帶你進(jìn)入愛因斯坦和費(fèi)曼的世界 來自明白知識(shí) 00:00 05:02 ▲北師大系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授吳金閃老師
講讀《物理定律的本性》精彩片段
如果有一天你醒來后,打開冰箱的門,發(fā)現(xiàn)雞蛋、面包和藍(lán)莓醬懸浮在冰箱里,按照一種獨(dú)特的規(guī)律在半空中運(yùn)動(dòng),你一定會(huì)被眼前這個(gè)反常的現(xiàn)象嚇到,并驚呼不可思議,緊接著就會(huì)拿起手機(jī)拍照發(fā)布朋友圈。
也許你會(huì)驚呼「物理規(guī)律不存在了」,「三體人」的「水滴」終于來了!
但其實(shí)我們生活的地方——地球,就是以這樣「驚奇」的方式懸浮在太陽系中的,如果物理學(xué)所描述的萬有引力不存在了,無法想象我們居住的被稱為「地球」的這顆行星,是會(huì)像籃球一般上下跳動(dòng),還是會(huì)像「無頭蒼蠅」一樣胡亂沖撞。
幸好物理規(guī)律依然存在,地球可以有序地在太陽系中「排列著」,這也是物理學(xué)的神奇之處。
▲太陽系星體運(yùn)動(dòng)圖
任何接受過基礎(chǔ)教育的成年人都知道物理學(xué)的重要性,可大多數(shù)時(shí)候,物理過于難學(xué),既需要數(shù)學(xué)(也是公認(rèn)的難學(xué))的基礎(chǔ),又涉及大量的公式、定理,對學(xué)習(xí)者的邏輯思維能力和空間想象能力也有很高要求,比如:
電子雙縫實(shí)驗(yàn)是什么原理?
什么是德布羅意波?
測不準(zhǔn)原理到底測不準(zhǔn)什么?
薛定諤的貓能擼嗎?
物理學(xué)的概念雖然深?yuàn)W難懂,但卻是我們理解世界的關(guān)鍵鑰匙。
沒有高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ),看不懂復(fù)雜的公式和定理,卻又對物理學(xué)的神奇理論充滿興趣的你,如何初窺門徑呢?
下面三本頂級(jí)物理學(xué)家的著作,一定能讓你豁然開朗。
01.
物理學(xué)的進(jìn)化
《物理學(xué)的進(jìn)化》是現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人阿爾伯特·愛因斯坦和波蘭物理科學(xué)家利奧波德·英費(fèi)爾德(Leopold Infeld)合著的科普讀物,首次出版于1938年。
▲《物理學(xué)的進(jìn)化》
作者:[德] 艾·愛因斯坦 / [波] 利·英費(fèi)爾德
出版社:湖南教育出版社
出版時(shí)間:1999
這本書向讀者介紹了從伽利略、牛頓時(shí)代的經(jīng)典理論發(fā)展到現(xiàn)代的相對論、量子論和場論的演變情況。
全書分為四章:機(jī)械觀的興起;機(jī)械觀的衰落;場、相對論;量子。全書沒有引用數(shù)學(xué)公式,文字通俗、舉例淺顯,編寫體裁別開生面,是一本通俗的科普書籍。
與此同時(shí),兩位科學(xué)家還在書中提出了當(dāng)時(shí)的前沿概念——場。
牛頓經(jīng)典力學(xué)之后,描述物理現(xiàn)象最重要的概念是粒子,而場則是描述粒子之間的空間關(guān)系。經(jīng)典場論的概念直接推動(dòng)了麥克斯韋方程組以及后來相對論的建立。
在這本書的寫作中,愛因斯坦表現(xiàn)得更像一位哲學(xué)家而不僅僅是一位物理學(xué)家。《物理學(xué)的進(jìn)化》開篇就寫到:
「我們的目的是用粗線條的輪廓說明物理學(xué)家的工作必須像偵探那樣用純粹的思維來進(jìn)行。我們主要是敘述思維和觀念在大膽地探求客觀世界的知識(shí)中所起的作用。」
概念和公式不是本書重點(diǎn),有關(guān)物理學(xué)的思維觀念才是作者想傳達(dá)給大家最重要的信息。
02.
物理定律的本性
「大自然只用了一些最長的絲線來編織她的花樣,使得在她的織物上的每一片段都體現(xiàn)了整塊錦緞的組織原則?!?/span>
——里查德·費(fèi)曼
理查德·費(fèi)曼(Richard P. Feynman)是一位科學(xué)怪才,諾貝爾物理獎(jiǎng)得主,對物理學(xué)教育充滿熱情。
《物理定律的本性》這本書是費(fèi)曼在康奈爾大學(xué)的一系列講座的整理稿,他用引人入勝的方式,將普通人望而卻步的自然科學(xué)知識(shí)講得趣味盎然,他對于物理定律本性的認(rèn)識(shí)更是讓人印象深刻。
全書共七章,主要包括引力定律、數(shù)學(xué)同物理的關(guān)系、守恒定律、對稱性、過去和未來的區(qū)分、概率和不確定性以及物理定律新的發(fā)現(xiàn)內(nèi)容。
▲《物理定律的本性》
作者:「美」R·P·費(fèi)曼
出版社:湖南科學(xué)技術(shù)出版社
出版時(shí)間:2005
在這本書里,費(fèi)曼幾乎沒有講前沿的物理研究,而是將人類歷史上已成定理的物理概念用最通俗的語言告訴我們。我們也只有在掌握定律的基礎(chǔ)上,才可能以物理學(xué)的方式理解我們生存的世界。
對于物理學(xué)的初學(xué)者而言,費(fèi)曼的《物理定律的本性》可以幫你理清物理學(xué)最重要最基礎(chǔ)的基本定律,讓你對物理學(xué)概念有所了解。
這本書不能讓你讀完就掌握整個(gè)物理學(xué),但它的幽默風(fēng)格和引人入勝的語言會(huì)為你打開物理學(xué)的大門。比如,當(dāng)費(fèi)曼在討論物理學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系時(shí),他改編英國科學(xué)家、小說家查爾斯·珀西·斯諾(Charles Percy Snow)關(guān)于「兩種文化」的論述,如此說到:
「我真的那么想, 那兩種文化將人們劃分為兩部分, 一部分對數(shù)學(xué)有足夠的理解經(jīng)驗(yàn), 使得他們能夠欣賞大自然之美, 而另一部分則因?yàn)椴欢當(dāng)?shù)學(xué)而做不到?!?/span>
經(jīng)典物理學(xué)和我們生活中的經(jīng)驗(yàn)有什么不同,從這本書入手你會(huì)得到一個(gè)粗略的答案。
03.
光和物質(zhì)的奇妙理論
▲《QED:光和物質(zhì)的奇妙理論》
作者:「美」R·P·費(fèi)曼
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