2017.11.09

大名鼎鼎的費(fèi)曼洪添，第一段婚姻非常的韓劇曲尸，總結(jié)他的一生就是，對一切都充滿好奇比肄。

前言

像一切人類奮斗領(lǐng)域一樣快耿，科學(xué)是由人推動的活動，同樣受著風(fēng)尚和一時(shí)的興致的支配芳绩。

科學(xué)也是時(shí)尚的

在以往的幾個(gè)世紀(jì)里牛頓就是這樣的偶像掀亥。牛頓是紳士型科學(xué)家的體現(xiàn)——他與權(quán)貴有一張關(guān)系網(wǎng)，虔信宗教妥色，不慌不忙铺浇，做事井井有條。

牛頓是最早的偶像

理查德·費(fèi)曼成了20世紀(jì)后期物理學(xué)的偶像——他是第一個(gè)到達(dá)這種位置的美國人垛膝。費(fèi)曼于1918年生于紐約鳍侣，在東岸受教育。

費(fèi)曼是最新的科學(xué)明星

費(fèi)曼從這些基礎(chǔ)出發(fā)吼拥，幫助建成了新物理學(xué)的第一層倚聚。他的貢獻(xiàn)觸及新物理學(xué)的幾乎每一角落，并且對物理學(xué)家思考自然和宇宙的方式有深刻而持久的影響凿可。

曾看過費(fèi)曼如何把橡膠圈浸到冰水中以解釋挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)災(zāi)難事故的人惑折，誰也不會懷疑他既擅長表演又是一個(gè)非常實(shí)際的思想家。

既擅長理論枯跑，又擅長演講惨驶。

起初，費(fèi)曼是以他在亞原子粒子理論方面的工作敛助，特別是由于量子電動力學(xué)（其英文縮寫為QED）這門學(xué)科而贏得聲譽(yù)的粗卜。事實(shí)上，量子理論正是從這門學(xué)科開始的

從事量子電動力學(xué)研究

正是費(fèi)曼瀟灑的生活態(tài)度（一般地）和搞物理的態(tài)度（特別地）纳击，使他成為這樣優(yōu)秀的一位教師：他很少有時(shí)間正式講課续扔，甚至很少有時(shí)間指導(dǎo)他的博士生。

在20世紀(jì)60年代初焕数，人們勸費(fèi)曼給加州理工學(xué)院的一年級和二年級學(xué)生開一門物理入門課程纱昧。他以他特有的大張聲勢和他那種沒法模仿的不拘禮節(jié)、風(fēng)趣和不落俗套的幽默的混合方式開了這門課堡赔。幸運(yùn)的是识脆，這些無價(jià)的講演用書本形式為后人留了下來。

費(fèi)曼的所謂量子力學(xué)的路徑積分方法或?qū)v史求和方法，把這個(gè)卓越的想法加工成一個(gè)數(shù)學(xué)的常規(guī)程序灼捂。

給加州理工學(xué)院的普通學(xué)上開物理課离例，留下了這本講義

特別序言（選自費(fèi)曼《物理學(xué)講義》）

除了表演才能之外，費(fèi)曼的教學(xué)技巧并不復(fù)雜纵东。我們在加州理工學(xué)院檔案庫保存的文件里找到了說明他的教學(xué)理念的一段概括性的話粘招，這是他1952年在巴西時(shí)為自己匆忙寫下的一張便箋：

“首先要搞清楚你為什么要學(xué)生學(xué)這個(gè)專題啥寇，以及你要他們知道哪些東西偎球，至于用什么方法就或多或少由常識給出了〖穑”

做事有條有理

第一章運(yùn)動著的原子

科學(xué)的原則（或簡直可以說是科學(xué)的定義）是衰絮，實(shí)驗(yàn)是一切知識的檢驗(yàn)者。實(shí)驗(yàn)是判斷科學(xué)“真理”的惟一標(biāo)準(zhǔn)磷醋。但是知識的源泉又是什么呢猫牡？要檢驗(yàn)的各個(gè)定律來自何處？實(shí)驗(yàn)本身有助于產(chǎn)生這些定律邓线，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)給我們以提示淌友。但是，要從這些提示概括出一般化的準(zhǔn)則骇陈，猜測隱藏在它們下面的奇妙震庭、簡單而又陌生的圖像，然后再做實(shí)驗(yàn)來再次檢驗(yàn)我們猜得對不對你雌，還需要有想像力器联。

