從化學反應到生命現象,
從電力系統、電視廣播、到行動通訊科技,
都必須透過電磁學來瞭解,
就讓費曼帶領我們探究電磁學的世界。
.介電質:絕緣的介電質,為什麼能引發電效應?如何從原子的觀點來解釋介電常數的起源?
.靜電類比:許多物理問題的方程式都有相同的形式,我們可以把靜電學的知識運用在其他領域上。
.靜磁學:這個主題若改稱為「穩定電流的磁場研究」會更加恰當,畢竟總得有電流,才能得到磁場。
.向量位勢:可以用來解磁場與電流之間的基本方程式。然而它是真實的場嗎?或只是有用的數學工具?
.感應電流與定律:描述感應電流現象所導致的發明:電動機、發電機、變壓器等,並討論支配這些效應的基本原理。
《費曼物理學講義》共有三大卷,展現了最偉大的物理教師——費曼博士的獨到見解,以及縱覽物理學的非凡功力。第II卷的主題為電磁與物質,共有五冊,第2冊解釋介電質、磁與感應定律的觀念,包括:介電質、靜電類比、靜磁學、向量位勢、感應電流與定律。
理查.費曼 Richard P. Feynman
1918年,費曼誕生於紐約市布魯克林區,1942年,從普林斯頓大學取得博士學位。第二次世界大戰期間,他曾在美國設於新墨西哥州的羅沙拉摩斯(Los Alamos)實驗室服務,參與研發原子彈的曼哈坦計畫(Manhattan Project),當時雖然年紀很輕,卻已經是計畫中的重要角色。隨後,他任教於康乃爾大學以及加州理工學院。1965年,由於費曼在量子電動力學的成就,與朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)、許溫格(Julian Schwinger)兩人,共同獲得該年度的諾貝爾物理獎。
費曼博士為量子電動力學理論解決了不少問題,同時他首創了一個解釋液態氦超流體現象的數學理論。之後,他跟葛爾曼(Murray Gell-Mann)合作,研究弱交互作用(例如貝他衰變),做了許多奠基工作。後來數年,費曼成為發展夸克(quark)理論的關鍵人物,提出了在高能量質子對撞過程中的成子(parton)模型。
在這些重大成就之外,費曼博士把一些基本的新計算技術跟記法,介紹給了物理學。其中包括幾乎無所不在的費曼圖,因而改變了基礎物理觀念化與計算的過程,成為可能是近代科學史上,最膾炙人口的一種表述方式。
費曼是一位非常能幹有為的教育家,在他一生所獲多得數不清的各式各樣獎賞中,他特別珍惜1972年獲得的厄司特杏壇獎章(Oersted Medal for Teaching)。《費曼物理學講義》一書最初發行於1963年,當時有位《科學美國人》雜誌的書評稱該書為「……真是難啃,但是非常營養,尤其是風味絕佳,為二十五年來僅見!是教師及最優秀入門學生的指南。」為了增長一般民眾的物理知識,費曼博士寫了一本《物理之美》(The Character of Physical Law)以及《量子電動力學》(Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter)。他還寫下一些專精的論著,成為後來物理學研究者與學生的標準參考資料跟教科書。
費曼是一位建設性的公眾人物。幾乎家喻戶曉他參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作的事跡,尤其是他當眾證明橡皮墊圈不耐低溫的那一幕,是一場非常優雅的即席實驗示範,而他所使用的道具不過冰水一杯!比較鮮為人知的事例,是費曼博士於1960年代中,在加州大學課程委員會任上所做的努力,他非常不滿當時教科書之庸俗平凡。
僅僅重複敘說費曼一生中,於科學上與教育上的無數成就,並不足以說明他這個人的特色。正如任何讀過他即使最技術性著作的人都知道,他的作品裡外都散發著他鮮活跟多采多姿的個性。在物理學家正務之餘,費曼也曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、表演森巴小鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字上。他永遠對周圍的世界感到好奇,是位一切都要積極嘗試的模範人物。
費曼於1988年2月15日在洛杉磯與世長辭。
羅伯.雷頓 Robert B. Leighton
1919年生。加州理工學院學士、碩士,1947年從該校取得物理博士學位。然後留在加州理工學院研究、任教,直到1990年退休,整個學術生涯都在這所學校度過。他參與了許多領域的研究,除了粒子物理的基礎研究,也曾帶建造計火星探測器,還為幾個天文台設計強大的望遠鏡。1997年因神經疾病去世。
馬修.山德士 Matthew Sands
1919年生。克拉克大學學士,萊斯大學碩士,1948年從麻省理工學院獲得物理博士學位。隨後於麻省理工學院任教,1950年到加州理工學院,1969年再到加州大學聖克魯兹分校教學與研究,直到1985年退休。這期間曾帶領史丹福直線加速器中心的建造工作。退休之後,仍積極投入中小學的教育事務。
譯者簡介
李精益 譯
美國德州大學奧斯汀分校物理博士,現任文藻外語學院通識教育中心副教授。
審訂者簡介
