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物理之美: 費曼與你談物理：，物理是研究大自然律動與模式的學問，但這些律動與模式並非肉眼可見，定律又總是用數學描述，讓人難以一窺堂奧。

1964年，聲譽鵲起的物理學 ... 誠品線上 中文出版 自然科普 普及科學 物理之美:費曼與你談物理 TheCharacterofPhysicalLaw 作者 理查．費曼 出版社 遠見天下文化出版股份有限公司 商品描述 物理之美:費曼與你談物理：，物理是研究大自然律動與模式的學問，但這些律動與模式並非肉眼可見，定律又總是用數學描述，讓人難以一窺堂奧。

1964年，聲譽鵲起的物理學家費 相關類別 大自然科學 遠見天下文化 科學科普 物理科學 物理科普 文化物理 大自然文化 科普自然科 大自然經典 物理自然科 內容簡介 內容簡介物理是研究大自然律動與模式的學問，但這些律動與模式並非肉眼可見，定律又總是用數學描述，讓人難以一窺堂奧。

1964年，聲譽鵲起的物理學家費曼，應邀至康乃爾大學擔任梅森哲講座的主講人，為聽眾解釋物理定律更高一層的性質，也就是講座的總標題：「物理定律的特徵」。

費曼除了學識享譽國際，科普的演說技巧也是後世典範，他擅長以淺顯易懂的方式，解釋艱澀的科學原理。

英國廣播公司將本次講座製成節目與書，出版後名列當代經典，風行不墜。

在這一系列七講的演說裡，費曼從重力出發，再談及守恆、時間等大自然最廣泛的特性，不僅描繪出物理之美，也告訴我們應該具備的科學態度。

作者介紹 作者介紹理查．費曼RichardP.Feynman／作者美國理論物理學家、教育家。

在第二次世界大戰期間，參與了研發原子彈的曼哈坦計畫（ManhattanProject），雖然年紀很輕，卻是計畫中的重要角色。

隨後，任教於康乃爾大學以及加州理工學院。

由於在量子電動力學（QED）的成就，在1965年與許溫格（JulianSchwinger）、朝永振一郎，共同獲得諾貝爾物理獎。

熱心參與物理普及，著作豐富。

《費曼物理學講義》（中文版有十四冊）與《費曼物理學訣竅》是教師及最優秀入門學生的指南。

較通俗的《物理之美：費曼與你談物理》入選「近代世界最佳書籍」大系，與達爾文的《物種起源》、亞當斯密的《國富論》等經典並列，同為「人類思想精粹」。

兩本回憶錄《別鬧了，費曼先生》與《你管別人怎麼想》，作品裡外都散發出多采多姿的個性。

在物理學家正務之餘，曾把時間花在修理收音機、開保險櫃、畫畫、跳舞、表演森巴鼓、甚至試圖翻譯馬雅古文明的象形文字，所做所為都符合「永遠對周遭世界感到好奇，一切都要積極嘗試」的精神。

參與「挑戰者號」太空梭失事調查工作，在聽證會上示範即席實驗，只用了一杯冰水，證明橡皮墊圈不耐低溫，就此成為家喻戶曉的公眾人物。

1988年2月15日在洛杉磯與世長辭，另留下遺作《這個不科學的年代》、《費曼的主張》、《費曼手札：不休止的鼓聲》等書。

陳芊蓉／譯者東海大學物理系畢業，美國亞利桑納大學（UniversityofArizona）理論物理碩士、博士班研究。

曾任清華大學研究所、美國亞利桑納大學光學研究中心及中央研究院化學所研究助理，東海大學物理系兼任講師。

現居花蓮，從事研究用精密儀器軟體開發及自由譯述，譯有《Macintosh實用技巧》及《最後三分鐘》（天下文化出版）等。

吳程遠／譯者香港英皇書院中學、美國古斯塔夫．阿道夫大學（GustavusAdolphusCollege）畢，主修物理及數學，後獲北卡羅萊納大學教堂山分校（UNC-CH）物理碩士。

曾在皇冠電子公司任職及擔任台灣大學物理系助教，又曾在《牛頓》雜誌、翰園資訊公司、天下文化出版公司、天下雜誌出版部、遠流出版公司、《科學人》雜誌、讀書共和國等各編輯部門從事編輯工作。

