ריצ'רד פיינמן
ריצ'רד פיליפס פיינמן (Richard Phillips Feynman; 11 במאי 1918 – 15 בפברואר 1988) היה פיזיקאי תיאורטי אמריקאי. הוא חלק את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1965 עם ג'וליאן שווינגר ושיניצ'ירו טומונאגה "על עבודתם היסודית באלקטרודינמיקה קוונטית (QED), עם השלכות מרחיקות לכת על הפיזיקה של חלקיקים אלמנטריים". הוא ידוע גם בזכות עבודתו על ניסוח אינטגרל המסלול של מכניקת הקוונטים, תיאוריית הפיזיקה של נוזליות-על בהליום נוזלי מקורר, ומודל הפרטונים. פיינמן פיתח שיטת ייצוג ציורית לביטויים מתמטיים המתארים את התנהגותם של חלקיקים תת-אטומיים, שנודעה לימים בשם דיאגרמות פיינמן ונותרה בשימוש נרחב.
הוא סייע בפיתוח פצצת האטום במהלך מלחמת העולם השנייה והתפרסם בציבור הרחב בשנות ה-80 כחבר בוועדת רוג'רס, הפאנל שחקר את אסון מעבורת החלל צ'לנג'ר. לצד עבודתו בפיזיקה תיאורטית, פיינמן נחשב לחלוץ בתחום המחשוב הקוונטי ולמי שהציג את מושג הננוטכנולוגיה. הוא החזיק בקתדרה לפיזיקה תיאורטית על שם ריצ'רד סי. טולמן במכון הטכנולוגי של קליפורניה. בסקר שנערך בשנת 1999 בקרב 130 פיזיקאים מובילים ברחבי העולם על ידי כתב העת הבריטי Physics World, הוא דורג כפיזיקאי השביעי בגדולתו בכל הזמנים.
פיינמן היה פופולריזטור נלהב של הפיזיקה באמצעות ספרים והרצאות, כולל שיחה על ננוטכנולוגיה מלמעלה למטה, "יש המון מקום בתחתית" (1959) והרצאותיו לתואר ראשון, "הרצאות פיינמן על פיזיקה" (1961–1964). הוא נשא הרצאות לקהל הדיוטות, שתועדו ב-"אופיו של החוק הפיזיקלי" (1965) וב-"QED: התיאוריה המוזרה של אור וחומר" (1985). פיינמן התפרסם גם דרך אוספי האנקדוטות של ראלף לייטון, "אתה בטח מתלוצץ, מר פיינמן!" (1985) ו-"מה אכפת לך מה אנשים אחרים חושבים?" (1988). לייטון תיעד את חלומו לנסוע לטאנו טובה בספר "טובה או כלום!". הוא היה נושא למספר ביוגרפיות, החל מ-"גאון: חייו ומדעו של ריצ'רד פיינמן" מאת ג'יימס גליק.
חיים מוקדמים
פיינמן נולד ב-11 במאי 1918 בקווינס, ניו יורק, ללוסיל (לבית פיליפס), עקרת בית, ומלוויל ארתור פיינמן, מנהל מכירות של מדים. אביו של פיינמן נולד למשפחה יהודית במינסק, האימפריה הרוסית, והיגר עם הוריו לארצות הברית בגיל חמש. אמו של פיינמן נולדה בארצות הברית למשפחה יהודית. אביה של לוסיל היגר מפולין, וגם אמה הגיעה ממשפחה של מהגרים פולנים. היא הוכשרה כמורה בבית ספר יסודי אך נישאה למלוויל ב-1917, לפני שהחלה לעסוק במקצוע. ריצ'רד היה ילד שאיחר לדבר ולא דיבר עד לאחר יום הולדתו השלישי. כמבוגר, הוא דיבר במבטא ניו יורקי חזק מספיק כדי להיתפס כהעמדת פנים או הגזמה, עד כדי כך שחבריו וולפגנג פאולי והנס בתה העירו פעם שפיינמן נשמע כמו "נווד".
