures on Physics ที่รู้จักกันดีทั่ววงการฟิสิกส์โลกและกลายเป็นหนังสือฟิสิกส์ที่ขายดีที่สุด เฉพาะฉบับภาษาอังกฤษมียอดขายมากกว่า 1.5 ล้านเล่ม ไฟน์แมนยังได้รับฉายา “The Great Explainer” และกลายเป็นตำนานแห่งการสอนวิชาฟิสิกส์
ผลงานสำคัญของยอดอัจริยะทางฟิสิกส์
ไฟน์แมนทำงานวิจัยทางด้านฟิสิกส์ควบคู่ไปกับการสอนหนังสือตลอดมาและประสบความสำเร็จอย่างสูง ผลงานของเขามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาฟิสิกส์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางด้านพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัมหรือ QED ซึ่งเขาสนใจมาตั้งแต่สมัยเรียนปริญญาเอก และต่อไปนี้คือผลงานสำคัญของยอดอัจริยะทางฟิสิกส์ผู้นี้
1. พัฒนาทฤษฎี QED – ทฤษฎีสนามควอนตัมที่ Paul Dirac ได้พัฒนาขึ้นยังมีข้อบกพร่องอยู่บ้าง นอกจากมีความยุ่งยากและซับซ้อนในการคำนวณมากแล้ว ในบางกรณียังให้คำตอบที่มีค่าเป็นอนันต์ซึ่งเป็นไปไม่ได้ ไฟน์แมนได้พัฒนาทฤษฎีสนามควอนตัมขึ้นใหม่เรียกว่า Quantum Electrodynamics (QED) ซึ่งเป็นการรวมกลศาสตร์ควอนตัมเข้ากับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ สามารถใช้อธิบายอันตรกริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างละเอียดและให้ผลตรงกับการทดลองโดยไม่มีกรณีที่คำตอบมีค่าเป็นอนันต์ ผลงานนี้ทำให้ไฟน์แมนได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1965 ร่วมกับ Julian Schwinger และ Shin’ichirō Tomonaga
2. คิดค้นแผนภาพ Feynman Diagram – อันตรกิริยาระหว่างอนุภาคย่อยของอะตอม เช่น โปรตอน อิเล็กตรอน ฯลฯ มีความซับซ้อนและเข้าใจได้ยาก ไฟน์แมนจึงได้คิดค้นแผนภาพขึ้นมาเพื่อแสดงแทนนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ซึ่งช่วยให้เห็นเหตุการณ์ต่างๆที่เกิดขึ้นและช่วยในการคำนวณและทำนายโอกาสการเกิดของเหตุการณ์ได้อย่างละเอียด ต่อมาแผนภาพที่ไฟน์แมนคิดค้นขึ้นซึ่งถูกเรียกว่า Feynman Diagram ได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญของนักฟิสิกส์ถูกนำไปใช้ในการศึกษาและคำนวณทางฟิสิกส์ทฤษฎีอีกหลายสาขา รวมทั้งทฤษฎีสตริง
3. คิดค้นเทคนิค Feynman Path Integrals – ในการศึกษาและแก้ปัญหากลศาสตร์ควอนตัมไฟน์แมนได้คิดค้นเทคนิคปริพันธ์เชิงเส้น (Path Integrals) ของเขาเองขึ้นมาใช้งานซึ่งให้ผลดีเยี่ยม เทคนิค Feynman Path Integrals และแผนภาพ Feynman Diagram มีส่วนสำคัญมากที่ทำให้ QED มีการพัฒนาอย่างกว้างขวางและมีความสมบูรณ์
4. สร้างทฤษฎีฟิสิกส์ของไหลยวดยิ่ง (Superfluidity) – ไฟน์แมนได้ศึกษาปรากฏการณ์ของไหลยวดยิ่งในฮีเลียมเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต เขาได้แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์ของไหลยวดยิ่งในฮีเลียมเป็นการแสดงพฤติกรรมเชิงกลควอนตัมที่สังเกตได้ในระดับมหภาคซึ่งมีส่วนช่วยในการแก้ปัญหาของตัวนำยิ่งยวด
5. สร้างแบบจำลอง Parton Model – ไฟน์แมนได้เสนอแบบจำลอง Parton Model เพื่อใช้สำหรับวิเคราะห์การชนกันของอนุภาคพลังงานสูงในกลุ่มที่เรียกว่าเฮดรอน (hadrons) เช่น โปรตอนและนิวตรอน ซึ่งยังคงถูกใช้อย่างกว้างขวางถึงปัจจุบันและมีส่วนช่วยให้เข้าใจเกี่ยวกับควาร์กมากขึ้น
