فاينمان آر، لايتون آر، ساندز إم.
النوع:الفيزياء
الناشر:عالم
سنة: 1965
شكل:ديجيفو
مقاس: 29.9 ميجابايت
لغة:الروسية
إن محاضرات فاينمان، التي تم تسجيلها لأول مرة على شريط ثم "ترجمتها" إلى "الإنجليزية المكتوبة" بواسطة الأستاذين إم ساندز ور. لايتون، لا تشبه أي مقرر دراسي معروف. وتتميز بأسلوب عرضها الأصلي الذي يعكس الشخصية العلمية المشرقة للمؤلف، ووجهة نظره في طريقة تدريس الفيزياء للطلاب، وقدرته على إصابة القراء بالاهتمام بالعلم. يختلف تسلسل العرض واختيار المواد أيضًا عن التسلسل التقليدي. لا تضيع المحاضرات وقتًا في شرح "لغة علمية" لما يعرفه القارئ الحديث أو يسمعه بالفعل. لكنهم يروون قصة رائعة حول كيفية دراسة الشخص للطبيعة من حوله، ما هو الموقف الذي تشغله الفيزياء في عدد من العلوم الأخرى، ما هي المهام التي يحلها العلم اليوم وسيحلها غدًا.
تجسد قصة فاينمان بوضوح الأسباب التي تحفز الفيزيائي على القيام بالعمل البحثي الشاق، بالإضافة إلى الشكوك التي تنشأ عندما يواجه صعوبات تبدو مستعصية على الحل. تساعد هذه المحاضرات ليس فقط على فهم سبب أهمية ممارسة العلوم، ولكن أيضًا على الشعور بمدى تكلفة الانتصارات ومدى صعوبة الطرق المؤدية إليها في بعض الأحيان.
ستكون الدورة مفيدة للمعلمين، مما يجبرهم على إلقاء نظرة جديدة على عملية تدريس الفيزياء؛ الطلاب الذين سيجدون الكثير من الأشياء الجديدة بالإضافة إلى ما يتعلمونه في المحاضرات؛ تلاميذ المدارس الذين سيطورون اهتمامًا بالفيزياء ويساعدونهم على الدخول فيها العلم الحديث; وأيضا لكل المهتمين بالفيزياء.
قائمة الكتب
Feynman R.، Laymon R.، Sands M. - محاضرات فاينمان في الفيزياء، المجلد الأول. علم الطبيعة الحديث. قوانين الميكانيكا – 1965 (260 صفحة)
Feynman R., Laymon R., Sands M. - محاضرات Feynman في الفيزياء، المجلد 2. الفضاء والوقت والحركة - 1965 (164 صفحة)
Feynman R., Laymon R., Sands M. - محاضرات فاينمان في الفيزياء، المجلد 3. الإشعاع، الموجات، الكميات - 1965 (234 صفحة)
Feynman R.، Laymon R.، Sands M. - محاضرات Feynman في الفيزياء، المجلد 4. الحركية والحرارة والصوت - 1965 (257 صفحة)
Feynman R.، Laymon R.، Sands M. - محاضرات Feynman في الفيزياء، المجلد 5. الكهرباء والمغناطيسية - 1965 (291 صفحة)
Feynman R.، Laymon R.، Sands M. - محاضرات Feynman في الفيزياء، المجلد 6. الديناميكا الكهربائية - 1965 (339 صفحة)
Feynman R.، Laymon R.، Sands M. - محاضرات Feynman في الفيزياء، المجلد 7. فيزياء الوسائط المستمرة - 1965 (286 صفحة)
Feynman R., Laymon R., Sands M. - محاضرات فاينمان في الفيزياء، المجلد 8. ميكانيكا الكم (I) - 1965 (267 صفحة)
Feynman R., Laymon R., Sands M. - محاضرات فاينمان في الفيزياء، المجلد 9. ميكانيكا الكم (II) - 1965 (254 صفحة)
Feynman R., Laymon R., Sands M. - محاضرات Feynman في الفيزياء، المجلد 10. مشاكل وتمارين مع الإجابات والحلول - 1965 (621 صفحة)
الفصل 1
الذرات في الحركة
§ 1 المقدمة
§ 3. العمليات الذرية
§ 4. التفاعلات الكيميائية
§ 1 المقدمة
تم تصميم دورة الفيزياء هذه لمدة عامين لك، أيها القارئ، لتصبح فيزيائيًا. من المؤكد أن هذا ليس ضروريًا جدًا، ولكن ما المعلم لا يأمل في ذلك! إذا كنت تريد حقًا أن تصبح فيزيائيًا، فسيتعين عليك أن تعمل بجد. بعد كل شيء، مائتي عام من التطور السريع لأقوى مجال للمعرفة يعني شيئًا ما! ربما لا يمكن السيطرة على مثل هذه الوفرة من المواد في أربع سنوات؛ بعد ذلك، لا تزال بحاجة إلى أخذ دورات خاصة.