פיינמן הצעיר הושפע מאוד מאביו, שעודד אותו לשאול שאלות כדי לאתגר חשיבה אורתודוקסית, ותמיד היה מוכן ללמד את פיינמן משהו חדש. אביו גם טיפח את אהבתו למדע מגיל צעיר, והכריז "אם זה בן, הוא יהיה מדען", עוד לפני שפיינמן נולד. מאמו הוא רכש את חוש ההומור שליווה אותו כל חייו. כילד, היה לו כישרון להנדסה, הוא החזיק מעבדה ניסיונית בביתו ונהנה לתקן מכשירי רדיו. תיקון הרדיו הזה היה כנראה העבודה הראשונה של פיינמן, ובזמן זה הוא הראה סימנים מוקדמים לכישרון לקריירה המאוחרת שלו בפיזיקה תיאורטית, כאשר היה מנתח את הבעיות באופן תיאורטי ומגיע לפתרונות. כשהיה בבית הספר היסודי, הוא יצר מערכת אזעקה ביתית נגד פורצים בזמן שהוריו היו בחוץ לסידורים.
כשהיה ריצ'רד בן חמש, ילדה אמו אח צעיר, הנרי פיליפס, שמת בגיל ארבעה שבועות. ארבע שנים לאחר מכן נולדה אחותו של ריצ'רד, ג'ואן, והמשפחה עברה לפר רוקאווי, קווינס. למרות הפרש של תשע שנים, ג'ואן וריצ'רד היו קרובים, ושניהם חלקו סקרנות לגבי העולם. למרות שאמם חשבה שלנשים חסרה היכולת להבין דברים כאלה, ריצ'רד עודד את התעניינותה של ג'ואן באסטרונומיה, ולקח אותה לראות את זוהר הקוטב בפר רוקאווי. כאסטרופיזיקאית, ג'ואן תעזור להסביר מה גרם לאורות הצפוניים.
### דת
הוריו של פיינמן היו שניהם ממשפחות יהודיות, ומשפחתו הלכה לבית הכנסת בכל יום שישי. עם זאת, בבחרותו, פיינמן תיאר את עצמו כ"אתאיסט מוצהר". שנים רבות לאחר מכן, במכתב לטינה לויטן, שבו סירב לבקשת מידע לספרה על זוכי פרס נובל יהודים, הוא הצהיר: "לבחור לשבח את האלמנטים המוזרים שמגיעים מאיזושהי תורשה יהודית כביכול, זה לפתוח את הדלת לכל מיני שטויות על תיאוריה גזעית", והוסיף: "בגיל שלוש-עשרה לא רק שהמרתי את דתי להשקפות דתיות אחרות, אלא גם הפסקתי להאמין שהעם היהודי הוא בשום אופן 'העם הנבחר'".
מאוחר יותר בחייו, במהלך ביקור בבית המדרש לרבנים באמריקה, נתקל פיינמן בתלמוד בפעם הראשונה. הוא ראה שהוא מכיל את הטקסט המקורי בריבוע קטן בכל עמוד, ומסביבו פרשנויות שנכתבו לאורך זמן על ידי אנשים שונים. בדרך זו, התלמוד התפתח, וכל מה שנדון בו תועד בקפידה. למרות שהתרשם, פיינמן התאכזב מחוסר העניין בטבע ובעולם החיצון שהביעו הרבנים, שדאגו רק לשאלות העולות מתוך התלמוד.
השכלה
פיינמן למד בתיכון פר רוקאווי, שבו למדו גם חתני פרס נובל ברטון ריכטר וברוך סמואל בלומברג. עם תחילת התיכון, פיינמן הועלה במהירות לכיתת מתמטיקה גבוהה יותר. מבחן IQ שנערך בתיכון העריך את ה-IQ שלו ב-125 – גבוה אך "מכובד בלבד", לדברי הביוגרף ג'יימס גליק. אחותו ג'ואן, שקיבלה ציון גבוה בנקודה אחת, טענה מאוחר יותר בבדיחות למראיין שהיא חכמה יותר. שנים לאחר מכן הוא סירב להצטרף ל-Mensa International, באומרו שה-IQ שלו נמוך מדי.
כשהיה פיינמן בן 15, הוא למד בעצמו טריגונומטריה, אלגברה מתקדמת, טורים אינסופיים, גיאומטריה אנליטית, וחשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי. לפני שנכנס לקולג', הוא התנסה בנושאים מתמטיים כמו חצי-נגזרת תוך שימוש בסימון משלו. הוא יצר סמלים מיוחדים לפונקציות לוגריתם, סינוס, קוסינוס וטנגנס כדי שלא ייראו כשלושה משתנים המוכפלים זה בזה, ועבור הנגזרת, כדי להסיר את הפיתוי לבטל את ה-
d
{\displaystyle d}
ב-
d
/
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →d x
{\displaystyle d/dx}
. כחבר באגודת הכבוד אריסטה, בשנתו האחרונה בתיכון הוא זכה באליפות המתמטיקה של אוניברסיטת ניו יורק. הרגל האפיון הישיר שלו לפעמים הרגיז הוגים קונבנציונליים יותר; לדוגמה, אחת השאלות שלו, כשמדעי האנטומיה של החתול, הייתה "האם יש לך מפה של החתול?" (בהתייחסו לתרשים אנטומי).
