费恩曼物理学讲义(第1卷)
基本信息
- 作者: (美)Richard P.Feynman,Robert B.Leighton,Matthew Sands [作译者介绍]
- 译者: 郑永令 华宏鸣 吴子仪 等
- 出版社:上海科学技术出版社
- ISBN:7532378780
- 上架时间:2005-11-23
- 出版日期:2005 年6月
- 开本:16开
- 页码:555
- 版次:1-1
- 所属分类:
物理 > 总论 > 综合
教材 > 研究生/本科/专科教材 > 理学 > 物理
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本书共三卷,第1卷包括力学、相对论、光学、气体分子动理论、热力学、波等,第2卷主要是电磁学,第3卷是量子力学。全书内容十分丰富,在深度和广度上都超过了传统的普通物理教材。《费恩曼物理学讲义》从普通物理水平出发,注重物理分析,深入浅出,避免运用高深烦琐的数学方程,因此具有高中以上物理水平和初等微积分知识的读者阅读起来不会感到十分困难。
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本书提供作译者介绍
费恩曼1918年生于布鲁克林区,1942年在普林斯顿获得博土学位.第二次世界大战期间在洛斯阿拉莫斯,尽管当时他还很年轻,但已在曼哈顿计划中发挥了重要作用.以后,他在康奈尔大学和加利福尼亚理工学院任教.1965年,因他在量子电动力学方面的工作和朝永振一郎及施温格(J.Schwinger)同获诺贝尔物理学奖。.
费恩曼博士获得诺贝尔奖是由于成功地解决了量子电动力学的理论问题.他也创立了说明液氦中超流动性现象的数学理论.此后,他和盖尔曼(M.Gell-Mann)在β衰变等弱相互作用领域做出了奠基性的.. << 查看详细
费恩曼博士获得诺贝尔奖是由于成功地解决了量子电动力学的理论问题.他也创立了说明液氦中超流动性现象的数学理论.此后,他和盖尔曼(M.Gell-Mann)在β衰变等弱相互作用领域做出了奠基性的.. << 查看详细
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第1章 原子的运动
§1—1 引言.
§1—2 物质是原子构成的
§1—3 原子过程
§1—4 化学反应
第2章 基本物理
§2—1 引言
§2—2 1920年以前的物理学
§2—3 量子物理学
§2—4 原子核与粒子
第3章 物理学与其他科学的关系
§3—1 引言
§3—2 化学
§3—3 生物学
§3—4 天文学
§3—5 地质学
§3—6 心理学
§3—7 情况何以会如此
第4章 能量守恒
§4—1 什么是能量
§1—1 引言.
§1—2 物质是原子构成的
§1—3 原子过程
§1—4 化学反应
第2章 基本物理
§2—1 引言
§2—2 1920年以前的物理学
§2—3 量子物理学
§2—4 原子核与粒子
第3章 物理学与其他科学的关系
§3—1 引言
§3—2 化学
§3—3 生物学
§3—4 天文学
§3—5 地质学
§3—6 心理学
§3—7 情况何以会如此
第4章 能量守恒
§4—1 什么是能量
译者序回到顶部↑
20世纪60年代初,美国一些理工科大学鉴于当时的大学基础物理教学与现代科学技术的发展不适应,纷纷试行教学改革,加利福尼亚理工学院就是其中之一。该校于1961年9月至1963年5月特请著名物理学家费恩曼主讲一二年级的基础物理课,事后又根据讲课录音编辑出版了《费恩曼物理学讲义》。本讲义共三卷,第1卷包括力学、相对论、光学、气体分子动理论、热力学、波等,第2卷主要是电磁学,第3卷是量子力学。全书内容十分丰富,在深度和广度上都超过了传统的普通物理教材。.