科學(xué)除了實(shí)驗(yàn)，最重要的是想象力

這個(gè)想象過程非常不容易婿崭，使得物理學(xué)中產(chǎn)生了分工：有一些理論物理學(xué)家拨拓，他們只管想象、推導(dǎo)和猜測新的物理定律氓栈，但是不做實(shí)驗(yàn)渣磷；還有一些實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，他們做實(shí)驗(yàn)授瘦、想象幸海、推演而且猜測。

理論物理學(xué)家負(fù)責(zé)想象

我們說過奥务，自然定律是近似的：我們先發(fā)現(xiàn)“錯(cuò)”的定律物独，然后再發(fā)現(xiàn)“對”的定律。

那么氯葬，一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果怎么能錯(cuò)呢挡篓？只能是由于不精確。例如，一個(gè)物體的質(zhì)量似乎永遠(yuǎn)是不變的：一個(gè)陀螺旋轉(zhuǎn)和靜止時(shí)一樣重官研。于是一條“定律”便出臺了：質(zhì)量是個(gè)常量秽澳，與速率無關(guān)。

現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)戏羽，這條“定律”是不正確的担神。質(zhì)量是隨速度的增大而增大的，但是要質(zhì)量有明顯的增大始花，則要求速度接近于光速妄讯。

正確的定律是：如果一個(gè)物體以小于每秒一百多千米的速率運(yùn)動，其質(zhì)量在百萬分之一的精度內(nèi)是不變的酷宵。

如何發(fā)現(xiàn)定律亥贸？定律也是要有精度的

如果在某次大災(zāi)難中，所有的科學(xué)知識都將被毀滅浇垦，只有一句話能夠傳給下一代人炕置，那么，怎樣的說法能夠以最少的詞匯包含最多的信息呢男韧？

我相信那就是原子假說（或原子事實(shí)朴摊，或隨便你叫它什么名字），即萬物都由原子構(gòu)成此虑，原子是一些小粒子甚纲，它們永不停息地四下運(yùn)動，當(dāng)它們分開一個(gè)小距離時(shí)彼此吸引寡壮，而被擠到一堆時(shí)則相互排斥贩疙。只要稍微想一想，你就會看到况既，在這句話里包含關(guān)于這個(gè)世界的極大量的信息这溅。

原子假說，萬物由原子構(gòu)成棒仍，是最重要的信息

現(xiàn)在這滴水已經(jīng)有20千米大了悲靴，如果我們非常貼近地看，就會看到某種擠在一堆的東西莫其，它們不再有光滑的外表了癞尚，看起來像是從很遠(yuǎn)的距離外看到的足球比賽時(shí)場上的一堆人。

原子的半徑為1到2×108cm乱陡。

108cm現(xiàn)在叫做1?（這僅是另一個(gè)名稱而已）浇揩，因此我們說它們的半徑是1?到2?。另一個(gè)記住原子大小的方法是：如果把一個(gè)蘋果放大到地球那么大憨颠，那么蘋果里的原子就近似是原來的蘋果那么大胳徽。

蘋果和地球积锅，就是原子和蘋果的比例

假設(shè)我們降低水滴的溫度，使水里的原子养盗、分子的振動逐漸減弱缚陷。我們知道，原子之間是有吸引力的往核，因此過了一會兒箫爷，它們就不會振動得像原來那么歡了。圖14表示的是在很低的溫度下將發(fā)生的情況：分子被鎖定在一種新的型式中聂儒，這就是冰

為什么冰融化時(shí)體積會縮小虎锚。圖中示出的冰的具體的結(jié)晶圖樣中有許多“孔”，真實(shí)的冰的結(jié)構(gòu)也是這樣的薄货。當(dāng)這種組織瓦解時(shí)翁都，這些空可以被分子占據(jù)碍论。絕大多數(shù)簡單物質(zhì)谅猾，除水和活字合金外，都在熔化時(shí)膨脹鳍悠，因?yàn)樵诠虘B(tài)晶體中税娜，原子是密集堆積的，熔化時(shí)需要更大的空間供原子活動藏研，但是一個(gè)張開的結(jié)構(gòu)則會塌縮敬矩，像水的情形。