פיינמן הגיש מועמדות לאוניברסיטת קולומביה אך לא התקבל בגלל המכסה שלה למספר היהודים שהתקבלו. במקום זאת, הוא למד במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), שם הצטרף לאחוות פי למדא פי. למרות שבתחילה התמחה במתמטיקה, הוא עבר מאוחר יותר להנדסת חשמל, שכן חשב שהמתמטיקה מופשטת מדי. לאחר שהבחין ש"הלך רחוק מדי", הוא עבר לפיזיקה, שלטענתו הייתה "איפשהו באמצע". כסטודנט לתואר ראשון, הוא פרסם שני מאמרים ב-Physical Review. אחד מהם, שנכתב בשיתוף עם מנואל ואלרטה, נקרא "פיזור קרניים קוסמיות על ידי כוכבי גלקסיה".
> ואלרטה שיתף את הסטודנט שלו בסוד של פרסום מנטור-בן חסות: שמו של המדען הבכיר מופיע ראשון. פיינמן נקם את נקמתו כמה שנים לאחר מכן, כאשר הייזנברג סיכם ספר שלם על קרניים קוסמיות במשפט: "אפקט כזה אינו צפוי לפי ואלרטה ופיינמן". כשנפגשו בפעם הבאה, פיינמן שאל בעליזות אם ואלרטה ראה את ספרו של הייזנברג. ואלרטה ידע למה פיינמן מחייך. "כן," הוא השיב. "אתה המילה האחרונה בקרניים קוסמיות."
השני היה התזה שלו לתואר ראשון, על "כוחות במולקולות", המבוססת על נושא שהוקצה על ידי ג'ון סי. סלייטר, שהתרשם מספיק מהמאמר כדי לפרסם אותו. התוצאה העיקרית שלו ידועה כמשפט הלמן-פיינמן.
בשנת 1939, פיינמן קיבל תואר ראשון ומונה לעמית פטנאם. הוא השיג ציון מושלם במבחני הכניסה לתואר שני באוניברסיטת פרינסטון בפיזיקה – הישג חסר תקדים – וציון מצוין במתמטיקה, אך הלך רע בחלקים של היסטוריה ואנגלית. לראש המחלקה לפיזיקה שם, הנרי ד. סמית', הייתה דאגה נוספת, והוא כתב לפיליפ מ. מורס כדי לשאול: "האם פיינמן יהודי? אין לנו כלל מוגדר נגד יהודים אבל אנחנו צריכים לשמור על הפרופורציה שלהם במחלקה שלנו קטנה למדי בגלל הקושי למקם אותם." מורס הודה שפיינמן אכן יהודי, אך הרגיע את סמית' ש"הפיזיונומיה והנימוסים של פיינמן, לעומת זאת, אינם מראים שום עקבות של מאפיין זה".
המשתתפים בסמינר הראשון של פיינמן, שהיה על הגרסה הקלאסית של תיאוריית הבולע של וילר-פיינמן, כללו את אלברט איינשטיין, וולפגנג פאולי וג'ון פון נוימן. פאולי העיר הערה נבואית שהתיאוריה תהיה קשה מאוד לקוונטיזציה, ואיינשטיין אמר שאפשר לנסות ליישם שיטה זו על כבידה בתורת היחסות הכללית, דבר שסר פרד הויל וג'ייאנט נרליקר עשו הרבה מאוחר יותר כתיאוריית הכבידה של הויל-נרליקר. פיינמן קיבל דוקטורט מפרינסטון ב-1942; מנחה התזה שלו היה ג'ון ארצ'יבלד וילר. בתזה לדוקטורט שלו שכותרתה "עקרון הפעולה המינימלית במכניקת הקוונטים", פיינמן יישם את עקרון הפעולה הסטציונרית על בעיות במכניקת הקוונטים, בהשראת הרצון לקוונט את תיאוריית הבולע של וילר-פיינמן לאלקטרודינמיקה, והניח את היסודות לניסוח אינטגרל המסלול ולדיאגרמות פיינמן. תובנה מרכזית הייתה שפוזיטרונים התנהגו כמו אלקטרונים הנעים אחורה בזמן. ג'יימס גליק כתב:
> זה היה ריצ'רד פיינמן מתקרב לשיא כוחותיו. בגיל עשרים ושלוש... ייתכן שכבר לא היה פיזיקאי עלי אדמות שיכול להשתוות לשליטתו הנלהבת בחומרים הטבעיים של המדע התיאורטי. זו לא הייתה רק מיומנות במתמטיקה (אם כי התברר... שהמכונות המתמטיות שהופיעו בשיתוף הפעולה של וילר-פיינמן היו מעבר ליכולתו של וילר עצמו). נראה היה שלפיינמן יש קלות מפחידה עם החומר שמאחורי המשוואות, כמו איינשטיין באותו גיל, כמו הפיזיקאי הסובייטי לב לנדאו – אך מעטים אחרים.