譯作有《實現創業的夢想》(與齊若蘭合譯)、《別鬧了，費曼先生》、《這個不科學的年代！》、《神經外科的黑色喜劇》、《創意工廠MIT》、《發明學，改變世界》、《行善的誘惑》、《大策略家》以及《籃球讓我成為更好的人》等。

產品目錄 產品目錄序站在物質核心的人物史力思導讀不一樣的鼓聲吳程遠引言有請費曼開講寇森第一講簡單就是美第二講當物理遇上數學第三講偉大的守恆定理第四講對稱，對稱第五講為什麼只有一個方向？第六講這是個不確定的世界第七講尋找新定律附錄譯後記陳芊蓉名詞注釋延伸閱讀 商品規格 書名/ 物理之美:費曼與你談物理 作者/ 理查．費曼 簡介/ 物理之美:費曼與你談物理：，物理是研究大自然律動與模式的學問，但這些律動與模式並非肉眼可見，定律又總是用數學描述，讓人難以一窺堂奧。

1964年，聲譽鵲起的物理學家費 出版社/ 遠見天下文化出版股份有限公司 ISBN13/ 9789865250744 ISBN10/ 9865250748 EAN/ 9789865250744 誠品26碼/ 2681993366007 尺寸/ 14.8X21CM 語言/ 中文繁體 裝訂/ 平裝 頁數/ 280 級別/ 無 試閱文字 導讀:「物理」是萬物運行的道理，「物理學」則是在探究物質、能量等事物背後的本質與性質，以呈現出大自然的律動與模式，而我們把這些律動與模式稱為「物理定律」。

美妙的是，這些定律都可以用極其簡單的數學形式來呈現；換句話說，想要感受物理之美，數學是必要的。

　　那麼要如何在避開困難數學的情況下，向聽眾講述物理之美呢？教學經驗豐富的費曼接受了挑戰，他在《物理之美》（原名為「物理定律的特徵」的講演）中，以一般人熟悉的牛頓為例，娓娓道出牛頓如何運用前人的智慧，導出重力定律。

　　費曼從人類發現行星會在天空移動說起。

雖然古人早推論出行星圍繞太陽運行，但此發現消聲匿跡了一段時間，許久之後才由哥白尼重新提出，在當時還興起一陣爭辯。

等到克卜勒根據第谷縝密的紀錄，推導出「行星三大運動定律」，才改變了天文學長期以來的「地心說」體系。

　　難以想像的是，牛頓竟然能把原本已十分簡潔的行星三大運動定律，再歸納成重力定律，簡單用一條式子便呈現了行星之間的運動。

正因為如此精妙，牛頓的這項工作曾獲譽為「人類心靈所達成過最偉大的推論」。

　　費曼強調，重力的作用當然十分複雜，但我們可以用簡單的形式來加以描述重力的模式。

有趣的是，重力內含的「距離平方反比律」竟然和電磁力一致，兩者彷彿有著更為深刻的關係，可是目前仍然沒有人能把它們整合成一種概念。

　　費曼接著又用精熟的譬喻技巧，說明了守恆定律、時空對稱、時間的方向性，以及量子測不準等性質。

雖然這些物理現象相當抽象，但我們可以藉著這些日常生活中習以為常的物品，理解費曼所講述的物理現象。

　　在這一系列演說的最後，費曼解釋了科學的精神。

他先介紹人類目前對大自然的瞭解程度，再說明科學家如何發現新定律：第一步是「猜」，再計算出結果，最後用實驗比對。

然而，經驗不足的學生經常提出複雜的猜想，但成熟老道的科學家往往會做出簡單的猜測，原因就在於「真理永遠比想像中簡單」。

費曼告訴我們，大自然這種「簡單」的特徵，無疑是一種偉大的美。

文／吳育燐（天下文化資深編輯） 試閱文字 內文:猜猜新定律的模樣　　由於我的本行是理論物理，也比較喜歡這一方面的問題，因此接下來我想專心談一談如何猜測新定律。

　　正如先前提到過，構想從何而來並不重要，重要的是它要跟實驗吻合，而所提出的理論也要愈明確愈好。

你說：「那非常簡單，你大可以裝設一部機器，一台巨大的電腦，其中有一個隨機的輪盤，能持續做出各種猜測，每猜一個大自然應如何運作的假說之後，立刻計算出各種後果，然後跟另一頭的一系列實驗結果做比較。

