Физика на Ричард Фейнман. "Вероятност и несигурност - поглед към естеството на квантовата механика"

K Читатели на руската публикация

Това са лекции по обща физика, които четат физическия теоретиент. Те изобщо не са като добре познат курс. Това може да изглежда странно: основните принципи на класическата физика, а не само класическата, но и квантовата, дълго установена, ходът на общата физика се чете по целия свят в хиляди образователни институции в продължение на много години и е време да се превърне в a Стандартна последователност от добре известни факти и теории, като например елементарна геометрия в училище. Въпреки това, дори математиката смятат, че тяхната наука трябва да се научи по различен начин. И нищо за физиката и няма какво да се каже: това е толкова интензивно развиващо се, че дори най-добрите учители са изправени пред големи трудности, когато трябва да кажат на учениците за съвременната наука. Те се оплакват, че трябва да нарушат това, което е обичайно със стари или познати изпълнения. Но къде получавате обичайната презентация? Обикновено те попадат в млади глави в училище от същите учители, които след това ще говорят за недостъпността на идеите на съвременната наука. Ето защо, преди да се приближите до същността на случая, трябва да прекарате много време да убедите слушателите в лъжата на това, което преди това е било вдъхновено от него като очевидна и неизменна истина. Би било диво да се каже на учениците "за простота", че земята е плоска, а след това, като откритие, да я докладва за понятието си. Досега ли е от този абсурден пример, пътят, в който бъдещите експерти влизат в съвременния свят на идеите на теорията на относителността и Quanta? Той също така усложнява факта, че предимно преподавателите и слушателите са хора от различни поколения, а Lektra е много трудно да избяга от изкушението да води слушателите с този познат и надежден скъп скъп, на който той сам в едно време достига желаното височини. Старият път обаче не винаги е най-добрият. Физиката се развива много бързо и да се справи с нея, е необходимо да се промени начините да го изучавате. Всички са съгласни с факта, че физиката е една от най-интересните науки. В същото време много учебници по физика не могат да бъдат наречени интересни. В такива учебници всичко следва програмата. Обикновено се обяснява какъв вид физика носи и колко е важно да го изучавате, но е много рядко да се разбере, че е интересно да се участва в физиката. Но тази страна на въпроса също заслужава внимание. Как мога да направя скучен предмет и интересен и модерен? Необходимо е преди всичко да се мисли за физиката, която сами работят с хобита и да знаят как да премине тази страст към другите. Време е време за експериментите вече са дошли. Целта на тях е да намерят най-ефективните начини за преподаване на физиката, която ще ви позволи бързо да прехвърлите новото поколение всички запаси от знания, които са натрупали науката в цялата си история. Търсенето на нови пътища в преподаването също винаги е важна част от науката. Преподаването, след развитието на науката, непрекъснато трябва да променя техните формуляри, да прекъсват традициите, да търсят нови методи. Тук важна роля се играе от факта, че в науката през цялото време има невероятен процес на особена опростяване, която ви позволява просто и да обобщим това, което някога е поискало дългогодишна работа.

Изключително интересният опит в тази посока е предприет в технологичната институция в Калифорния (САЩ), която е съкратена, наречена Caltech, където група професори и учители след многобройни дискусии са разработили нова програма за обща физика и един от участниците в Тази група, майор американски физик Ричард Фейнман, чете лекции.

Лекциите на Фейнман се отличават с факта, че те са адресирани до слушателя, живеещи през втората половина на 20-ти век, което вече знае много или чува. Ето защо лекциите не се изразходват да обясняват "учения" на това, което е толкова известно. Но в тях очарователно разказва как човек изучава заобикалящата природа, за границите, достигнали днес в познанието на света, за какви проблеми правят науката днес и ще реши утре.

Лекциите бяха прочетени през 1961-1962 и 1962-1963 учебни години; Те бяха записани на лентово рекордера, а след това (и само по себе си беше трудна задача) "преведена" на "писмения английски" от професори М. Сандс и Р. Летрон. В този особен "преводач", много характеристики на живата реч на преподавателя, нейната жизненост, шеги, отстъпления са запазени. Това обаче е много ценно качество на лекции, като не е основната и самодостатъчна. Също толкова важно е първоначалният метод на подаване на материали, създаден от преподавателя, който отразява ярката научна личност на автора, неговата гледна точка за начина на обучение на учениците към физиката. Това, разбира се, не е случайно. Известно е, че в техните научни произведения Feynman винаги е открил нови методи, които се приемат много бързо. Работата на Фейнман по квантовата електродинамика, статистиката му донесе широка разпознаване и нейният метод е така нареченият "фанатин диаграми" - сега се използва в почти всички области на теоретичната физика.