אחד התנאים למלגה של פיינמן לפרינסטון היה שהוא לא יכול להיות נשוי; אף על פי כן, הוא המשיך לראות את אהובתו מהתיכון, ארלין גרינבאום, והיה נחוש להינשא לה ברגע שיקבל את הדוקטורט שלו, למרות הידיעה שהיא חולה קשה בשחפת. זו הייתה מחלה חשוכת מרפא באותה תקופה, ולא היה צפוי שהיא תחיה יותר משנתיים. ב-29 ביוני 1942, הם לקחו את המעבורת לסטטן איילנד, שם נישאו במשרד העירייה. בטקס לא נכחו משפחה ולא חברים והוא היה עד על ידי זוג זרים. פיינמן יכול היה לנשק את ארלין רק על הלחי. לאחר הטקס הוא לקח אותה לבית החולים דבורה, שם ביקר אותה בסופי שבוע.
פרויקט מנהטן
בשנת 1941, כשמלחמת העולם השנייה התרחשה באירופה אך ארצות הברית עדיין לא הייתה במלחמה, פיינמן בילה את הקיץ בעבודה על בעיות בליסטיקה בארסנל פרנקפורד בפנסילבניה. לאחר שהמתקפה על פרל הארבור הכניסה את ארצות הברית למלחמה, פיינמן גויס על ידי רוברט ר. וילסון, שעבד על אמצעים לייצור אורניום מועשר לשימוש בפצצת אטום, כחלק ממה שיהפוך לפרויקט מנהטן. באותה תקופה, פיינמן לא קיבל תואר שני. הצוות של וילסון בפרינסטון עבד על מכשיר שנקרא איזוטרון, שנועד להפריד אלקטרומגנטית אורניום-235 מאורניום-238. זה נעשה בצורה שונה לחלוטין מזו ששימשה את הקלוטרון שהיה בפיתוח על ידי צוות תחת המנטור לשעבר של וילסון, ארנסט או. לורנס, במעבדת הקרינה של אוניברסיטת קליפורניה. על הנייר, האיזוטרון היה יעיל פי כמה מהקלוטרון, אך פיינמן ופול אולם התקשו לקבוע אם הוא מעשי. בסופו של דבר, בהמלצת לורנס, פרויקט האיזוטרון ננטש.
בשלב זה, בתחילת 1943, רוברט אופנהיימר הקים את מעבדת לוס אלמוס, מעבדה סודית על רמה בניו מקסיקו שבה יתוכננו וייבנו פצצות אטום. הצעה הוגשה לצוות פרינסטון לעבור לשם. "כמו חבורה של חיילים מקצועיים," נזכר וילסון מאוחר יותר, "חתמנו, כקבוצה, ללכת ללוס אלמוס." אופנהיימר גייס פיזיקאים צעירים רבים, כולל פיינמן, שאליו התקשר בשיחת חוץ משיקגו כדי להודיע לו שמצא סנטוריום פרסביטריאני באלבקרקי, ניו מקסיקו עבור ארלין. הם היו בין הראשונים שיצאו לניו מקסיקו, ועזבו ברכבת ב-28 במרץ 1943. הרכבת סיפקה לארלין כיסא גלגלים, ופיינמן שילם תוספת עבור חדר פרטי עבורה. שם הם בילו את יום נישואיהם.
