费曼的生平与其物理学成就
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本书首版于1997年。
根据2019年全国科学技术名词审定委员会公布的《物理学名词(第三版)》,对Feynman的定译为“费曼”。
本书描写了费曼的科学工作的重要性、其个人品质、他所受的爱戴、他的“玩笑”“不敬言行”“爱好冒险与意外奇遇”等特点。
本书涉及物理学理论的部分内容,深度超过一般科普,未接触过相关理论的读者阅读难度可能较大,推荐尝试费曼教导的读书方法:从头开始尽量往下读,一直到读不懂再停下来。然后再从头开始,就这样读下去,直到能读懂整本书为止。
亮点
本书以单数章节写费曼生平、双数章节写其物理学成就交替写成。
作者格里宾夫妇是知名的科普作家,擅长以朴实无华的文笔表达对科学的热爱
阅读笔记
序幕
费恩曼逝世的这天,加州理工学院的大学生们在学校的图书馆大楼上悬挂了一条横幅,上写:“迪克,我们爱你。”
第一章
为了形成某个正确的观点,故事的每一细节不必完全“真实”…… 只要最重要的信息是正确的,细节与强调的重点可以为增强故事的效果而有所调整。
当你坚信自己正确时,就应有信心去面对反对意见,以你认为正确的方式去做……不管告诉你的人多么有名,不要仅仅因为别人告诉你是这样,你就相信的确是这样。
以从地面抛出、通过楼上窗户的飞球为例:当飞行时间确定时,球的飞行轨迹就一定是确定的一条,它与其他任何可能的轨道之区别在于,沿着轨迹各点累计的差值(动能减势能之差)累计起来其和最小——自然界以最小作用量“选择”这条路径——这不仅适用于球的飞行,而且对任何尺度下的任何轨迹都适用。
第二章
在更深刻的意义上讲,世界运作的真谛往往存在于方程之中,而不是在那些借助幻想才能想像出来的、形象化的物理图像里。
第四章
注意:费曼、惠勒提出的“超前波”“滞后波”“吸收体理论”等,已被能提供更准确与可验证描述的QED取代,已不再是主流理论。
最小作用量原理是沿着单一轨道积分(累加);路径积分方法是扩展到它包含的一切可能的轨迹,把所有这些路径累加(积分)在一起,而不只是沿一条路径积分。
截止此时,量子力学有了3种表述方法:①海森伯的方法,基于粒子。②薛定谔的方法,基于波(大多数物理学家采用波动方程的形式,现在仍是如此),③费恩曼的方法,基于作用量。选择使用哪种量子力学的表述方法解决实际问题,取决于问题的性质与研究者的背景偏好。不同的方法在不同的情况下都具有优势,因此物理学家通常会根据需要选择适当的方法来解决特定的问题。
第五章
戴森:除迪克本人之外,没人能使用他的这种理论,因为在运用这一理论时,他常常要借助他的直觉来制定游戏规则。
第六章
在原子核外,在原子尺度以上的所有现象都只与QED和引力有关。
第七章
学生们学了事实的一个清单,但对这些事实究竟意味什么却毫无见解,也不懂得如何再去发现新的事实。
第八章
温度低于2.173K的氦液体称为氦Ⅱ。氦Ⅱ不仅没有粘性,热传导率无限大,且随着进一步被冷却,它会随之膨胀而不是收缩。
第十章
1961年,盖尔曼找到一种按性质(质量与电荷等)来排列强子的方法,这种形式被盖尔曼命名为“八重法”,因为这种方法把粒子按八个分成一组。
第十二章
一台好的计算机下棋程序是这样的:考虑大量的可能走法(也许每一种走法都考虑),先看每一种走法的、所有可能的反应,接着再看下一步每一种可能的走法,照此进行下去(直到由计算机的能力以及所具有的存储量所决定的“深度”),从而决定应采取的最佳走法。
对于一项成功的技术,真实性必须置于公共关系之上,因为自然是不可欺骗的。
第十三章
一生中他研究物理学都是为了消遣,而且现在仍旧如此。他说,当人们问他每周用多长时间搞物理时,他真的没法说,因为他不知道他什么时候是在工作,什么时候是在玩乐。
1988年2月1日,费曼上完他的最后一次量子色动力学课,于2月15日晚上10点34分去世。
推荐阅读250-252页,作者用朴实的文笔将费曼的逝世写的令人潸然泪下。
第十四章
费曼给于我们的教导:①如何去思考,②坚持审慎的诚实与正直,从不欺骗自己,③对任何理论无论多么的珍爱,只要它与实验不符就加以拒绝,④激发对自然的敬畏与欣赏以及对科学的热爱。
质疑
第3页:加州理工学院的大学生们在学校11层高的图书馆大楼上悬挂了一条横幅,
实际:根据笔者查到的文献,1988年挂横幅的加州理工学院图书馆只有10层,横幅是从楼顶挂下来的。
第13页:她自己就看到了北极光。
实际:费曼小时候的一段时间住在法罗卡威(Far Rockaway)。法罗卡威是纽约市皇后区的一个海滨社区,位于长岛的南部,地处大西洋海岸,非常靠近纽约市中心,由于其地理位置,法罗卡威几乎不可能看到北极光。根据《别闹了,费曼先生》("Surely You're Joking, Mr. Feynman!: Adventures of a Curious Character")中的记载,他在13岁时的夏天,曾在离家不远的地方观察到了光的现象,但他并没有明确说是北极光,也并没有详细说明观察到的是什么。
第70页:这些“射线”均等地从四面八方而来,乃是各向同性的。
实际:高能宇宙射线的分布与性质不是完全各向同性的,它们受到各种不同源头与宇宙过程的影响。
第74页:译者注中提出:超距作用,最小作用量原理,这两个词中的“作用”不是同样含义。
实际:超距“作用”是指在物理学中的作用方式;最小“作用量”原理中的作用量是一个物理量,它通常表示为S,用来描述一个系统的整体行为。
第130页:包含在一个相互作用中的重子的总数始终保持不变,轻子的总数也总是保持相同。
实际:有某些特殊情况下,重子数与轻子数守恒规则可能会被破坏。例如:在某些高能物理过程中,以及少数弱相互作用中,轻子数守恒可能会被破坏,导致轻子产生或消失,这与弱相互作用的性质有关,其中W与Z玻色子的交换可以导致轻子数变化。但总的来说,在大多数低能物理过程与常见情况下,重子数与轻子数仍然是守恒的。
第210页:薛定谔方程也只能对氢这个所有原子中最简单的原子做准确的描述。
实际:这种说法是相对的,它强调了薛定谔方程在精确解描述上的难度,尤其是对于多电子原子而言。薛定谔方程可以用来描述任何原子——虽然在实际应用中,解决多电子原子的薛定谱方程,比解决氢原子的薛定谱方程更复杂,但通过使用数值计算与近似方法,薛定谔方程仍然可以用来描述它们的性质。
第258页:由于引力是吸引力,当这些组分在往一起坠落时会释放能量。这就是太空中坍缩的气体云在收缩而形成原恒星时,在最初的阶段为什么会变热的原因
实际:在气体云坍缩的早期阶段,引力坍缩、内能守恒、压缩加热等因素共同作用,共同导致了气体云的温度升高。
遗憾
本书首版时间较早,部分内容略显过时。例如:第160页,引力辐射已经于2016年被发现。