内容简介

世界上有两种天才，一种是“普通的”天才，一种是如魔术师般“神奇的”天才。只要你我再聪明几倍的话，就可以比得上普通的天才。而如魔术师般神奇的天才就不一样了，他们的心思到底怎样在运作，我们是无论如何也无法理解的，分析他们的思想就像要看穿魔术师怎样变戏法一样困难。所以，在外人看来，“神奇的”天才都是那些言语荒诞、行为古怪、智慧超凡的“鬼才”。而理查德·费曼可以说是人类历史上千年才难得出一个的科学鬼才。

费曼被很多物理学家誉为上个世纪继爱因斯坦之后最伟大的实证物理学家，在他研究生刚毕业时，就参与了美国制造第一枚原子弹的曼哈顿计划，后来，他又在美国加州理工学院任教约40年，并在1965年获得了诺贝尔物理学奖。

不过，令这位物理学家声名远扬的远远不止这些，他的邦戈鼓艺高超，甚至能顶替职业鼓手上场表演，他还可以像一位真正的画家一样卖掉自己的作品，他是撬保险柜的专家，他喜欢在无上装酒吧里研究科学问题。总之，他的才华，他的幽默，他的率性而为的恶作剧，令他的一生多姿多彩。同时，他的成长和他的成就，也包含了许多的启示。