当时美国大学物理教学改革试图解决的一个主要问题是基础物理教学应尽可能反映近代物理的巨大成就。《费恩曼物理学义》在基础物理的水平上对20世纪物理学的两大重要成就——相对论和量子力学——作了系统的介绍,对于量子力学费恩曼教授还特地准备了一套适合大学二年级水平的讲法。教学改革试图解决的另一个问题是按照当前物理学工作者在各个前沿研究领域所使用的方式来介绍物理学的内容。在《费恩曼物理学讲义》一书中对一些问题的分析和处理方法反映了费恩曼自己以及其他在前沿研究领域工作的物理学家所通常采用的分析和处理方法。全书对基本概念、定理和定律的讲解不仅生动清晰,通俗易懂,而且特别注重从物理上作出深刻的叙述。为扩大学生的知识面,全书还列举了许多基本物理原理在各个方面(诸如天体物理、地球物理、生物物理等)的应用,以及物理学的一些最新成就由于书是根据课堂讲授的录音整理编辑的,它在一定程度保留了费恩曼讲课的生动活泼、引人入胜的独特风格。..
《费恩曼物理学讲义》从普通物理水平出发,注重物理分析,深入浅出,避免运用高深烦琐的数学方程,因此具有高中以上物理水平和初等微积分知识的读者阅读起来不会感到十分困难。至于大学物理系的师生物理工作者更能从此书中获得教益。
1989年,为纪念费恩曼逝世一周年,原书编者重新出版本书,并增加了介绍费恩曼生平的短文和新的序言。我们按照新版的原本进行了翻译。
本书的费恩曼自序、前言及本卷第1至10章、15章、16章、37至48章、52章由郑永令在吴子仪译稿的基础上重译,第11章、17至25章由华宏鸣翻,第12章、49章由诸长生翻译,第13和14章由范膺翻译,第26至34章由郑永令翻译,《费恩曼物理学讲义》序、关于费恩曼及第35和36章由潘笃武翻译,第50和51章由钟万衡翻译。原译稿曾由郑广垣、王福山、苏汝铿校阅。由于译者水平所限,错误在所难,欢迎广大读者批评指正。
译者...
2004年10月
当时美国大学物理教学改革试图解决的一个主要问题是基础物理教学应尽可能反映近代物理的巨大成就。《费恩曼物理学义》在基础物理的水平上对20世纪物理学的两大重要成就——相对论和量子力学——作了系统的介绍,对于量子力学费恩曼教授还特地准备了一套适合大学二年级水平的讲法。教学改革试图解决的另一个问题是按照当前物理学工作者在各个前沿研究领域所使用的方式来介绍物理学的内容。在《费恩曼物理学讲义》一书中对一些问题的分析和处理方法反映了费恩曼自己以及其他在前沿研究领域工作的物理学家所通常采用的分析和处理方法。全书对基本概念、定理和定律的讲解不仅生动清晰,通俗易懂,而且特别注重从物理上作出深刻的叙述。为扩大学生的知识面,全书还列举了许多基本物理原理在各个方面(诸如天体物理、地球物理、生物物理等)的应用,以及物理学的一些最新成就由于书是根据课堂讲授的录音整理编辑的,它在一定程度保留了费恩曼讲课的生动活泼、引人入胜的独特风格。..
《费恩曼物理学讲义》从普通物理水平出发,注重物理分析,深入浅出,避免运用高深烦琐的数学方程,因此具有高中以上物理水平和初等微积分知识的读者阅读起来不会感到十分困难。至于大学物理系的师生物理工作者更能从此书中获得教益。
1989年,为纪念费恩曼逝世一周年,原书编者重新出版本书,并增加了介绍费恩曼生平的短文和新的序言。我们按照新版的原本进行了翻译。
本书的费恩曼自序、前言及本卷第1至10章、15章、16章、37至48章、52章由郑永令在吴子仪译稿的基础上重译,第11章、17至25章由华宏鸣翻,第12章、49章由诸长生翻译,第13和14章由范膺翻译,第26至34章由郑永令翻译,《费恩曼物理学讲义》序、关于费恩曼及第35和36章由潘笃武翻译,第50和51章由钟万衡翻译。原译稿曾由郑广垣、王福山、苏汝铿校阅。由于译者水平所限,错误在所难,欢迎广大读者批评指正。
译者...
2004年10月
前言回到顶部↑
本书是根据R.P.费恩曼教授在加利福尼亚理工学院1961—1962学年所讲物理学导论课编写的,它包括全校一二年级学生念的两年导论课的第一年的内容,在1962—1963学年还继续讲授了这门课程的第二年的内容.这些讲授构成四年来对导论课所作的根本性修改的主要部分。.