ومع ذلك، فإن النتيجة الكاملة للعمل الهائل الذي تم إنجازه خلال هذه القرون يمكن تكثيفها - اختزالها في عدد صغير من القوانين التي تلخص كل معرفتنا. ومع ذلك، ليس من السهل أيضًا إتقان هذه القوانين، وسيكون من غير النزاهة أن تبدأ دراسة مثل هذا الموضوع الصعب دون أن يكون في متناول يدك بعض الرسوم البيانية، أو بعض الخطوط العريضة لعلاقة بعض أجزاء العلم مع الآخرين. الفصول الثلاثة الأولى تشكل مثل هذا المقال. سنتعرف في هذه الفصول على كيفية ارتباط الفيزياء بالعلوم الأخرى، وكيفية ارتباط هذه العلوم الأخرى ببعضها البعض، وما هو العلم نفسه. وهذا سوف يساعدنا على "الشعور" بموضوع الفيزياء.
قد تتساءل: لماذا لا يتم على الفور، في الصفحة الأولى، تقديم القوانين الأساسية، ثم إظهار كيفية عملها فقط ظروف مختلفة؟ بعد كل شيء، هذا هو بالضبط ما يفعلونه في الهندسة: صياغة البديهيات، ثم يبقى فقط لاستخلاص النتائج. (إنها ليست فكرة سيئة: أن تشرح في 4 دقائق ما لم تتمكن من شرحه خلال 4 سنوات). وهذا أمر مستحيل القيام به لسببين. أولا، نحن لا نعرف كل القوانين الأساسية؛ على العكس من ذلك، كلما تعلمنا أكثر، كلما اتسعت حدود ما نحتاج إلى معرفته! ثانيًا، تتضمن الصياغة الدقيقة لقوانين الفيزياء العديد من الأفكار والمفاهيم غير العادية التي تتطلب وصفًا رياضيًا غير عادي أيضًا. يتطلب الأمر الكثير من التدريب حتى تتمكن من فهم معنى الكلمات. لذا فإن اقتراحك لن يمر. وسيتعين علينا أن نتحرك تدريجيا، خطوة بخطوة.
كل خطوة في دراسة الطبيعة هي دائمًا مجرد اقتراب من الحقيقة، أو بالأحرى، ما نعتبره الحقيقة. كل ما نتعلمه هو نوع من التقريب، لأننا نعلم أننا لا نعرف جميع القوانين بعد. تتم دراسة كل شيء فقط ليصبح غير مفهوم مرة أخرى، أو في أحسن الأحوال، يتطلب التصحيح.
مبدأ العلم، أو تعريفه تقريبًا، هو: محك كل معارفنا هو الخبرة. التجربة، التجربة هي الحكم الوحيد على "الحقيقة" العلمية. ما هو مصدر المعرفة؟ من أين تأتي القوانين التي نختبرها؟ نعم، من نفس التجربة؛ فهو يساعدنا على استخلاص القوانين، ويحتوي على تلميحات عنها. وفوق كل ذلك، نحتاج أيضًا إلى الخيال حتى نرى شيئًا كبيرًا ومهمًا خلف التلميحات، لنخمن الصورة غير المتوقعة والبسيطة والجميلة التي تنشأ خلفها، ثم نقوم بتجربة تقنعنا صحة التخمين. إن عملية التخيل هذه صعبة للغاية بحيث يحدث تقسيم للعمل: هناك فيزيائيون نظريون، يتخيلون ويكتشفون ويخمنون قوانين جديدة، لكنهم لا يجرون تجارب، وهناك فيزيائيون تجريبيون، مهمتهم إجراء التجارب، تخيل واكتشف وتخمين.
لقد قلنا أن قوانين الطبيعة هي قوانين تقريبية؛ في البداية يكتشفون القوانين "الخاطئة"، ثم يكتشفون القوانين "الصحيحة". ولكن كيف يمكن أن تكون التجربة "خاطئة"؟ حسنًا، أولاً، لأبسط سبب: عندما يكون هناك خطأ ما في أجهزتك، ولا تلاحظه. ولكن من السهل اكتشاف مثل هذا الخطأ، ما عليك سوى التحقق والتحقق من كل شيء. حسنًا، إذا لم تدقق في التفاصيل الصغيرة، فهل يمكن أن تظل نتائج التجربة خاطئة؟ يمكنهم ذلك، بسبب الافتقار إلى الدقة. على سبيل المثال، تبدو كتلة الجسم ثابتة؛ يزن الجزء العلوي الدوار نفس وزن الشخص الذي يرقد ساكنًا. هذا هو "القانون" المناسب لك: الكتلة ثابتة ولا تعتمد على السرعة. ولكن تبين أن هذا "القانون" غير صحيح. اتضح أن الكتلة تزداد مع زيادة السرعة، ولكن هناك حاجة فقط إلى سرعات نمو ملحوظة قريبة من الضوء. القانون الصحيح هو: إذا كانت سرعة جسم أقل من 100 كيلومتر في الثانية، فإن كتلته تكون ثابتة في حدود جزء من المليون. وهذا القانون صحيح تقريبًا في هذا الشكل التقريبي. قد يعتقد المرء أنه لا يوجد عملياً فرق كبير بين القانون القديم والقانون الجديد. نعم و لا. بالنسبة للسرعات العادية، يمكنك أن تنسى التحفظات، وبتقريب جيد، تعتبر العبارة التي تقول بأن الكتلة ثابتة بمثابة قانون. ولكن عند السرعات العالية سنبدأ في ارتكاب الأخطاء، وكلما زادت السرعة، زاد الخطأ.
