如果有一天你醒来后,打开冰箱的门,发现鸡蛋、面包和蓝莓酱悬浮在冰箱里,按照一种独特的规律在半空中运动,你一定会被眼前这个反常的现象吓到,普通物理学费曼物理,并惊呼不可思议,紧接着就会拿起手机拍照发布朋友圈。
也许你会惊呼「物理规律不存在了」,「三体人」的「水滴」终于来了!
但其实我们生活的地方——地球,就是以这样「惊奇」的方式悬浮在太阳系中的,如果物理学所描述的万有引力不存在了,无法想象我们居住的被称为「地球」的这颗行星,是会像篮球一般上下跳动,还是会像「无头苍蝇」一样胡乱冲撞。
幸好物理规律依然存在,地球可以有序地在太阳系中「排列着」,这也是物理学的神奇之处。
▲太阳系星体运动图
任何接受过基础教育的成年人都知道物理学的重要性,可大多数时候,物理过于难学,既需要数学(也是公认的难学)的基础,又涉及大量的公式、定理,对学习者的逻辑思维能力和空间想象能力也有很高要求,比如:
理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman),1918年5月11日—1988年2月15日,美国著名物理学家,1965年,因在量子电动力学方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。生平 费曼于1918年5月11日出生于美国纽约皇后区小镇Far Ro。
电子双缝实验是什么原理?
什么是德布罗意波?
测不准原理到底测不准什么?
薛定谔的猫能撸吗?
物理学的概念虽然深奥难懂,但却是我们理解世界的关键钥匙。
没有高等数学基础,看不懂复杂的公式和定理,却又对物理学的神奇理论充满兴趣的你,如何初窥门径呢?
下面三本顶级物理学家的著作,一定能让你豁然开朗。
01.
物理学的进化
理查德·菲利普斯·费曼(英文原名:RichardPhillipsFeynman,1918年5月11日—1988年2月15日,享年69岁),美籍犹太裔 物理 学家,加州理工学院 物理学 教授,1965年诺贝尔物理奖得主 。下面是我为大家。
《物理学的进化》是现代物理学的奠基人阿尔伯特·爱因斯坦和波兰物理科学家利奥波德·英费尔德(Leopold Infeld)合著的科普读物,首次出版于1938年。
理查德·费曼(Richard Feynman),1918年出生于纽约市皇后区小镇法洛克卫Far Rockaway。1939年毕业于麻省理工学院。进入普林斯顿大学念研究生。美国著名的物理学家。1965年诺贝尔物理奖得主。提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算。
这本书向读者介绍了从伽利略、牛顿时代的经典理论发展到现代的相对论、量子论和场论的演变情况。
全书分为四章:机械观的兴起;机械观的衰落;场、相对论;量子。全书没有引用数学公式,文字通俗、举例浅显,编写体裁别开生面,是一本通俗的科普书籍。
与此同时,两位科学家还在书中提出了当时的前沿概念——场。
牛顿经典力学之后,描述物理现象最重要的概念是粒子,而场则是描述粒子之间的空间关系。经典场论的概念直接推动了麦克斯韦方程组以及后来相对论的建立。
在这本书的写作中,爱因斯坦表现得更像一位哲学家而不仅仅是一位物理学家。《物理学的进化》开篇就写到:
概念和公式不是本书重点,有关物理学的思维观念才是作者想传达给大家最重要的信息。
02.
第一章,“运动着的原子”。费曼开篇就说明了物理学为什么是现在这种学科,而不像欧几里得几何,从有限的公理出发,演绎到众多的定理。接着说到了科学的原则,或者说是物理学的原则是,实验是一切知识的检验者。由于实验结果。
物理定律的本性
「大自然只用了一些最长的丝线来编织她的花样,使得在她的织物上的每一片段都体现了整块锦缎的组织原则。」
费曼说:一个问题,如果没法“把它简化到大学一年级的水平,那就意味着我们并不理解它”。借费曼的朋友、也是大物理学家的戴森的话来说:费曼不用系统的数学,而以他自己的方式实际上“重新发明了差不多整套的物理学”。
——里查德·费曼
全书共七章,主要包括引力定律、数学同物理的关系、守恒定律、对称性、过去和未来的区分、概率和不确定性以及物理定律新的发现内容。
对于物理学的初学者而言,费曼的《物理定律的本性》可以帮你理清物理学最重要最基础的基本定律,让你对物理学概念有所了解。
这本书不能让你读完就掌握整个物理学,但它的幽默风格和引人入胜的语言会为你打开物理学的大门。比如,当费曼在讨论物理学与数学的关系时,他改编英国科学家、小说家查尔斯·珀西·斯诺(Charles Percy Snow)关于「两种文化」的论述,如此说到:
「我真的那么想, 那两种文化将人们划分为两部分, 一部分对数学有足够的理解经验, 使得他们能够欣赏大自然之美, 而另一部分则因为不懂数学而做不到。」
经典物理学和我们生活中的经验有什么不同,从这本书入手你会得到一个粗略的答案。
03.
光和物质的奇妙理论
没学过量子力学的人生是不完整的。
粒子的性质还有哪些能用哪些不能用?
费曼物理学讲义(The Feynman's Lectures on Physics) 被誉为本世纪最经典的物理导引。 《费曼物理学讲义》是根据诺贝尔物理学奖获得者-理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman,又译作费恩曼),在1961年9月至
既然光是粒子,那光子有多大呢?
无线电波也由光子构成,天线为何不需要半导体的能带就能发射光子?
测不准原理的理论基础是什么?
在《QED:光和物质的奇妙理论》这本书中,费曼教授会告诉你以上问题的答案。
这本书是一系列公众科学报告的合集,主要围绕光学和量子力学理论,和费曼教授其他著作一样,本书也没有引用复杂难懂的数学公式,而是以轻松幽默甚至搞怪的语言来叙述。
普通的量子科普让人如坠云雾——绕过数学来生掰薛定谔的猫和多重宇宙,不过是一碗接一碗的灌迷魂汤。与之相比,费曼的量子行为解释简洁且毫不含糊。他只用了点高中数学,两堂课的时间,便向我们敞开了一个无穷迷人的量子世界。
费曼意在告诉我们,科学最重要的事情,就是用人类的理性来了解和认识这个世界。理性首先包括用批判性思维来做观察、做实验,其次是逻辑和数学,还有最重要的系统性思考。
如北京师范大学系统科学学院教授吴金闪老师所归纳的:
「科学是人类通过理性探索关于现实世界的心智模型。此种理性如发现引力的历史进程,从第谷长年累月的观测记录,到开普勒根据第谷的观测数据提出开普勒三大定律,最后牛顿发现了万有引力定律。」
您也对物理学着迷、好奇吗?