课程要进行彻底的修改,不但是由于近数十年来物理学迅速发展的需要,而且还有鉴于高中数学课内容改进后,入校新生的数学能力有了稳步的提高.我们希望利用有利的条件,并且希望能在课程中介绍足够的现代题材,从而使这门课程能引起学生的注意和兴趣,并能体现出现代物理的状况。
在应当包括哪些内容以及怎样介绍这些内容方面,为了能形成各种想法,我们鼓励物理系的许多教师以提纲的形式对课程的修改提出意见.人们对其中的几种想法进行了详细的讨论和评述.大家几乎立即同意,认为仅仅换一本教科书或者重新写一本教科书,是不可能完成对这门课程的彻底修改的.新的课程应当以每周讲二三次的一系列讲授为中心,而随着课程的进展,相应的教材内容将作为其从属的工作而产生出来,在讲课的同时,也要安排适当的实验来配合讲授内容.据此提出了课程的初步轮廓.但大家也认识到,这是不完全的和试验性的,有待于实际承担讲授工作的人作出相当大的修改。
关于最后究竟以什么方式来实施这门课程,大家考虑过几种方案.这些方案大多类似,由N个人进行合作,均匀地分担责任,即每个人负责1/N的材料,进行讲授,并使他这部分成文.然而,由于没有足够的教师,同时因为参加者的个性与哲学见解不同,很难保持一致的观点.因此这种方案看来难以实现。
桑兹教授令人鼓舞的想法是他领悟到,我们实际上所拥有的能力不只是可以建立一门新的、不同的物理课程,而且有可能创立一门完全独特的课程.他建议由费恩曼教授来准备和进行讲授,并用磁带录音.再将这些录音抄写出来并加以编辑,就成为新课程的教科书了.我们所采用的基本上就是这样的方案。
起先我们估计必要的编辑工作不会很多,大体上只是一些补充图画、核对标点、语法之类的事,完全可以由一两个研究生花部分时间去完成.遗憾的是我们很快就发现这种估计是不正确的.事实上,即使对题材不进行重新组织或修改(有时这是必要的),只是把逐字逐句的记录改写成可供阅读的形式,就需要相当多的编辑工作.而且,这不是一个技术编辑或一个研究生就能办得了的事,而是需要一位专业物理工作者对每次讲授的内容专心一致地花上10~20小时才行!..
编辑任务的艰巨,再加上要尽快把材料发给学生,这就大大地限制了对材料所能作出的推敲润色工作.因此,我们只能指望完成一本初步的、但专业上保持正确的、立即可以使用的讲义,而不是一本可视为最终的或完备的讲义.由于本校学生急需的份数较多,同时还由于一些外校师生的鼓励和关心,我们决定不再等待进一步的大量修改——这样的工作也许不会再做——就将这些材料以这种初步的形式出版.我们对内容的完整,文体的流畅或组织的逻辑性都不抱幻想;事实上,我们打算在最近的将来对课程作一些小的修改,并且希望它无论在形式上还是在内容上,都不要停滞不前。
除去构成课程核心部分的讲授外,还有必要向学生提供适当的练习来启发他们的经验和才智,以及提供适当的实验使他们在实验室中能与讲课内容有第一手的接触.这两方面都还没有像讲课内容那样成熟,但也都取得了相当大的进展.在讲授过程中已选编了一些习题,并已进行增补扩充以供下一年使用.然而,我们还不能认为,在应用讲课内容方面,这些习题已具有足够的深度和广度,从而可使学生充分发挥其才智.所以,我们将这本习题集单独出版,以便鼓励经常的修订。
内尔(H.V.Neher)教授为新课程设计了许多新实验.其中有几个实验利用了空气轴承所显示的极低摩擦,例如新的直线气槽,用它可以对一维运动、碰撞和简谐振动作定量测量;利用空气支承、空气驱动的麦克斯韦陀螺可以研究加速转动,回转仪的进动和章动.预计发展新的供实验室用的实验这件事将会持续相当一段时间。
本书的修订计划是在莱顿(R.B.Leighton)、内尔和桑兹(M.Sands)教授指导下进行的.官方参与此计划的有来自物理、数学和天文部门的费恩曼、诺伊格鲍尔(G.Neugebauer)、萨顿(R.M.Sutton)、斯特布勒(H.P.Stabler)、斯特朗(F.Strong)和沃格特(R.Vogt)教授,以及来自工程科学部门的考伊(T.Caughey)、普莱西特(M.Plesset)和威尔茨(C.H.Wilts)教授.深深感谢所有为本书修订计划作出贡献的极有价值的帮助.我们还要特别感谢福特基金会(Ford Foundation)的资助,没有他们的经济资助,本计划是不可能顺利完成的。
R.B.莱顿...
