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朗道的教程与费曼的讲义(1)
按:朗道的《理论物理教程》与费曼的《费曼物理学讲义》无疑是二位留给“物理人”的“礼物”。我没有什么特别深刻的领会,只有一些个人感想......
记忆中,第一次关注到朗道和费曼都是因为他们的堂堂仪表——原来物理学家里也有“偶像派”啊!
Лев Давидович Ландау
Richard Phillips Feynman
读书的时候,一位我非常敬重的、搞引力物理的老师曾陆续给我推荐了三本书:
1.苏联П.К.拉舍夫斯基的《黎曼几何与张量分析》(上下两册,高等教育出版社1955年出版)
2.Palle Yourgrau的《没有时间的世界》
3.朗道、栗弗席兹的《场论》
第一本书真的够老了,老得至今我只在网上见过它斑驳的封面......(现在即使它在我面前也读不动了......)
第二本书是关于爱因斯坦和库尔特·哥德尔(我非常关注的一位逻辑学宗师巨擘)的传记,介绍了许多二人在普林斯顿高等研究院的交往,特别讲到了哥德尔给出了爱因斯坦场方程的一个解(这就是书名的由来,至于详情请去看书)。但在老师推荐的时候,这本书只有在台湾出版的译版,图书馆里又没有,原版买不起啊。所幸电子工业出版社去年出版了它的大陆译版,看到之后想都没想就买了。
至于《场论》,果断就去图书馆“抢”(其实也没人跟我抢,找到的时候都布满灰尘了......)出来了。记得封面很素,是任朗与袁炳南翻译的老版,人民教育出版社1959年出的。前些年,逢光棍节打折,我又买了高等教育出版社的新版,很厚实(光棍节图书大甩卖说明光棍同志要多读书!)。
我至今都记得当我和老师谈到朗道的时候,老师眼中突然放出的光亮,话匣子打开后的滔滔不绝......我切身感受到了“朗道”这个名字在他们那一辈心目中的分量。
2008年,朗道诞辰百年(费曼诞辰九十周年),差点成为朗道学生的郝柏林院士写了篇《朗道百年》。据郝柏林院士回忆:基于十卷理论物理教程的一套考试(其实当时十卷还没有出齐)是成为朗道学生的“最低标准”,号称“朗道势垒”。
之所以叫“势垒”,就是因为你能量不高,就冲不过去呗!——别指望“隧穿”,没门!
但我倒认为朗道教程是一个“势阱”,因为它很快就把我俘获了。遗憾的是,直到今天我也只读了其中的《力学》、《场论》以及《量子力学(非相对论理论)》的一部分。当然在我接触的人里面,也没听说谁把十卷都读完了,毕竟谁会没事儿给自己找不自在呢?
然而,即使就这么点儿已经受用匪浅了。以《量子力学(非相对论理论)》来说,它的第一章关于“测量”的表述令我眼界大开,有当时笔记(同时参考了朗道和栗弗席兹的《理论物理简明教程》第二卷,李复龄译,高教社,1990版)为证(红色部分):
(1)原子现象的两个特点:质量极小的一些粒子在极短距离内所发生的现象。
(2)测不准原理在量子力学完备数学表述(矩阵力学+波动力学)中地位:测不准原理体现了其数学表述的物理内容!
“凡是一个更为普遍的理论,通常可用完整的逻辑形式表述出来,并且独立与那些作为它的极限情况的较窄理论。”
for example:
The relativity mechanics could be constructed on the basis of its foundational principles(special relativity: principle of invariance of light speed and principle of special relativity; general relativity: principle of equivalence and general relativity) without thinking of the Newtonian mechanics.
a problem:
建立无依赖于经典力学图象的量子力学概念体系,无法获得量子客体任何动力学特征量(such as path, velocity, momentum,...)
(3)测量的必要性
研究的首要目的在于获得量子客体的动力学信息,故:
“对于一个只包含量子客体的体系来说,势必不可能建立起任何逻辑上完全独立的力学。”
要求:同时存在一些物理客体,其在足够精确的范围内服从经典力学
——经典客体
Quantum Object $\rightleftharpoons$ Classical Object $\overset{output}{\rightarrow}$ information
by reciproity
经典客体——仪器 量子与经典客体之间的相互作用——测量
“量子力学中所谓的测量,我们总是把它理解为经典客体和量子客体之间的任一相互作用过程。这种过程的发生于任何观测者都毫无关系。”
Canclusion:
The measure on Q.M. is independent of observer.
仪器作为“足够精确范围内”服从经典力学的物理客体,不受制于固定的微观或宏观限制。
(4)量子力学的特殊性:包含作为极限情况的经典力学,在自身表述中需要这一极限情况。
......
朗道在这里从“测量”入手完全打消了量子世界的“神秘”。他老人家相当于告诉我们:一个微观粒子,你用盖革计数器去接收时就获得了粒子信息,用光屏去接收时就获得了波动信息(衍射或干涉图样),这都是作为经典客体的不同测量仪器与量子客体相互作用的结果。就好像战国时期公孙龙阐述的“离坚白”之论:一块石头,你用手去摸它,只能摸到它的“坚硬”,不能摸到它的“白色”;用眼睛去看它,只能看到它的“白色”,不能看到它的“坚硬”。如果你能心安理得地接受公孙龙的表述,那对微观粒子所谓的“波粒二象性”还有什么大惊小怪的呢?
反正读罢朗道,我是彻底服了。此后我要求自己把对量子力学乃至整个物理学的理解都建立在“测量”的基础上,抵制那些故弄玄虚的奇谈怪论!!!
......
PS: 明天要出门远足,回来接着写。下节预告:费曼与朗道“物理双子星”、费曼讲义、费曼与朗道对最小作用量原理的偏好、费曼与朗道的教学成果......附两人传记电影推介
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