费恩曼(R.P.Feynman)1918年生于布鲁克林区,1942年在普林斯顿获得博士学位。第二次世界大战期间在洛斯阿拉莫斯,尽管当时他还很年轻,但已在曼哈顿计划中发挥了重要作用。以后,他在康奈尔大学和加利福尼亚理工学院任教。1965年,因他在量子电动力学方面的工作和朝永振一郎及施温格(J.Schwinger)同获诺贝尔物理学奖。
费因曼博士获得诺贝尔奖是由于成功地解决了量子电动力学理论问题,他也创立了说是液氦中起流动性现象的数学理论。此后,他和盖尔曼(M.Gell-Mann)在B衰变等弱相互作用领域内做出了奠基性的工作。在以后的几年里,他在夸克理论的发展中起了关键性的作用,提出了他的高能质子碰撞过程的部分子模型。
除了这些成就之外,费恩曼博士将新的基本计算技术及记号法引时物理学,首先是无处不在的费恩曼图,在近代科学历史中,它比任何其他数学形式描述都更大地改变了对基本物理过程形成概念及进行计算的方法。
费恩曼是一位卓越的教育家。在他区得的许多奖项中,他对1972年获得的奥斯特教学奖章特别感到自豪。在1963年第一次出版的《费恩曼物理学讲义》被《科学叛国人》杂志的一位评论员描写为“咬不动但富于营养并且津津有味。25年后它仍是教师和最好的初学学生的指导书”。为了使外行的公众增加对物理学的了解,费恩曼博士写了《物理定律和量子电动力学的性质:光和物质的奇特理论》。他还是许多高级出版物的作者,这些都成为研究人员和学生的经典参考书和教科书。
费恩曼是一个活跃的公众人物。他在挑战者号调查委员会里的工作是从所周知的,特别是他的著名的O型环对寒冷的敏感性的演示,这是一个优美的实验,除了一杯冰水以外其他什么也不需要。费恩曼博士1960年在加利福尼亚州课程促进会中的工作却很少人知道,他在会上抨击了教材的平庸。
仅仅罗列费恩曼的科学和教育成就并没有恰当抓信这个人的本质。即使是他 最最技术性的出版物的读者都知识道,费恩曼活跃的多面的人格在他所有的工作中都闪闪发光。除了作为物理学家,在各种不同的场合下他变成不同的人物:有进是无线电修理工,有时是锁具收藏家,艺术家、舞蹈家、邦戈(bongo)鼓手,甚至玛雅象形文字的解释者。对他的世界人们永远好奇,他是一个典型的经验主义者。
费恩曼于1998年2月15日在洛杉矶逝世。
第1章 量子行为
1-1 原子力学
1-2 子弹的实验
1-3 波的实验
1-4 电子的实验
1-5 电子波的干涉
1-6 监视电子
1-7 量子力学的基本原理
1-8 不确定性原量
第2章 波动观点与粒子观点的关系
2-1 概率小组振幅
2-2 位置与动量的测量
2-3 晶体衍射
2-4 原子的大小
2-5 能级
2-6 折学含义
第3章 概率振幅
3-1 振幅组合定律
3-2 双缝干涉图样
3-3 在晶体上的散射
3-4 全同粒子
第4章 全同粒子
第5章 自旋1
第6章 自旋1/2
第7章 振幅对时间的依存关系
第8章 哈密顿矩阵
第9章 氨微波激射
第10章 其他双态系统
第11章 再论双态系统
第12章 氢的超精细分裂
第13章 在晶格中的传播
第14章 半导体
第15章 独立粒子近似
第16章 振幅对位置的依存关系
第17章 对称性和守恒定律
第18章 角动量
第19章 氢原子与周期表
第20章 算符
第21章 以典情况下的薛定谔方程:关于超导电性的讨论会
费恩曼的结束语
索引
附录
第1章 量子行为
§1-1 原子力学
“量子力学”描述物质和光的行为的各方面细节,特别是发生在原子尺度上的事件。在微小的尺度下事物的行为与我们有着直接经验的任何事物都不相同。它们既不像波动,又不像粒子,也不像云雾,或弹子球,或悬挂在弹簧上的重物,总之不像我们曾经见过的任何东西。
牛顿认为,光是由微粒构成的,但是,之后发现光的行为像波动。然而,后来(在20世纪初叶)人们发现,光的行为有时确实又像粒子。又譬如,在历史上,电子起先被认为像粒子,后来发现它在许多方面的性质像波。所以,实际上它表现得两者都不像。现在我们不再说它是粒子或说它是波动,我们说:“它两者都不像。”
然而,有一点是幸运的:电子的行为很像光。原子客体(电子、质子、中子、光子等等)的量子行为都是相同的,它们都是“粒子波”,或者随便什么你愿意称呼的名称。所以,我们所学的关于电子(我们将用它作为例子)的性质也可应用到所有的“粒子”,包括光子上。
在20世纪的前25年中,人们逐渐积累了有关原子与其他小尺度粒子行为的知识,知道了微小物体是如何活动的一些线索,由此也引起了越来越多的混乱,到1926和1927年,薛定谔、海森伯与玻恩终于解决了这些问题。他们最后对微小尺度物质的行为作出了协调一致的描述。本章中我们将开始研究这种描述的主要特点。
因为原子的行为与我们的日常经验不同,所以很难令人习惯,而且对每个人一不管是新手,还是有经验的物理学家——都显得奇特而神秘。甚至专家们也不能以他们所希望的方式去理解原子的行为,而且这是完全有道理的,因为一切人类的直接经验和所有的人类的直觉都只适用于大的物体。我们知道大物体的行为将是如何,但是在小尺度下事物的行为却并非如此。所以我们必须用一种抽象的或想象的方式,而不是把它与我们的直接经验联系起来的方式来学习它。
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版 次:1
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