لكن الشيء الأكثر لفتا للنظر هو أنه من وجهة نظر عامة، فإن أي قانون تقريبي هو خاطئ تماما. إن نظرتنا للعالم سوف تتطلب المراجعة حتى عندما تتغير الكتلة ولو قليلاً. هذه خاصية مميزة للصورة العامة للعالم التي تقف وراء القوانين. حتى التأثير البسيط يتطلب أحيانًا تغييرًا عميقًا في وجهات نظرنا.
إذن ما الذي يجب أن ندرسه أولاً؟ هل يجب علينا تدريس قوانين صحيحة ولكن غير عادية بمفاهيمها الغريبة والصعبة، مثل النظرية النسبية والزمكان رباعي الأبعاد وغيرها؟ أم يجب أن نبدأ بقانون "الكتلة الثابتة" البسيط؟ وعلى الرغم من أنه قريب، إلا أنه يستغني عن الأفكار الصعبة. الأول هو بلا شك أكثر متعة وجاذبية؛ الأول مغري للغاية، لكن الثاني أسهل في البدء به، وهذه هي الخطوة الأولى نحو فهم أعمق للفكرة الصحيحة. يطرح هذا السؤال دائمًا عند تدريس الفيزياء. سنتعامل معها بشكل مختلف في مراحل مختلفة من الدورة، ولكن في كل مرحلة سنحاول توضيح ما هو معروف حاليًا وبأي دقة وكيف يتناسب مع بقية الدورة وما قد يتغير عندما نتعلم المزيد عنه هو - هي.
دعنا ننتقل إلى الخطوط العريضة، إلى الخطوط العريضة لفهمنا للعلم الحديث (الفيزياء في المقام الأول، ولكن أيضًا العلوم الأخرى ذات الصلة)، بحيث عندما يتعين علينا لاحقًا الخوض في قضايا مختلفة، يمكننا أن نرى ما يكمن في أساسها، لماذا هم مثيرون للاهتمام وكيف يتناسبون معهم الهيكل العام.
إذًا، كيف تبدو صورة العالم؟
§ 2. المادة تتكون من ذرات
إذا، نتيجة لنوع من الكوارث العالمية، كل المتراكمة معرفة علميةسيتم تدميرها وسيتم نقل عبارة واحدة فقط إلى الأجيال القادمة من الكائنات الحية، ما هي العبارة المكونة من أقل عدد من الكلمات والتي ستجلب أكبر قدر من المعلومات؟ أعتقد أن هذه هي الفرضية الذرية (لا يمكنك تسميتها فرضية، بل حقيقة، لكن هذا لا يغير شيئًا): تتكون جميع الأجسام من ذرات - أجسام صغيرة في حركة مستمرة، تنجذب على مسافة قصيرة، ولكن صد إذا ضغط أحدهما بقوة أكبر على الآخر. تحتوي هذه العبارة الواحدة، كما سترى، على قدر لا يصدق من المعلومات حول العالم، كل ما عليك فعله هو استخدام القليل من الخيال والقليل من التفكير فيها.
ولإظهار قوة فكرة الذرة، دعونا نتخيل قطرة ماء حجمها 0.5 سم، وإذا نظرنا إليها عن كثب لن نرى سوى الماء، الماء الهادئ المستمر. حتى تحت أفضل مجهر ضوئي بتكبير 2000x، عندما تصل القطرة إلى حجم غرفة كبيرة، سنظل نرى مياهًا هادئة نسبيًا، ما لم تبدأ بعض "كرات القدم" في الاندفاع عبرها. هذا الباراميسيا هو شيء مثير للاهتمام للغاية. في هذه المرحلة، يمكنك البقاء والاعتناء بالباراميسيا، وأهدابها، ومراقبة كيفية تقلصها وانبساطها، والتخلي عن المزيد من التوسع (إلا إذا كنت ترغب في فحصها من الداخل). يتعامل علم الأحياء مع الباراميسيا، وسوف نمر بجانبهم، ولكي نرى الماء بشكل أفضل، سنقوم بتكبيره مرة أخرى 2000 مرة. الآن سوف ينمو الانخفاض إلى 20 كم، وسوف نرى شيئا يعج فيه؛ الآن لم يعد الأمر هادئًا وصلبًا، فهو الآن يشبه حشدًا من الناس في الملعب في يوم مباراة كرة قدم من منظور عين الطائر. ما هذا الذي يعج به؟ للحصول على نظرة أفضل، دعونا نكبرها 250 مرة أخرى. سوف ترى أعيننا شيئًا مشابهًا للصورة. 1.1.
تين. 1.1. قطرة ماء (مكبرة مليار مرة).
