「不做世界的觀光客,而當科教的探險者」
──理查.費曼
理查.費曼(Richard Feynman)
1965年諾貝爾物理學獎獲獎人
創立了費曼圖、部分子模型
提出了弱相互作用理論、路徑積分理論
是造福了萬名學子、《費曼物理學講義》的作者
同時也是二十世紀最風趣的物理學家與教育家──
▎費曼到底有多厲害?
1999年,英國的《物理學雜誌》期刊曾請130位在世的頂尖物理學家投票,選出史上最偉大的十名物理學家:
愛因斯坦、牛頓、馬克士威、波爾、海森堡
伽利略、費曼、狄拉克、薛丁格、拉塞福
費曼能在上千名物理學家中脫穎而出,與愛因斯坦等人名列至份名單,足可見他對物理學的貢獻是何其偉大!
▎最討厭「死背硬記」的思考大師
喜歡思考的費曼,最討厭的就是死板生硬的問題與答案,假設考試題目是:「望遠鏡有幾種?」學生答出來後,卻忽略瞭望遠鏡的真正意義,費曼就會大發脾氣。因為他希望能夠嘗試錯誤,發現、自由地探討,而不是灌輸現成的知識。
▎讓費曼教你如何鑑別「吹牛科學」
費曼有清高的一面,比如他不喜歡科學界的人們聚在一起,他甚至曾寫下了「鑑別吹牛科學」的方法:
‧完全無法了解;
‧言辭含混,數字模糊;
‧用很長、很困難的方法做出本來就顯而易見的事情;
‧假裝要做什麼不可能的,但是肯定沒有用處的事情,最後還是失敗;
‧一看就知道是錯的;
‧聲稱某些多年來大家都接受,而且一再驗證、明顯且正確的事情是錯的,其實是作者自己搞錯了;
★本書特色
本書嘗試剖析被譽為「科學怪才、教育楷模」的費曼先生的多面性,回顧他的成長過程、歷數他的十大貢獻、總結他的教學風格,並期許我們能學習他思考和處理問題的方式,重視相關性、類比性和思想實驗。
包景東,理論物理學研究者,師範大學教授,專攻統計物理、核理論及計算物理,傳播科學美學與批判性思維。著有《格物致理──批判性科學思維》、
《反常統計動力學導論》、《普通物理學教程一力學(第三版)》、《熱力學與統計物理簡明教程》、《經典和量子耗散系統的隨機模擬方法》等書。
前言
第1章 科學怪才、教育楷模
1.1 走近費曼
1.1.1 他的自撰和他人寫的介紹
1.1.2 費曼學說中文
1.2 費曼的成長軌跡
1.2.1 碰到難題不解開絕不罷休
1.2.2 求學歷程
1.3 費曼在科教上的成就
1.3.1 歷數十大貢獻
1.3.2 費曼在史上最偉大物理學家中的位置
第2章 追本溯源,道破天機
2.1 費曼的知識觀
2.1.1 藐視用字解釋其他的字
2.1.2 講學前給自己的警示是什麼?
2.2 力學文化
2.2.1 費曼問:為什麼可以用向量?
2.2.2 費曼如何講相對論力學
2.3 探討一連串現象並找出規則
2.3.1 導數和積分的起源
2.3.2 在三種座標下計算速度和加速度
2.4 從簡單模型中悟出真諦
2.4.1 阿特伍德機的啟示
2.4.2 拋體運動與彈道曲線
2.4.3 斜面上的非慣性參考系
第3章 邏輯分析,想像助力
3.1 批判性思維
3.1.1 批判性思維的特點是什麼?
3.1.2 發展批判性思維的意義何在?
3.2 客觀、美學和想像力
3.2.1 客觀性結合想像力
3.2.2 物理的河,喜悅的河
3.2.3 物理定律的本性
3.3 將邏輯思維作為捕手來解題
3.4 費曼模式助推教學研究
第4章 意料之外,情理之中
4.1 史上最偉大的定律
4.1.1 費曼機智的描繪微弱的引力
4.1.2 從行星橢圓軌道引發的探究
4.2 仿照費曼提一些奇趣問題
4.2.1 你能超過重力加速度嗎?
4.2.2 都卜勒效應:你交通違規了嗎?
4.2.3 是熱還是功?
4.2.4 多冷才算不熱?
4.3 量子思維
4.3.1 應以抽象的方式來理解原子
4.3.2 費曼解釋電子雙狹縫干涉
4.3.3 詩和遠方是一對測不準變量
第5章 觸類旁通,悟出真諦
5.1 費曼用特有的方法研究主流問題
5.2 像費曼那樣地思考
5.2.1 探究最基本的問題
5.2.2 問題變得越複雜,也就越有趣
5.2.3 以費曼為標竿,我們缺什麼?
5.3 比擬——智力的慣性
5.3.1 舉重若輕
5.3.2 心中抹不去的那片雲
第6章 他山之石,可以攻玉
6.1 突破心智障礙,「玩」物理
6.2 費曼轟炸:請舉出一個例子
6.3 用直觀方法處理超前問題
6.4 社會物理學
6.4.1 馬克士威速度分布
6.4.2 無處不在的熵變
6.4.3 社會磁性
第7章 學術爭論,求實為先
7.1 「野狐禪科學」與科學品德
7.1.1 什麼是「拔靴帶」模式?
7.1.2 什麼是「費曼式」實驗?
7.2 費曼性格的另一面
7.2.1 費曼鑑別吹牛科學的方法
7.2.2 費曼科學觀集萃
7.3 超越費曼
7.3.1 費曼的首秀——赫爾曼-費曼公式
7.3.2 費曼所用的布朗運動公式之改進
第8章 思想之魂,啟迪未來
8.1 布朗棘輪與爪誘發分子馬達研究
8.2 重力波與費曼的機靈
8.3 費曼與量子電腦
第9章 物理智趣,思維訓練(為《費曼物理學講義》配題)
9.1 思維訓練諸要素
9.2 力學50題
9.2.1 能力測試
9.2.2 結果分析
9.3 熱學50題
9.3.1 能力測試
9.3.2 結果分析
第10章 有費曼那盞燈,物理人不會感覺近黃昏(結語)