高涌泉 審訂
美國加州大學柏克萊分校物理博士,現任臺灣大學物理學系教授。
这本《費曼物理學講義 II 電磁與物質(2)》对我来说,绝对是一次精神上的“洗礼”。费曼先生的教学风格就像一股清流,涤荡了我心中对于物理学习的种种刻板印象。我从未想过,物理学可以如此富有诗意和哲学意味。他对电磁学的讲解,常常让我跳出公式的束缚,去感受电荷之间的“对话”,去理解电场和磁场如何相互转化、相互影响,这种“意境”的描绘,是其他任何教科书都无法比拟的。书中对物质与电磁场相互作用的细致入微的探讨,尤其让我着迷。他不仅仅是描述现象,更是试图去揭示现象背后的本质原因。例如,他对分子极化和磁化过程的解释,让我对物质的微观结构有了更深刻的理解。每一次阅读,都感觉自己在与一个伟大的思想家进行一场跨越时空的交流。他的提问方式,常常引导我主动去思考,去质疑,去寻找答案,而不是被动地接受既定的结论。尽管书中蕴含着大量的数学工具,但他总能适时地讲解这些工具的意义和用途,让我觉得这些数学不再是冰冷的符号,而是理解物理世界的钥匙。
评分这本《費曼物理學講義 II 電磁與物質(2)》真的让我大开眼界,虽然我才刚翻开它不久,但那种深深的吸引力已经让我无法自拔。费曼先生的叙述方式,与其说是讲解,不如说是一种思想的启迪。他总能从最根本、最直观的角度去剖析那些看似复杂深奥的物理概念,让人在恍然大悟的同时,忍不住惊叹于物理世界的精妙。我尤其喜欢他对于电磁场这一概念的阐释,那种将抽象的场用具象的类比来解释,以及对不同情境下电磁场变化的细致描绘,都让我感觉身临其境,仿佛能亲手去触碰那些无形的力场。书中的数学推导严谨而不枯燥,他总能在关键时刻点出公式背后的物理意义,让我不再是被动的接受者,而是主动的探索者。每一次阅读,都像是与费曼先生进行一场深入的哲学对话,他不仅在传授知识,更在塑造一种看待世界的方式。虽然我还是个物理学的初学者,很多内容还需要反复琢磨,但我坚信,通过这本讲义,我一定能构建起扎实的电磁学基础,为日后更深入的学习打下坚实的地基。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位睿智的导师,在我探索科学的道路上,给予我最宝贵的指引。
评分《費曼物理學講義 II 電磁與物質(2)》这本书,给我最深刻的印象是它传递的“物理精神”。费曼先生不仅仅是在传授知识,更是在教导我们如何去“思考”物理。他对电磁现象的解释,充满了独到的见解和深刻的洞察力。他常常会质疑那些我们习以为常的“事实”,引导我们去探究其背后的原因。我特别喜欢他讨论“势”这一概念的部分,他将抽象的势能转化为了更具象的“力”,让我对电场和磁场有了全新的认识。书中关于“电介质”和“磁介质”的章节,也让我对物质的微观结构有了更深入的理解,理解它们是如何影响电磁场的。他不仅仅是罗列公式,而是通过生动的故事和巧妙的类比,将复杂的概念变得容易理解。每一次阅读,都像是与一位博学而幽默的长者在交流,他不仅解答我的疑惑,更激发了我更多的思考。这本书给我带来的,不仅仅是知识的增长,更是一种对科学探索的热情和对未知世界的好奇。
评分不得不说,翻阅《費曼物理學講義 II 電磁與物質(2)》的过程,是一种别样的体验。我并不是一个物理学专业的学生,但对宇宙万物的好奇心驱使我来探索这些深奥的知识。费曼先生的讲解方式,非常适合我这种“跨界”学习者。他总能从最基本、最容易理解的物理直觉出发,逐步引导读者深入到复杂的理论。我尤其欣赏他对“电磁波”这一概念的阐述,他将电场和磁场的动态耦合描绘得栩栩如生,让我仿佛能够“看见”光是如何产生的,以及它是如何在空间中传播的。书中对物质在电磁场中的行为的描述,也让我受益匪浅。他用非常形象的比喻解释了诸如“感应电动势”、“涡旋电场”等概念,让这些原本听起来很“高冷”的术语,变得触手可及。每次阅读,都感觉自己打开了一扇新的窗户,看到了物理世界更广阔、更精彩的一面。虽然有时候对于某些细节的理解还需要反复推敲,但我相信,这种主动的学习过程,会比单纯的记忆更加深刻和持久。
评分每次拿起《費曼物理學講義 II 電磁與物質(2)》,都有一种久违的求知欲被点燃的感觉。费曼先生的语言魅力无与伦比,他能够用最朴素、最生活化的例子来解释最前沿的物理理论,让那些原本令人生畏的公式变得生动有趣。我尤其欣赏他对待“物质”这一部分内容的深入剖析,从微观粒子的相互作用到宏观物质的各种性质,他都娓娓道来,抽丝剥茧。我特别被他对材料介电常数和磁导率的讲解所吸引,他不仅解释了这些参数的定义,更通过生动的图示和类比,让我理解了它们是如何影响电磁波在物质中的传播和相互作用的。书中关于“场”的讨论,更是让我醍醐灌顶。他不仅仅是介绍麦克斯韦方程组,而是引导我们去理解“场”作为一个独立存在的物理实体,以及它如何传递能量和动量。我常常在阅读时,不自觉地在脑海中构建出各种物理场景,仿佛自己就置身于费曼先生的讲堂之中,与他一起探索宇宙的奥秘。虽然有时也会因为概念的跳跃性而感到些许吃力,但这种挑战恰恰激发了我更强的学习动力。
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