發表於2024-11-15
這四堂課是《費曼物理學講義》最精彩的遺珠,
增訂版新增三篇對作者群的訪談。
1961年,費曼在加州理工學院所開的大一物理課已接近第一學期的尾聲,他並沒打算再趕進度,而是花瞭三堂課和學生談談求學的態度和方法。
他嚮學生開示瞭:怎麼麵對進來一流學校之後,不再名列前茅的事實;要學好物理,必須先學會哪些數學知識和工具;更重要的是,費曼還示範給學生看——
如何抓物理學講義的重點,如何解物理習題!
接下來是一堂談到「慣性導引」的課。
這些就是費曼認為「不幸被遺漏掉」的四堂課。
本書最後還精選瞭一些當初為《費曼物理學講義》而設計的習題,特彆是與基礎觀念與力學有關的題目,「在數字或分析上都很單純,但在內涵上卻是深刻且有啓發性」。
這本《費曼物理學訣竅》內容更基礎,主題更實用,從中學生到研究生都會受用無窮。
我們可以從書中感受到,費曼確實是一位難得的好老師。
作者簡介
理查.費曼(Richard P. Feynman)
1918年,費曼誕生於紐約市布魯剋林區,1942年,從普林斯頓大學取得博士學位。第二次世界大戰期間,他曾在美國設於新墨西哥州的羅沙拉摩斯(Los Alamos)實驗室服務,參與研發原子彈的曼哈坦計畫(Manhattan Project),當時雖然年紀很輕,卻已經是計畫中的重要角色。隨後,他任教於康乃爾大學以及加州理工學院。1965年,由於費曼在量子電動力學的成就,與朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)、許溫格(Julian Schwinger)兩人,共同獲得該年度的諾貝爾物理奬。
費曼博士為量子電動力學理論解決瞭不少問題,同時他首創瞭一個解釋液態氦超流體現象的數學理論。之後,他跟葛爾曼(Murray Gell-Mann)閤作,研究弱交互作用(例如貝他衰變),做瞭許多奠基工作。後來數年,費曼成為發展誇剋(quark)理論的關鍵人物,提齣瞭在高能量質子對撞過程中的成子(parton)模型。
在這些重大成就之外,費曼博士把一些基本的新計算技術跟記法,介紹給瞭物理學。其中包括幾乎無所不在的費曼圖,因而改變瞭基礎物理觀念化與計算的過程,成為可能是近代科學史上,最膾炙人口的一種錶述方式。
費曼是一位非常能乾有為的教育傢,在他一生所獲多得數不清的各式各樣奬賞中,他特彆珍惜1972年獲得的厄司特杏壇奬章(Oersted Medal for Teaching)。《費曼物理學講義》一書最初發行於1963年,當時有位《科學美國人》雜誌的書評稱該書為「……真是難啃,但是非常營養,尤其是風味絕佳,為二十五年來僅見!是教師及最優秀入門學生的指南。」為瞭增長一般民眾的物理知識,費曼博士寫瞭一本《物理之美》(The Character of Physical Law)以及《量子電動力學》(Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter)。他還寫下一些專精的論著,成為後來物理學研究者與學生的標準參考資料跟教科書。
費曼是一位建設性的公眾人物。幾乎傢喻戶曉他參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作的事跡,尤其是他當眾證明橡皮墊圈不耐低溫的那一幕,是一場非常優雅的即席實驗示範,而他所使用的道具不過冰水一杯!比較鮮為人知的事例,是費曼博士於1960年代中,在加州大學課程委員會任上所做的努力,他非常不滿當時教科書之庸俗平凡。
僅僅重復敘說費曼一生中,於科學上與教育上的無數成就,並不足以說明他這個人的特色。正如任何讀過他即使最技術性著作的人都知道,他的作品裏外都散發著他鮮活跟多采多姿的個性。在物理學傢正務之餘,費曼也曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、錶演森巴小鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字上。他永遠對周圍的世界感到好奇,是位一切都要積極嘗試的模範人物。