」換句話說，你認為猜測是蠢人做的事情。

事實卻正好相反，我會告訴你們為什麼。

　　第一個問題是怎麼開始猜。

你說：「這個嘛，我會從所有已知的原理開始著手。

」但所有的已知原理相互之間並不是和諧一致的，所以必須去掉某些東西。

我們收到許多信，一再堅稱我們應該在猜測新理論時留一些漏洞。

明白嗎？留一些漏洞，好騰出一些空間來做更新的猜測。

有人說：「你們這些人總是說空間是連續的。

但你怎麼知道當你進入到很小的空間時，那裡真的有足夠的點互相接續，而不是有一大堆相互之間有小小空隙的點？」或者他們會說：「你知道你談過的那些量子力學的機率幅，它們太複雜怪誕了，你憑什麼覺得那是對的？也許它們並不正確？」　　這些疑問對身歷其中的研究人員而言，當然是十分顯而易見的，然而點明、批判卻也沒有多大好處，因為問題並不單只是什麼不對了，而是究竟有些什麼可供替代的方案。

在連續空間的例子中，假定提出來的命題是「空間真的包含連串的點，點跟點之間的空間是完全沒有意義的，而且這些點依立方陣列形式排列。

」那麼我們立刻可以證明這是錯誤的，這想法根本行不通。

　　因此重點不是指出某些事情可能不對，而是提出替代方案——這就沒那麼容易了。

一旦把某些確實的想法替補進去，很明顯，立刻就行不通了。

　　第二個困難，是這類簡單的建議實在多如牛毛。

事情是這樣的：也許你坐在那裡，努力研究了很久怎樣打開一個保險櫃，突然跑出來一個傢伙，他除了知道你試圖打開保險櫃之外便一無所知，卻跟你說：「為什麼你不試10：20：30這個組合？」因為你很忙，你也試了很多不同組合，也許已經試過10：20：30了，也許你曉得中間的數字是32而不是20，也許事實上你知道那應該是五位數的組合⋯⋯因此請不要再寫信給我，告訴我某些東西應該怎樣運作。

