費曼物理學訣竅: 費曼物理學講義解題附錄 (增訂版) | 誠品線上

Feynman's Tips on Physics: A Problem-Solving Supplement to The Feynman Lectures on Physics Reflections．Advice．Insights．Practice

內容簡介

內容簡介 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。

作者介紹

作者介紹 理查．費曼 Richard Feynman1918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。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。

產品目錄

產品目錄 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

商品規格

最佳賣點

最佳賣點 : 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。

試閱文字

自序 : 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。

　　1 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）

試閱文字

內文 : 1-1 複習課介紹
　　這三堂同學們可以選擇要不要出席的課將會很枯燥，原因是它們只是炒冷飯而已，內容以前都講過，完全沒有增加新的材料。所以我看到有這麼多人來聽課覺得非常意外。老實說，我今天倒是希望沒什麼人出現，那麼這幾節課就可以省去了。

　　我們之所以在這時候把課程暫緩下來，目的是要給你們時間去思考事情，去回味前此在課堂上聽到的種種。我這話也許聽起來很奇怪，其實這是學物理最有效的方法。到教室來聽我替你複習並不是個好主意，比較好的辦法是你自己去想辦法複習。所以我要勸告你——只要你還沒有太跟不上我們的課，還沒有完全搞不清楚狀況，以致於對一切都感到困惑——最好忘掉我這幾堂複習課，回去自己摸索，在不先釘住某一個特定方法去苦讀的情況下，試著從課堂上聽到過的東西中，找出你認為很有趣的部分。

　　你若是自己挑選一個有趣的問題去玩弄：它可以是某樣你聽到時覺得完全陌生不懂的事物，或是懂得少許皮毛、卻希望能做進一步分析的，或是你對它已有相當程度的瞭解，但想利用它弄點什麼花樣等等——到頭來你會發現，不但學習效率比來聽我講複習課要好得不成比例、學習過程遠為輕鬆愉快，得到的結果也圓滿得多。由學習者主動去思考是學習任何事物的最佳方式。

　　我們到目前為止已經上了的課是一門嶄新的課程，而這門新課程是設計來解答一個、我們認為一直存在的問題：那就是沒有人知道應該如何教好物理學，或是如何教育人——這是一件事實，如果你不喜歡目前的教學方式，那也是頂自然的事情。事實上，要教到讓每個人滿意是不可能的任務：數百年，甚至更久以來，人們就一直想找出最好的教育方法，顯然至今尚未研究出來。所以如果有人對這門課感覺不滿意，那也不是什麼特別的事。

　　我們在加州理工學院經常變動課程，目的當然是希望能夠改進這些課程，今年我們又再一次更動了大一物理。往年對這門課的一大抱怨是，班上成績頂尖的學生認為，課程中整個力學部分單調乏味，他們得花費很多時間去啃教科書、做練習題、上複習課、準備應付考試，以致於根本沒有時間去想任何其他事情。課程沒有趣味，也沒有說明和近代物理的關係等等。我們這次的新課程設計就以去除這些缺點為目標，也就是說在某種程度上，幫助那些程度較好的學生，讓課程內容更為有趣，並且在可能範圍內，盡量跟宇宙間其他事物接軌。

　　另一方面，這樣的教學方式也有其缺點，它會令許多學生搞不清楚他們該學的重點，或者這麼說罷，由於內容牽涉得太多太廣，學生不可能全部學完，而且因為他們還沒有聰明到可以看出哪些部分合乎他們的興趣，可以把注意力集中於其上。

　　因此，我今天上台幫助的對象，是那些覺得這門課讓他非常困惑、非常厭煩、坐立難安的人，也就是那些不知該念哪些部分的人。至於其他並不覺得自己一頭霧水的人，實在沒有理由呆在教室裡。所以我現在給這些人機會離開教室……

　　或者我真的是全然失敗，因為我讓每個人都跟不上了！（或許你們留在這裡只是想找點樂子而已。）


1-2 加州理工學院之牛後
　　好啦，我就想像你們之中有一位走進我的辦公室並說：「費曼，我聽了你講的每一堂課，參加了期中考，現在正在做練習題，但我一題也做不出來。我想我是班上最差的學生，我不知道該怎麼辦才好。」

　　你想我會對他說什麼呢？

　　首先我會指出：進到加州理工學院上大學在某些方面固然有利，但也有其他的缺點。那些有利的方面也許你也曾知道，只是現在忘掉了；它們主要是跟這所學校具有極佳的聲譽有關，此美譽可不是浪得的虛名。這所學校提供了非常好的課程（我不知道我們這門課在別人心目中的分量如何，當然我對它有自己的看法）。從加州理工學院畢業的人，無論他們是進入工業界、或是從事研究工作等等，總是會告訴別人說他們在這兒受到了非常好的教育，而當他們拿自己跟其他學校的畢業生比較時（雖然許多其他學校也是非常的優秀），他們從來不會覺得自己的本事不如人、或是少學了些什麼。他們永遠覺得自己進了最好的學校。而這些當然是個優點。

　　但是進來這裡也有缺點：加州理工學院校譽這麼好，幾乎所有高中畢業班的第一、二名都申請要來這裡。美國高中何其多，而全部高中應屆畢業的男學生3 中最優秀的都來申請。我們研擬出一套選拔辦法，包括了各式各樣的測驗，所以每年我們通知來報到的新生，都是從最優秀中選出來的頂尖者，所以，在座的同學都是從各校經過精挑細選才來到這兒。但是同時我們也發現了一個非常嚴重而且無解的問題：那就是不論我們在審核入學申請時如何細心的挑選、如何有耐性的分析，在新生入學之後卻有件大家都不願見到的事情發生：永遠都有一半左右的學生，成績低於班上的平均！

（成績落後的同學，該如何面對這種情形？請見第1章裡費曼老師的開示）

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