1963年7月
课程要进行彻底的修改,不但是由于近数十年来物理学迅速发展的需要,而且还有鉴于高中数学课内容改进后,入校新生的数学能力有了稳步的提高.我们希望利用有利的条件,并且希望能在课程中介绍足够的现代题材,从而使这门课程能引起学生的注意和兴趣,并能体现出现代物理的状况。
在应当包括哪些内容以及怎样介绍这些内容方面,为了能形成各种想法,我们鼓励物理系的许多教师以提纲的形式对课程的修改提出意见.人们对其中的几种想法进行了详细的讨论和评述.大家几乎立即同意,认为仅仅换一本教科书或者重新写一本教科书,是不可能完成对这门课程的彻底修改的.新的课程应当以每周讲二三次的一系列讲授为中心,而随着课程的进展,相应的教材内容将作为其从属的工作而产生出来,在讲课的同时,也要安排适当的实验来配合讲授内容.据此提出了课程的初步轮廓.但大家也认识到,这是不完全的和试验性的,有待于实际承担讲授工作的人作出相当大的修改。
关于最后究竟以什么方式来实施这门课程,大家考虑过几种方案.这些方案大多类似,由N个人进行合作,均匀地分担责任,即每个人负责1/N的材料,进行讲授,并使他这部分成文.然而,由于没有足够的教师,同时因为参加者的个性与哲学见解不同,很难保持一致的观点.因此这种方案看来难以实现。
桑兹教授令人鼓舞的想法是他领悟到,我们实际上所拥有的能力不只是可以建立一门新的、不同的物理课程,而且有可能创立一门完全独特的课程.他建议由费恩曼教授来准备和进行讲授,并用磁带录音.再将这些录音抄写出来并加以编辑,就成为新课程的教科书了.我们所采用的基本上就是这样的方案。
起先我们估计必要的编辑工作不会很多,大体上只是一些补充图画、核对标点、语法之类的事,完全可以由一两个研究生花部分时间去完成.遗憾的是我们很快就发现这种估计是不正确的.事实上,即使对题材不进行重新组织或修改(有时这是必要的),只是把逐字逐句的记录改写成可供阅读的形式,就需要相当多的编辑工作.而且,这不是一个技术编辑或一个研究生就能办得了的事,而是需要一位专业物理工作者对每次讲授的内容专心一致地花上10~20小时才行!..
编辑任务的艰巨,再加上要尽快把材料发给学生,这就大大地限制了对材料所能作出的推敲润色工作.因此,我们只能指望完成一本初步的、但专业上保持正确的、立即可以使用的讲义,而不是一本可视为最终的或完备的讲义.由于本校学生急需的份数较多,同时还由于一些外校师生的鼓励和关心,我们决定不再等待进一步的大量修改——这样的工作也许不会再做——就将这些材料以这种初步的形式出版.我们对内容的完整,文体的流畅或组织的逻辑性都不抱幻想;事实上,我们打算在最近的将来对课程作一些小的修改,并且希望它无论在形式上还是在内容上,都不要停滞不前。
除去构成课程核心部分的讲授外,还有必要向学生提供适当的练习来启发他们的经验和才智,以及提供适当的实验使他们在实验室中能与讲课内容有第一手的接触.这两方面都还没有像讲课内容那样成熟,但也都取得了相当大的进展.在讲授过程中已选编了一些习题,并已进行增补扩充以供下一年使用.然而,我们还不能认为,在应用讲课内容方面,这些习题已具有足够的深度和广度,从而可使学生充分发挥其才智.所以,我们将这本习题集单独出版,以便鼓励经常的修订。
内尔(H.V.Neher)教授为新课程设计了许多新实验.其中有几个实验利用了空气轴承所显示的极低摩擦,例如新的直线气槽,用它可以对一维运动、碰撞和简谐振动作定量测量;利用空气支承、空气驱动的麦克斯韦陀螺可以研究加速转动,回转仪的进动和章动.预计发展新的供实验室用的实验这件事将会持续相当一段时间。
本书的修订计划是在莱顿(R.B.Leighton)、内尔和桑兹(M.Sands)教授指导下进行的.官方参与此计划的有来自物理、数学和天文部门的费恩曼、诺伊格鲍尔(G.Neugebauer)、萨顿(R.M.Sutton)、斯特布勒(H.P.Stabler)、斯特朗(F.Strong)和沃格特(R.Vogt)教授,以及来自工程科学部门的考伊(T.Caughey)、普莱西特(M.Plesset)和威尔茨(C.H.Wilts)教授.深深感谢所有为本书修订计划作出贡献的极有价值的帮助.我们还要特别感谢福特基金会(Ford Foundation)的资助,没有他们的经济资助,本计划是不可能顺利完成的。
R.B.莱顿...