我會讀那些信，我都會讀，以確定這些建議是不是我真的沒想過，但回信實在太花時間了，而大多數的來信，都是「試10：20：30」的這個等級。

　　往往，大自然的想像力遠遠超出了我們的想像，就像我們從其他理論中看到的，既微妙又深奧。

要想出這麼微妙又深奧的猜測並不容易，能做出這種猜想的人必定是十分聰明的，盲目運作的機器絕對不可能做到。

猜測是一門藝術　　現在我想討論的是猜測自然定律的藝術，那確是一門藝術。

應該怎麼討論呢？也許你會建議的其中一個方法是，看看科學史上其他人是怎麼樣猜定律的，那就讓我們來看看歷史吧。

　　我們還是得從牛頓開始談起。

他面對的情況是，當時的知識並不完備，但他把一些跟實驗相當接近的概念全放在一塊，然後猜想出他的定律；而在觀測與實驗之間並沒有太大的距離。

這是第一種方法，但到了今天，這種方法已經不大行得通了。

　　下一位曾經做出偉大貢獻的是馬克士威，他得到的是電和磁的定律。

他所做的是，把法拉第及其他前人所提出的電的定律，全部放在一起看，而醒悟出它們之間的數學出現矛盾。

為了解決這些問題，他必須在其中一個方程式裡添加一項。

而為了達到這樣的目的，他還發明了一個模型：在空間中設有許多輪子和齒輪等等。

他找到了新定律的模樣；然而沒有人多在意，因為大家都不相信那些輪子。

今天我們也不相信那些輪子，但他提出的方程式倒是對的，所以邏輯也許是錯誤的，答案卻碰對了。

　　相對論的發現，又跟前兩個例子完全不一樣。

當時已累積了不少似是而非的說法，已知的定律給出互相矛盾的結論。

相對論是一種新的思維方式，乃是透過「討論定律可能含有的對稱性」來進行思考。

這種方式特別的困難，因為這是第一次有人想到：儘管長久以來，像牛頓定律這樣的想法怎麼看都正確無誤，終究還是錯誤的。

同樣很難接受的是：一般有關時間及空間的概念，明明是那麼理所當然，卻居然也是錯誤的。

　　量子力學呢，則是分別經由兩種完全獨立的途徑讓人發現—這本身就是很好的教訓。

再一次，且更有甚之，大量互相矛盾的實驗結果蜂擁而出，單用當時已知的任何方法，都絕對無法解釋得了。

這一次並不是因為知識的不完備，相反的，當時的知識太完備了。

大家預測會這樣，結果卻完全不是那麼一回事。

　　兩種不同路線的探勘者分別是，奧地利物理學家薛丁格（ErwinSchrödinger,1887-1961，1933年諾貝爾物理獎得主）以及海森堡。

薛丁格直接猜測方程式的模樣，而海森堡則指稱必須分析可量測的事物。

從這兩種迥然不同的哲學觀點引伸出來的方法，最後卻導致同樣的發現。

　　更近期的，則是我提過的弱衰變定律的發現，就是當一個中子蛻變成質子、電子及反微中子，而成為另一種情況。

目前對此仍只是一知半解。

這一次知識不怎麼完備，僅有的方程式是用猜的，困難則在於實驗結果完全不正確。

當計算結果與實驗數據不相符時，你又應該如何猜測正確的答案呢？那必須要具備很大的勇氣，才敢說一定是實驗出了問題！等一下我會再說明這份勇氣從何而來。

　　目前，我們或許已沒有什麼似是而非的東西了。

但當我們把所有的定律擺在一起時，會得到一些無限大的數值，於是有些聰明人發明一些方法，把問題全掃到地毯下面蓋起來，以致有時候大家覺得那不是多嚴重的矛盾。

不過，許多粒子的發現，再一次暴露了我們目前所擁有的知識並不完整。

　　我很確定在物理世界中，歷史是不會重演的，從我剛才提過的例子可見一斑。

原因是，任何的方法，例如「想想對稱律」或「把數據轉變成數學形式」或「猜猜方程式的模樣」，已經是人盡皆知了，而且一直都有人在嘗試。

如果你陷入困境，答案不可能是其中之一，因為你早已試過這些方法了。

下一回，肯定會出現新的方向。

每次我們都會陷進這種太多麻煩、太多問題的情況中，因為我們都在重複使用同樣的手法。

下一種新構想、新的發現，將會建立在一種完全不同的方式上，因此事實上，歷史對我們的幫助並不太大。

　　我想談一談海森堡所提出的概念。

海森堡的意思是：不應該討論那些你無法量測的事物，因為很多人對此並不清楚，卻拚命談論這個概念。

其實你可以把這概念解讀為：任何假設或構想，都必須是那種你能據之推算出一些預測，而且能跟實驗做比較的。

換句話說，如果根本沒人知道什麼是一個「姆」和一個「咕」，但你卻從某個理論推論出「一個姆等於三個咕」，很明顯這是白費力氣。

可是如果你的推論是能用實驗結果來比對的，那麼它就有足夠的資格了，甚至在理論中出現姆跟咕也沒關係。

　　事實上，你的猜測中有多少垃圾都無所謂，只要你最後推導出來的結論是能夠用實驗來比對即可。

許多時候，大家並不能充分醒悟到這一點，他們抱怨說，很多粒子及路徑等概念的延伸（即原子物理的領域），都毫無把握。

然而事實並非如此，那概念的延伸並不是毫無把握的。

我們必須、也應該、永遠會把我們已知的一切極盡延伸之能事，儘量超越原有的知識範圍。

這做法危險嗎？沒錯。

不確定？沒錯。

但這是繼續進步的唯一方法。

雖然會有不確定的感覺，我們必須使科學變得有用才成。

科學理論只有在指引出一些沒有人做過的實驗時，才真正有用；如果它只告訴你剛剛發生過的事，就沒有什麼好處了。

我們必須把科學觀念拓展到已經過測試的範圍之外。

　　例如，重力定律是為了瞭解行星運行而發展出來的，我們就以重力定律為例。

假如牛頓只是說：「現在我瞭解行星了，」而沒有覺得應該試著把這定律和地球對月球的引力做比較；且往後的人又沒有說：「也許將星系維繫在一起的是重力，」那麼一切便都變得毫無建樹了。