Каквото и да е казано за тези лекции - те се опитаха стила на презентацията или смачкани за разбивката на старите добри традиции, "един остава безспорен: е необходимо да започне педагогически преживявания. Вероятно не всеки ще се съгласи с начина на автора да изразява тези или други въпроси, а не всеки ще се съгласи с оценката на целите и перспективите на съвременната физика. Но това ще служи като стимул за появата на нови книги, в които ще бъдат отразени други погледи. Това е експеримент.

Но въпросът се състои не само в какво да се каже. Не по-малко важен и друг въпрос - в какъв ред трябва да се направи. Местоположението на участъците в хода на общата физика и последователността на представяне - въпросът винаги е условен. Всички части на науката са свързани помежду си, което често е трудно да се реши какво трябва да бъде изложено в началото, а след това.

Въпреки това, в повечето университетски програми и съществуващите учебници все още запазват определени традиции.

Отказът към обичайната последователност на представяне е една от отличителните черти на лекции на Фейнман. Те се казва не само за конкретни задачи, но и за мястото, където физиката заема в редица други науки, за пътищата на описанието и изучаването на явленията на природата. Вероятно представители на други науки - Да речем, математиката - няма да се съгласим с мястото, където Фейнман взема тези науки. За него, като физика, "собствената си" наука, разбира се, изглежда като най-важното нещо. Но това обстоятелство не заема много място в представянето му. Но в историята си тя накратко отразява онези причини, които насърчават физиката да водят упоритата работа на изследователя, както и тези съмнения, които има, когато е изправен пред трудности, които изглеждат непреодолими.

Един млад учен не само не само да разбере защо е интересно да се ангажира в науката, но и да усети каква е скъпа цената да получи победи и как понякога има тежки пътища, водещи към тях.

Трябва също да се има предвид, че ако на първо място авторът е направил без математически апарат или използва само един, който е бил изложен в лекции, след това от читателя, тъй като се движи напред, ще се изисква да увеличи математическия багаж. Опитът обаче показва, че математическият анализ (поне неговите основи) се научава сега по-лесно от физиката.

Лекциите на Фейнман достигнаха до Съединените щати в три големи обема. Първият съдържа предимно лекции по механика и теорията на топлината, втората - електродинамика и физика на твърдата среда и третата - квантова механика. За да бъде достъпен книгата за по-голям брой читатели и че е по-удобно да го използваме, руското издание ще излезе с малки издания. Първите четири от тях съответстват на първата американска публикация.

Кой ще бъде полезна тази книга? На първо място, учителите, които ще го прочетет изцяло: ще ги накарат да мислят за промяна на преобладаващите гледни точки за това как да започнат да преподават физика. Освен това учениците ще го прочетат. Те ще намерят много нови неща в нея в допълнение към това, което разглеждат на лекции. Разбира се, учениците ще се опитат да го прочетат. Повечето от тях ще бъдат трудни за преодоляване на всичко, но също така какво могат да четат и разбират, ще им помогнат да влязат в съвременната наука, пътят, в който винаги е трудно, но никога не се случва. На този, който не вярва, че може да го предаде, не трябва да приемате за изучаването на тази книга! И накрая, тя може да прочете всички останали. Прочетете само за забавление. Това също е много полезно. Фейнман в предговора си оценява резултатите от своя опит не много висок: твърде малък дял на учениците, които напускат курса си, научили всички лекции. Но трябва да бъде.


	Име:	Лекции на Fainman във физиката (в 9 тома) + задачи и упражнения с отговори и решения
	Автори:	Feynman R., Lemont R., Sands M.
	Издание:	М.: Наука, 1965. - 260 с. + 164 p. + 234 p. + 257 p. + 291 стр. + 339 p. + 286 стр. + 267 стр. + 254 p. + 621 s.
	Формат:	Djvu (OCR)
	Размерът:	3.34 MB + 2.13 MB + 3.52 MB + 3.44 MB + 3.53 MB + 3.77 MB + 3.62 MB + 4.47 MB \u200b\u200b+ 3.16 MB + 6.44 MB
	Лечение:	-
	Връзки:	Том 1. Съвременната наука за природата. Механични закони: Http. Том 2. пространство, време, движение: Http. Том 3. Радиация, вълни, кванти: Http. Том 4. Кинетика, топлина, звук: Http. Том 5. Електричество и магнетизъм: Http. Том 6. Електродинамика: Http. Том 7. Физика на твърдите среди: Http. Обем 8. Квантова механика (I): Http. Том 9. Квантова механика (II): Http. Задачи и упражнения с отговори и решения: Http.

От предговора към читателите на руската публикация:
Всички са съгласни с факта, че физиката е една от най-интересните науки. В същото време много учебници по физика не могат да бъдат наречени интересни. В такива учебници всичко следва програмата. Обикновено се обяснява какъв вид физика носи и колко е важно да го изучавате, но е много рядко да се разбере, че е интересно да се участва в физиката. Но тази страна на въпроса също заслужава внимание. Как мога да направя скучен предмет и интересен и модерен? Необходимо е преди всичко да се мисли за физиката, която сами работят с хобита и да знаят как да премине тази страст към другите. Време е време за експериментите вече са дошли. Целта на тях е да намерят най-ефективните начини за преподаване на физиката, която ще ви позволи бързо да прехвърлите новото поколение всички запаси от знания, които са натрупали науката в цялата си история. Търсенето на нови пътища в преподаването също винаги е важна част от науката. Преподаването, след развитието на науката, непрекъснато трябва да променя техните формуляри, да прекъсват традициите, да търсят нови методи. Тук важна роля се играе от факта, че в науката през цялото време има невероятен процес на особена опростяване, която ви позволява просто и да обобщим това, което някога е поискало дългогодишна работа.

Местоположението на участъците в хода на общата физика и последователността на представяне - въпросът винаги е условен. Всички части на науката са свързани помежду си, което често е трудно да се реши какво трябва да бъде изложено в началото, а след това. Въпреки това, в повечето университетски програми и съществуващите учебници все още запазват определени традиции.

Име: Лекции на Fainman във физиката
Feynman R., Leathon R., Sands M.
Жанр: Физика
Издател: Спокойствие
Година: 1965
Формат: Djvu.
Размерът: 29.9 MB.
Език: Руски

Лекциите на Фейнман, записани в началото на рекордера, и след това "преведени" на "писмените английски" професори M.NENDS и R. Leon, не са подобни на всеки известен курс. Те се различават в оригиналния метод на представяне, който отразява ярката научна индивидуалност на автора, неговата гледна точка за начина на обучение на учениците към физиката, способността му да зарази читателите към интереса към науката. Последователността на представяне и изборът на материал също се различават от традиционните. Лекциите не се изразходват от обяснението от "учен" на факта, че съвременният читател вече знае или чува. Но в тях очарователно, завладявайки как човек изследва природата около нея, коя позиция е заета от физиката в редица други науки, какви проблеми решават днес науката и ще реши утре.
Историята на Файнман ярко отразява тези причини, които насърчават физиката да водят упоритата работа на изследователя, както и тези съмнения, които той има, когато е изправен пред трудности, които изглеждат непреодолими. Тези лекции спомагат не само да разберат защо е интересно да се участват в науката, но и да се чувствате каква е скъпата цена да получите победи и как понякога има тежки пътища, водещи към тях.
Курсът ще бъде полезен за учителите, принуждавайки ги по нов начин да разгледа учебния процес на физиката; Студенти, които ще намерят много нови неща в допълнение към това, което разглеждат при лекции; Ученици, които имат интерес към физиката и ще им помогнат да влязат в съвременната наука; както и всички заинтересовани от физиката.

Списък на книгите

Feynman R., Lemon R., Sands M. - Лекции на Файнман по физика, обем 1. Съвременна наука за природата. Механичните закони - 1965 (260 в.)
Feynman R., Lemon R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 2. пространство, време, движение - 1965 (164 p.)
Feynman R., Lemom R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 3. Радиация, вълни, Quanta - 1965 (234 p.)
Feynman R., Lemon R., Sands M. - Лекции на Фейнман по физика, обем 4. Кинетика, топлина, звук - 1965 (257 p.)
Feynman R., Lemim R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 5. Електричество и магнетизъм - 1965 (291 p.)
Feynman R., Lemon R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 6. Електродинамика - 1965 (339 p.)
Feynman R., Lemont R., Sands M. - Лекции на Fainman във физиката, обем 7. Физика на твърди среди - 1965 (286 p.)
Feynman R., Lemont R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 8. Квантова механика (I) - 1965 (267 p.)
Feynman R., Lemon R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 9. Квантова механика (II) - 1965 (254 p.)
Feynman R., Lemon R., Sands M. - Лекции на Fainman по физика, обем 10. Задачи и упражнения с отговори и решения - 1965 (621 p.)

