費曼物理學訣竅【2019增訂版】:費曼物理學講義解題附錄
 
作者: 理查.費曼, 麥可.高利伯等 
書城編號: 1631973


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出版社: 天下文化
出版日期: 2019/12
頁數: 296
ISBN: 4713510946763

商品簡介
最偉大的物理教師費曼博士,
這回要教你前所未見的學習訣竅和求學態度:
怎麼面對進來一流學校之後,不再名列前茅的事實?
要學好物理,必須先學會哪些數學知識和工具?
如何抓物理學講義的重點,如何解物理習題?
本書末尾還收錄了精選的基礎觀念習題與力學題庫。
你可以從這裡建立學習自信,學到解題訣竅,
再動手做習題,讓自己的物理功力更上層樓。

這四堂課是《費曼物理學講義》最精彩的遺珠,
增訂版新增三篇對作者群的訪談。

1961年,費曼在加州理工學院所開的大一物理課已接近第一學期的尾聲,他並沒打算再趕進度,而是花了三堂課和學生談談求學的態度和方法。他向學生開示了:怎麼面對進來一流學校之後,不再名列前茅的事實;要學好物理,必須先學會哪些數學知識和工具;更重要的是,費曼還示範給學生看——如何抓物理學講義的重點,如何解物理習題!

接下來是一堂談到「慣性導引」的課。這些就是費曼認為「不幸被遺漏掉」的四堂課。

本書最後還精選了一些當初為《費曼物理學講義》而設計的習題,特別是與基礎觀念與力學有關的題目,「在數字或分析上都很單純,但在內涵上卻是深刻且有啟發性」。

這本《費曼物理學訣竅》內容更基礎,主題更實用,從中學生到研究生都會受用無窮。我們可以從書中感受到,費曼確實是一位難得的好老師。
























作者




理查.費曼 Richard 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(LosAlamos)實驗室服務,參與研發原子彈的曼哈坦計畫(ManhattanProject),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-ItiroTomonaga)、許溫格(JulianSchwinger)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(MurrayGell-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(OerstedMedalforTeaching)。

《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》(TheCharacterofPhysicalLaw)以及《量子電動力學》(Q.E.D.:TheStrangeTheoryofLightandMatter)。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。

麥可‧高利伯 Michael A. Gottlieb

電腦程式設計師,與拉夫‧雷頓合作讓《費曼物理學講義》遺漏的四堂課重新問世。

拉夫‧雷頓 Ralph Leighton

傳記作家,也是《費曼物理學講義》作者之一羅伯‧雷頓(Robert Leighton)的兒子。



譯者簡介
師明睿

普度大學生物化學博士。
先後在衛生署預防醫學研究所、中研院生醫所及生農所籌備處從事研究,參與台灣疫苗政策評估規劃、日本腦炎新款疫苗研發、以及中草藥金線蓮藥理之動物研究,現任職於疾病管制局。
暇時從事自由翻譯工作。譯作有《費曼的6堂Easy物理課》、《費曼的6堂Easy相對論》、《觀念物理Ⅲ:物質三態.熱學》(皆為天下文化出版)等。

高涌泉/審訂者

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,專長為場論與粒子物理,認為量子力學是最奇妙的學問。
喜歡柏拉圖、達爾文、愛因斯坦、費曼、魯迅的作品,也喜歡看各式各樣的電影與棒球比賽。除了學術論文以外,著有《另一種鼓聲:科學筆記》、《武士與旅人:續科學筆記》。
翻譯本書〈再版序〉及三篇專訪。


















目錄




再版序新增三篇專訪高利伯、雷頓
前言不巧的「紅皮書」雷頓
初版序重建四堂費曼物理課高利伯
誌謝

山德士回憶錄《費曼物理學講義》的由來山德士
專訪之一費曼訪談
專訪之二羅伯.雷頓訪談
專訪之三羅卻.沃革特訪談

第1章 必須先知道的數學知識
複習課第一講
1-1 複習課介紹
1-2 加州理工學院之牛後
1-3 學物理所需的數學
1-4 微分
1-5 積分
1-6 向量
1-7 向量的微分
1-8 線積分
1-9 一個簡單的例子
1-10 三角法

第2章 定律及直覺
複習課第二講
2-1 物理定律
2-2 非相對論性近似
2-3 力作用下的運動
2-4 力與其位能
2-5 從範例中學習物理
2-6 實地瞭解物理學
2-7 機器設計上的一個問題
2-8 地球的脫離速度
其他種解法
A利用幾何方法求出重物的加速度
B利用三角學方法求出重物的加速度
C利用力矩與角動量求出重物所受的力