هذه قطرة ماء مكبرة مليار مرة، لكن هذه الصورة نسبية بالطبع. بادئ ذي بدء، يتم تصوير الجزيئات هنا بطريقة مبسطة، مع حواف حادة - وهذا هو أول عدم دقة. من أجل البساطة، فهي تقع على متن الطائرة، ولكن في الواقع أنها تتجول في جميع الأبعاد الثلاثة - وهذا هو الشيء الثاني. يوضح الشكل "بقع" (أو دوائر) من نوعين - أسود (أكسجين) وأبيض (هيدروجين)؛ يمكن ملاحظة أن ذرتي هيدروجين مرتبطتان بكل أكسجين. (مثل هذه المجموعة المكونة من ذرة أكسجين وذرتي هيدروجين تسمى جزيءًا). وأخيرًا، التبسيط الثالث هو أن الجزيئات الحقيقية في الطبيعة تهتز وترتد باستمرار، وتلتف وتدور حول بعضها البعض. يجب أن تتخيل في الصورة ليس الراحة بل الحركة. ولا يمكن أن يوضح الشكل أيضًا كيف "تلتصق" الجسيمات ببعضها البعض، وكيف تتجاذب، وكيف تلتصق بعضها ببعض، وما إلى ذلك. يمكننا القول أن مجموعات كاملة منها "ملتصقة ببعضها البعض" بشيء ما. ومع ذلك، لا يستطيع أي من الجسمين الضغط على الآخر. إذا حاولت إجبار أحدهما على الآخر، فسوف يبتعدان.
يبلغ نصف قطر الذرة تقريبًا 1 أو 2 لكل 10-8 سم، والقيمة 10-8 سم هي أنجستروم، لذا فإن نصف قطر الذرة هو 1 أو 2 أنجستروم (A). وهنا طريقة أخرى...
"الفيزياء مثل الجنس: قد لا تعطي نتائج عملية، لكن هذا ليس سببا لعدم القيام بها"- الشعار الذي عاش به ريتشارد فاينمان حياته، وأسر الآلاف من الناس بشغفه الجامح. لقد ترك فاينمان، وهو عالم لامع، وعالم ميكروبيولوجي فضولي، وخبير مفكر في كتابات المايا، وفنان، وموسيقي، ومحطم خزائن بدوام جزئي، إرثًا علميًا واسع النطاق في مجال الفيزياء النظرية وعددًا كبيرًا من الخطب التي تحدث فيها حاول البروفيسور أن ينقل لنا إعجابه بعبقرية الطبيعة وبساطتها، والعديد من القوانين التي مازلنا غير قادرين على فهمها.
وبهذا المعنى، يحاضر فاينمان ماسنجر حول هذا الموضوع "طبيعة القوانين الفيزيائية"، الذي قرأه في عام 1964 في جامعة كورنيل، هو كتاب دراسي صغير عالمي عن الفيزياء، يعرض بإيجاز وبشكل حاد وسهل الوصول إليه وعاطفيًا إنجازات هذا العلم والمشكلات التي تواجه الباحثين. نعم، لقد مرت 50 عامًا، وتغير الكثير (تم طرح نظرية الأوتار، واكتشاف بوزون هيجز، ووجود الطاقة المظلمة، وتوسع الكون)، ولكن تلك الأساسيات، تلك القوانين الفيزيائية التي يتحدث عنها فاينمان، هي مجرد حقائق. مفتاح عالمي يمكنك من خلاله التعامل بثقة مع التعرف على أحدث اكتشافات العلماء في هذا المجال. ومع ذلك، يمكنك الاستغناء عن هذه الشفقة الواقعية: محاضرات فاينمان مذهلة، وسوف تروق لكل من يقف فاقدًا للوعي أمام عظمة الطبيعة والتناغم الذي يتخلل كل شيء في عالمنا، من بنية الخلية إلى بنية الكون. . وبعد كل شيء، كما قال فاينمان نفسه، . لذلك دعونا نستمتع بها.
محاضرة رقم 1
"قانون الجاذبية العالمية"
في هذه المحاضرة، يقوم ريتشارد فاينمان بتعريف المشاهدين بالقانون الجاذبية العالميةكمثال للقانون الفيزيائي، يتحدث عن تاريخ اكتشافه، السمات المميزةوتمييزه عن القوانين الأخرى، وعن العواقب غير العادية التي ترتبت على اكتشاف الجاذبية. عالم آخر هنا يفكر في القصور الذاتي وكيف يعمل كل شيء بشكل مثير للدهشة:
كان يسمى هذا القانون "أعظم تعميم حققه العقل البشري."ولكن بالفعل من ملاحظات افتتاحيةربما تفهم أنني لا أهتم بالعقل البشري بقدر ما أهتم بعجائب الطبيعة، التي يمكنها أن تطيع مثل هذا الجمال والروعة. قوانين بسيطة، مثل قانون الجاذبية الكونية. ولذلك لن نتحدث عن مدى ذكاءنا في اكتشاف هذا القانون، بل عن مدى حكمة الطبيعة في مراعاته.