作品目录

第1章 原子的运动 1
§ 1-1 引言 1
§ 1-2 物质是原子构成的 2
§ 1-3 原子过程 5
§ 1-4 化学反应 7
第2章 基本物理 11
§ 2-1 引言 11
§ 2-2 1920年以前的物理学 13
§ 2-3 量子物理学 16
§ 2-4 原子核与粒子 18
第3章 物理学与其他科学的关系 22
§ 3-1 引言 22
§ 3-2 化学 22
§ 3-3 生物学 23
§ 3-4 天文学 28
§ 3-5 地质学 29
§ 3-6 心理学 30
§ 3-7 情况何以会如此 31
第4章 能量守恒 33
§ 4-1 什么是能量 33
§ 4-2 重力势能 34
§ 4-3 动能 38
§ 4-4 能量的其他形式 39
第5章 时间与距离 42
§ 5-1 运动 42
§ 5-2 时间 42
§ 5-3 短的时间 43
§ 5-4 长的时间 45
§ 5-5 时间的单位和标准 47
§ 5-6 长的距离 47
§ 5-7 短的距离 50
第6章 概率 54
§ 6-1 机会和可能性 54
§ 6-2 涨落 56
§ 6-3 无规行走 59
§ 6-4 概率分布 62
§ 6-5 不确定性原理 64
第7章 万有引力理论 67
§ 7-1 行星运动 67
§ 7-2 开普勒定律 67
§ 7-3 动力学的发展 68
§ 7-4 牛顿引力定律 69
§ 7-5 万有引力 72
§ 7-6 卡文迪什实验 76
§ 7-7 什么是引力 77
§ 7-8 引力与相对论 79
第8章 运动 80
§ 8-1 运动的描述 80
§ 8-2 速率 82
§ 8-3 速率作为导数 85
§ 8-4 距离作为积分 86
§ 8-5 加速度 88
第9章 牛顿的动力学定律 91
§ 9-1 动量和力 91
§ 9-2 速率与速度 92
§ 9-3 速度、加速度以及力的分量 93
§ 9-4 什么是力 94
§ 9-5 动力学方程的含义 95
§ 9-6 方程的数值解 95
§ 9-7 行星运动 97
第10章 动量守恒 102
§ 10-1 牛顿第三定律 102
§ 10-2 动量守恒 103
§ 10-3 动量是守恒的 105
§ 10-4 动量和能量 108
§ 10-5 相对论性动量 110
第11章 矢量 112
§ 11-1 物理学中的对称性 112
§ 11-2 平移 113
§ 11-3 转动 114
§ 11-4 矢量 117
§ 11-5 矢量代数 118
§ 11-6 牛顿定律的矢量表示法 120
§ 11-7 矢量的标积 121
第12章 力的特性 124
§ 12-1 什么是力 124
§ 12-2 摩擦力 126
§ 12-3 分子力 129
§ 12-4 基本力、场 130
§ 12-5 赝力 133
§ 12-6 核力 135
第13章 功与势能（上） 136
§ 13-1 落体的能量 136
§ 13-2 万有引力所做的功 139
§ 13-3 能量的求和 142
§ 13-4 巨大物体的引力场 143
第14章 功与势能（下） 146
§ 14-1 功 146
§ 14-2 约束运动 147
§ 14-3 保守力 148
§ 14-4 非保守力 151
§ 14-5 势与场 152
第15章 狭义相对论 156
§ 15-1 相对性原理 156
§ 15-2 洛伦兹变换 158
§ 15-3 迈克耳逊莫雷实验 159
§ 15-4 时间的变换 161
§ 15-5 洛伦兹收缩 163
§ 15-6 同时性 163
§ 15-7 四维矢量 164
§ 15-8 相对论动力学 165
§ 15-9 质能相当性 166
第16章 相对论中的能量与动量 168
§ 16-1 相对论与哲学家 168
§ 16-2 孪生子佯谬 170
§ 16-3 速度的变换 171
§ 16-4 相对论性质量 173
§ 16-5 相对论性能量 176
第17章 时空 178
§ 17-1 时空几何学 178
§ 17-2 时空间隔 180
§ 17-3 过去，现在和将来 181
§ 17-4 四维矢量的进一步讨论 182
§ 17-5 四维矢量代数 184
第18章 二维空间中的转动 187
§ 18-1 质心 187
§ 18-2 刚体的转动 189
§ 18-3 角动量 191
§ 18-4 角动量守恒 193
第19章 质心、转动惯量 195
§ 19-1 质心的性质 195
§ 19-2 质心位置的确定 198
§ 19-3 转动惯量的求法 199
§ 19-4 转动动能 201
第20章 空间转动 204
§ 20-1 三维空间中的转矩 204
§ 20-2 用叉积表示的转动方程式 208
§ 20-3 回转仪 209
§ 20-4 固体的角动量 211
第21章 谐振子 213
§ 21-1 线性微分方程 213
§ 21-2 谐振子 213
§ 21-3 简谐运动和圆周运动 216
§ 21-4 初始条件 217
§ 21-5 受迫振动 218
第22章 代数学 220
§ 22-1 加法和乘法 220
§ 22-2 逆运算 221
§ 22-3 抽象和推广 222
§ 22-4 无理数的近似计算 223
§ 22-5 复数 226
§ 22-6 虚指数 229
第23章 共振 231
§ 23-1 复数和简谐运动 231
§ 23-2 有阻尼的受迫振子 233
§ 23-3 电共振 235
§ 23-4 自然界中的共振现象 237
第24章 瞬变态 242
§ 24-1 振子的能量 242
§ 24-2 阻尼振动 244
§ 24-3 电瞬变态 246
第25章 线性系统及其综述 249
§ 25-1 线性微分方程 249
§ 25-2 解的叠加 250
§ 25-3 线性系统中的振动 253
§ 25-4 物理学中的类比 255
§ 25-5 串联和并联阻抗 257
第26章 光学：最短时间原理 259
§ 26-1 光 259
§ 26-2 反射与折射 260
§ 26-3 费马最短时间原理 261
§ 26-4 费马原理的应用 263
§ 26-5 费马原理的更精确表述 267
§ 26-6 最短时间原理是怎样起作用的 268
第27章 几何光学 269
§ 27-1 引言 269
§ 27-2 球面的焦距 269
§ 27-3 透镜的焦距 272
§ 27-4 放大率 274
§ 27-5 透镜组 275
§ 27-6 像差 276
§ 27-7 分辨本领 276
第28章 电磁辐射 278
§ 28-1 电磁学 278
§ 28-2 辐射 280