1963年7月
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费恩曼的名声到他生命终结的时候,业已超出了科学界的圈子。作为调查“挑战者”号航天飞机灾难的委员会成员,他的贡献使他频繁地露面;同样,关于他的流浪冒险的一本畅销书使他成为几乎可与爱因斯坦相媲美的民间英雄。但即使回溯到1961年,在他获诺贝尔奖而增加他在公众中的知名度以前,费恩曼已经不只是科学界的名人——他还是一位传奇人物。毋庸置疑,他在教学方面的非凡能力也为费恩曼的传奇增添了色彩他是一位真正伟大的教师,或许是我们这个时代的最伟大的一位。对于费恩曼来说,讲堂就是戏院,演讲者就是演员,他有责任演出有趣的戏剧,并且也要提供事实与图像。他在教室前面来回走动,挥舞着手臂,“理论物理学家和马戏场门口招揽观众的吆喝者的不可思议的组合,他会运用全身运动和声音的效果”,《纽约时报》这样描绘他。无论他演讲的听众是学生、同事或一般公众,对这些人来说能亲自聆听费恩曼的演讲是极大的幸运,这种经验通常是极不寻常的,并且也总是不会被忘记的,就像对他本人的印象一样。.
他是令人感动的戏剧大师,善于吸引演讲厅中每个听众的注意。许多年以前,他教授高等量子力学课程,在一个很大的教室里坐满了少数注册的研究生和大部分加州理工学院的物理教师。在一堂课上,费恩曼开始讲解怎样用图解来表示某些复杂的积分:时间在这个轴上,空间在那个轴上,绕这条直线摆动的曲线,等等。讲完了从费恩曼图可以知道物理世界的什么东西后,他转过身来面向听众诡谲地大笑:“这就是我们所说的图解!”费恩曼讲完了,已经到达戏剧性的结局,演讲厅里爆发出自发的欢呼。
在讲了形成本书的课程以后许多年,费恩曼有时也还常常担任加利福尼亚理工学院一年级学生的客座讲师。很自然,他的出现事先都必须保密,以保证注册的学生在演讲厅里都有位子。有一次讲演的主题是弯曲的时空,费恩曼的讲课总是个性鲜明。不能忘却的时刻是在讲课开始的时候。当时1987年的超新星刚刚发现,费恩曼对此感到非常兴奋。他说:“第谷·布拉赫有他的超新星,开普勒也有他的超新星。在以后400年中没有发现任何超新星。但是现在我也有了我的超新星。”全课堂一点声音也没有,费恩曼继续说:“银河系中有10的11次方颗恒星。这在以前曾被看作是一个极大的数目,但它只不过是1 000亿,它比国家财政赤字还小!我们以前总是把它称为天文数字,现在我们该说它们是经济数字。”课堂里爆发出一阵大笑,费恩曼吸引了他的听众,再继续讲他的课。
撇开吸引听众的窍门不谈,费恩曼的教学技术是很简单的。他的教学哲学的总结可以在加利福尼亚理工学院档案馆他的论文中找到,在1952年他在巴西时为他自己草写的笔记中写道:
“首先要搞清你为什么要学生学习这个题目以及你要他们知道什么,方法多少是常识判断的结果。”..
