内容简介

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相适应，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》。本讲义共分三卷，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。《费恩曼物理学讲义》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。为了扩大学生的知识面，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。由于全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。

作品目录

作者简介

费恩曼（R．P．Feynman）1918年生于布鲁克林区，1942年在普林斯顿获得博士学位。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。

费因曼博士获得诺贝尔奖是由于成功地解决了量子电动力学理论问题，他也创立了说是液氦中起流动性现象的数学理论。此后，他和盖尔曼（M.Gell-Mann）在B衰变等弱相互作用领域内做出了奠基性的工作。在以后的几年里，他在夸克理论的发展中起了关键性的作用，提出了他的高能质子碰撞过程的部分子模型。

除了这些成就之外，费恩曼博士将新的基本计算技术及记号法引时物理学，首先是无处不在的费恩曼图，在近代科学历史中，它比任何其他数学形式描述都...

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精彩摘录

显然久已明白，高耸的东西常受雷击。波斯王薛西斯的顾问阿塔班尼斯曾有一句名言，那是当薛西斯企图把整个已知世界都归由波斯人管辖而出征时，他给予他的主子关于对希腊的一次预谋攻击的忠告。阿塔班尼斯说：“看上帝怎样利用他的闪电来毁灭那些大的野兽，他不能容忍它们逐渐变傲慢，而那些小动物却从未惹怒过他。同样，他又如何使他的闪电总是落在高屋和大树上。”然后，他才解释理由：“因此，十分明白，他喜欢把灾难降落在那些自高自大的东西身上。”你是否会认为——现在你已经懂得了闪电总要打在高大树木的真正原因——比2300年前的阿塔班尼斯对国王有关军事上的忠告更加明智？不要自高自大，你做起来只会比他更缺乏诗意。

——引自第121页

我们将仅仅关心表面张力τ在整张膜中为常数的那一种情况。于是可以将式（12.17）写成▽²u=-f/τ（12.18）这样就有另一个与静电学相同的方程了——只是这回限制在二维上。位移u对应Φ，而f/τ对应于ρ/ε_0。所以无论是对于无限大的平面带电板、或两平行长导线、或带电的圆筒形导体，我们所做过的一切工作，均可直接应用到一张绷紧的薄膜上。假设我们在膜的某些点上将膜推到一定高度——也就是说，在某些点上把u值固定下来，这就是在电的情况下，在各对应地方有一个特定势的一种模拟。因此，比如我们可以用一个与筒形导体对应的截面形状的物体把膜推上去，因而形成一个正“势”。例如，若我们用一根圆棒把膜推上去，该表面便将如图12-6所示的形状。高度与一带电圆棒的静电势Φ相同。它是按ln（1/r）下降的（其斜率，对应于电场E，将按1下降）。一张绷紧的橡胶薄层，往往用来作为一种从实验上解决复杂的电学问题的途径。这里，模拟是倒过来用了！各种不同的棒和杆被用来把膜推至对应于一组电极的势的高度。此后，对高度的测量就能给出在电情况下的电势。这一种模拟甚至被发展得更远。如果将一些小球放在膜上面，它们的运动会近似地对应于电子在相应电场中的运动。人们能够实际上观看到“电子”在其轨道上运动。这一方法曾被用来对许多光电倍增管（诸如那些用在闪烁计数器上的，以及那些用于控制卡迪拉克牌汽车的车前灯光的）的复杂几何图形进行设计。这一方法目前仍被采用，但其准确度却是有限的。对于最准确的工作，更好的是通过数值计算法，即利用大型电子计算机把场求出来。

——引自章节：第12章静电模拟