محاضرة رقم 2
"العلاقة بين الفيزياء والرياضيات"
الرياضيات هي اللغة التي تتكلمها الطبيعة، وفقا لريتشارد فاينمان. جميع الحجج المؤيدة لهذا الاستنتاج موجودة في الفيديو.
لا يمكن لأي قدر من الحجة الفكرية أن ينقل إلى الشخص الأصم الشعور بالموسيقى. وبنفس الطريقة، لا يمكن لأي حجج فكرية أن تنقل فهم الطبيعة للإنسان. "ثقافة أخرى"يحاول الفلاسفة التحدث عن الطبيعة بدون الرياضيات. أحاول وصف الطبيعة رياضيا. لكن إذا لم يفهموني، فهذا ليس لأن الأمر مستحيل. ربما يرجع فشلي إلى حقيقة أن آفاق هؤلاء الأشخاص محدودة للغاية ويعتبرون الإنسان مركز الكون.
محاضرة رقم 3
"قوانين الحفظ العظيمة"
وهنا يبدأ ريتشارد فاينمان بالحديث عنه المبادئ العامة، التي تتخلل مجموعة كاملة من القوانين الفيزيائية، مع الاهتمام بها انتباه خاصمبدأ قانون الحفاظ على الطاقة: تاريخ اكتشافه وتطبيقه مناطق مختلفةوالألغاز التي تشكلها الطاقة للعلماء.
إن البحث عن قوانين الفيزياء يشبه لعبة طفل يلعب بالمكعبات، والتي تحتاج إلى تجميع الصورة الكاملة منها. لدينا مجموعة كبيرة ومتنوعة من المكعبات، وكل يوم هناك المزيد والمزيد منها. كثيرون يكذبون على الهامش ولا يبدو أنهم يتناسبون مع الآخرين. كيف نعرف أنهم جميعا من نفس المجموعة؟ كيف نعرف أنهما يجب أن يشكلا معًا صورة كاملة؟ لا يوجد يقين كامل، وهذا يقلقنا إلى حد ما. لكن حقيقة أن هناك شيئًا مشتركًا بين العديد من المكعبات يمنحنا الأمل. جميعها مطلية بسماء زرقاء، وجميعها مصنوعة من نفس النوع من الخشب. تخضع جميع القوانين الفيزيائية لنفس قوانين الحفظ.
مصدر الفيديو: يفغيني كرويتشكوف / يوتيوب
محاضرة رقم 4
"التماثل في القوانين الفيزيائية"
محاضرة عن سمات تناظر القوانين الفيزيائية وخصائصها وتناقضاتها.
وبما أنني أتحدث عن قوانين التماثل، أود أن أخبركم أن العديد من المشاكل الجديدة قد نشأت فيما يتعلق بها. على سبيل المثال، كل الجسيمات الأوليةهناك جسيم مضاد مطابق: بالنسبة للإلكترون فهو بوزيترون، وبالنسبة للبروتون فهو بروتون مضاد. من حيث المبدأ، يمكننا إنشاء ما يسمى بالمادة المضادة، حيث تتكون كل ذرة من الجسيمات المضادة المقابلة. وهكذا فإن ذرة الهيدروجين العادية تتكون من بروتون واحد وإلكترون واحد. إذا أخذنا بروتونًا مضادًا واحدًا، شحنته الكهربائية سالبة، وبوزيترونًا واحدًا وقمنا بدمجهما، فسنحصل على نوع خاص من ذرة الهيدروجين، إذا جاز التعبير، ذرة هيدروجين مضاد. علاوة على ذلك، فقد وجد، من حيث المبدأ، أن مثل هذه الذرة لن تكون أسوأ من الذرة العادية وأنه بهذه الطريقة سيكون من الممكن إنشاء المادة المضادة نفسها أنواع مختلفة. والآن يجوز أن نسأل، هل ستتصرف هذه المادة المضادة تمامًا مثل مادتنا؟ وعلى حد علمنا، فإن الإجابة على هذا السؤال يجب أن تكون نعم. أحد قوانين التناظر هو أننا إذا قمنا بإنشاء تركيب من المادة المضادة، فسوف يتصرف تمامًا مثل التثبيت من مادتنا العادية. صحيح أنه بمجرد جمع هذه المنشآت في مكان واحد، سيحدث الفناء، ولن يتطاير إلا الشرر.
محاضرة رقم 5
"الفرق بين الماضي والمستقبل"
واحدة من محاضرات فاينمان الأكثر إثارة للاهتمام، والتي من المفارقات أنها تظل الوحيدة غير المترجمة. ليست هناك حاجة للإحباط - بالنسبة لأولئك الذين لا يحاولون فهم تعقيدات اللغة الإنجليزية العلمية، يمكنك قراءة الفصل الذي يحمل نفس الاسم من كتاب العالم، وبالنسبة لأي شخص آخر - فإننا ننشر نسخة باللغة الإنجليزية من خطاب الفيزيائي .
