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商品編號: DCD2570
商品名稱: 物理之美:費曼與你談物理 出版公司:遠見天下文化出版 作者:理查.費曼(Richard P. Feynman) 類型:科學-物理學 PDF電子書 繁體中文版
語系版本: PDF電子書 繁體中文版
運行平台: PDF電子書,沒有任何平台限制,終身使用
更新日期: 2025-09-01
光碟片數: 1片CD光碟
銷售價格: $100元
熱門標籤: 物理之美  費曼與你談物理  科學  物理學  Richard  Feynman 

物理之美:費曼與你談物理 出版公司:遠見天下文化出版 作者:理查.費曼(Richard P. Feynman) 類型:科學-物理學 PDF電子書 繁體中文版

圖片說明:

物理之美:費曼與你談物理 出版公司:遠見天下文化出版 作者:理查.費曼(Richard P. Feynman) 類型:科學-物理學 PDF電子書 繁體中文版
內容說明:


商品資料
作者:理查.費曼(Richard P. Feynman) 、譯者:陳芊蓉、吳程遠
出版社:遠見天下文化出版股份有限公司
出版日期:2021-03-26
課程類型:科學>物理學
ISBN/ISSN:9789865250744

內容簡介
康乃爾大學梅森哲講座歷年最著名的演說
入選「近代世界最佳書籍」大系,
與達爾文《物種原始》、亞當斯密《國富論》齊名

康乃爾大學梅森哲講座歷年最著名的演說
入選「近代世界最佳書籍」大系,
與達爾文《物種原始》、亞當斯密《國富論》齊名

物理是研究大自然律動與模式的學問,
但這些律動與模式並非肉眼可見,定律又總是用數學描述,
讓人難以一窺堂奧。

1964年,聲譽鵲起的物理學家費曼,
應邀至康乃爾大學擔任梅森哲講座的主講人,
為聽眾解釋物理定律更高一層的性質,
也就是講座的總標題:「物理定律的特徵」。

費曼除了學識享譽國際,科普的演說技巧也是後世典範,
他擅長以淺顯易懂的方式,解釋艱澀的科學原理。
英國廣播公司將本次講座製成節目與書,
出版後名列當代經典,風行不墜。

在這一系列七講的演說裡,
費曼從重力出發,再談及守恆、時間等大自然最廣泛的特性,
不僅描繪出物理之美,也告訴我們應該具備的科學態度。

作者簡介:

理查.費曼 Richard P. Feynman
美國理論物理學家、教育家。在第二次世界大戰期間,參與了研發原子彈的曼哈坦計畫(Manhattan Project),雖然年紀很輕,卻是計畫中的重要角色。隨後,任教於康乃爾大學以及加州理工學院。由於在量子電動力學(QED)的成就,在1965年與許溫格(Julian Schwinger)、朝永振一郎,共同獲得諾貝爾物理獎。

熱心參與物理普及,著作豐富。《費曼物理學講義》(中文版有十四冊)與《費曼物理學訣竅》是教師及最優秀入門學生的指南。較通俗的《物理之美:費曼與你談物理》入選「近代世界最佳書籍」大系,與達爾文的《物種起源》、亞當斯密的《國富論》等經典並列,同為「人類思想精粹」。兩本回憶錄《別鬧了,費曼先生》與《你管別人怎麼想》,作品裡外都散發出多采多姿的個性。

在物理學家正務之餘,曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、表演森巴鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字,所做所為都符合「永遠對周遭世界感到好奇,一切都要積極嘗試」的精神。

參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作,在聽證會上示範即席實驗,只用了一杯冰水,證明橡皮墊圈不耐低溫,就此成為家喻戶曉的公眾人物。
1988年2月15日在洛杉磯與世長辭,另留下遺作《這個不科學的年代》、《費曼的主張》、《費曼手札:不休止的鼓聲》等書。

譯者簡介:

陳芊蓉
東海大學物理系畢業,美國亞利桑納大學(University of Arizona)理論物理碩士、博士班研究。曾任清華大學研究所、美國亞利桑納大學光學研究中心及中央研究院化學所研究助理,東海大學物理系兼任講師。
現居花蓮,從事研究用精密儀器軟體開發及自由譯述,譯有《Macintosh實用技巧》及《最後三分鐘》(天下文化出版)等。