水如何結(jié)冰

一個(gè)分子能夠離開水面蠢挡，是由于它偶然積累了比平常多一點(diǎn)的能量弧岳，使它能夠擺脫鄰近分子的吸引。這樣业踏，由于離開的分子帶走的能量多于平均能量禽炬，留下的分子的運(yùn)動平均起來就比原來要弱。因此液體蒸發(fā)時(shí)就逐漸變冷勤家。

如果我們在水面上吹風(fēng)腹尖，使蒸發(fā)的分子數(shù)一直占優(yōu)勢，水就會涼下來伐脖。因此热幔，要使湯涼就得不停地吹！

水蒸發(fā)帶走熱

不只是水分子進(jìn)入空氣讼庇，時(shí)不時(shí)也有氧分子或氮分子進(jìn)入水里绎巨，“迷失”在大量的水分子中。這樣空氣就溶解在水里蠕啄，氧分子和氮分子盡力擠入水中场勤，而水里將含有空氣。如果我們突然從容器中抽走空氣，那么空氣分子從水里出來就要比進(jìn)去更快却嗡，這樣就產(chǎn)生了氣泡舶沛。你可能已知道，這對潛水員是不好的窗价。

潛水病怎么回事如庭，水里的空氣分子出來了

嚴(yán)格說來，晶體不是由原子構(gòu)成撼港，而是由所謂離子構(gòu)成的坪它。離子是一個(gè)帶有幾個(gè)額外的電子或失去幾個(gè)電子的原子。

原子是很特別的：它們喜歡某些特定的伙伴帝牡，某些特定的方向往毡，等等。物理學(xué)的任務(wù)就是要分析每個(gè)原子為什么想要它所要的東西靶溜。

物理學(xué)關(guān)注原子為什么這樣結(jié)合

有一個(gè)氧分子跑到碳這邊來开瞭，每個(gè)氧原子可以結(jié)識一個(gè)碳原子，然后雙雙以一種新的組合形式——碳氧（CarbonOxygen）組合——飛走罩息，這是一種氣體分子嗤详，叫做一氧化碳，給它一個(gè)化學(xué)符號CO瓷炮。

在這個(gè)過程中葱色，氧原子來時(shí)可以只攜帶很少的能量，但是氧和碳卻瘋狂地嚙合在一起娘香，引起巨大的騷亂苍狰，近旁的每件東西都從它那里得到能量。于是就產(chǎn)生了大量的分子運(yùn)動的能量——分子的動能烘绽。當(dāng)然淋昭，這就是燃燒；我們從氧和碳的結(jié)合中得到熱量诀姚。熱量通常以熱氣體的分子運(yùn)動的形式存在响牛，但在有些情形下，熱量大到足以發(fā)光赫段⊙酱颍火焰就是這樣產(chǎn)生的。

一氧化碳生成糯笙，產(chǎn)生熱量贬丛，出現(xiàn)火焰

在氧和碳結(jié)合時(shí)，同時(shí)又碰巧和一個(gè)一氧化碳分子相撞给涕。一個(gè)氧原子可以把自己結(jié)合到一個(gè)CO分子上豺憔，最終形成一個(gè)新分子额获，它由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子組成，用CO2表示

氧氣足夠多恭应，會產(chǎn)生二氧化碳

如果我們在一個(gè)氧氣稀少的快速反應(yīng)中燃燒碳抄邀，就會生產(chǎn)相當(dāng)數(shù)量的一氧化碳（例如在汽車發(fā)動機(jī)中，那里的爆燃快得來不及生成二氧化碳）昼榛。

氧氣不足境肾，就是一氧化碳

第二章基礎(chǔ)物理學(xué)

這套方法由觀察、推理和實(shí)驗(yàn)構(gòu)成胆屿，我們稱之為科學(xué)方法奥喻。

我們可以把組成這個(gè)“世界”的這些運(yùn)動事物的復(fù)雜組合，想象成天神們下的一盤巨大的象棋[5]非迹，而我們是這局棋的觀眾环鲤。我們不知道弈棋的規(guī)則，允許我們做的就是觀看這場棋賽憎兽。

當(dāng)然冷离，如果我們看的時(shí)間夠長，我們終歸能看出幾條規(guī)則來唇兑。這些弈棋規(guī)則就是我們所說的基礎(chǔ)物理學(xué)酒朵。

但是桦锄，即使我們知道每一條規(guī)則扎附，我們也可能不懂在棋賽中為什么要走具體某一步棋怎么判別我們“猜”出來的這些規(guī)則實(shí)際上是否正確呢？大致有三個(gè)辦法结耀。