نحن نتذكر الماضي، لكننا لا نتذكر المستقبل. إن وعينا بما يمكن أن يحدث هو من نوع مختلف تمامًا عن وعينا بما قد حدث بالفعل. يُنظر إلى الماضي والحاضر نفسياً بطرق مختلفة تمامًا: بالنسبة للماضي لدينا مفهوم حقيقي مثل الذاكرة، وبالنسبة للمستقبل لدينا مفهوم الإرادة الحرة الواضحة. نحن على يقين من أننا قادرون على التأثير على المستقبل بطريقة أو بأخرى، ولكن لا أحد منا، باستثناء محتمل من الأفراد، يعتقد أننا قادرون على تغيير الماضي. التوبة والندم والأمل كلها كلمات ترسم بوضوح الخط الفاصل بين الماضي والمستقبل.<…>. ولكن إذا كان كل شيء في هذا العالم مصنوعًا من ذرات، ونحن أيضًا نتكون من ذرات ونطيع القوانين الفيزيائية، فمن الطبيعي جدًا أن يتم تفسير هذا الاختلاف الواضح بين الماضي والمستقبل، وعدم رجعة جميع الظواهر من خلال حقيقة أن بعض قوانين الذرة الحركة لها اتجاه واحد فقط - وهو أن القوانين الذرية ليست هي نفسها فيما يتعلق بالماضي والمستقبل. يجب أن يكون هناك مبدأ في مكان ما مثل: "يمكنك أن تصنع عصا من شجرة عيد الميلاد، لكن لا يمكنك أن تصنع شجرة عيد الميلاد من العصا"وبالتالي فإن عالمنا يغير طابعه باستمرار من شجرة عيد الميلاد إلى شجرة عيد الميلاد - ويجب أن تكون عدم رجعة التفاعلات هذه هي السبب وراء عدم رجعة جميع الظواهر في حياتنا.
محاضرة رقم 6
"الاحتمال وعدم اليقين - نظرة على طبيعة ميكانيكا الكم"
وإليك كيف يطرح فاينمان نفسه مشكلة الاحتمالية وعدم اليقين:
تنص النظرية النسبية على أنه إذا كنت تعتقد أن حدثين قد حدثا في نفس الوقت، فهذه مجرد وجهة نظرك الشخصية، ويمكن لشخص آخر بنفس السبب أن يجادل بأن أحد هذين الحدثين قد حدث قبل الآخر، وبالتالي فإن المفهوم التزامن تبين أنه ذاتي بحت<…>. وبطبيعة الحال، لا يمكن أن يكون الأمر خلاف ذلك، لأنه في منطقتنا الحياة اليوميةنحن نتعامل مع مجموعات ضخمة من الجسيمات، وعمليات بطيئة للغاية وظروف أخرى محددة للغاية، بحيث لا تمنحنا تجربتنا سوى فهم محدود للغاية للطبيعة. لا يمكن استخلاص سوى نسبة صغيرة جدًا من الظواهر الطبيعية من التجربة المباشرة. وفقط بمساعدة قياسات دقيقة للغاية وتجارب معدة بعناية، يمكن تحقيق رؤية أوسع للأشياء. وبعد ذلك نبدأ في مواجهة المفاجآت. ما نلاحظه ليس على الإطلاق ما يمكن أن نتخيله، وليس على الإطلاق ما تخيلناه. علينا أن نجهد مخيلتنا أكثر ليس بالترتيب، كما في خيالي، لتخيل شيء غير موجود في الواقع، ولكن من أجل فهم ما يحدث بالفعل. وهذا ما أريد أن أتحدث عنه اليوم.
محاضرة رقم 7
"بحثا عن قوانين جديدة"
بالمعنى الدقيق للكلمة، ما سأتحدث عنه في هذه المحاضرة لا يمكن أن يسمى سمة من سمات قوانين الفيزياء. عندما نتحدث عن طبيعة القوانين الفيزيائية، يمكننا على الأقل أن نفترض أننا نتحدث عن الطبيعة نفسها. لكنني الآن لا أريد أن أتحدث كثيرًا عن الطبيعة بقدر ما أريد أن أتحدث عن موقفنا تجاهها. أود أن أخبركم عما نعتبره معروفًا اليوم، وما يجب تخمينه، وكيفية تخمين القوانين في الفيزياء. حتى أن أحدهم اقترح أنه سيكون من الأفضل، كما أقول لك، أن أشرح لك شيئًا فشيئًا كيفية تخمين القانون، وفي النهاية أفتحه لك. قانون جديد. لا أعرف إذا كان بإمكاني القيام بذلك.
