這本書是許多關於Feynman的書中其中的一本..也是最新的一本
它的特色在於著重他對於物理的實際貢獻
和最有名的"別鬧了, 費曼先生"以及"你管別人怎麼想"著重在生活方面剛好互補
從他在物理留下的痕跡和特色..更能了解這位富含魅力的大師真實的想法和內心
這本書總結了一些Feynman的個人特色..在書中更是透過許多故事來印證
首先就是他對於這個世界的好奇心
他常說他能得到最重要的獎..就是了解世界是如何進作的
對他來說..了解事情背後的原因是第一原則..無關這問題在別人看起來是大還是小
再來就是他對於"了解"的定義是..你能用自己的方法去得到那個結果
對於問題他都偏好用自己的出發點去分析..這樣才有他個人的特色
著名的"Feynman Lectures on Physics"就是在這樣的風格下完成的
這套書的起源是..他用來準備給Caltech學生的一門基礎物理課
雖說是基礎..但內容都是他從自己觀點出發得到和傳統物理一樣結論的推論
對於新入門的學生太難..捧場的都是已經"懂過"一次這些物理的人
這也是這套書暢銷的原因..從物理直觀到數學推導一氣呵成..沒有多餘的旁支
他自己在物理方面的研究..也都是以獨特性和神奇的物理直覺著稱
然而這也造成他不喜歡去了解別人做的東西..他還是喜歡當獨行俠
如果用Von Neumann和愛因斯坦當基準的話
他是比較偏向前者的人..也就是不喜歡純理論的推導
他對於理論的認定是一定要能推導出個數字..能和實際世界有連結
這個傾向在他遇到他在Los Alamos的上司Hans Bethe後更是加深
他對於數字計算的能力在曼哈頓計劃裡貢獻許多
也讓他對於computer的興趣一直不減
在這些特色的背後..能讓他成為優秀物理學家的能力
除非超人的數學能力以外..就是對問題的專注力以及用不完的精力
獨樹一格的物理直覺更是讓他能超越別人的利器
書裡還是有提到一些他的個人生活
尤其在他第一任妻子Arline過世後 (他著名的愛情故事)
他不斷的和不同女人發生關係..試圖想彌補心中的空虛
經歷過一次失敗的再婚後..第三次婚姻竟然讓他變成了居家男人
只能說他的感情生活比B級電影還要誇張
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這本書的重點還是在於他在物理旅程上留下的痕跡
以下我試圖做一些重點整理..但對於越後期的物理越是超出我的理解範圍
他中學時期就已展現非凡的數理能力
大學進入MIT後..一開始想唸數學..但後來發現數學已和世界脫離太遠
便轉換跑道到物理..在大學新鮮人時期就已經挑戰研究所程度的課程
大四就能在Physics Review上發表paper
有趣的是..MIT的教授雖然都很喜歡他..但認為優秀的人應該多去不同的地方看看
讓更多物理領域的人認識他..對他未來的生涯發展會很有幫助
最後他研究所選擇了Princeton (那個時代受愛因斯坦在IAS影響很大)
他雖然對於物理的愛很廣..但他最熱中的還是量子力學
這也是書名為Quantum Man的由來吧
他研究所一開始研究的是傳統電磁學中就有的一個怪現象
因為電荷間的力隨平方成反比..所以在距離很近時會有無限大的東西跑出來
更進一步來說..電子自己會受自己的電場影響嗎? (self-energy problem)
為了解決這個問題..他做了許多大膽的嘗試
包含了假設帶正電的電子往時間回溯的話..會等於正常的電子
他甚至以研究生的身份..對驚人的聽者群講出這些想法
他們包含了Von Neunmann, Pauli, 和Einstein
然而後來遇到了瓶頸..他逐漸換去另一個題目
他著名的path integral formalism
這是用另一種不同的角度去看待量子力學 (他最喜歡獨特性)
除了可以得到原有量子力學就能得到的結論以外
可以提供在計算上的便利性..未來將開啟量子力學的另一扇大門
path integral formalism之於傳統量子力學
最簡單的類比例子就是描述光折射的物理
Snell's Law是傳統的描述
然而Fermat給了另一種不同的看法 (Fermat's Principle of Least Time)
他說光只是選擇走最短的距離而已
利用這個方法..可以得到和Snell's Law一樣的公式..但卻有不同的內涵
較接近但也較複雜的類比就是牛頓第二運動定律 (這應該也是Feynman靈感的來源)
牛頓告訴我們..力和加速度的關係..進而我們可以得出動能和位能轉換的公式
然而數學家們卻給了另一種想法..後來稱為Lagrange's Principle of Least Action
若定義Action為動能(T)減掉位能(U)在沿著某條path之積分值
則連結兩點的物理路徑會是擁有最小Action的那條!