第3章 問題與解答
複習課第三講
3-1 衛星運動
3-2 原子核的發現
3-3 基本火箭方程式
3-4 數值積分
3-5 化學火箭
3-6 離子推進火箭
3-7 光子推進火箭
3-8 靜電質子束致偏器
3-9 介子質量的測定

第4章 動力學效應及其應用
4-1 示範陀螺儀
4-2 定向陀螺儀
4-3 人工地平儀
4-4 穩定船舶用陀螺儀
4-5 迴轉羅盤
4-6 陀螺儀在設計與製造上的改進
4-7 加速度計
4-8 一套完整的導航系統
4-9 地球旋轉的效應
4-10 旋轉的圓盤
4-11 地球的章動
4-12 天文學上的角動量
4-13 量子力學上的角動量
4-14 演講之後

第5章 精選習題
5-1 能量守恆,靜力學
5-2 刻卜勒定律與重力
5-3 運動學
5-4 牛頓定律
5-5 動量守恆
5-6 向量
5-7 三維空間中的二體非相對論性碰撞
5-8 力
5-9 位能與場
5-10 單位與尺寸
5-11 相對論性能量與動量
5-12 二維轉動,中心質量
5-13 角動量,轉動慣量
5-14 三維轉動
習題答案

圖片來源
中英、英中對照索引


















序/導讀




【導讀】
不朽的「紅皮書」

1962年,偏遠的喜馬拉雅山區的中印未定邊界上發生了糾紛,鬧到雙方互相開火射擊,之後形成對峙,雙方一觸即發的緊張情勢持續了多年。有座孤零零設立在高坡頂上的印度軍隊前哨站,站內有一名被徵召入伍的士兵,叫做伯拉蘇不拉曼寧(Ramaswamy Balasubramanian),透過一具雙筒望遠鏡觀察對面駐守在西藏境內的人民解放軍的動靜,他看到對方也在用望遠鏡朝著這邊觀望。出乎伯拉蘇不拉曼寧跟他同袍們的意外,那些解放軍居然拿著紅色封面的袖珍版《毛語錄》,西方人多稱之為「毛澤東的小紅書」,高高舉在手中,面向著印度前哨站揮舞示威。

伯拉蘇不拉曼寧當時常趁著閒暇自修物理學,他很快的就對解放軍的嘲弄覺得很厭煩,於是有一天,他有備而來的到前哨站服勤,在解放軍循例拿起小紅書揮舞時,他跟另兩位袍澤馬上各自抓起一本他帶去的三大冊,同樣是大紅封面的《費曼物理學講義》,高舉過頭,向對方揮舞。

有一天,我收到當事人伯拉蘇不拉曼寧先生寄來的一封信。過去許多年裡面,我收到數百封類似的信件,都是描述費曼對人們的生命所產生的長遠衝擊。他在描述了於中印邊界所發生的「紅皮書」事件之後,寫道:「二十年之後,究竟是誰的紅皮書,仍然還有人在閱讀呢?」

他說得真是一針見血。《費曼物理學講義》從發行以來,已經超過了四十寒暑,現在仍然有許多人在讀,並且繼續啟發全球各地的讀者,我相信甚至連西藏地區也不例外。

這兒我得特別記上一筆:數年前我在一個派對上遇到麥可‧高利伯,當天派對主人利用電腦螢幕,展示了圖瓦1 喉音歌手於現場表演所唱歌聲的諧泛音(harmonic overtone),這類活動讓舊金山附近的生活有趣了起來。高利伯原本是數學科班出身,並對物理學非常有興趣,於是我建議他閱讀《費曼物理學講義》。大約一年後,他特地騰出了六個月的時間,專心一志的把這套講義從頭到尾仔細的讀過一遍。正如高利伯所寫的本書〈初版序〉中所描述,他那一讀,最後促成了本書,跟《費曼物理學講義》新千禧年版的誕生。

中文版注:圖瓦(Tuva)位於外蒙古西北方,在俄蒙之間,原屬中國版圖,舊時名稱為唐努烏粱海。

所以我很高興現在全世界對於物理有興趣的人,可以研讀一套更正確、更完整的《費曼物理學講義》,而且還有本冊書做為補充讀本。看來《費曼物理學講義》這套不朽巨著在未來數十年,仍將繼續教導與啟發學生,無論他們是在紐約曼哈坦鬧區或是在喜馬拉雅高山上。

拉夫‧雷頓(Ralph Leighton)














理查.費曼 作者作品表

費曼的科學精神:知識份子的謙卑

費曼的主張

物理之美:費曼與你談物理

別鬧了,費曼先生

你管別人怎麼想

費曼物理學講義 I:力學、輻射與熱(共6冊)

費曼物理學訣竅【增訂版】 (軟精):費曼物理學講義解題附錄

費曼物理學講義III:量子力學(共3冊)

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