我們必須嘗試那麼做才行。

可是你會說：「到了星系那麼大的尺度時，你對它簡直一無所知，因此什麼都可能發生！」我知道，不過沒有任何科學會接受這樣的限制；而且我們對於星系的瞭解，也不會出現完全理解的一天。

另一方面，如果你認定整個現象全是由已知定律所造成，那也未免流於狹隘、太過肯定，那是非常容易讓實驗推翻的。

但是話說回來，我們要尋找的也就是這樣明確、易於和實驗核對的假說。

事實是，到目前為止，星系的表現好像都沒有違背科學家的說法。

　　我可以再舉一個更有趣、也更重要的例子。

也許對生物學進展貢獻最大的一個想法，就是假設了「原子能做什麼，動物就能做什麼」。

換句話說，在生物世界中看到的諸般現象，全部是物理和化學現象的結果，完全沒有「添油加醋」。

當然你永遠可以批評：「說到生物，什麼都有可能發生。

」如果你接受這種想法，就永遠不可能瞭解有生命的東西了。

那樣一來，你很難相信章魚腕足的扭動，照已知的物理定律來說，只不過是一堆原子在動來動去而已。

然而依照這大前提之下進行探究時，確實可以滿準確的預測牠會如何行動。

靠著這樣的方法，我們才能對自然界瞭解加深，大步邁前。

科學之道　　用猜的不一定就不夠科學，雖然許多不從事科學研究的人如此認為。

幾年前我曾經碰到過不是做科學的人，談起飛碟。

他認為由於我做的是科學，應該對飛碟都瞭若指掌。

我說：「我不相信有飛碟。

」於是那位被我驚嚇過度的朋友說：「世界上不可能有飛碟嗎？你能證明這是不可能的嗎？」「不，」我說：「我無法證明那是不可能，但那是非常不可能發生的。

」聽到這裡，他說：「你很不科學，如果你不證明那是不可能，那你怎麼能說它非常不可能發生？」　　但那才是科學之道。

只是說什麼是比較有可能、以及什麼比較不可能發生，才是真正的科學態度，而不是不停的證明什麼是可能、什麼又不可能發生。

　　為了跟他定義清楚我的意思，也許我當時跟他說過：「聽著，我的意思是說，根據我從周圍吸收回來的知識，我覺得所有關於飛碟的報告，比較可能是由於地球上有智慧的生命，其眾所周知的非理性特性的結果；而比較不可能是由於迄今還不明朗的地球之外的智慧生命，其理性努力的結果。

」如此而已，這是一項滿好的猜測，而我們永遠試著猜想出可能性最高的解釋，但在心底深處記著，如果這不成立，那我們便要考慮其他可能性了。

　　我們又怎麼猜測應該保留什麼、扔掉什麼呢？像眼前有這些美好的原理及已知結果，然而我們卻陷入麻煩當中：要不就得到無限大的量，或者就是我們的描述不夠完整、漏掉些什麼。

有些時候，那表示了我們必須捨棄某些想法，甚至必須割捨某些根深柢固的想法。

問題是要割捨哪些以及保留哪一些？如果全部都不要了，那就變成過猶不及，手頭上也沒有什麼工具可用了。

畢竟像能量守恆看起來就沒什麼問題，這很美好，我也不想拋棄它。

一捨一留之間是很講技巧的。

其實，這很有可能只是碰運氣而已，不過看起來很講技巧！　　機率幅卻非常詭異，而對於這種奇奇怪怪的概念，第一個反應可能是覺得這是標新立異。

然而根據量子力學機率幅的這個奇怪概念推導出來的東西，全都行得通，在一長串奇奇怪怪的粒子中百試百靈。

因此我不相信，等我們找出這個世界更深層的內在結構時，會發現這些觀念是錯誤。

我相信這一部分是正確的，不過我也只是用猜的罷了。

我只不過在告訴你，我怎麼猜。

最佳賣點 最佳賣點:康乃爾大學梅森哲講座歷年最著名的演說入選「近代世界最佳書籍」大系，與達爾文《物種原始》、亞當斯密《國富論》齊名