6. เขียนหนังสือทางฟิสิกส์และอื่นๆ – นอกหนังสือชุด Feynman Lectures on Physics อันโด่งดังแล้วไฟน์แมนยังเขียนหนังสือฟิสิกส์และหนังสือที่ให้แง่คิดดีๆอีกจำนวนมาก หลายเล่มติดอันดับหนังสือขายดี หนังสือของไฟน์แมนที่ได้รับความนิยมและรู้จักกันดีได้แก่ Surely You’re Joking, Mr Feynman!, What Do You Care What Other People Think?, There’s Plenty of Room at the Bottom และ QED: The Strange Theory Of Light and Matter เป็นต้น
ปี 1986 เกิดเหตุการณ์ช็อคโลกกระสวยอวกาศแชลเลนเจอร์ระเบิดแหลกเป็นจุณหลังออกบินเพียง 73 วินาที ไฟน์แมนได้รับเชิญให้เข้าร่วมในคณะกรรมการตรวจสอบหาสาเหตุของภัยพิบัติครั้งนี้ เขาไขปริศนานี้ได้สำเร็จและสาธิตให้คนทั่วโลกได้เห็นทางโทรทัศน์ว่าวัสดุที่ใช้ทำโอริงที่ถังเชื้อเพลิงของกระสวยอวกาศมีความยืดหยุ่นไม่พอในสภาพอากาศที่เย็นจัดทำให้เชื้อเพลิงรั่วไหลเกิดลุกเป็นไฟนำไปสู่การระเบิดซึ่งเป็นที่ยอมรับและถูกนำไปใช้ปรับปรุงการสร้างยานอวกาศรุ่นต่อมา และนี่เป็นอีกครั้งหนึ่งที่ความอัจริยะทางฟิสิกส์ของเขาได้ถูกแสดงออกมา
นักฟิสิกส์อารมณ์ดี “บิดาแห่งนาโนเทค”
ไฟน์แมนนอกจากจะเป็นนักฟิสิกส์ที่มีผลงานและความสำเร็จมากที่สุดอีกคนหนึ่งในประวัติศาสตร์ เขายังเป็นผู้ที่มีความคิดกว้างไกล ในการประชุมประจำปีของสมาคมฟิสิกส์อเมริกันที่ CalTech เมื่อปี 1959 เขาได้เสนอแนวคิดการผลิตในระดับอะตอมที่เขามองเห็นถึงศักยภาพและความเป็นไปได้ผ่านการบรรยายเรื่อง There’s Plenty of Room at the Bottom: An Invitation to Enter a New Field of Physics ปัจจุบันแนวคิดดังกล่าวได้ถูกพัฒนาต่อยอดและกำลังเจริญรุ่งเรืองนั่นก็คือนาโนเทคโนโลยี จนเขาได้รับการยกย่องเป็น “บิดาแห่งนาโนเทคโนโลยี” นอกจากนี้ในการบรรยายหัวข้อ Simulating Physics with Computers เมื่อปี 1982 เขายังได้จุดประกายความคิดการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ซึ่งในปัจจุบันกำลังแข่งขันพัฒนากันอย่างเข้มข้นและจะเป็นมาตฐานใหม่ของเครื่องคอมพิวเตอร์ในอนาคต
ไฟน์แมนเป็นผู้ที่มีบุคลิกโดดเด่นซึ่งแตกต่างจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ เขาชอบวาดรูป เขียนหนังสือ เล่นละคร และที่ชอบเป็นพิเศษคือการตีกลองบองโก นอกจากนี้เขายังเป็นคนอารมณ์ดีมีอารมณ์ขันเป็นที่ชื่นชอบของคนรอบข้าง หลังจากภรรยาคนแรกจากไป 7 ปีไฟน์แมนแต่งงานใหม่กับ Mary Louise Bell แต่อยู่กันได้เพียง 4 ปีก็แยกทางกัน ต่อมาได้แต่งงานใหม่อีกครั้งกับ Gweneth Howarth ในปี 1960 ทั้งคู่มีลูกชาย 1 คนและมีลูกบุญธรรมเป็นผู้หญิงอีกคนหนึ่ง ไฟน์แมนเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งในปี 1988 มีอายุ 69 ปี ตลอดชีวิตเขาได้รับรางวัลเกียรติยศแห่งความสำเร็จในผลงานมากมาย นอกจากรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์แล้วยังมีรางวัล Albert Einstein Award (1954), E. O. Lawrence Award (1962), Foreign Member of the Royal Society (1965), Oersted Medal (1972), National Medal of Science (1979) รวมทั้งยังได้รับการยกย่องให้เป็นนักฟิสิกส์ที่ทรงคุณค่าและมีอิทธิพลมากที่สุดหลังยุคสงครามโลกครั้งที่ 2
ข้อมูลและภาพจาก wikipedia, britannica, nobelprize.org