吳程遠
香港英皇書院中學、美國古斯塔夫.阿道夫大學(Gustavus Adolphus College)畢,主修物理及數學,後獲北卡羅萊納大學教堂山分校(UNC-CH)物理碩士。
曾在皇冠電子公司任職及擔任台灣大學物理系助教,又曾在《牛頓》雜誌、翰園資訊公司、天下文化出版公司、天下雜誌出版部、遠流出版公司、《科學人》雜誌、讀書共和國等各編輯部門從事編輯工作。
譯作有《實現創業的夢想》(與齊若蘭合譯)、《別鬧了,費曼先生》、《這個不科學的年代!》、《神經外科的黑色喜劇》、《創意工廠MIT》、《發明學,改變世界》、《行善的誘惑》、《大策略家》以及《籃球讓我成為更好的人》等。



章節試閱
猜猜新定律的模樣
由於我的本行是理論物理,也比較喜歡這一方面的問題,因此接下來我想專心談一談如何猜測新定律。
正如先前提到過,構想從何而來並不重要,重要的是它要跟實驗吻合,而所提出的理論也要愈明確愈好。你說:「那非常簡單,你大可以裝設一部機器,一台巨大的電腦,其中有一個隨機的輪盤,能持續做出各種猜測,每猜一個大自然應如何運作的假說之後,立刻計算出各種後果,然後跟另一頭的一系列實驗結果做比較。」換句話說,你認為猜測是蠢人做的事情。事實卻正好相反,我會告訴你們為什麼。
第一個問題是怎麼開始猜。你說:「這個嘛,我會從所有已知的原理開始著手。」但所有的已知原理相互之間並不是和諧一致的,所以必須去掉某些東西。我們收到許多信,一再堅稱我們應該在猜測新理論時留一些漏洞。明白嗎?留一些漏洞,好騰出一些空間來做更新的猜測。有人說:「你們這些人總是說空間是連續的。但你怎麼知道當你進入到很小的空間時,那裡真的有足夠的點互相接續,而不是有一大堆相互之間有小小空隙的點?」或者他們會說:「你知道你談過的那些量子力學的機率幅,它們太複雜怪誕了,你憑什麼覺得那是對的?也許它們並不正確?」
這些疑問對身歷其中的研究人員而言,當然是十分顯而易見的,然而點明、批判卻也沒有多大好處,因為問題並不單只是什麼不對了,而是究竟有些什麼可供替代的方案。在連續空間的例子中,假定提出來的命題是「空間真的包含連串的點,點跟點之間的空間是完全沒有意義的,而且這些點依立方陣列形式排列。」那麼我們立刻可以證明這是錯誤的,這想法根本行不通。
因此重點不是指出某些事情可能不對,而是提出替代方案——這就沒那麼容易了。一旦把某些確實的想法替補進去,很明顯,立刻就行不通了。
第二個困難,是這類簡單的建議實在多如牛毛。事情是這樣的:也許你坐在那裡,努力研究了很久怎樣打開一個保險櫃,突然跑出來一個傢伙,他除了知道你試圖打開保險櫃之外便一無所知,卻跟你說:「為什麼你不試10:20:30 這個組合?」因為你很忙,你也試了很多不同組合,也許已經試過10:20:30 了,也許你曉得中間的數字是32 而不是20,也許事實上你知道那應該是五位數的組合??因此請不要再寫信給我,告訴我某些東西應該怎樣運作。我會讀那些信,我都會讀,以確定這些建議是不是我真的沒想過,但回信實在太花時間了,而大多數的來信,都是「試10:20:30」的這個等級。
往往,大自然的想像力遠遠超出了我們的想像,就像我們從其他理論中看到的,既微妙又深奧。要想出這麼微妙又深奧的猜測並不容易,能做出這種猜想的人必定是十分聰明的,盲目運作的機器絕對不可能做到。
猜測是一門藝術
現在我想討論的是猜測自然定律的藝術,那確是一門藝術。應該怎麼討論呢?也許你會建議的其中一個方法是,看看科學史上其他人是怎麼樣猜定律的,那就讓我們來看看歷史吧。
我們還是得從牛頓開始談起。他面對的情況是,當時的知識並不完備,但他把一些跟實驗相當接近的概念全放在一塊,然後猜想出他的定律;而在觀測與實驗之間並沒有太大的距離。這是第一種方法,但到了今天,這種方法已經不大行得通了。