§ 28-3 偶极辐射子 282
§ 28-4 干涉 283
第29章 干涉 285
§ 29-1 电磁波 285
§ 29-2 辐射的能量 286
§ 29-3 正弦波 287
§ 29-4 两个偶极辐射子 288
§ 29-5 干涉的数学 290
第30章 衍射 294
§ 30-1 n个相同振子的合振幅 294
§ 30-2 衍射光栅 296
§ 30-3 光栅的分辨本领 299
§ 30-4 抛物形天线 300
§ 30-5 彩色薄膜、晶体 301
§ 30-6 不透明屏的衍射 302
§ 30-7 振荡电荷组成的平面所产生的场 304
第31章 折射率的起源 307
§ 31-1 折射率 307
§ 31-2 物质引起的场 310
§ 31-3 色散 312
§ 31-4 吸收 314
§ 31-5 电波所携带的能量 315
§ 31-6 屏的衍射 316
第32章 辐射阻尼、光的散射 318
§ 32-1 辐射电阻 318
§ 32-2 能量辐射率 319
§ 32-3 辐射阻尼 320
§ 32-4 独立的辐射源 322
§ 32-5 光的散射 323
第33章 偏振 327
§ 33-1 光的电矢量 327
§ 33-2 散射光的偏振性 328
§ 33-3 双折射 329
§ 33-4 起偏振器 331
§ 33-5 旋光性 332
§ 33-6 反射光的强度 332
§ 33-7 反常折射 334
第34章 辐射中的相对论性效应 337
§ 34-1 运动辐射源 337
§ 34-2 求“表观”运动 338
§ 34-3 同步辐射 340
§ 34-4 宇宙中的同步辐射 342
§ 34-5 轫致辐射 343
§ 34-6 多普勒效应 343
§ 34-7 四元矢量 345
§ 34-8 光行差 347
§ 34-9 光的动量 347
第35章 色视觉 349
§ 35-1 人眼 349
§ 35-2 颜色依赖于光的强度 350
§ 35-3 色感觉的测量 352
§ 35-4 色品图 355
§ 35-5 色视觉的机制 356
§ 35-6 色视觉的生理化学 358
第36章 视觉的机制 361
§ 36-1 颜色的感觉 361
§ 36-2 眼睛的生理学 363
§ 36-3 视杆细胞 366
§ 36-4 （昆虫的）复眼 367
§ 36-5 其他的眼睛 370
§ 36-6 视觉的神经学 371
第37章 量子行为 376
§ 37-1 原子力学 376
§ 37-2 子弹实验 377
§ 37-3 波的实验 378
§ 37-4 电子的实验 380
§ 37-5 电子波的干涉 381
§ 37-6 追踪电子 382
§ 37-7 量子力学的基本原理 385
§ 37-8 不确定性原理 386
第38章 波动观点与粒子观点的关系 388
§ 38-1 概率波幅 388
§ 38-2 位置与动量的测量 389
§ 38-3 晶体衍射 392
§ 38-4 原子的大小 393
§ 38-5 能级 395
§ 38-6 哲学含义 396
第39章 气体分子动理论 399
§ 39-1 物质的性质 399
§ 39-2 气体的压强 400
§ 39-3 辐射的压缩性 404
§ 39-4 温度和动能 405
§ 39-5 理想气体定律 408
第40章 统计力学原理 411
§ 40-1 大气的指数变化律 411
§ 40-2 玻尔兹曼定律 412
§ 40-3 液体的蒸发 413
§ 40-4 分子的速率分布 415
§ 40-5 气体比热 418
§ 40-6 经典物理的失败 419
第41章 布朗运动 422
§ 41-1 能量均分 422
§ 41-2 辐射的热平衡 424
§ 41-3 能量均分与量子振子 428
§ 41-4 无规行走 430
第42章 分子动理论的应用 433
§ 42-1 蒸发 433
§ 42-2 热离子发射 436
§ 42-3 热电离 437
§ 42-4 化学动力学 439
§ 42-5 爱因斯坦辐射律 440
第43章 扩散 444
§ 43-1 分子间的碰撞 444
§ 43-2 平均自由程 446
§ 43-3 漂移速率 447
§ 43-4 离子电导率 449
§ 43-5 分子扩散 450
§ 43-6 热导率 453
第44章 热力学定律 455
§ 44-1 热机、第一定律 455
§ 44-2 第二定律 457
§ 44-3 可逆机 458
§ 44-4 理想热机的效率 461
§ 44-5 热力学温度 463
§ 44-6 熵 465
第45章 热力学示例 469
§ 45-1 内能 469
§ 45-2 应用 472
§ 45-3 克劳修斯克拉珀龙方程 475
第46章 棘轮和掣爪 479
§ 46-1 棘轮是怎样工作的 479
§ 46-2 作为热机的棘轮 480
§ 46-3 力学中的可逆性 482
§ 46-4 不可逆性 483
§ 46-5 序与熵 485
第47章 声、波动方程 488
§ 47-1 波 488
§ 47-2 声的传播 490
§ 47-3 波动方程 491
§ 47-4 波动方程的解 493
§ 47-5 声速 494
第48章 拍 496
§ 48-1 两列波的相加 496
§ 48-2 拍符和调制 498
§ 48-3 旁频带 499
§ 48-4 定域波列 501
§ 48-5 粒子的概率幅 503
§ 48-6 三维空间的波 504
§ 48-7 简正模式 505
第49章 波模 507
§ 49-1 波的反射 507
§ 49-2 具有固有频率的约束波 508
§ 49-3 二维波模 510
§ 49-4 耦合摆 513
§ 49-5 线性系统 514
第50章 谐波 516
§ 50-1 乐音 516
§ 50-2 傅里叶级数 517
§ 50-3 音色与谐和 518
§ 50-4 傅里叶系数 520
§ 50-5 能量定理 523
§ 50-6 非线性响应 524
第51章 波 527
§ 51-1 舷波 527
§ 51-2 冲击波 528
§ 51-3 固体中的波 531
§ 51-4 表面波 534
第52章 物理定律的对称性 538
§ 52-1 对称操作 538
§ 52-2 空间与时间的对称性 538
§ 52-3 对称性与守恒定律 541
§ 52-4 镜面反射 541
§ 52-5 极矢量与轴矢量 544
§ 52-6 哪一只是右手 545
§ 52-7 宇称不守恒 546
§ 52-8 反物质 547
§ 52-9 对称破缺 549
索引 550
附录 557
· · · · · ·