בלוס אלמוס, פיינמן הוצב במחלקת התיאוריה (T) של הנס בתה, והרשים את בתה מספיק כדי להפוך לראש קבוצה. הוא ובתה פיתחו את נוסחת בתה-פיינמן לחישוב התפוקה של פצצת ביקוע, שהתבססה על עבודה קודמת של רוברט סרבר. כפיזיקאי זוטר, הוא לא היה מרכזי בפרויקט. הוא ניהל את קבוצת החישוב של מחשבים אנושיים במחלקה התיאורטית. עם סטנלי פרנקל וניקולס מטרופוליס, הוא סייע בהקמת מערכת לשימוש בכרטיסים מנוקבים של IBM לחישוב. הוא המציא שיטה חדשה לחישוב לוגריתמים שבה השתמש מאוחר יותר במכונת החיבור. כמתופף נלהב, פיינמן הבין איך לגרום למכונה לתקתק במקצבים מוזיקליים. עבודה אחרת בלוס אלמוס כללה חישוב משוואות נייטרונים עבור "דוד המים" של לוס אלמוס, כור גרעיני קטן, כדי למדוד עד כמה קרוב היה אוסף של חומר בקיע לקריטיות. עם סיום עבודה זו, פיינמן נשלח למפעלי קלינטון באוק רידג', טנסי, שם היו לפרויקט מנהטן מתקני העשרת האורניום שלו. הוא סייע למהנדסים שם בתכנון נהלי בטיחות לאחסון חומרים כדי שניתן יהיה למנוע תאונות קריטיות, במיוחד כאשר אורניום מועשר בא במגע עם מים, ששימשו כמתון נייטרונים. הוא התעקש לתת לדרגים הזוטרים הרצאה על פיזיקה גרעינית כדי שיבינו את הסכנות. הוא הסביר שבעוד שניתן לאחסן בבטחה כל כמות של אורניום לא מועשר, יש לטפל בזהירות באורניום המועשר. הוא פיתח סדרה של המלצות בטיחות עבור דרגות ההעשרה השונות. נאמר לו שאם האנשים באוק רידג' יעשו לו קושי כלשהו עם הצעותיו, עליו להודיע להם שלוס אלמוס "לא תוכל להיות אחראית לבטיחותם אחרת".
כשחזר ללוס אלמוס, פיינמן הועמד בראש הקבוצה האחראית על העבודה התיאורטית והחישובים על פצצת הידריד האורניום המוצעת, שבסופו של דבר התבררה כבלתי אפשרית. הוא התבקש על ידי הפיזיקאי נילס בוהר לדיונים של אחד על אחד. מאוחר יותר הוא גילה את הסיבה: רוב הפיזיקאים האחרים היו מבועתים מדי מבוהר מכדי להתווכח איתו. לפיינמן לא היו עכבות כאלה, והוא הצביע במרץ על כל דבר שנחשב בעיניו לפגום בחשיבתו של בוהר. הוא אמר שהוא חש כבוד לבוהר כמו לכל אחד אחר, אבל ברגע שמישהו גרם לו לדבר על פיזיקה, הוא היה הופך לממוקד כל כך שהוא שכח מנימוסים חברתיים. אולי בגלל זה, בוהר מעולם לא התחבר לפיינמן. פיינמן הרשים את אופנהיימר, שכתב במכתב ליושב ראש המחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת קליפורניה, ריימונד ט. בירג', בנובמבר 1943 שפיינמן הוא "בכל המובנים הפיזיקאי הצעיר המבריק ביותר כאן, וכולם יודעים זאת."
בלוס אלמוס, שהייתה מבודדת מטעמי ביטחון, פיינמן שעשע את עצמו על ידי חקירת מנעולי השילוב על הארונות והשולחנות של הפיזיקאים. הוא גילה לעתים קרובות שהם השאירו את שילובי המנעול על הגדרות היצרן, רשמו את השילובים, או השתמשו בשילובים שניתן לנחש בקלות כמו תאריכים. הוא מצא את השילוב של ארון אחד על ידי ניסיון מספרים שחשב שפיזיקאי עשוי להשתמש בהם (זה התברר כ-27–18–28 לפי בסיס הלוגריתמים הטבעיים, e = 2.71828...), וגילה ששלושת ארונות התיוק שבהם עמית שמר הערות מחקר היו כולם בעלי אותו שילוב. הוא השאיר פתקים בארונות כמעשה קונדס, והפחיד את עמיתו, פרדריק דה הופמן, לחשוב שמרגל השיג אליהם גישה.
