01 / 导读
导读
引用
Feynman, R. P., Leighton, R. B., & Sands, M. (1989). The Feynman Lectures on Physics. Addison-Wesley. 免费在线版：https://www.feynmanlectures.caltech.edu/
章节概要
全书共三卷：第一卷（52章）讲力学、辐射与热，第二卷（42章）主要讲电磁学与物质，第三卷（21章）是量子力学。它源自费曼1961至1963年在加州理工学院（Caltech）为一、二年级本科生讲授的入门课程，盒装三卷本约1,550页。下面的分组依据目录，章名按目录中的写法给出。
第一卷 第1–7章：原子的运动／基础物理／物理学与其他科学的关系／能量守恒／时间与距离／概率／引力理论
开头几章先对物理学做总体概览，而不是立即展开系统论述：物质的原子图景、物理学在各门科学中的位置、能量守恒、时间与距离的度量、概率和引力。其中第1–4章和第7章属于后来单独再版的《Six Easy Pieces》所收的六章；该书面向一般读者，主要以定性方式介绍关键主题。
第一卷 第8–25章：运动／牛顿动力学定律／动量守恒／矢量／力的特性／功与势能／狭义相对论／相对论性能量与动量／时空／二维转动／质心与转动惯量／三维转动／谐振子／代数／共振／瞬态／线性系统与复习
力学部分从运动和牛顿定律出发，经过动量、矢量、力和功（势能占两章），然后用三章讲狭义相对论，再回到转动与振动。第22章“代数”是夹在振动各章之间的一次数学插曲，第25章以线性系统的复习结束这一部分。
第一卷 第26–36章：光学与辐射
第26–36章从“光学：最短时间原理”和“几何光学”开始，经过电磁辐射、干涉、衍射、折射率的起源、辐射阻尼与光的散射、偏振以及辐射中的相对论效应，最后以“色觉”和“视觉机制”结束。
第一卷 第37–46章：量子行为；气体动理论与热力学
量子行为以及波动观点与粒子观点的关系早在第37–38章就已出现。其余各章转向气体动理论、统计力学原理、布朗运动、扩散、热力学定律及其例证，以及“棘轮与棘爪”。
第一卷 第47–52章：声与波；对称性
声与波动方程、拍、模式、谐波和波动结束这一卷，最后是第52章“物理定律中的对称性”。第52章与“矢量”、三章相对论，以及第二卷的“弯曲空间”一起，被收入《Six Not-So-Easy Pieces》。
第二卷 第1–12章：电磁学、矢量微积分、静电学与电介质
第二卷以概览性的“电磁学”开篇，随后两章讲场的数学：“矢量场的微分”和“矢量积分”。接着是静电学（高斯定律、各种情形下的电场、静电能、大气中的电），然后是电介质和静电类比。
第二卷 第13–24章：静磁学、感应、麦克斯韦方程、电路与波
静磁学、矢势、感应电流和感应定律，引向第18章“麦克斯韦方程”。随后各章讲最小作用量原理、真空中以及有电流和电荷时的麦克斯韦方程的解、交流电路、空腔谐振器和波导。
第二卷 第25–31章：相对论性电动力学与场中的带电粒子
这几章讲相对论记号下的电动力学、场的洛伦兹变换、场能量与场动量、电磁质量，以及带电粒子在电场和磁场中的运动，之后是晶体的内部几何和张量。
第二卷 第32–42章：物质、弹性、流体与弯曲空间
这一卷依次讲稠密物质的折射率、表面反射、物质的磁性（顺磁性、磁共振、铁磁性、磁性材料）、弹性与弹性材料、“干水的流动”和“湿水的流动”，最后以“弯曲空间”结束。
第三卷 第1–8章：从量子行为到哈密顿矩阵
第三卷以“量子行为”和“波动观点与粒子观点的关系”开始，这与第一卷第37–38章同名。随后是概率幅、全同粒子、自旋1、自旋1/2、概率幅随时间的变化和哈密顿矩阵。
第三卷 第9–21章：二能级系统、固体、原子与超导
第9–12章讲氨分子微波激射器、其他及更多的二能级系统和氢的超精细分裂。接着是晶格中的传播与半导体，然后是独立粒子近似、概率幅对位置的依赖、对称性与守恒律、角动量、“氢原子与元素周期表”和算符。最后一章是“经典语境中的薛定谔方程：关于超导的研讨”。
核心概念
第一卷：力学、辐射、热
- 能量守恒与动量守恒：各有专门一章（第4章和第10章），都排在力与功的论述之前。
