一个外行一口气学习费曼物理讲义的故事

来自台湾版《Feynman's Tips on Physics》（费曼物理学诀窍）的序言汉译

高利伯
我生平第一次 听到理查德‧费曼跟拉夫‧雷顿的名字是在1986年，透过他们很有娱乐性的一本书《别闹了，费曼先生！》。1 十三年后，我在一个派对上遇到拉夫，我们一见如故，成了好朋友。接下来的一年里，我们合作设计了一种纪念费曼的梦想邮票。2 其间拉夫不断给我一些费曼写的或是有关费曼事迹的书籍叫我去看，甚至包括了一本《费曼计算学讲义》3 （由于我是个计算机程序设计师）。书中对于量子计算的讨论，让我的眼界为之大开，但是由于我以往未学过量子力学，读起来非常吃力，不太能了解其中论证的过 程。

为此拉夫建议我去读读《费曼物理学讲义》的第III卷，也就是量子力学的部分，我听了他的话，却发现该册的头两章， 来自第I卷的第37、38章，所以，我老得回头去翻第I卷，寻找一些名词的出处跟意义，而不能直接就将第III卷一章接着一章读。于是我决定要从头到尾把 这整套书读一遍，我决心要学一些量子力学！

但过了一阵子，原先想要学量子力学的目的却成了次要的事，原因是我开始从头阅 读后，很快就被费曼的世界所吸引，觉得根本用不着为了任何原因，学习物理的本身就趣味无穷，也就是说，我是完全给迷住啦！在差不多读完第I卷的前半部时， 我暂时搁下程序设计工作，跑到中美洲哥斯达黎加的乡下去隐居了六个月，以便能把全部时间都花在读这套讲义上。

在闭门读书 的这段日子里，我每天下午自修一堂新课，并把遇到的物理问题弄清楚，次日早晨，我把昨天的功课再拿出来复习、校对一遍。那时我人虽在国外，但一直以电子邮 件跟拉夫保持联系。我告诉他，我发现第I卷偶尔也有一些错误，他鼓励我把那些错误记录下来。这件事不麻烦，因为第I卷的错误非常少。然而当我继续阅读第 II、III卷时，我失望的发现，错误愈来愈多。最后，我从整套讲义里面一共整理出170多个错误。拉夫跟我都相当惊讶：怎么可能有这么多的错误，在过去 这么长的时间里都被人忽略了？我们决定在下一次改版时，要设法把它们改正过来。

同时，我在费曼所写的自序中，注意到一小 段颇堪玩味的话：「至于书中没有专门探讨如何解题的演讲，是因为课程中本来就有演习课，虽然我的确在第一年课程里用了三堂课来讲解如何解题，但它们没有被 收录进书内。另外还有一堂课谈到惯性导引，照理应该是放在旋转系统那一讲的后面，却不幸被遗漏掉了。」

于是我就想，何不重建那四次演讲的纪录？如果内容有趣的话，可以提交加州理工学院跟艾迪生．维斯理出版社，让他们发行一套更为完整、而错误都已更正的新版本。

但是我必须先找出那几回失踪的演讲，而我人还在哥斯达黎加！那几次演讲的笔记藏身于拉夫父亲的办公室或加州理工学院的档案室里某个地方，拉夫运用了一些推 理逻辑跟侦查的本事，总算把那几次演讲的笔记找了出来。另外他还找到了那些演讲的录音带。等我回到加州后，为了查阅早年版本的勘误表而到加州理工学院档案 室去，却碰巧在一个装着各种底片的盒子里面，意外发现了（早以为弄丢了的）这几次演讲课堂上黑板的相片。

费曼遗产的继承 人慷慨允许我们使用这些找到的数据，再加上当初《费曼物理学讲义》的三位作者中，如今硕果仅存的山德士（Matthew Sands）惠予一些有用的耳提面命，于是拉夫跟我合作，把复习课三个讲次中的第二讲重新整理出来后当作样本，把它和我的那份勘误表一起呈送给加州理工学 院跟艾迪生．维斯理出版社。

