費曼物理學講義 III：量子力學 (3)

內(nèi)容概要

量子力學，這個誕生於二十世紀初的偉大物理成就，是現(xiàn)今奈米科技、半導體、超導體的基礎理論。在費曼對加州理工學院大一、大二學生所做的物理課演講裡，本卷擷取了其中的量子力學課程，成為一套完整的教材，一方面介紹觀念，同時也仔細討論一些具體的例子，使得這些物理概念不再抽象難解。
如果你好奇，量子力學有什麼驚人的觀念，例如：
■ 著名的薛丁格方程式，它是描述電子在原子尺度上的運動方程式。
■ 氫原子的薛丁格方程式如何解釋氫原子光譜？化學週期表的原理又是什麼？
■ 對稱性與守恆律的關係是什麼？
■ 為什麼在量子力學中，動量變成算符？
■ 什麼是超導體？
費曼用量子力學為我們揭露了物質(zhì)的本質(zhì)。

作者簡介

理查．費曼　Richard P. Feynman
1918年，費曼誕生於紐約市布魯克林區(qū)，1942年，從普林斯頓大學取得博士學位。第二次世界大戰(zhàn)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(fā)原子彈的曼哈坦計畫（Manhattan Project），當時雖然年紀很輕，卻已經(jīng)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(chuàng)了一個解釋液態(tài)氦超流體現(xiàn)象的數(shù)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(shù)年，費曼成為發(fā)展夸克（quark）理論的關鍵人物，提出了在高能量質(zhì)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(shù)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）?！顿M曼物理學講義》一書最初發(fā)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(yǎng)，尤其是風味絕佳，為二十五年來僅見！是教師及最優(yōu)秀入門學生的指南?！篂榱嗽鲩L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(zhàn)者號」太空梭失事調(diào)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(yōu)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(shù)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(fā)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，還為幾個天文臺設計強大的望遠鏡。1997年因神經(jīng)疾病去世。
馬修．山德士　Matthew Sands
1919年生?？死舜髮W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茲分校教學與研究，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
高涌泉
美國加州大學柏克萊分校物理博士，現(xiàn)任臺灣大學物理學系教授。

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