第一留夜，可能有這樣的情況，大自然安排得（或我們把大自然安排得）比較簡單图甜，組成部分很少碍粥，從而我們能夠精確預(yù)言將要發(fā)生的事，于是可以檢驗(yàn)我們的規(guī)則工作得好不好黑毅。

第二個(gè)檢驗(yàn)規(guī)則的好辦法嚼摩，是通過由那些已知規(guī)則推導(dǎo)出來的更一般性的規(guī)則來檢驗(yàn)?zāi)切┮?guī)則自身

從基礎(chǔ)物理的角度來看，最有趣的現(xiàn)象當(dāng)然是那些新情況矿瘦，那些老規(guī)則不適用的情況枕面，

而不是老規(guī)則適用的情況！這是我們發(fā)現(xiàn)新規(guī)則的途徑缚去。

第三種判別我們的觀念是否正確的辦法比較粗糙潮秘，但可能是三種方法中最有力的，那就是粗略近似的方法易结。

我們可能說不出為什么阿廖欣[7]要走具體的這一步棋枕荞，但是我們也許多少能大致看出柜候，他正在把他的棋子調(diào)集到王的周圍來保護(hù)它，因?yàn)檫@是在這種情況下該做的明智的事躏精。

我們?nèi)绾翁骄渴澜缫?guī)律這盤大棋的規(guī)則渣刷，和如何下

歷史上的一些進(jìn)行統(tǒng)一的例子如下。

首先矗烛，是熱學(xué)和力學(xué)的統(tǒng)一飞主。

另一次極大規(guī)模的統(tǒng)一是發(fā)現(xiàn)了電、磁和光之間的關(guān)系高诺，弄清楚了它們是同一事物即我們今天所稱的電磁場的不同側(cè)面碌识。

另一次統(tǒng)一是化學(xué)現(xiàn)象（各種物質(zhì)的各種性質(zhì)）和原子的行為的統(tǒng)一，這發(fā)生在量子化學(xué)中虱而。

歷史上三次統(tǒng)一的解釋

1920年前筏餐，我們的世界圖像大致是這樣的：宇宙活動的舞臺是歐幾里得幾何描繪的三維空間，事物在叫做時(shí)間的媒質(zhì)中變化牡拇。

舞臺上的基本元素是粒子魁瞪，例如原子，它們具有若干屬性惠呼。頭一個(gè)屬性是慣性：如果一個(gè)粒子在運(yùn)動导俘，它將繼續(xù)沿同一方向運(yùn)動下去，除非它受到力的作用剔蹋。

于是第二個(gè)基本元素就是力旅薄，當(dāng)時(shí)以為有兩種：第一種力是一種極其復(fù)雜、細(xì)致的相互作用力

另一種當(dāng)時(shí)已知的力是一種長程相互作用泣崩，一種變化平緩的少梁、悄悄的吸引力，與距離的平方成反比變化矫付，叫做萬有引力

原子之間的相互作用的終極原因是電的作用凯沪。由于這個(gè)力是如此之大，一切正電荷和一切負(fù)電荷通常會結(jié)合成一個(gè)盡可能緊密的組合买优。

于是我們就得到兩條規(guī)則：（1）電荷產(chǎn)生一個(gè)電場妨马，（2）電場中的電荷會受到力的作用而運(yùn)動。

世界中的相互作用力杀赢、萬有引力和電磁力

一種波與另一種波的惟一真正的差別就在于振蕩的頻率烘跺。

如果我們把頻率增加到每秒500千周或1000千周（1千周=1000周），那就是無線電廣播所用的頻率范圍葵陵。

如果我們再度提高頻率液荸，我們就進(jìn)入了調(diào)頻廣播和電視所用的波段。頻率進(jìn)一步增高就是短波脱篙，例如雷達(dá)用的波娇钱。頻率再高伤柄，就不需要儀器來“看”這些波了，我們可以用肉眼來看文搂。在5×1014～5×1015周/秒的頻率范圍內(nèi)适刀，我們的眼睛能夠看見帶電梳子的振蕩，只要我們能夠把梳子搖得這么快煤蹭。我們將看到紅光笔喉、藍(lán)光或紫光，依它們的頻率而定硝皂。