ريتشارد فاينمان عن المادة التي تحرك جميع القوانين الفيزيائية (حول المادة)، وعن مشكلة عدم التوافق المبادئ الماديةحول مكانة الافتراضات الضمنية في العلم، وبالطبع حول كيفية اكتشاف القوانين الجديدة.
| اسم: | محاضرات فاينمان في الفيزياء (في 9 مجلدات) + مسائل وتمارين مع إجاباتها وحلولها |
| المؤلفون: | فاينمان آر، ليمون آر، ساندز إم. |
| الإصدار: | م: ناوكا، 1965. - 260 ص. + 164 ق. + 234 ثانية. + 257 ص. + 291 ص. + 339 ص. + 286 ق. + 267 ص. + 254 ثانية. + 621 ص. |
| شكل: | ديجيفو (التعرف الضوئي على الحروف) |
| مقاس: | 3.34 ميجا بايت + 2.13 ميجا بايت + 3.52 ميجا بايت + 3.44 ميجا بايت + 3.53 ميجا بايت + 3.77 ميجا بايت + 3.62 ميجا بايت + 4.47 ميجا بايت + 3.16 ميجا بايت + 6.44 ميجا بايت |
| علاج: | - |
| الروابط: | المجلد 1. علم الطبيعة الحديث. قوانين الميكانيكا: HTTP المجلد 2. المكان والزمان والحركة: HTTP المجلد 3. الإشعاع، الموجات، الكميات: HTTP المجلد 4. الحركية والحرارة والصوت: HTTP المجلد 5. الكهرباء والمغناطيسية: HTTP المجلد 6. الديناميكا الكهربائية: HTTP المجلد 7. فيزياء الوسائط المستمرة: HTTP المجلد 8. ميكانيكا الكم (الأول): HTTP المجلد 9. ميكانيكا الكم (الثاني): HTTP مسائل وتمارين مع الإجابات والحلول: HTTP |
من المقدمة لقراء الطبعة الروسية:
يتفق الجميع على أن الفيزياء هي واحدة من العلوم الأكثر إثارة للاهتمام. في الوقت نفسه، لا يمكن وصف العديد من كتب الفيزياء المدرسية بأنها مثيرة للاهتمام. توضح هذه الكتب المدرسية كل ما يلي البرنامج. عادة ما يشرحون الفوائد التي تجلبها الفيزياء ومدى أهمية دراستها، ولكن من النادر جدًا أن نفهم سبب كون دراسة الفيزياء مثيرة للاهتمام. لكن هذا الجانب من القضية يستحق الاهتمام أيضًا. كيف يمكنك أن تجعل شيئًا مملًا مثيرًا للاهتمام وحديثًا في نفس الوقت؟ بادئ ذي بدء، يجب على هؤلاء الفيزيائيين الذين يعملون بشغف ويعرفون كيفية نقل هذا الشغف للآخرين أن يفكروا في هذا الأمر. لقد حان وقت التجريب بالفعل. هدفهم هو العثور على أكثر من غيرها طرق فعالةتدريس الفيزياء، مما يجعل من الممكن أن ينقل بسرعة إلى جيل جديد كامل مخزون المعرفة التي تراكمت بواسطة العلم طوال تاريخه. لقد كان العثور على طرق جديدة للتدريس دائمًا جزءًا مهمًا من العلم. إن التدريس، بعد تطور العلم، يجب أن يغير أشكاله باستمرار، ويكسر التقاليد، ويبحث عن أساليب جديدة. هنا دور مهميلعب من خلال حقيقة أنه في العلم تحدث باستمرار عملية مذهلة من نوع من التبسيط، مما يجعل من الممكن تقديم ما كان يتطلب سنوات عديدة من العمل ببساطة وإيجاز.
وقد جرت محاولة مثيرة للاهتمام للغاية في هذا الاتجاه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (الولايات المتحدة الأمريكية)، والذي يُختصر بـ CALTECH، حيث قام مجموعة من الأساتذة والمعلمين، بعد مناقشات عديدة، بتطوير برنامج جديدفي الفيزياء العامة، وألقى محاضرات أحد المشاركين في هذه المجموعة وهو عالم الفيزياء الأمريكي البارز ريتشارد فاينمان.
تتميز محاضرات فاينمان بحقيقة أنها موجهة إلى مستمع يعيش في النصف الثاني من القرن العشرين، والذي يعرف أو سمع الكثير بالفعل. ولذلك فإن المحاضرات لا تضيع الوقت في شرح ما هو معروف بـ”اللغة العلمية”. لكنهم يخبرون بشكل رائع كيف يدرس الشخص الطبيعة المحيطة به، حول الحدود التي تم التوصل إليها اليوم في معرفة العالم، حول المشكلات التي يحلها العلم اليوم وسيحلها غدا.
ألقيت محاضرات في الأعوام 1961-1962 و1962-1963 السنوات الدراسية; تم تسجيلها على شريط، ثم (وقد تبين أنها مهمة صعبة في حد ذاتها) "ترجمتها" إلى "الإنجليزية المكتوبة" بواسطة الأستاذين إم ساندز ور. لايتون. وتحافظ هذه "الترجمة" الفريدة على كثير من سمات الخطاب المباشر للمحاضر وحيويته ونكاته واستطراداته. ومع ذلك، فإن هذه الجودة القيمة للغاية للمحاضرات لم تكن بأي حال من الأحوال الجودة الرئيسية والمكتفية ذاتيا. ولم تقل أهمية عن الأساليب الأصلية في تقديم المادة التي ابتكرها المحاضر، والتي عكست الفردية العلمية المشرقة للمؤلف ووجهة نظره حول طريقة تدريس الفيزياء للطلاب. وهذا بالطبع ليس من قبيل الصدفة. ومعلوم أن فيهم الأعمال العلميةلقد وجد فاينمان دائمًا طرقًا جديدة سرعان ما أصبحت مقبولة بشكل عام. لقد جلبت أعمال فاينمان في مجال الديناميكا الكهربائية الكمومية والإحصائيات اعترافًا واسع النطاق، وتُستخدم طريقته - المعروفة باسم "مخططات فاينمان" - الآن في جميع مجالات الفيزياء النظرية تقريبًا.