משכורתו החודשית של פיינמן בסך 380 דולר (שווה ערך ל-7,000 דולר ב-2025) הייתה בערך מחצית מהסכום הדרוש להוצאות המחיה הצנועות שלו ולחשבונות הרפואיים של ארלין, והם נאלצו להשתמש בחסכונותיה בסך 3,300 דולר (שווה ערך ל-61,000 דולר ב-2025). בסופי שבוע הוא שאל מכונית מחברו קלאוס פוקס כדי לנסוע לאלבקרקי לראות את ארלין. כשנשאל מי בלוס אלמוס הכי סביר שיהיה מרגל, פוקס הזכיר את פריצת הכספות של פיינמן ואת נסיעותיו התכופות לאלבקרקי; פוקס עצמו הודה מאוחר יותר בריגול עבור ברית המועצות. ה-FBI ירכיב תיק עב כרס על פיינמן, במיוחד לאור סיווג ה-Q של פיינמן.
כשנודע לו שארלין גוססת, פיינמן נסע לאלבקרקי וישב איתה במשך שעות עד שמתה ב-16 ביוני 1945. לאחר מכן הוא שקע בעבודה על הפרויקט ונכח בניסוי הגרעיני טריניטי. פיינמן טען שהוא האדם היחיד שראה את הפיצוץ ללא המשקפיים הכהים מאוד או עדשות הרתך שסופקו, מתוך הנחה שזה בטוח להסתכל דרך שמשה קדמית של משאית, שכן היא תסנן את הקרינה האולטרה-סגולה המזיקה. הבהירות העצומה של הפיצוץ גרמה לו להתכופף לרצפת המשאית, שם ראה כתם סגול זמני כדמות נגררת.
קורנל (1945–1949)
פיינמן החזיק באופן נומינלי במשרה באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון כפרופסור משנה לפיזיקה, אך היה בחופשה ללא תשלום במהלך מעורבותו בפרויקט מנהטן. בשנת 1945, הוא קיבל מכתב מהדיקן מארק אינגרהם מהקולג' למכתבים ומדעים המבקש את חזרתו לאוניברסיטה כדי ללמד בשנת הלימודים הקרובה. המינוי שלו לא הוארך כאשר הוא לא התחייב לחזור. בשיחה שנערכה שם כמה שנים לאחר מכן, פיינמן התבדח: "זה נהדר לחזור לאוניברסיטה היחידה שאי פעם היה לה את השכל הישר לפטר אותי."
כבר ב-30 באוקטובר 1943, בתה כתב ליושב ראש המחלקה לפיזיקה של האוניברסיטה שלו, קורנל, כדי להמליץ על העסקתו של פיינמן. ב-28 בפברואר 1944, זה אושר על ידי רוברט באכר, גם הוא מקורנל, ואחד המדענים הבכירים ביותר בלוס אלמוס. זה הוביל להצעה שהוגשה באוגוסט 1944, שאותה פיינמן קיבל. אופנהיימר קיווה לגייס את פיינמן לאוניברסיטת קליפורניה, אך בירג' היה מסויג. הוא הגיש לפיינמן הצעה במאי 1945, אך פיינמן דחה אותה. קורנל השוותה את הצעת השכר שלה בסך 3,900 דולר (שווה ערך ל-70,000 דולר ב-2025) לשנה. פיינמן הפך לאחד הראשונים מראשי הקבוצות של מעבדת לוס אלמוס שעזבו, ויצא לאית'קה, ניו יורק, באוקטובר 1945.
מכיוון שפיינמן כבר לא עבד במעבדת לוס אלמוס, הוא כבר לא היה פטור מגיוס. בבדיקה הרפואית לגיוס שלו, פסיכיאטרים של הצבא אבחנו את פיינמן כסובל ממחלת נפש והצבא נתן לו פטור 4-F על רקע נפשי. אביו מת בפתאומיות ב-8 באוקטובר 1946, ופיינמן סבל מדיכאון. ב-17 באוקטובר 1946, הוא כתב מכתב לארלין, המביע את אהבתו העמוקה ושברון ליבו. המכתב נחתם ונפתח רק לאחר מותו. "אנא סלחי לי שלא שלחתי את זה," סיכם המכתב, "אבל אני לא יודע את הכתובת החדשה שלך." לא מסוגל להתמקד בבעיות מחקר, פיינמן החל להתמודד עם בעיות פיזיקה, לא לצורך תועלת, אלא לסיפוק עצמי. אחת מהן כללה ניתוח הפיזיקה של דיסק מסתובב ונוטה כשהוא נע באוויר, בהשראת תקרית בקפיטריה בקורנל כשמישהו זרק צלחת ארוחת ערב באוויר. הוא קרא את עבודתו של סר ויליאם רואן המילטון על קווטרניונים, וניסה ללא הצלחה להשתמש בהם כדי לנסח תיאוריה יחסותית של אלקטרונים. עבודתו בתקופה זו, שהשתמשה במשוואות סיבוב כדי לבטא מהירויות סיבוב שונות, התבררה בסופו של דבר כחשובה לעבודתו זוכת פרס נובל, אך מכיוון שחש שחוק והפנה את תשומת לבו לבעיות פחות מעשיות באופן מיידי, הוא הופתע מהצעות למשרות פרופסור מאוניברסיטאות ידועות אחרות, כולל המכון ללימודים מתקדמים, אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, ואוניברסיטת קליפורניה, ברקלי.