Глава 1

Атоми в движение

§ 1. Въведение

§ 3. Атомни процеси

§ 4. Химични реакции

§ 1. Въведение

Този двугодишен физикутен курс е предназначен да бъде читател, ще станете физик. Сложете го, не е толкова необходимо, но това, което един учител не се надява за това! Ако наистина искате да бъдете физик, ще трябва да работите много. Като нищо, и двеста години бързо развитие на най-мощната област на знанието може да означава нещо! Такова изобилие от материала може би няма да се научиш за четири години; След това трябва да слушате специални курсове.

Въпреки това целият резултат от огромната работа, извършен за тези векове, може да бъде кондензиран - да се приведат в малък брой закони, които споделят всички наши познания. Въпреки това, тези закони също не са лесни за усвояване на законите и просто нечестни за вас ще започнат да изучават такъв труден предмет, без да има някаква схема, някаква скица на връзката на някои части на науката с другите. Първите три глави и са такова есе. Ще се запознаем в тези глави с това как физиката е свързана с останалите науки, тъй като тези други науки принадлежат един на друг и какво е самата наука. Това ще ни помогне да "чувстваме" темата на физиката.

Питате: защо веднага, на първата страница, не водете основните закони и след като само показват, как работят в различни условия? В края на краищата, това е точно това, което правят в геометрията: формулират аксиоми, а след това остава само да се направят заключения. (Добра идея: да посочите за 4 минути, какво и за 4 години няма да остане.) Невъзможно е да се направи това по две причини. Първо, не сме известни всички основни закони; Напротив, колкото повече научаваме, толкова по-силни е границите на това, което трябва да знаем! Второ, точната формулировка на законите на физиката е свързана с много необичайни идеи и концепции, изискващи такава необичайна математика за неговото описание. Нуждаем се от много практика, за да проверим, за да разберем смисъла на думите. Така че вашата оферта няма да премине. Ще трябва да се движим постепенно, стъпка по стъпка.

Всяка стъпка в изследването на природата винаги е само подход към истината, или по-скоро на това, което считаме за истината. Всичко, което научаваме, е някакъв подход, защото знаем, че все още не сме закони, които познаваме. Всичко се изучава само за да стане непонятно отново или в най-добрия случай да поиска корекция.

Принципът на науката, почти неговото определение, е следният: изпитателният камък на всички наши познания е опит. Експеримент, експериментът е единственият съдия на научната "истина". Какъв е източникът на знание? Къде проверяваме законите, които проверяваме? Да, от същия опит; Той ни помага да изтеглим законите, има намеци върху тях. Освен това все още е необходимо да се види нещо голямо и най-важното за съвети, за да познае неочаквана, проста и красива картина, която стои зад тях, а след това поставят опита, който ще ни убеди в коректността на предположенията. Този процес на въображение е толкова трудно, че разделянето на труда се случва: има физици на теоретиците, които си представят, мислят и предполагат нови закони, но няма експерименти, и има физически експерименти, чиято професия е да си представим преживявания, да си представяме, Мислете и познайте.

Казахме, че законите на природата са приблизителни; Първоначално те отварят "погрешни" закони, а след това - "правилно". Но как може да бъде "погрешно"? Е, първо, по най-простата причина: когато нещо не е наред с вашите устройства и не го забелязвате. Но е лесно да хванете такава грешка, просто трябва да проверите всичко и да проверите. Е, и ако не откриете вина, все още може да бъде погрешна преживявания? Може, поради липсата на точност. Например, масата на обекта изглежда непроменена; Въртящата се връх тежи толкова, колкото лъжене на място. Тук сте готови "закон": масата е постоянна и не зависи от скоростта. Но този "закон", както се оказва, е неправилен. Оказа се, че масата с увеличаване на скоростта нараства, но само за забележим растеж е необходима скорост близо до светлина. Правият закон е: ако скоростта на обекта е по-малка от 100 km / s, маса с точност от един милион е постоянна. Това е за такъв приблизителен вид, този закон е верен. Може да мислите, че на практика няма значителна разлика между стария закон и новата. Да и не. За конвенционалните скорости можете да забравите за резервациите и добрата сближаване, за да разгледате одобрението на закона, че масата е постоянна. Но при високи скорости ще започнем да греша, и колкото повече, скоростта по-горе.

