«Фейнмановские лекции по физике» — учебник по физике , основанный на большом количестве лекций Ричарда Фейнмана , лауреата Нобелевской премии, которого иногда называли «Великим толкователем». [1] Лекции были прочитаны студентам бакалавриата в Калифорнийском технологическом институте (Калтех) в 1961–1964 годах. Соавторами книги являются Фейнман, Роберт Б. Лейтон и Мэтью Сэндс .
В обзоре журнала Nature за 2013 год книга описывается как «простая, красивая, целостная... представленная с энтузиазмом и проницательностью» [2] .
Учебник состоит из трех томов. Первый том посвящен механике , излучению и теплу , включая релятивистские эффекты . Второй том охватывает в основном электромагнетизм и материю . Третий том охватывает квантовую механику ; например, он показывает, как эксперимент с двумя щелями демонстрирует основные черты квантовой механики. Книга также включает главы о связи между математикой и физикой , а также о связи физики с другими науками.
В 2013 году Калтех в сотрудничестве с сайтом лекций Фейнмана выложил книгу в свободный доступ на своем веб-сайте. [3]
К 1960 году исследования и открытия Ричарда Фейнмана в области физики разрешили ряд тревожных несоответствий в нескольких фундаментальных теориях. В частности, именно за его работу в области квантовой электродинамики он был удостоен Нобелевской премии по физике 1965 года . В то же время, когда Фейнман был на вершине своей славы, преподавательский состав Калифорнийского технологического института был обеспокоен качеством вводных курсов для студентов бакалавриата. Считалось, что курсы были перегружены старомодной программой, а захватывающие открытия последних лет, многие из которых произошли в Калтехе, не преподавались студентам.
Таким образом, было решено перестроить первый курс физики, предлагаемый студентам в Калтехе, с целью вызвать больше волнения у студентов. Фейнман с готовностью согласился прочитать курс, хотя и только один раз. Осознавая тот факт, что это будет историческое событие, Калтех записывал каждую лекцию и фотографировал каждый рисунок, сделанный на доске Фейнманом.
На основе лекций и магнитофонных записей группа физиков и аспирантов составила рукопись, которая впоследствии стала «Лекциями Фейнмана по физике» . Хотя наиболее ценный технический вклад Фейнмана в область физики, возможно, был в области квантовой электродинамики, «Лекциям Фейнмана» суждено было стать его самой читаемой работой.
Лекции Фейнмана считаются одним из самых сложных и всеобъемлющих вступлений в физику на уровне колледжа. [4] Сам Фейнман в своем первоначальном предисловии заявил, что он был «пессимистично» относительно своего успеха в охвате всех своих студентов. Лекции Фейнмана были написаны «для поддержания интереса очень энтузиастичных и довольно умных студентов, которые заканчивают среднюю школу и поступают в Калтех». Фейнман нацеливал лекции на студентов, которые «в конце двух лет нашего предыдущего курса [были] очень обескуражены, потому что им было представлено очень мало великих, новых, современных идей». В результате некоторые студенты-физики находят лекции более ценными после того, как они получили хорошее представление о физике, изучая более традиционные тексты, и книги иногда рассматриваются как более полезные для учителей, чем для студентов. [5]
Пока двухгодичный курс (1961–1963) еще продолжался, слухи о нем распространились по всему сообществу исследователей и преподавателей физики. В специальном предисловии к изданию 1989 года Дэвид Гудштейн и Джерри Нойгебауэр утверждали, что со временем посещаемость зарегистрированных студентов бакалавриата резко упала, но компенсировалась ростом числа преподавателей и аспирантов. Соавтор Мэтью Сэндс в своих мемуарах, сопровождавших издание 2005 года, оспорил это утверждение. Гудштейн и Нойгебауэр также заявили, что «именно коллеги [Фейнмана] — ученые, физики и профессора — стали главными бенефициарами его великолепного достижения, которое заключалось не в чем ином, как в том, чтобы увидеть физику через свежую и динамичную перспективу Ричарда Фейнмана», и что его «дар заключался в том, что он был выдающимся учителем учителей».
Эддисон-Уэсли опубликовал сборник упражнений и задач для сопровождения Фейнмановских лекций по физике . Наборы задач были впервые использованы в 1962–1963 учебном году и были организованы Робертом Б. Лейтоном . Некоторые из задач достаточно сложны и трудны, чтобы требовать понимания сложных тем, таких как закон Колмогорова «ноль-один» . Первоначальный набор книг и приложений содержал ряд ошибок, некоторые из которых делали задачи неразрешимыми. Были выпущены различные исправления , которые теперь доступны в Интернете. [6]
Addison-Wesley также выпустила в формате CD все аудиокассеты лекций, более 103 часов с Ричардом Фейнманом, после ремастеринга звука и очистки записей. Для выпуска на CD порядок лекций был изменен по сравнению с оригинальными текстами. Издатель опубликовал таблицу, показывающую соответствие между книгами и CD.
В марте 1964 года Фейнман снова появился перед первокурсниками по физике в качестве лектора, но заметки к этой гостевой лекции были утеряны на несколько лет. Они были наконец найдены, восстановлены и опубликованы как Feynman's Lost Lecture: The Motion of Planets Around the Sun.
В 2005 году Майкл А. Готтлиб и Ральф Лейтон стали соавторами книги Feynman's Tips on Physics , в которую вошли четыре лекции Фейнмана для первокурсников, не вошедшие в основной текст (три по решению задач , одна по инерциальному наведению ), мемуары Мэтью Сэндса о происхождении лекций Фейнмана по физике и упражнения (с ответами), которые были даны студентам Робертом Б. Лейтоном и Рохусом Фогтом в разделах декламации курса лекций Фейнмана в Калтехе. Также в 2005 году было выпущено «Окончательное издание» лекций, включавшее исправления к оригинальному тексту.
История этих знаменитых томов изложена в мемуарной статье Сэндса «Запечатлевая мудрость Фейнмана» [7] и в статье физика Т. А. Уэлтона «Воспоминания о Фейнмане» [8] .
В электронном письме от 13 сентября 2013 года членам онлайн-форума Feynman Lectures Готтлиб объявил о запуске нового веб-сайта Caltech и The Feynman Lectures Website, который предлагает «[A] бесплатную высококачественную онлайн-версию» текста лекции. Чтобы обеспечить независимый от устройства опыт чтения, веб-сайт использует преимущества современных веб-технологий, таких как HTML5 , SVG и MathJax, для представления текста, рисунков и уравнений в любых размерах с сохранением качества отображения. [9]
Шесть легкодоступных глав были позже собраны в книгу под названием « Шесть простых частей: основы физики, объясненные ее самым блестящим учителем» . Еще шесть глав находятся в книге «Шесть не таких простых частей: теория относительности, симметрия и пространство-время Эйнштейна» .
« Шесть легких пьес» возникли из необходимости донести до как можно более широкой аудитории основательный, но нетехнический учебник по физике, основанный на научных принципах Ричарда Фейнмана... Обычным читателям повезло, что Фейнман решил представить некоторые ключевые темы в основном в качественных терминах, без формальной математики...» [10]
Главы:
Главы:
Главы: