费曼是20世纪著名的天才物理学家,曾因在量子电动力学方面的贡献获得诺贝尔物理奖。同时他又极富个人魅力,被称为“科学男神”,一些科学爱好者对他的痴迷程度甚至超过了爱因斯坦。近期,国家天文台研究院陈学雷做客抖音《高山科学经典》直播节目,为网友导读费曼的经典著作《物理定律的本性》,并讲述了这位物理学家一系列的传奇故事。
陈学雷是我国国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家,他于1999年在哥伦比亚大学物理系博士毕业,后在俄亥俄州立大学物理系、加州大学圣芭芭拉分校理论物理研究所等处工作。2004年底回国后,他入选中科院百人计划,获得国家杰出青年科学基金。目前,陈学雷主要从事宇宙学和粒子天体物理学的理论和数据分析研究。
陈学雷首先在导读中介绍了费曼的一系列传奇经历。这位物理学大师竟然还是一名锁匠,费曼曾参与美国“曼哈顿工程”(美国原子弹计划),在高度保密的工作环境下,练就了一身撬锁和开保险柜的绝技,比一般锁匠还要娴熟;在巴西访问时,他学会了敲邦戈鼓,被当地邀请参狂欢节全国性表演;在一次度假中,他偶然产生了对玛雅文化的兴趣,于是乎心血来潮直接破译了玛雅文字;除此之外,他还研究催眠术、爱画画等。这样一个多才多艺的文艺青年,却要有意让自己很粗犷,他是无上装酒吧的常客,曾放浪不羁主动辞去美国科学院院士职务。
而所有这一切都是在费曼取得重大物理学成就的同时完成的。对于物理学,费曼有着独到的认知。他从事科研注重实质,而非形式,主张“名词≠知识”,反对空洞的概念和过度形式化的体系,善于给出让人理解问题本质的解释。同时他还乐于深入群众,对教学情有独钟,为了把一件事讲清楚,他自己首先会进行深入地学习和理解,后来人们将这一模式概括为“费曼学习法”。
陈学雷介绍,《物理定律的本性》就是他1964年在康奈尔大学做讲演时的一部讲演集。这次演讲面向普罗大众,并做了完整的录像,目前依然可以在网上看得到。演讲试图不通过公式,让公众在没有大学物理基础的情况下也能理解其中的物理知识,涵盖万有引力定律、物理与数学的关系、守恒原理、物理定律的对称性、物理学的过去与未来、量子力学等多方面内容。
陈学雷就书中的一些具体内容进行了举例。例如在讲能量守恒时,一些传统教材会展示一些弹簧玩具等运动的物体,并概括“能量使其运动”。费曼对这种概念化的解释不以为然,他讲解,玩具之所以能动,是因为弹簧上紧了,弹簧是孩子上紧的,而孩子之所以能动是因为吃了庄稼,庄稼则是吸收阳光获得了能量,进而得出从太阳能到玩具动能的一系列能量转化。
本次直播还邀请了北京计算科学研究中心教授薛鹏作为嘉宾主持,与北京大学物理学院教授马伯强,共同就费曼和《物理定律的本性》一书参与讨论。对于网友提问,费曼为何会受到如此之多学物理的人的喜爱?陈学雷表示,自己很喜欢费曼的一点就是他直指问题的本质,反对玩弄概念,做科研追求实事求是,不自欺欺人。马伯强表示,费曼是一个有趣的人,有很多有意思的故事,这些故事容易让大家产生共鸣;他对教学的贡献,让物理本科生以及更多孩子和大众都能很好地了解物理,这也是他受欢迎的一大原因。
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