“常识”给费恩曼的常常是能完全抓住他的论点本质的充满才华的新花样。有一次,在一个对公众的演讲中,他试图解释为什么不能使用一开始就用来暗示某一思想的同样的数据来证明这个思想。费恩曼看来离开了主题,开始谈到汽车牌照。“你们可知道今天晚上我遇到的最不可思议的事是什么?当我到这儿来演讲的时候,我穿过停车场走进来。你们不会相信我遇到了什么。我看见一辆牌照是ARW357的汽车。你想象得到吗?在这个州的几百万汽车牌照里面我在今天晚上恰巧看到这一张牌照的机会是多大?真是不可思议!”甚至许多科学家都不能把握的一点是,费恩曼能用他那非凡的“常识”把问题说清楚。
在加利福尼亚理工学院的35年(1952—1987)中,费恩曼被列在讲授过34门课程的教师名单中,其中25门课是高级的研究生课程,严格限于研究生,本科生除非得到允许才准参加(常常有本科生参加听课,他们差不多总是得到批准)。其余的主要是研究生的基础课。费恩曼只有一次纯粹为本科生讲授课程,那是在1961—1962年和1962—1963年两个学年中的重大事件。在1964年他又简单地重复讲授了一遍。他讲完这门课后,他的讲课录音就被整理成了《费恩曼物理学讲义)这本书。
当时在加利福尼亚理工学院有一种普遍情况,一年级和二年级大学生都逃避而不是积极选修必修的两年物理课。为了补救这种情况,学校要求费恩曼设计一系列讲座作为学生两年的课程,先是给一年级学生,然后是对同一班升到二年级的学生。当他同意的时候就立即决定这些演讲要记录下来出版。但后来发现这项任务之困难远远超出任何人的想象。写成可以出版的书需要他的同事以及对每一章作最后定稿的费恩曼本人都付出极大的劳动。
开设一门课程的基本条件都必须准备好。由于费恩曼只有他要讨论的题目的不明确的大纲,这一任务大大地复杂化了。这就是说,直到费恩曼站到坐满学生的讲堂前面开讲之前没有人知道他要讲些什么。协助他的加利福尼亚理工学院教授们尽最大努力仓促地处理必要的琐碎工作,例如编出家庭作业习题之类。
为什么费恩曼会花两年多的时间来从事一年级物理课教学的改革?我们只能推测,可能有三个基本原因。一个是他喜爱有人听他演讲,这可为他提供比他习惯的研究生课程更大的讲堂。第二个原因是他真诚地关心学生,他只是认为教一年级大学生是应该做的重要事情。第三个或许也是最重要的理由是按照他的理解重新编排物理学体系的严峻挑战,通过讲课可以将它介绍给年轻学生。这是他的性格,也是他判断是不是真正懂得某件事情的标准。有一次加利福尼亚理工学院一位教师请他解释为什么自旋为1/2的粒子服从费米—狄拉克统计。他正确地估价他的听课者后说:“我要准备一堂有关这类问题的大学一年级学生的课程。”但几天之后他又回来说:“你要知道我做不到。我无法将它归纳为一年级学生的水平。这意味着我们对它确实还不明白。”
将深奥的思想变成简单的、容易懂得的语言这一特性在整个《费恩曼物理学讲义》中处处都很明显地表现出来,但没有地方比他对量子力学的处理更加突出。对于狂热的爱好者来说,他所做的工作十分清楚,他向开始学习的学生介绍路径积分方法,这方法是他自己提出的,并使他解决了物理学中一些最深刻的问题。和其他成就一起,他那用路径积分的工作导致他和施温格及朝永振一郎共享1965年诺贝尔物理学奖。
穿过遥远记忆的帷幕,曾参加听课的学生和教师都认为,听费恩曼的两年物理课是一生中难忘的经历。但当时情况看来并非如此。许多学生害怕这课程,在课程进行过程中,注册的学生的出席率惊人地下降。但同时越来越多的教师和研究生开始参加听课。教室仍然满座,费恩曼可能一点也不知道他已失去了他预期的一些听众。但即使在费恩曼自己看来,他的教育努力也不成功。他在1963年的《讲义》的序言中写道:“我并不认为我对学生做得很出色。”人们在重读这本书时,有时会注意到费恩曼关注的不是他的年轻听众,而是他的同事,“看着这里!看我是怎样略施小计来解决这个问题的!是不是清楚了?”但即使他以为他正在浅易地给一年级和二年级大学生讲解,但从他所说的内容获得最大收获的实际上并不是这些学生,而是和他同样的人——科学家、物理学家和教授们——他们才是他的伟大成就的受益人。这项成就不是别的,就是通过费恩曼的新鲜而有活力的眼光观察物理学。
费恩曼不仅是一位伟大的教师,他的天赋才能在于他是教师们的优秀教师。假如认为《费恩曼物理学讲义》的目标是给济济一堂的本科大学生解物理习题用的,他不能说已经获得了较好的成绩。进而言之,如果这本书的目的是作为引导性的大学教科书,他不能说达到了他的目的。然而,这本书已译成10种不同语言并且还有四种双语版。费恩曼本人认为,他对物理学最重要的贡献不是量子电动力学,或超流理论,或极化子,或部分子,他的首要贡献是这三本书:《费恩曼物理学讲义》。这一信念完全证明了这套著名的图书的纪念版的意义。...