下一位曾經做出偉大貢獻的是馬克士威,他得到的是電和磁的定律。他所做的是,把法拉第及其他前人所提出的電的定律,全部放在一起看,而醒悟出它們之間的數學出現矛盾。為了解決這些問題,他必須在其中一個方程式裡添加一項。而為了達到這樣的目的,他還發明了一個模型:在空間中設有許多輪子和齒輪等等。他找到了新定律的模樣;然而沒有人多在意,因為大家都不相信那些輪子。今天我們也不相信那些輪子,但他提出的方程式倒是對的,所以邏輯也許是錯誤的,答案卻碰對了。
相對論的發現,又跟前兩個例子完全不一樣。當時已累積了不少似是而非的說法,已知的定律給出互相矛盾的結論。相對論是一種新的思維方式,乃是透過「討論定律可能含有的對稱性」來進行思考。這種方式特別的困難,因為這是第一次有人想到:儘管長久以來,像牛頓定律這樣的想法怎麼看都正確無誤,終究還是錯誤的。同樣很難接受的是:一般有關時間及空間的概念,明明是那麼理所當然,卻居然也是錯誤的。
量子力學呢,則是分別經由兩種完全獨立的途徑讓人發現—這本身就是很好的教訓。再一次,且更有甚之,大量互相矛盾的實驗結果蜂擁而出,單用當時已知的任何方法,都絕對無法解釋得了。這一次並不是因為知識的不完備,相反的,當時的知識太完備了。大家預測會這樣,結果卻完全不是那麼一回事。
兩種不同路線的探勘者分別是,奧地利物理學家薛丁格(Erwin Schrodinger, 1887-1961,1933 年諾貝爾物理獎得主)以及海森堡。薛丁格直接猜測方程式的模樣,而海森堡則指稱必須分析可量測的事物。從這兩種迥然不同的哲學觀點引伸出來的方法,最後卻導致同樣的發現。
更近期的,則是我提過的弱衰變定律的發現,就是當一個中子蛻變成質子、電子及反微中子,而成為另一種情況。目前對此仍只是一知半解。這一次知識不怎麼完備,僅有的方程式是用猜的,困難則在於實驗結果完全不正確。當計算結果與實驗數據不相符時,你又應該如何猜測正確的答案呢?那必須要具備很大的勇氣,才敢說一定是實驗出了問題!等一下我會再說明這份勇氣從何而來。
目前,我們或許已沒有什麼似是而非的東西了。但當我們把所有的定律擺在一起時,會得到一些無限大的數值,於是有些聰明人發明一些方法,把問題全掃到地毯下面蓋起來,以致有時候大家覺得那不是多嚴重的矛盾。不過,許多粒子的發現,再一次暴露了我們目前所擁有的知識並不完整。
我很確定在物理世界中,歷史是不會重演的,從我剛才提過的例子可見一斑。原因是,任何的方法,例如「想想對稱律」或「把數據轉變成數學形式」或「猜猜方程式的模樣」,已經是人盡皆知了,而且一直都有人在嘗試。如果你陷入困境,答案不可能是其中之一,因為你早已試過這些方法了。下一回,肯定會出現新的方向。每次我們都會陷進這種太多麻煩、太多問題的情況中,因為我們都在重複使用同樣的手法。下一種新構想、新的發現,將會建立在一種完全不同的方式上,因此事實上,歷史對我們的幫助並不太大。
我想談一談海森堡所提出的概念。海森堡的意思是:不應該討論那些你無法量測的事物,因為很多人對此並不清楚,卻拚命談論這個概念。其實你可以把這概念解讀為:任何假設或構想,都必須是那種你能據之推算出一些預測,而且能跟實驗做比較的。換句話說,如果根本沒人知道什麼是一個「姆」和一個「咕」,但你卻從某個理論推論出「一個姆等於三個咕」,很明顯這是白費力氣。可是如果你的推論是能用實驗結果來比對的,那麼它就有足夠的資格了,甚至在理論中出現姆跟咕也沒關係。
事實上,你的猜測中有多少垃圾都無所謂,只要你最後推導出來的結論是能夠用實驗來比對即可。許多時候,大家並不能充分醒悟到這一點,他們抱怨說,很多粒子及路徑等概念的延伸(即原子物理的領域),都毫無把握。然而事實並非如此,那概念的延伸並不是毫無把握的。我們必須、也應該、永遠會把我們已知的一切極盡延伸之能事,儘量超越原有的知識範圍。這做法危險嗎?沒錯。不確定?沒錯。但這是繼續進步的唯一方法。雖然會有不確定的感覺,我們必須使科學變得有用才成。科學理論只有在指引出一些沒有人做過的實驗時,才真正有用;如果它只告訴你剛剛發生過的事,就沒有什麼好處了。我們必須把科學觀念拓展到已經過測試的範圍之外。