波的頻率常挚，如何達(dá)到可見光

在1920年前的那幾年，愛因斯坦已經(jīng)改變了把空間看作三維空間稽物、把時(shí)間看作與空間分離的單獨(dú)存在的圖像奄毡，首先是把空間和時(shí)間組合在一起，叫做時(shí)空贝或，然后更進(jìn)一步用彎曲的時(shí)空表示萬有引力吼过。

于是，宇宙的舞臺就變?yōu)闀r(shí)空咪奖，而引力則可認(rèn)為是時(shí)空的一種改變盗忱。

愛因斯坦把空間和時(shí)間結(jié)合起來，用彎曲是空表示萬有引力

量子力學(xué)中有一條定則是羊赵，不可能同時(shí)既知道一樣?xùn)|西在什么地方趟佃，又知道它運(yùn)動得多快。

量子力學(xué)誕生慷垮，不能同時(shí)知道位置和速度

量子力學(xué)帶來的另一個(gè)科學(xué)觀念和科學(xué)哲學(xué)上的最為有趣的變化是：在任何情況下都不可能精確預(yù)言將會發(fā)生的事情揖闸。

量子佛學(xué)這種東西應(yīng)運(yùn)而生

因此量子力學(xué)把場及其波的概念和粒子的概念統(tǒng)一起來，成為一個(gè)統(tǒng)一體料身。

的確，當(dāng)頻率低時(shí)衩茸，現(xiàn)象的場的一面更明顯芹血，或者是一種更有用的通過日常經(jīng)驗(yàn)對現(xiàn)象的近似描述。但是隨著頻率增高楞慈，對于我們通常用來進(jìn)行測量的儀器幔烛，現(xiàn)象的粒子的一面就變得更明顯。

波和粒子是兩種表現(xiàn)

我們有了一種新粒子囊蓝，加入到電子饿悬、質(zhì)子和中子的行列中。這種新粒子叫做光子聚霜。這種對電子和質(zhì)子之間的相互作用的新看法叫做量子電動力學(xué)狡恬，它就是電磁理論珠叔，但是其中一切內(nèi)容在量子力學(xué)上都是正確的

費(fèi)曼的本行

今天我們已經(jīng)知道大約有30種粒子，很難理解所有這些粒子之間的關(guān)系：大自然要這些粒子做什么弟劲？

為什么祷安？

什么是“零質(zhì)量”？這里說的質(zhì)量是粒子靜止時(shí)的質(zhì)量兔乞。一個(gè)粒子具有零質(zhì)量意味著它不能靜止汇鞭。光子是永遠(yuǎn)不會靜止的，它總是以每秒300000千米的速度運(yùn)動庸追。

不停的光速運(yùn)動霍骄，所以沒有質(zhì)量

事實(shí)上，粒子之間的相互作用似乎僅有四種淡溯，按照強(qiáng)度減小的順序腕巡，它們是：核力，電相互作用血筑，β衰變相互作用和引力绘沉。

粒子間的作用力

這就是今天物理學(xué)面臨的情況〔蜃埽總結(jié)一下车伞，我可以這樣說：在原子核外，看來什么都知道了喻喳；在原子核里面另玖，量子力學(xué)是成立的——還沒有發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)的原理在那里失效。

粒子內(nèi)部還沒搞清楚

第三章物理學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系

事實(shí)上表伦，物理學(xué)是過去所稱的自然哲學(xué)在今天的等當(dāng)物谦去，現(xiàn)代科學(xué)的大部分來自于自然哲學(xué)。

物理學(xué)幾乎就是自然哲學(xué)

一件事情不是科學(xué)蹦哼，這并不一定是壞事鳄哭。例如，愛就不是科學(xué)纲熏。

那愛是什么妆丘？

所有的蛋白質(zhì)并不都是酶，但是所有的酶都是蛋白質(zhì)局劲。

蛋白質(zhì)是非常有特征的生命物質(zhì)：首先勺拣，它們組成了所有的酶；其次鱼填，它們構(gòu)成了大部分其余的生命物質(zhì)药有。蛋白質(zhì)具有很有趣而簡單的結(jié)構(gòu)。

蛋白質(zhì)很有趣

天文學(xué)比物理學(xué)更古老苹丸。事實(shí)上愤惰，正是表明了恒星和行星的運(yùn)動的奇妙的簡單性才使物理學(xué)得以發(fā)軔苇经，對它的理解是物理學(xué)的開始

天文學(xué)極其古老，催生物理學(xué)

