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朗道的教程与费曼的讲义(2) 精选

已有 13740 次阅读 2014-6-14 16:32 |个人分类:六经注我|系统分类:人物纪事| 第一性原理, 费曼物理学讲义, 物理学世界观

 

朗道的教程与费曼的讲义(2)

 

按:远足归来,继续码字。估计篇幅较长,故分篇述之......

         

        不得不提到朗道一生中的两位“贵人”,一位是“哥本哈根学派”掌门人尼尔斯·玻尔,另一位是低温物理巨擘彼得·卡皮察。这两位恰好同出剑桥卡文迪许实验室卢瑟福老人家门下,与朗道有师生之谊,更有救命之恩:20世纪三四十年代,苏联正值“大清洗”,是卡皮察(玻尔也伸出援手)向莫洛托夫(当时苏共高层核心人物之一,外交人民委员)以全家性命作保从内务人民委员部(“大清洗”的主要执行部门)的枪口下救下朗道,此后朗道便被“圈养”在卡皮察的物理问题研究所(其实,朗道也不“冤”,他一直是个“不同政见者”,只不过没有萨哈罗夫与伽莫夫那么好的运气罢了......);1962年,朗道遭遇一场严重车祸,是玻尔不顾冷战铁幕封锁,调配一流医疗资源送到苏联又保住朗道一命。

Пётр Леонидович Капица

Niels Bohr

   我以为,两位“贵人”对朗道最重大意义在于“道统”的传承,他们的言传身教使得朗道在自身承袭的“俄罗斯数理科学传统”的基础上吸收了“英国经验传统”与“欧陆实证传统”。我也很自然地把朗道视为“哥本哈根学派”的一员,即使他没有赶上玻恩、海森伯以及狄拉克的好时候......

   这些“道统”加上朗道本人孤傲的性格,表现在他的理论物理教程里就是逻辑上的高度严谨与数学上的高度精炼。比如他的《力学》,就是我见过的最简洁的理论物理力学教材。

   实话实说,阅读朗道的教程必须要经历一番折磨才能获得思维上的愉悦,任何浅尝辄止,浮光掠影的读法最终都会导致读者怀疑自己的智商(就像读维特根斯坦的《逻辑哲学论》和《哲学研究》一样)。这也是我以为读朗道教程属于“没事儿自己给自己找不自在”的原因。

   朗道不是说过吗——理论物理是一门高深的学问,不是普通人可以染指的!我就属于他说的普通人集合,所以经常对他老人家的创见大惊小怪,自以为看懂了,还自得其乐......

 

   当然,也有那种试图为所有人敞开大门的“物理学”——《费曼物理学讲义》。

   第一次与“费曼”亲密接触是读了中山大学关洪老师翻译的《物理定律的本性》(The Character of Physical Law)。当时只觉得这本书是老霍《时间简史》一类的消遣之物,然后就发现这哥们很好玩儿——比朗道容易让人亲近些。得知他有讲义传世后,二话不说买了!

   我买的是上海科学技术出版社的版本,后来发现有影印版,太贵就算了。

   当时我对我们的“普物”教材颇有微词,比如那个《热学》(考虑到成书的时代背景,我就不说是谁编的了......)竟然还有这样的论述:

   “放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径(指明这一途径,将是以后自然科学的课题)转变为另一种运动形式,在这种运动形式中,它能够重新集结和活动起来。”

    我不想去讨论这种说法有没有价值。我只是认为这种“恩格斯说”不应该出现在严肃的物理学教材中(当然,恩格斯他老人家关于能量守恒定律与动量守恒定律适用条件的阐述还是相当精辟的!)。

   正是由于种种“不满”,使得我开始把“普物”教材拿来和费曼讲义进行对照阅读。“看看费曼是怎么说的”便成了我的一个习惯。

   

   其实现在看来,费曼在“讲义”里那些讨好学生的“花样儿”只不过是美国佬教学文本的“循例”,在这一点上《伯克利物理学教程》等都做得挺好的。(据说,即使这样选费曼课的学生还是越来越少,弄得Caltech物理系只好找研究生和“青椒”来撑场面。)

  我以为费曼讲义最独特的价值在于试图为读者建立一副清晰的物理世界图景,或者说“物理学的世界观”。他老人家告诉我们(据说是他爹教给他的):物理学是关于自然或宇宙的描述,如果你只是记住了几个专业术语名词,你并不真正懂得它!!!

   在费曼女儿编纂的《费曼手札》(The Letters of Richard P.Feynman)记录了费曼这样一个习惯:他总是喜欢写出(在脑子里面)所看到对象的作用量函数,比如一片树叶、一辆飞驰而过的汽车......我猜想,这也许就是费曼“懂得”的标准。

   

   讲义中关于“物理学的世界观”,费曼是这样说的:

   “假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话传给下一代,那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息呢?我相信这句话是原子的假设(或者说原子的事实,无论你愿意怎样称呼都行):所有的物体都是用原子构成的——这些原子是一些小小的粒子,它们一直不停地运动着。当彼此略微离开时相互吸引,当彼此过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一下,你就会发现,这一句话中包含了大量的有关世界的信息。

   我的理解是这句话表面上说的是“分子运动论”里的“原子”或“分子”(不单是物质结构意义上的原子,泛指一切微观粒子),其实还要包括化学意义上的“原子”与“分子”,甚至还可以上溯到德谟克利特意义上的“原子”,只有这样才能“包含大量的有关世界的信息”。其实这正是所谓的“第一性原理”(The first Principle)——近代物理以来关于“世界”最基本的假设,现在正是凝聚态物理和计算物理领域的最爱。

    朗道说:一切从“测量”出发!

    费曼说:一切从“原子”出发!

    这就是物理学的“实事求是”......

 

下节提示:朗道与费曼最小作用量原理



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