费曼于40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法，并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法，从而避免了量子电动力学中的发散困难 。量子场论中的“费曼振幅”、“费曼传播子”、“费曼规则”等均以他的姓氏命名 。
除了量子电动力学方面的卓越贡献，费曼还建立了解决液态氦超流体现象的数学理论 。他和默里·盖尔曼在弱相互作用领域，比如β衰变方面，做了一些奠基性工作 。费曼通过提出高能质子碰撞过程的层子模型，在夸克理论的发展中，起了重要作用 。
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