Но най-забележителното е, че с обща гледна точка всяко приблизително право е абсолютно погрешно. Нашето мнение за света ще изисква преразглеждане, дори когато масата промяната поне на капката. Това е характерната собственост на общата картина на света, която е под законите. Дори лек ефект понякога изисква дълбока промяна на нашите възгледи.

И така, какво трябва първо да учим? Да ни научи правилното, но необичайните закони със своите странни и трудни концепции, като теорията на относителността, четириизмерното пространство и т.н.? Или започнете с прост закон "постоянна маса"? Въпреки това той се приближи, но това струва без трудни идеи. Първата, несъмнено приятна, привлекателна; Първите много съблазнителни, но е по-лесно да започнем с втория, а след това това е първата стъпка към задълбочено разбиране на правилната идея. Този въпрос се издига през цялото време, когато преподавате физиката. На различни етапи на курса, ние ще го решим по различен начин, но на всеки етап ще се опитаме да посочим точно това, което сега е известно и с каква точност, тъй като тя се състои с останалите и какво може да се промени, когато научим повече.

Нека да отидем в нашата схема, към скицата на нашето разбиране за съвременната наука (най-напред на всички физика, но и други науки, близки до него), така че когато по-късно трябва да се ровят в различни въпроси, можем да видим какво се основава на тях, Какво са интересни и как са подредени в цялостната структура.

И така, как изглежда картината на света?

§ 2. Веществото се състои от атоми

Ако, в резултат на някаква световна катастрофа, всички натрупани научни познания ще бъдат унищожени и само една фраза ще се премести към предстоящите поколения живи същества, което одобрението, направено от най-малкия брой думи, ще доведе най-голямата информация? Вярвам, че това е атомна хипотеза (не можете да го наречете с хипотеза, но факт, но не променя нищо): всички тела се състоят от атоми - малки телета, които са в непрекъснато движение, привлечени на кратко разстояние , но отблъсквайте, ако някой от тях е по-гъсто на друг. В една от тази фраза, тъй като вие със сигурност ще съдържате невероятно количество информация за света, си струва само да придадете малко въображение към нея и малко съображения.

За да покажем силата на идеята за атом, ние ще си представим капка вода с размер от 0,5 cm. Ако погледнем внимателно към нея, тогава нищо, освен вода, спокойна, масивна вода, няма да видим. Дори при най-добрия оптичен микроскоп с 2000-кратно увеличение, когато капка ще вземе размера на голяма стая, и след това все още виждаме относително спокойна вода, с изключение на това, че ще започне да потъва някои "футболни топки". Тази паралеция е много интересно нещо. На това можете да останете и да направите ремонта, нейната Cilia, да погледнете, как е компресиран и притиснат, и да се увеличи допълнително с ръка (освен ако не искате да го разгледате отвътре). Парамица се занимава с биология и ние ще минем покрай тях и ще го направим още по-добре да видим водата, да я увеличим отново през 2000 пъти. Сега капка ще расте до 20 км, и ще видим нещо в нейното нещо възразяване; Сега тя вече не е толкова спокойна и солидна, сега тя напомня на тълпата на стадиона в деня на футболната конкуренция от птичи поглед. Какво е преместено? За да разгледате по-добре, ще увеличим още 250 пъти. Погледът ни ще бъде представен с нещо подобно на фиг. 1.1.

Фиг. 1.1. Капка вода (увеличена по мили от милиле).

Това е капка вода, увеличен милиард пъти, но, разбира се, тази условна картина. На първо място, частиците са опростени тук, като остри ръбове е първата неточност. За простота те се намират в самолета, всъщност те се скитат през всичките три измерения - това е второ. Фигура показва "блотивите" (или кръгове) от два разновидности - черен (кислород) и бял (водород); Може да се види, че към всеки кислород са прикрепени два водород. (Такава група от кислороден атом и два водородни атома се наричат \u200b\u200bмолекула.) Накрая, третото опростяване се крие във факта, че истинските частици в природата непрекъснато треперят и скочат, обръщат се и се върти една около другата. Трябва да си представиш на снимката, а не мир, а движение. На фигурата също така е невъзможно да се покаже как частиците "се придържат един към друг" са привлечени, едно към едно и така нататък. Може да се каже, че цели групи от тях са "залепени". Въпреки това, нито един от телето не може да стисне през другото. Ако се опитате принудително да натискате един към друг, те ще изтласкат.

Радиусът на атомите е приблизително равен на 1 или 2 на 10 -8 cm. Стойността от 10 -8 cm е Angstrom, така че радиусът на атома е 1 или 2 ангстора (а). Но друг начин ...