פיינמן לא היה הפיזיקאי התיאורטי המתוסכל היחיד בשנים שלאחר המלחמה. האלקטרודינמיקה הקוונטית סבלה מאינטגרלים אינסופיים בתורת ההפרעות. אלו היו פגמים מתמטיים ברורים בתיאוריה, שפיינמן ווילר ניסו, ללא הצלחה, לעקוף. "תיאורטיקנים", ציין מארי גל-מאן, "היו בבושה". ביוני 1947, פיזיקאים אמריקאים מובילים נפגשו בוועידת שלטר איילנד. עבור פיינמן, זה היה "הכנס הגדול הראשון שלי עם אנשים גדולים... מעולם לא הלכתי לכנס כזה בזמן שלום." הבעיות שפקדו את האלקטרודינמיקה הקוונטית נדונו, אך התיאורטיקנים הועמדו לחלוטין בצל על ידי הישגי הניסיונאים, שדיווחו על גילוי היסט למב, מדידת המומנט המגנטי של האלקטרון, והשערת שני המזונים של רוברט מרשק.
בתה לקח את ההובלה מעבודתו של הנס קרמרס, וגזר משוואה קוונטית לא-יחסותית מנורמלת עבור היסט למב. הצעד הבא היה ליצור גרסה יחסותית. פיינמן חשב שהוא יכול לעשות זאת, אך כשחזר לבתה עם הפתרון שלו, הוא לא התכנס. פיינמן עבד בזהירות על הבעיה שוב, תוך יישום ניסוח אינטגרל המסלול שבו השתמש בתזה שלו. כמו בתה, הוא הפך את האינטגרל לסופי על ידי החלת מונח קיטוע. התוצאה תאמה לגרסה של בתה. פיינמן הציג את עבודתו בפני עמיתיו בוועידת פוקונו ב-1948. זה לא הלך טוב. ג'וליאן שווינגר נתן מצגת ארוכה של עבודתו באלקטרודינמיקה קוונטית, ופיינמן הציע אז את הגרסה שלו, שכותרתה "ניסוח חלופי של אלקטרודינמיקה קוונטית". דיאגרמות פיינמן הלא מוכרות, ששימשו בפעם הראשונה, תהו את הקהל. פיינמן לא הצליח להעביר את הנקודה שלו, ופול דיראק, אדוארד טלר ונילס בוהר העלו התנגדויות.
עבור פרימן דייסון, דבר אחד לפחות היה ברור: שיניצ'ירו טומונאגה, שווינגר ופיינמן הבינו על מה הם מדברים גם אם אף אחד אחר לא הבין, אך לא פרסמו דבר. הוא היה משוכנע שהניסוח של פיינמן קל יותר להבנה, ובסופו של דבר הצליח לשכנע את אופנהיימר שזה המקרה. דייסון פרסם מאמר ב-1949, שהוסיף חוקים חדשים לאלו של פיינמן שהסבירו כיצד ליישם נורמליזציה. פיינמן התבקש לפרסם את רעיונותיו ב-Physical Review בסדרה של מאמרים במשך שלוש שנים. מאמריו מ-1948 על "קיטוע יחסותי לאלקטרודינמיקה קלאסית" ניסו להסביר את מה שלא הצליח להעביר בפוקונו. מאמרו מ-1949 על "תיאוריית הפוזיטרונים" התייחס למשוואת שרדינגר ומשוואת דיראק, והציג את מה שנקרא כיום המפרגן של פיינמן. לבסוף, במאמרים על "ניסוח מתמטי של התיאוריה הקוונטית של אינטראקציה אלקטרומגנטית" ב-1950 ו-"חשבון אופרטורים בעל יישומים באלקטרודינמיקה קוונטית" ב-1951, הוא פיתח את הבסיס המתמטי לרעיונותיו, גזר נוסחאות מוכרות וקידם חדשות.