這個分析牽涉到變分法..概念上該路徑也代表穩定的Action (如同微分等於0)
變分計算後的結果會和牛頓第二運動定律完全吻合
如同Fermat的看法似乎暗示著光在行進前會先算出最短路徑才前進
這似乎也暗示著物體會先算出最小Action才前進
然而如同Feynman強調的..這些只是數學表示方法..世界就是如此進作
真正有意義的地方在於..Least Action的表示法和座標軸無關
而path integral formalism也類似地讓量子力學脫離座標軸表示
所以可以較容易的整合相對論 (複雜的時間和空間相互影響)
最後形成量子電動力學 (QED)..但這是之後的故事了
他在博士論文在二次大戰和Arline生重病的狀況下完成
因為他急於找工作和Arline組成一個家庭
然而經過在Los Alamos重大壓力和繁重的工作
以及Arline的過世..讓他在二次大戰後經歷了人生低潮
大戰結束後..許多學校都要給他offer..包含了UC Berkley
但他選擇了Bethe在的Cornell
在克服低潮後..他又回頭專注在自己的path integral方法上
他成功地利用這個方法解決了先前解決不了的self-energy
雖然他後來還是一直認為他這裡的貢獻只是提供一種好的計算方法
可以用來避免無限大這種問題而已
但實際上他開啟了另一條道路..讓許多無法分析的問題變成可能
這也是QED的始祖 (量子交換理論以及相對論建起的電磁理論)
同時期間Schwinger和日本的朝永振一郎都提出了類似的理論
由Dyson證明他們三人的理論是等價的
這也讓他們在1965年一起獲頒諾貝爾獎
然而Feynman的方法最易懂又方便推導計算..也成為了這領域的標準表示法
在接下來的物理生涯中..他嘗試了許多新的領域
他喜歡較少人的路徑..因為這樣就不太需要唸太多過去的paper
他在超流體的研究..後來也對於超導體有滿大的啟發
不過也由於他很少follow別人的研究..他總是幾乎在主流外
但對他來說..題目是不分貴賤 (相對現在一窩蜂性質的學術界真是強烈對比)
他對世界的貢獻有滿多都來自他獨創的靈感和想法
不見得他都能去實現..但卻能對未來發展有精闢的指示
例如他很早就指出在我們世界底下有很大的空間可以使用
用atom等級的材料來儲存資料或製作處理器..都是很有可能的
還有運用量子力學原理製作出來的處理器可以達到傳統處理器做不到的事
他的先見之明常常都是對的
作者最後用一個故事作結尾..因為它最適合用來表達Feynman是怎麼樣的人
他生平最後得了癌症..但你常感覺不到他有生病的樣子
在他某一次要開大刀的前一個禮拜
以前有和他寫過某篇paper的人..突然去找他說有人說他們的paper有錯
但他找不出來..想問Feynman的意見
對於久遠又微不足道的小paper..Feynman依舊很認真的開始做了計算
對於四天後就要動大刀..很可能生命馬上就會結束的他
他仍然花了一整個下午在計算..只是單純停不下來..只是單純地想知道結果
人在面對死亡時才能看到真正的自己
於是我們看見了貨真價實的Feynman
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