費曼序

 本書的內容是我在加州理工學院對大一和大二同學的物理課演講。當然,書中內容並非當時演講的逐字紀錄,其間或多或少經過了一些編輯。這些講演只是整個課程的一部分。

 這些演講的用意原是為了解決一個滿特殊的問題,這個問題就是如何維持大學新生對物理的興趣。他們從高中畢了業,進到加州理工學院來上大學,對物理非常熱中,又相當聰明。他們入學之前已經聽說過物理這門科學是多麼的刺激有趣,裡面有相對論、量子力學、以及各式各樣的時髦觀念。

 不過他們在修了兩年的舊物理課程之後,許多同學就已經變得非常沮喪。因為從那種課程裡面,他們很少聽到了不起的現代新觀念。他們所學習的淨是些斜面、靜電學之類的東西。兩年下來,同學們反而變得麻木了。因此當時我們所面對的問題是:能否設計出另一套新課程來,以便使得程度較高、較有興致的同學維持其熱忱。

 在開始講這些課時,我假定同學離開高中之前,已經具備某些基本知識,例如幾何光學、簡單的化學觀念等等。另外我也不認為有任何理由,須把所有演講安排成一定的次序。也就是說,如果演講內容有一定的順序,那麼我在仔細討論某個概念之前,就不允許先去提到它。事實上,我會在沒有完整說明的情況下,多次先去提到以後要講的東西,然後等到一切準備妥當、時機成熟後,才進一步做詳盡的討論。例如電感、能階的討論,首先都有一些定性的介紹,以後才會比較完整的去講解。

 我自己覺得,就物理而言,第一年的課程令人相當滿意。第二年講完電與磁之後,有人建議或許介紹一些量子力學可能是不錯的主意,這也就是你看到的《費曼物理學講義》第III卷。

 大家都明白,希望主修物理的同學,大可以等到三年級才修量子力學。但是我這門課有許多同學,主要志趣是在別的學科上,他們只是把物理當成學習其他學科的背景知識而已。而通常一般講解量子力學的方式,會使得後面這類學生中的絕大多數,不會去選修量子力學,因為他們沒有那麼多的時間去花在量子力學上。然而在量子力學的實際應用上,尤其是一些比較複雜的應用,像在電機工程和化學領域裡,事實上並不需要用到量子力學裡叫人眼花撩亂的微分方程。所以我想出來了一個描述量子力學原理的辦法,學生不必先懂得微分方程式,就可以開始學習量子力學。

期待教學相長

 當然,大家都想知道這場試驗的結果,成敗究竟如何。我的朋友指出了,學生當中有十幾二十個人,居然能瞭解全部講演裡面幾乎所有的內容。這些同學非常起勁的學習,而且能夠興致勃勃的思考很多細節。我相信這些人目前已經具備最一流的物理知識背景,而他們正是我原先心目中最想要教導的對象。但是話得說回來,歷史學家吉本(Edward Gibbon, 1737-1794)說過:「除了在特殊的情況下,教學大致是沒有什麼效果的,而在那些有效果的愉快場合中,教學幾乎是多餘的。」

 無論如何,我絕無意思要放棄任何學生,不過結果可能未如理想。我認為有個可行的辦法可以多幫忙一些同學,那就是再多下點功夫,製作出一套習題來,希望藉以把講演中的觀念闡明得更明白。習題往往能彌補講演素材的不足,可讓物理觀念變得更真切、更完整、更能深入腦海。

 不過我想,教育問題只有一個解決辦法,就是認清只有當學生與好老師之間存在著直接的關係之下,老師才可能把課教好,在 這種情況之下,學生可以和老師討論想法,思考事情,以及談論所學。光是到教室聽講,甚至只是把老師指派的習題都做過一遍,學習效率仍不會非常理想。但是現今學生人數太多,我們必須找出能替代理想方式的法子。

 也許,我的這些演講能夠有些貢獻。也許,在世上某個角落,仍有一些個別的老師與學生,他們可以從這些演講中得到某些靈感或是想法。或許他們在思考這些觀念時,能獲得一些樂趣,甚至能進一步發展書中的一些想法。(摘自本書〈費曼序〉)

理查•費曼(Richard P. Feynman)
1963年6月

編注:這部新修訂的《費曼物理學講義》,除了原本的三卷,還附了第四卷,名為《費曼物理學訣竅——費曼講義解題附錄》(Feynman's Tips on Physics: A Problem-Solving Supplement to the Feynman Lectures)(中文版由天下文化出版)。裡面收錄了原來屬費曼課程中未被放進原版本的四次演講:其中三篇討論解題方法、另一篇是關於慣性導引。再加上一套當年由費曼的同事所準備的習題及答案。

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