艾迪生．维斯理很兴奋的接受了我们的想法，但是加州理工学院的最初反应有些疑虑。于是拉夫跑 去请当时在加州理工学院担任理论物理费曼讲座教授的索恩（Kip Thorne）帮忙，终于索恩出面斡旋，取得了各有关方面的共识，索恩还很慷慨的自愿花时间监督我们的工作。由于加州理工学院院方基于历史因素的考虑，不 愿意更动现存的那三卷讲义，于是拉夫建议让遗漏的四次演讲单独成册，这就是本书的起源，本书将和一套全新的《费曼物理学讲义》修订版一并出版，此修订版会 把我以及其它读者所发现的错误都更正过来。

山德士回忆录
在我们致力于重建那四堂演讲的过 程中，拉夫和我遇到了许多问题，我们觉得非常幸运有山德士教授来解答我们的问题。当年要出版《费曼物理学讲义》这套书的大胆构想就是山德士首先提出来的。 我们惊讶的发现，《费曼物理学讲义》起源的故事还鲜为人知。因而我们体认到这次安排出书，提供了一个难得的机会，对此遗憾可以略做一些弥补。山德士教授慨 然应允为我们这本附录写一篇有关《费曼讲义》由来的回忆录。

四堂演讲
我们从山德士得知： 1961年12月，费曼在加州理工学院所开的大一物理课已接近第一学期4 的尾声，参与课程设计的教授们决定，在期末考之前几天，还要把新材料教给学生，实在对学生太不公平。所以在考前一周，费曼讲了三堂复习课，学生可以自己选 择要不要出席，这三堂课不会提到任何新题材，这几堂课的目的是要帮助班上学习上发生了困难的同学，所以重点在于了解跟解决物理问题的各种技巧。

费曼在课堂上所举的范例中，有一些有重要的历史意义，包括拉瑟福德（Ernest Rutherford）发现原子核，及测定π介子（pi meson）质量的故事。费曼并以他特有对人性的洞察力，讨论了另一类问题的答案，这一种问题对他大一班上起码一半的学生来说，和物理问题是一样重要的： 那就是当你发现自己的分数比全班平均低的时候，心情上应如何自处。

第四堂演讲题目为〈动力学效应及其应用〉，是在寒假结 束、学生刚回到学校之后讲的，就是第二学期刚开始的时候。依照原先的安排，它应该是第21堂课，目的是要在第18到20堂课、一连三堂有关各种转动的艰深 理论探讨之后，让大家喘一口气，上一堂「纯属娱乐」的课，让学生看看一些来自转动的有趣应用跟现象。该演讲大半都在讨论1962年时尚属相当新颖的科技： 实用惯性导引。剩下的时间则是讨论来自转动的一些自然现象，而且这部分提供了一个线索可以告诉我们，为什么费曼要说《费曼物理学讲义》没有收录此一讲次是 件「很不幸」的事情。

演讲之后
每堂课当费曼演讲完毕之后，通常他都会让麦克风开着。这个 习惯提供给我们相当独特的机会，去聆听费曼如何跟大学部学生互动的实情。这本书里举了一个例子是〈动力学效应及其应用〉演讲之后的录音，这段录音特别值得 注意，原因是它讨论了1962年的实时计算（real-time computing）在方法上从模拟方法到数字方法的最初转型。

习 题
在计划进行之中，拉夫重新联系了他父亲生前好友兼同事的沃革特（Rochus Vogt），沃革特很慈蔼的给了我们他的许可，重行出版《普通物理学习题》（Exercises in Introductory Physics）中的习题与解答，这本书还是1960年代，由罗伯‧雷顿（Robert Leighton）和沃革特特地为了《费曼物理学讲义》而编着的。由于篇幅有限，我只选择了第I卷第1章到第20章的习题（也就是〈动力学效应及其应用〉 之前的课程素材），我偏好选择——套用罗伯‧雷顿的说法——「在数字或分析上都很单纯，但在内涵上却是深刻且有启发性」的题目。