正是氫核的“燃燒”給太陽提供了能量羊苟；在這個(gè)過程中氫核轉(zhuǎn)變?yōu)楹ず怂芰辍６以谛求w中心，從氫最終制造出各種化學(xué)元素蜡励。構(gòu)成我們的身體的材料令花，是在某個(gè)星球上一次“烹制”好后噴射出來的。我們是怎么知道的呢凉倚？因?yàn)橛幸粋€(gè)線索兼都。不同的同位素的比例——C12占多少，C13占多少稽寒，等等扮碧，是化學(xué)反應(yīng)改變不了的，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)對兩種同位素是相同的杏糙。

它們的比例完全是核反應(yīng)的結(jié)果慎王。通過考察這些熄滅了、冷卻了的爐灰（我們自己就是這種產(chǎn)物）中各種同位素的比例宏侍，我們就能夠發(fā)現(xiàn)制造組成我們身體的材料的火爐是什么樣子

身體的材料來自某個(gè)恒星的聚變

精神分析并不是一門科學(xué)：它充其量是一個(gè)醫(yī)療過程赖淤，也許更像是巫醫(yī)。

武術(shù)

精神分析并沒有用實(shí)驗(yàn)仔細(xì)檢驗(yàn)過谅河，無法給出一張清單咱旱，在多少例中它有效，多少例它無效绷耍，等等吐限。

這三條守恒定律的第一條是電荷守恒定律，它的意義只不過是褂始，數(shù)一下有多少個(gè)正電荷和負(fù)電荷诸典，將正電荷的數(shù)目減去負(fù)電荷的數(shù)目，結(jié)果的數(shù)字永遠(yuǎn)不變病袄。

另外兩條定律和這一條類似搂赋，其中一條叫做重子數(shù)守恒。有一些奇怪的粒子益缠，例如中子和質(zhì)子，它們叫做重子基公。在自然界的任何反應(yīng)中幅慌，如果數(shù)一數(shù)有多少個(gè)重子進(jìn)入一個(gè)過程，那么過程結(jié)束時(shí)的重子的數(shù)目[14]將相同轰豆。

另一條守恒律是輕子數(shù)守恒胰伍。屬于輕子的粒子是電子齿诞、μ子和中微子。還有一個(gè)電子的反粒子骂租，即正電子祷杈，其輕子數(shù)為1。數(shù)一數(shù)參加一個(gè)反應(yīng)的輕子的總數(shù)渗饮，表明反應(yīng)開始前和結(jié)束后的數(shù)目不變但汞，至少迄今所知是這樣。

三條守恒定律

如果它可以在熱核反應(yīng)中受到控制互站，那么可以證明私蕾，每秒從大約10升水中得到的能量就等于整個(gè)美國的發(fā)電功率，也就是說胡桃，每分鐘用600升水踩叭，就有了足夠的燃料來供應(yīng)今天美國所用的全部電能！

可控核聚變翠胰，至今未實(shí)現(xiàn)

第五章萬有引力理論

開普勒首先發(fā)現(xiàn)容贝，每個(gè)行星是沿一條叫做橢圓的曲線環(huán)繞太陽運(yùn)行的，太陽是這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)之景。

用更數(shù)學(xué)的話來說斤富，橢圓是與兩個(gè)固定點(diǎn)（焦點(diǎn)）的距離之和為常數(shù)的所有的點(diǎn)的軌跡强法『蓿或者，如果你愿意的話硝清，也可以說它是一個(gè)壓扁的圓（圖51）屋谭。

開普勒第二個(gè)觀察結(jié)果是脚囊，行星不是以均勻的速率環(huán)繞太陽運(yùn)行，它們離太陽越近桐磁，就運(yùn)動得越快悔耘，離太陽越遠(yuǎn)，就運(yùn)動得越慢

開普勒第三定律發(fā)現(xiàn)得要晚得多我擂；這條定律和前兩條屬于不同的類型衬以，因?yàn)樗恢皇巧婕皢蝹€(gè)行星，而是把各個(gè)行星的運(yùn)動聯(lián)系起來校摩。這條定律說看峻，在比較任何兩個(gè)行星的軌道周期和軌道大小時(shí)，周期正比于軌道大小的3/2次方衙吩。在這句話里互妓，周期是指行星繞其軌道走完整整一圈的時(shí)間間隔，而軌道大小則是橢圓軌道的最大直徑（更專門的術(shù)語叫長軸）。更簡單些冯勉，如果行星是按圓形軌道運(yùn)行（它們近似就是這樣的）澈蚌，那么繞圓周走一圈所需的時(shí)間同直徑（或半徑）的3/2次方成正比。