وأياً كان ما يقولونه عن هذه المحاضرات ــ سواء كانوا معجبين بأسلوب العرض أو يندبون كسر التقاليد القديمة الطيبة ــ فإن هناك أمراً واحداً يظل بلا جدال: ألا وهو أن التجارب التربوية لابد أن تبدأ. ربما لن يتفق الجميع مع طريقة المؤلف في طرح بعض القضايا، ولن يتفق الجميع مع تقييم أهداف وآفاق الفيزياء الحديثة. لكن هذا سيحفز ظهور كتب جديدة تنعكس فيها وجهات النظر الأخرى. هذه تجربة. لكن السؤال ليس فقط ماذا أقول. سؤال آخر لا يقل أهمية هو الترتيب الذي ينبغي القيام به.
موقع الأقسام داخل الدورة الفيزياء العامةويكون تسلسل العرض دائمًا سؤالًا مشروطًا. ترتبط جميع أجزاء العلم ببعضها البعض بحيث يصعب في كثير من الأحيان تحديد ما يجب تقديمه أولاً وما الذي يجب تقديمه بعد ذلك. ومع ذلك، في معظم البرامج الجامعية والكتب المدرسية المتاحة، لا تزال بعض التقاليد محفوظة.
يعد الرفض من التسلسل المعتاد للعرض أحد الإجراءات السمات المميزةمحاضرات فاينمان. إنهم لا يتحدثون فقط عن مهام محددة، ولكن أيضا عن المكان الذي تحتله الفيزياء في عدد من العلوم الأخرى، حول طرق وصف ودراسة الظواهر الطبيعية. من المحتمل أن ممثلي العلوم الأخرى - على سبيل المثال الرياضيات - لن يتفقوا مع المكان الذي يخصصه فاينمان لهذه العلوم. بالنسبة له، كعالم فيزياء، فإن علمه، بالطبع، يبدو الأكثر أهمية. لكن هذا الظرف لا يشغل مساحة كبيرة في عرضه. لكن قصته تعكس بوضوح الأسباب التي تدفع الفيزيائي إلى القيام بالعمل الشاق الذي يقوم به الباحث، وكذلك الشكوك التي تنشأ عندما يواجه صعوبات تبدو الآن مستحيلة التغلب عليها.
لا ينبغي لعالم الطبيعة الشاب أن يفهم فقط سبب اهتمامه بممارسة العلوم، بل يجب عليه أيضًا أن يشعر بتكلفة الانتصارات ومدى صعوبة الطرق المؤدية إليها في بعض الأحيان.
يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه إذا قام المؤلف في البداية بدون جهاز رياضي أو استخدم فقط الجهاز المقدم في المحاضرات، فسوف يُطلب من القارئ، أثناء تقدمه، زيادة معرفته الرياضية. ومع ذلك، تظهر التجربة أن التحليل الرياضي (على الأقل أساسياته) أصبح الآن أسهل في التعلم من الفيزياء.
من سيستفيد من هذا الكتاب؟ بادئ ذي بدء، للمعلمين الذين قرأوه بالكامل: سيجعلهم يفكرون في تغيير وجهات نظرهم الحالية حول كيفية البدء في تدريس الفيزياء. بعد ذلك، سوف يقرأه الطلاب. وسيجدون فيه الكثير من الأشياء الجديدة بالإضافة إلى ما يتعلمونه في المحاضرات. وبطبيعة الحال، سيحاول تلاميذ المدارس أيضا قراءتها. سيجد معظمهم صعوبة في إتقان كل شيء، لكن ما يمكنهم قراءته وفهمه سيساعدهم على دخول العلم الحديث، وهو الطريق الذي يكون دائمًا صعبًا، ولكنه ليس مملًا أبدًا. ومن لا يعتقد أنه قادر على اجتيازه فلا ينبغي له أن يدرس هذا الكتاب! وأخيرا، يمكن لأي شخص آخر قراءتها. اقرأ للمتعة فقط. وهذا أيضًا مفيد جدًا. لا يقيّم فاينمان، في مقدمته، نتائج تجربته بدرجة عالية جدًا: فنسبة صغيرة جدًا من الطلاب الذين حضروا مقرره تعلموا جميع المحاضرات. ولكن هذا ما ينبغي أن يكون. نادراً ما تحقق التجربة الأولى النجاح الكامل. دائمًا ما تجد الأفكار الجديدة عددًا قليلًا من المؤيدين في البداية، ولا تصبح مألوفة إلا تدريجيًا.