費曼於1988年2月15日在洛杉磯與世長辭。
麥可.高利伯(Michael A. Gottlieb)
電腦程式設計師,與拉夫.雷頓閤作讓《費曼物理學講義》遺漏的四堂課重新問世。
拉夫.雷頓(Ralph Leighton)
傳記作傢,也是《費曼物理學講義》作者之一羅伯.雷頓(Robert Leighton)的兒子。
譯者簡介
師明睿
1940年生於四川成都,九歲時隨父母來颱。省立新竹中學及國立颱灣大學化學係畢業,赴美進修後,獲得普度大學(Purdue University)生物化學博士學位。畢業後去加拿大定居,一度擔任賽門佛瑞哲大學(Simon Fraser University)生物係講師。隨後棄筆務農,緻力於推廣洋菇産業。1992年迴國之後,先後在衛生署預防醫學研究所、中研院生醫所及生農所籌備處從事研究,參與颱灣疫苗政策評估規劃、日本腦炎新款疫苗研發,以及中草藥金綫蓮藥理之動物研究。
暇時嘗從事自由翻譯工作。譯作有《費曼的6堂Easy物理課》、《費曼的6堂Easy相對論》、《觀念物理III:物質三態.熱學》、《誇剋仙蹤》、《微積分之屠龍寶刀》、《微積分之倚天寶劍》、《看漫畫,學遺傳》、《復製人的迷思》、《費曼的主張》、《萬物簡史I~IV》、《費曼物理學講義I》(第1、2冊)、《費曼物理學訣竅》(皆為天下文化齣版)。
審訂者簡介
高湧泉
加州大學柏剋萊分校物理博士。現任颱灣大學物理學係教授,專長為場論與粒子物理,認為量子力學是最奇妙的學問。喜歡柏拉圖、達爾文、愛因斯坦、費曼、魯迅的作品,也喜歡看各式各樣的電影與棒球比賽。除瞭學術論文以外,著有《另一種鼓聲:科學筆記》、《武士與旅人:續科學筆記》。譯作有《費曼物理學講義III》(第1~3冊)。
再版序 新增三篇專訪∕高利伯、雷頓
前言 不巧的「紅皮書」∕雷頓
初版序 重建四堂費曼物理課∕高利伯
誌謝
山德士迴憶錄《費曼物理學講義》的由來∕山德士
專訪之一 費曼訪談
專訪之二 羅伯.雷頓訪談
專訪之三 羅卻.沃革特訪談
第1章 必須先知道的數學知識
復習課第一講
1-1 復習課介紹
1-2 加州理工學院之牛後
1-3 學物理所需的數學
1-4 微分
1-5 積分
1-6 嚮量
1-7 嚮量的微分
1-8 綫積分
1-9 一個簡單的例子
1-10 三角法
第2章 定律及直覺
復習課第二講
2-1 物理定律
2-2 非相對論性近似
2-3 力作用下的運動
2-4 力與其位能
2-5 從範例中學習物理
2-6 實地瞭解物理學
2-7 機器設計上的一個問題
2-8 地球的脫離速度
其他種解法
A利用幾何方法求齣重物的加速度
B利用三角學方法求齣重物的加速度
C利用力矩與角動量求齣重物所受的力
第3章 問題與解答
復習課第三講
3-1 衛星運動
3-2 原子核的發現
3-3 基本火箭方程式
3-4 數值積分
3-5 化學火箭
3-6 離子推進火箭
3-7 光子推進火箭
3-8 靜電質子束緻偏器
3-9 介子質量的測定
第4章 動力學效應及其應用
4-1 示範陀螺儀
4-2 定嚮陀螺儀
4-3 人工地平儀
4-4 穩定船舶用陀螺儀
4-5 迴轉羅盤
4-6 陀螺儀在設計與製造上的改進
4-7 加速度計
4-8 一套完整的導航係統
4-9 地球鏇轉的效應
4-10 鏇轉的圓盤
4-11 地球的章動
4-12 天文學上的角動量
4-13 量子力學上的角動量
4-14 演講之後
第5章 精選習題
5-1 能量守恆,靜力學
5-2 刻蔔勒定律與重力
5-3 運動學
5-4 牛頓定律
5-5 動量守恆
5-6 嚮量
5-7 三維空間中的二體非相對論性碰撞
5-8 力
5-9 位能與場
5-10 單位與尺寸
5-11 相對論性能量與動量
5-12 二維轉動,中心質量
5-13 角動量,轉動慣量
5-14 三維轉動
習題答案
圖片來源
中英、英中對照索引
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