開普勒三定律

當(dāng)開普勒發(fā)現(xiàn)這些定律時(shí)灼狰，伽利略正在研究運(yùn)動定律宛瞄。

伽利略發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有關(guān)運(yùn)動的非常值得注意的事實(shí)，它對理解開普勒的諸定律是必不可少的交胚，那就是慣性原理

伽利略發(fā)現(xiàn)慣性原理

牛頓進(jìn)一步明確了這個(gè)想法份汗，他說改變物體運(yùn)動的惟一方法是施之以力。

牛頓力學(xué)定律

牛頓是一個(gè)對事物中的普遍性有很強(qiáng)的感覺的人承绸，他當(dāng)然會假設(shè)裸影，這個(gè)關(guān)系不只是適用于太陽拉住行星，而是可以更普遍地應(yīng)用军熏。

牛頓的萬有引力定律

引力定律解釋了許多以前不理解的現(xiàn)象轩猩。例如月亮對地球的引力引起潮汐，這在那時(shí)還是一個(gè)謎荡澎。

實(shí)際的機(jī)制是均践，月球?qū)Φ厍蚝蛯λ囊υ谥行奶帯捌胶狻保歉拷虑虻乃艿降囊Υ笥谄骄的︶＃x月球更遠(yuǎn)的水受到的引力小于平均值彤委。而且，水可以流動而更剛硬的地球則不能或衡。真實(shí)的情況是這兩件事的結(jié)合焦影。

萬有引力解釋潮汐

看到木星的月亮需要一些時(shí)間，因?yàn)楣鈴哪拘莵淼降厍蛐枰獣r(shí)間封断。當(dāng)木星離地球較近時(shí)斯辰，這個(gè)時(shí)間短一些；當(dāng)木星離地球較遠(yuǎn)時(shí)坡疼，這個(gè)時(shí)間長一些彬呻。這就是這些月亮隨著它們是接近還是遠(yuǎn)離地球，而稍微超前或稍微推遲出現(xiàn)的原因柄瑰。這個(gè)現(xiàn)象表明光不是即時(shí)傳播的闸氮，并且提供了光速的第一個(gè)估計(jì)值。這是在1676年完成的教沾。

觀察木星和月亮蒲跨，發(fā)現(xiàn)光的速度問題

愛因斯坦提出了種種論據(jù)，表明我們不能以快于光速的速率發(fā)送信號授翻，因此引力定律一定是錯(cuò)了财骨。

在愛因斯坦的相對論中镐作，任何具有能量的東西也具有質(zhì)量——這里質(zhì)量的意義是藏姐，它能受到引力的吸引隆箩。即使是光，因?yàn)樗心芰扛嵫睿灿幸粋€(gè)“質(zhì)量”捌臊。當(dāng)一束含有能量的光經(jīng)過太陽附近時(shí)，它會受到太陽的吸引兜材，于是光不走直線理澎，而是被偏轉(zhuǎn)。例如曙寡，在日蝕時(shí)糠爬，太陽周圍的星星看起來好像是從如果太陽不在那里時(shí)它本應(yīng)在的位置移開了，這個(gè)現(xiàn)象已經(jīng)被觀察到了举庶。

光會被太陽吸引

第六章量子行為

我們的結(jié)論如下：電子以顆粒的形式到達(dá)执隧，像粒子一樣；而這些顆粒到達(dá)的概率分布則像是一個(gè)波的強(qiáng)度分布户侥。正是在這個(gè)意義上镀琉，我們說“一個(gè)電子的行為有時(shí)像一個(gè)粒子，有時(shí)像一個(gè)波蕊唐∥菟ぃ”

波粒二象性

理查德·費(fèi)曼生平

他不僅是一位物理學(xué)家，在不同的時(shí)期替梨，他還是收音機(jī)修理工钓试、開鎖匠、藝術(shù)家副瀑、舞蹈家弓熏、手鼓表演者、甚至還是瑪雅象形文字的翻譯家俗扇。他是一個(gè)模范的經(jīng)驗(yàn)主義者硝烂，永遠(yuǎn)對身邊的世界感到好奇。

對一切充滿好奇

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