D.L.古德斯坦
G.诺伊格鲍尔
加利福尼亚理工学院
1989年4月
他是令人感动的戏剧大师,善于吸引演讲厅中每个听众的注意。许多年以前,他教授高等量子力学课程,在一个很大的教室里坐满了少数注册的研究生和大部分加州理工学院的物理教师。在一堂课上,费恩曼开始讲解怎样用图解来表示某些复杂的积分:时间在这个轴上,空间在那个轴上,绕这条直线摆动的曲线,等等。讲完了从费恩曼图可以知道物理世界的什么东西后,他转过身来面向听众诡谲地大笑:“这就是我们所说的图解!”费恩曼讲完了,已经到达戏剧性的结局,演讲厅里爆发出自发的欢呼。
在讲了形成本书的课程以后许多年,费恩曼有时也还常常担任加利福尼亚理工学院一年级学生的客座讲师。很自然,他的出现事先都必须保密,以保证注册的学生在演讲厅里都有位子。有一次讲演的主题是弯曲的时空,费恩曼的讲课总是个性鲜明。不能忘却的时刻是在讲课开始的时候。当时1987年的超新星刚刚发现,费恩曼对此感到非常兴奋。他说:“第谷·布拉赫有他的超新星,开普勒也有他的超新星。在以后400年中没有发现任何超新星。但是现在我也有了我的超新星。”全课堂一点声音也没有,费恩曼继续说:“银河系中有10的11次方颗恒星。这在以前曾被看作是一个极大的数目,但它只不过是1 000亿,它比国家财政赤字还小!我们以前总是把它称为天文数字,现在我们该说它们是经济数字。”课堂里爆发出一阵大笑,费恩曼吸引了他的听众,再继续讲他的课。
撇开吸引听众的窍门不谈,费恩曼的教学技术是很简单的。他的教学哲学的总结可以在加利福尼亚理工学院档案馆他的论文中找到,在1952年他在巴西时为他自己草写的笔记中写道:
“首先要搞清你为什么要学生学习这个题目以及你要他们知道什么,方法多少是常识判断的结果。”..