例如,重力定律是為了瞭解行星運行而發展出來的,我們就以重力定律為例。假如牛頓只是說:「現在我瞭解行星了,」而沒有覺得應該試著把這定律和地球對月球的引力做比較;且往後的人又沒有說:「也許將星系維繫在一起的是重力,」那麼一切便都變得毫無建樹了。我們必須嘗試那麼做才行。可是你會說:「到了星系那麼大的尺度時,你對它簡直一無所知,因此什麼都可能發生!」我知道,不過沒有任何科學會接受這樣的限制;而且我們對於星系的瞭解,也不會出現完全理解的一天。另一方面,如果你認定整個現象全是由已知定律所造成,那也未免流於狹隘、太過肯定,那是非常容易讓實驗推翻的。但是話說回來,我們要尋找的也就是這樣明確、易於和實驗核對的假說。事實是,到目前為止,星系的表現好像都沒有違背科學家的說法。
我可以再舉一個更有趣、也更重要的例子。也許對生物學進展貢獻最大的一個想法,就是假設了「原子能做什麼,動物就能做什麼」。換句話說,在生物世界中看到的諸般現象,全部是物理和化學現象的結果,完全沒有「添油加醋」。當然你永遠可以批評:「說到生物,什麼都有可能發生。」如果你接受這種想法,就永遠不可能瞭解有生命的東西了。那樣一來,你很難相信章魚腕足的扭動,照已知的物理定律來說,只不過是一堆原子在動來動去而已。然而依照這大前提之下進行探究時,確實可以滿準確的預測牠會如何行動。靠著這樣的方法,我們才能對自然界瞭解加深,大步邁前。
科學之道
用猜的不一定就不夠科學,雖然許多不從事科學研究的人如此認為。幾年前我曾經碰到過不是做科學的人,談起飛碟。他認為由於我做的是科學,應該對飛碟都瞭若指掌。我說:「我不相信有飛碟。」於是那位被我驚嚇過度的朋友說:「世界上不可能有飛碟嗎?你能證明這是不可能的嗎?」「不,」我說:「我無法證明那是不可能,但那是非常不可能發生的。」聽到這裡,他說:「你很不科學,如果你不證明那是不可能,那你怎麼能說它非常不可能發生?」
但那才是科學之道。只是說什麼是比較有可能、以及什麼比較不可能發生,才是真正的科學態度,而不是不停的證明什麼是可能、什麼又不可能發生。
為了跟他定義清楚我的意思,也許我當時跟他說過:「聽著,我的意思是說,根據我從周圍吸收回來的知識,我覺得所有關於飛碟的報告,比較可能是由於地球上有智慧的生命,其眾所周知的非理性特性的結果;而比較不可能是由於迄今還不明朗的地球之外的智慧生命,其理性努力的結果。」如此而已,這是一項滿好的猜測,而我們永遠試著猜想出可能性最高的解釋,但在心底深處記著,如果這不成立,那我們便要考慮其他可能性了。
我們又怎麼猜測應該保留什麼、扔掉什麼呢?像眼前有這些美好的原理及已知結果,然而我們卻陷入麻煩當中:要不就得到無限大的量,或者就是我們的描述不夠完整、漏掉些什麼。有些時候,那表示了我們必須捨棄某些想法,甚至必須割捨某些根深柢固的想法。問題是要割捨哪些以及保留哪一些?如果全部都不要了,那就變成過猶不及,手頭上也沒有什麼工具可用了。畢竟像能量守恆看起來就沒什麼問題,這很美好,我也不想拋棄它。一捨一留之間是很講技巧的。其實,這很有可能只是碰運氣而已,不過看起來很講技巧!
機率幅卻非常詭異,而對於這種奇奇怪怪的概念,第一個反應可能是覺得這是標新立異。然而根據量子力學機率幅的這個奇怪概念推導出來的東西,全都行得通,在一長串奇奇怪怪的粒子中百試百靈。因此我不相信,等我們找出這個世界更深層的內在結構時,會發現這些觀念是錯誤。我相信這一部分是正確的,不過我也只是用猜的罷了。我只不過在告訴你,我怎麼猜。

目錄
序 站在物質核心的人物 史力思
導 讀 不一樣的鼓聲 吳程遠
引 言 有請費曼開講 寇 森

第一講 簡單就是美
第二講 當物理遇上數學
第三講 偉大的守恆定理
第四講 對稱,對稱
第五講 為什麼只有一個方向?
第六講 這是個不確定的世界
第七講 尋找新定律

附 錄 譯後記 陳芊蓉
名詞注釋
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