בעוד שמאמרים של אחרים ציטטו בתחילה את שווינגר, מאמרים שציטטו את פיינמן והשתמשו בדיאגרמות פיינמן הופיעו ב-1950, ועד מהרה הפכו לנפוצים. סטודנטים למדו והשתמשו בכלי החדש והעוצמתי שפיינמן יצר. תוכניות מחשב נכתבו מאוחר יותר כדי להעריך דיאגרמות פיינמן, מה שאפשר לפיזיקאים להשתמש בתורת השדות הקוונטית כדי לבצע תחזיות ברמת דיוק גבוהה. מארק קאץ התאים את הטכניקה של פיינמן של סיכום על פני היסטוריות אפשריות של חלקיק למחקר של משוואות דיפרנציאליות חלקיות פרבוליות, מה שהניב את מה שנקרא כיום נוסחת פיינמן-קאץ, שהשימוש בה משתרע מעבר לפיזיקה ליישומים רבים של תהליכים סטוכסטיים. עבור שווינגר, לעומת זאת, דיאגרמת פיינמן הייתה "פדגוגיה, לא פיזיקה".
במבט לאחור על תקופה זו, פיינמן היה מהרהר בחיבה על זמנו בבית טליורייד, שם התגורר במשך תקופה ארוכה מהקריירה שלו בקורנל. בראיון, הוא תיאר את הבית כ"קבוצה של בנים שנבחרו במיוחד בגלל המלגות שלהם, בגלל החוכמה שלהם או מה שזה לא יהיה, כדי לקבל פנסיון ולינה בחינם וכן הלאה, בגלל המוחות שלהם". הוא נהנה מהנוחות של הבית ואמר ש"שם עשיתי את העבודה היסודית" שעבורה זכה בפרס נובל.
עם זאת, דווח שפיינמן היה חסר מנוחה במהלך זמנו בקורנל. עד 1949, לקראת סוף תקופה זו, הוא עדיין לא התיישב בבית או דירה קבועים, אלא עבר בין בתי הארחה ומעונות סטודנטים. הוא בילה זמן מה במגורים עם חברים נשואים שונים, אך הסדרים אלו דווחו לעתים קרובות כשהסתיימו כאשר "ההסדרים הפכו לנפיצים מינית".
בגיל 31, דווח שהוא רודף לעתים קרובות אחרי חברות נשואות וסטודנטיות לתואר ראשון, ושוכר עובדות מין; לדברי גליק, התנהגות זו העיבה על רבות מחברויותיו. פיינמן כתב מאוחר יותר שהוא לא חיבב את מזג האוויר הקר של אית'קה ושהוא הרגיש שהוא חי בצל של הנס בתה בזמן שהיה בקורנל.
ברזיל (1949–1952)
פיינמן בילה מספר שבועות בריו דה ז'ניירו ביולי 1949. באותה שנה, ברית המועצות פוצצה את פצצת האטום הראשונה שלה, מה שעורר חששות לגבי ריגול. פוקס נעצר כמרגל סובייטי ב-1950 וה-FBI תישאל את בתה לגבי נאמנותו של פיינמן. הפיזיקאי דייוויד בוהם נעצר ב-4 בדצמבר 1950, והיגר לברזיל באוקטובר 1951. בגלל החששות ממלחמה גרעינית, חברה אמרה לפיינמן שהוא צריך לשקול גם לעבור לדרום אמריקה. הייתה לו שנת שבתון שהגיעה ל-1951–1952, והוא בחר לבלות אותה בברזיל, שם העביר קורסים במרכז הברזילאי למחקרים פיזיים.
בברזיל, פיינמן התרשם ממוזיקת הסמבה, ולמד לנגן על פריז'ידיירה, כלי הקשה ממתכת המבוסס על מחבת. הוא היה נגן חובב נלהב של תופי בונגו וקונגה ולעתים קרובות ניגן אותם בתזמורת הבור במחזות זמר. הוא בילה זמן בריו עם חברו בוהם, אך בוהם לא הצליח לשכנע את פיינמן לחקור את רעיונותיו של בוהם על פיזיקה.