网 站
如果读者们希望知道更多有关本书跟《费曼物理学讲义》的讯息，欢迎光临www.feynmanlectures.info网站。

高利伯（Mike Gottlieb）
于哥斯达黎加的普拉雅塔玛林度mg@feynmanlectures.info

1 中文版注：《别闹了，费曼先生！》（Surely You're Joking, Mr. Feynman!），中文版由吴程远翻译，天下文化出版。

2 原注：我们设计的那个邮票在「回到图瓦未来」（Back TUVA Future）那张音乐CD所附的说明上可以见到，CD主要内容是图瓦喉音歌唱大师欧达（Ondar）的表演，不过费曼在里头客串打鼓。该张CD在 1999年由华纳公司发行，Warner Bros. 9 47131-2。

3 原注：《费曼计算学讲义》（Feynman Lectures on Computation），费曼着，海伊（Anthony J.G. Hey）与亚伦（Robin W. Allen）编辑，1996年由艾迪生．维斯理（Addison-Wesley）出版，ISBN 0-201-48991-0。（中文版由蔡雅芝、郭西川翻译，科大文化出版。）4 原注：加州理工学院每一学年度分为三个学期，第一学期是从九月下旬开始到十二月上旬，第二学期是从一月上旬到三月上旬，而第三学期则是从三月下旬到六月上 旬。 ................................................................................................................................................. 雷顿
1962 年，偏远的喜马拉雅山区的中印未定边界上发生了纠纷，闹到双方互相开火射击，之后形成对峙，双方一触即发的紧张情势持续了多年。有座孤零零设立在高坡顶上 的印度军队前哨站，站内有一名被征召入伍的士兵，叫做伯拉苏不拉曼宁（Ramaswamy Balasubramanian），透过一具双筒望远镜观察对面驻守在西藏境内的人民解放军的动静，他看到对方也在用望远镜朝着这边观望。出乎伯拉苏不拉 曼宁跟他同袍们的意外，那些解放军居然拿着红色封面的袖珍版《毛语录》，西方人多称之为「毛泽东的小红书」，高高举在手中，面向着印度前哨站挥舞示威。

伯拉苏不拉曼宁当时常趁着闲暇自修物理学，他很快的就对解放军的嘲弄觉得很厌烦，于是有一天，他有备而来的到前哨站服勤，在解放军循例拿起小红书挥舞时，他跟另两位袍泽马上各自抓起一本他带去的三大册，同样是大红封面的《费曼物理学讲义》，高举过头，向对方挥舞。

有一天，我收到当事人伯拉苏不拉曼宁先生寄来的一封信。过去许多年里面，我收到数百封类似的信件，都是描述费曼对人们的生命所产生的长远冲击。他在描述了于中印边界所发生的「红皮书」事件之后，写道：「二十年之后，究竟是谁的红皮书，仍然还有人在阅读呢？」

他说得真是一针见血。《费曼物理学讲义》从发行以来，已经超过了四十寒暑，现在仍然有许多人在读，并且继续启发全球各地的读者，我相信甚至连西藏地区也不例外。

这儿我得特别记上一笔：数年前我在一个派对上遇到高利伯（Michael Gottlieb），当天派对主人利用计算机屏幕，展示了图瓦1 喉音歌手于现场表演所唱歌声的谐泛音（harmonic overtone），这类活动让旧金山附近的生活有趣了起来。高利伯原本是数学科班出身，并对物理学非常有兴趣，于是我建议他阅读《费曼物理学讲义》，大 约一年后，他特地腾出了六个月的时间，专心一志的把这套讲义从头到尾仔细的读过一遍。正如高利伯所写的本书序中所描述，他那一读，最后促成了本书，跟《费 曼物理学讲义》「修订版」的诞生。

所以我很高兴现在全世界对于物理有兴趣的人，可以研读一套更正确、更完整的《费曼物理学讲义》，而且还有本册书做为补充读本。看来《费曼物理学讲义》这套不朽巨著在未来数十年，仍将继续教导与启发学生，无论他们是在纽约曼哈坦闹区或是在喜马拉雅高山上。

拉夫‧雷顿（Ralph Leighton）
2005年5月11日

中文版注：图瓦（Tuva）位于外蒙古西北方，在俄蒙之间，原属中国版图，旧时名称为唐努乌粱海。

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