“常识”给费恩曼的常常是能完全抓住他的论点本质的充满才华的新花样。有一次,在一个对公众的演讲中,他试图解释为什么不能使用一开始就用来暗示某一思想的同样的数据来证明这个思想。费恩曼看来离开了主题,开始谈到汽车牌照。“你们可知道今天晚上我遇到的最不可思议的事是什么?当我到这儿来演讲的时候,我穿过停车场走进来。你们不会相信我遇到了什么。我看见一辆牌照是ARW357的汽车。你想象得到吗?在这个州的几百万汽车牌照里面我在今天晚上恰巧看到这一张牌照的机会是多大?真是不可思议!”甚至许多科学家都不能把握的一点是,费恩曼能用他那非凡的“常识”把问题说清楚。
在加利福尼亚理工学院的35年(1952—1987)中,费恩曼被列在讲授过34门课程的教师名单中,其中25门课是高级的研究生课程,严格限于研究生,本科生除非得到允许才准参加(常常有本科生参加听课,他们差不多总是得到批准)。其余的主要是研究生的基础课。费恩曼只有一次纯粹为本科生讲授课程,那是在1961—1962年和1962—1963年两个学年中的重大事件。在1964年他又简单地重复讲授了一遍。他讲完这门课后,他的讲课录音就被整理成了《费恩曼物理学讲义)这本书。
当时在加利福尼亚理工学院有一种普遍情况,一年级和二年级大学生都逃避而不是积极选修必修的两年物理课。为了补救这种情况,学校要求费恩曼设计一系列讲座作为学生两年的课程,先是给一年级学生,然后是对同一班升到二年级的学生。当他同意的时候就立即决定这些演讲要记录下来出版。但后来发现这项任务之困难远远超出任何人的想象。写成可以出版的书需要他的同事以及对每一章作最后定稿的费恩曼本人都付出极大的劳动。
开设一门课程的基本条件都必须准备好。由于费恩曼只有他要讨论的题目的不明确的大纲,这一任务大大地复杂化了。这就是说,直到费恩曼站到坐满学生的讲堂前面开讲之前没有人知道他要讲些什么。协助他的加利福尼亚理工学院教授们尽最大努力仓促地处理必要的琐碎工作,例如编出家庭作业习题之类。
为什么费恩曼会花两年多的时间来从事一年级物理课教学的改革?我们只能推测,可能有三个基本原因。一个是他喜爱有人听他演讲,这可为他提供比他习惯的研究生课程更大的讲堂。第二个原因是他真诚地关心学生,他只是认为教一年级大学生是应该做的重要事情。第三个或许也是最重要的理由是按照他的理解重新编排物理学体系的严峻挑战,通过讲课可以将它介绍给年轻学生。这是他的性格,也是他判断是不是真正懂得某件事情的标准。有一次加利福尼亚理工学院一位教师请他解释为什么自旋为1/2的粒子服从费米—狄拉克统计。他正确地估价他的听课者后说:“我要准备一堂有关这类问题的大学一年级学生的课程。”但几天之后他又回来说:“你要知道我做不到。我无法将它归纳为一年级学生的水平。这意味着我们对它确实还不明白。”
将深奥的思想变成简单的、容易懂得的语言这一特性在整个《费恩曼物理学讲义》中处处都很明显地表现出来,但没有地方比他对量子力学的处理更加突出。对于狂热的爱好者来说,他所做的工作十分清楚,他向开始学习的学生介绍路径积分方法,这方法是他自己提出的,并使他解决了物理学中一些最深刻的问题。和其他成就一起,他那用路径积分的工作导致他和施温格及朝永振一郎共享1965年诺贝尔物理学奖。
穿过遥远记忆的帷幕,曾参加听课的学生和教师都认为,听费恩曼的两年物理课是一生中难忘的经历。但当时情况看来并非如此。许多学生害怕这课程,在课程进行过程中,注册的学生的出席率惊人地下降。但同时越来越多的教师和研究生开始参加听课。教室仍然满座,费恩曼可能一点也不知道他已失去了他预期的一些听众。但即使在费恩曼自己看来,他的教育努力也不成功。他在1963年的《讲义》的序言中写道:“我并不认为我对学生做得很出色。”人们在重读这本书时,有时会注意到费恩曼关注的不是他的年轻听众,而是他的同事,“看着这里!看我是怎样略施小计来解决这个问题的!是不是清楚了?”但即使他以为他正在浅易地给一年级和二年级大学生讲解,但从他所说的内容获得最大收获的实际上并不是这些学生,而是和他同样的人——科学家、物理学家和教授们——他们才是他的伟大成就的受益人。这项成就不是别的,就是通过费恩曼的新鲜而有活力的眼光观察物理学。
费恩曼不仅是一位伟大的教师,他的天赋才能在于他是教师们的优秀教师。假如认为《费恩曼物理学讲义》的目标是给济济一堂的本科大学生解物理习题用的,他不能说已经获得了较好的成绩。进而言之,如果这本书的目的是作为引导性的大学教科书,他不能说达到了他的目的。然而,这本书已译成10种不同语言并且还有四种双语版。费恩曼本人认为,他对物理学最重要的贡献不是量子电动力学,或超流理论,或极化子,或部分子,他的首要贡献是这三本书:《费恩曼物理学讲义》。这一信念完全证明了这套著名的图书的纪念版的意义。...
D.L.古德斯坦
G.诺伊格鲍尔
加利福尼亚理工学院
1989年4月








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