作者简介

世界上有两种天才，一种是“普通的”天才，一种是如魔术师般“神奇的”天才。只要你我再聪明几倍的话，就可以比得上普通的天才。而如魔术师般神奇的天才就不一样了，他们的心思到底怎样在运作，我们是无论如何也无法理解的，分析他们的思想就像要看穿魔术师怎样变戏法一样困难。所以，在外人看来，“神奇的”天才都是那些言语荒诞、行为古怪、智慧超凡的“鬼才”。而理查德·费曼可以说是人类历史上千年才难得出一个的科学鬼才。

费曼被很多物理学家誉为上个世纪继爱因斯坦之后最伟大的实证物理学家，在他研究生刚毕业时，就参与了美国制造第一枚原子弹的曼哈顿计划，后来，他又在美国加州理工学院任教约40年，并在1965年获得了诺贝尔物理学奖。

不过，令这位物理学家声名远扬的远远不止这些，他的邦戈鼓艺高超，甚至能顶替职业鼓手上场表演，他还可以像一位真正的画家一样卖掉自己的作品，他是撬...

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精彩摘录

有一位诗人曾经说过：“整个宇宙就存在于一杯葡萄酒中。”我们大概永远不可能知道他是在什么含义上这样说的，因为诗人的写作并不是为了被理解。但是真实的情况是，当我们十分接近地观察一杯葡萄酒时，我们可以见到整个宇宙。这里出现了一些物理学的现象：弯弯的液面，它的蒸发取决于天气和风；玻璃上的反射；而在我们的想象中又添加了原子。玻璃是地球上的岩石的净化产物，在它的成分中我们可以发现地球的年龄和星体演化的秘密。葡萄酒中所包含的种种化学制品的奇特排列是怎么样的？他们是如何产生的？这里有酵素、酶、基质以及他们的生成物。于是在葡萄酒中就发现了伟大的概括：整个生命就是发酵。任何研究葡萄酒的化学的人也必然会像L.Pasteur所做过的那样发现许多疾病的原因。红葡萄酒是多么的鲜艳！让它深深地留在人们的美好记忆中去吧！如果我们微不足道的有限智力为了某种方便将这杯葡萄酒——这个宇宙——分为几个部分：物理学，生物学，地质学，天文学，心理学等等，那么要记住，大自然并不知道这一切的，所以让我们把所有这些仍旧归并在一起，并且不要忘记这杯酒最终是干什么用的。让它最后再给我们一次快乐吧！喝掉它，然后把它完全忘掉！

——引自第17页

所有的物体都是由原子构成的一这些原子是一些小小的粒子，它们一直不停地运动着，当彼此略微离开时相互吸引，当彼此过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一下，你就会发现，在这一句话中包含了大量的有关这个世界的信息。

——引自章节：第1章原子的运动1