- 狭义相对论与时空：不是附录，而是连续三章（第15–17章）。
- 共振与线性系统：第23–25章从谐振子出发，发展到共振、瞬态和线性系统。
- 气体动理论、统计力学与热力学：第39–46章从气体动理论和统计力学一直讲到热力学定律。
第二卷：电磁学与物质
- 场与矢量微积分：第2–3章在静电学开始之前先备好场的数学。
- 麦克斯韦方程：第18章的主题，随后第20–21章讨论其在真空中和有电流、电荷时的解。
- 场的能量与动量：第27章，与电动力学的相对论记号并列。
第三卷：量子力学
- 概率幅：紧接着两章量子行为之后的第一个主题（第3章）。
- 哈密顿矩阵与二能级系统：第8–12章把哈密顿矩阵与氨分子微波激射器、氢的超精细分裂等二能级例子结合起来。
- 对称性与守恒律、角动量：第17–18章。
评析
优点
- 独特的范围与顺序。 目录里除了标准的力学和电磁学，还有许多入门书中少见的内容：最小作用量原理、相对论性电动力学、弹性、流体流动，以及一整卷以概率幅和二能级系统为基础的量子力学。
- 为调动优秀学生的兴趣而写。 据已发表的介绍，费曼原序说这些讲课是为了吸引刚从中学进入Caltech、非常热情而聪明的学生。1989年版的特别序言中，大卫·古德斯坦（David Goodstein）和杰里·诺伊格鲍尔（Gerry Neugebauer）补充说，讲课的主要受益者是费曼的同行，并称他是杰出的“教师的老师”。
- 容易上手的入口。 两本小选集（《Six Easy Pieces》和《Six Not-So-Easy Pieces》）显示了哪些章节适合想先尝试定性内容或相对论内容、再决定是否通读的读者。
- 可免费获取。 自2013年起，全文由Caltech和The Feynman Lectures Website免费在线提供；据引述，2013年《Nature》上的一篇书评称赞其“简洁、优美、统一……以热情和洞见呈现”。
局限
- 不是标准课程的编排。 量子行为出现在第一卷（第37章），矢量微积分要到第二卷（第2–3章）才出现，而一章名为“代数”的内容夹在振动各章之间，因此如果没有指引，很难把它当作逐周的教学大纲。
- 习题另册出版。 讲义正文没有通常意义上的习题集；习题集另行出版，《Feynman's Tips on Physics》（2005年）则增加了四讲、马修·桑兹的回忆文章以及附答案的习题。
- 文本的版本历史很重要。 据已发表的说明，初版含有错误，其中一些使习题无法求解；勘误陆续发布，2005年的《Definitive Edition》和被宣传为完全订正的2011年《New Millennium Edition》都吸收了更正。这里引用的1989年纪念版早于这些订正。
- 读者对象有争议。 有说法认为，一些物理专业学生在通过传统教材掌握内容之后，会觉得这些讲课更有价值，也有人认为它们对教师比对学生更有用；马修·桑兹对古德斯坦和诺伊格鲍尔关于听课者的说法有部分异议。
在课程中的定位
在这门基础物理课程中，费曼讲义是配合阅读的伴侣，而不是替代品。书单中的综合性入门教材（哈利德的《Fundamentals of Physics》、蒂普勒与莫斯卡的《Physics for Scientists and Engineers》、杨的《University Physics》、瑟韦与朱伊特的《Principles of Physics》）以常规教材的篇幅覆盖同样的范围，是讲义所缺少的习题训练的自然来源；而休伊特的《Conceptual Physics》和OpenStax的《College Physics 2e》以代数为基础，对数学的要求较低。克莱普纳与科伦科的《An Introduction to Mechanics》只讲力学，是要求较高的微积分层次教材，与第一卷第8–20章搭配得很自然。
《200 Puzzling Physics Problems》是附有提示和完整解答的习题集，可用来练习讲义力图培养的物理洞察习惯。比较合理的做法是用一本标准教材完成作业，并在每个主题之前或之后读对应的费曼章节。
如何使用本书
这些讲课是给Caltech一、二年级本科生讲的，所以实际的先修要求是中学物理和微积分；讲义所需的矢量微积分和代数会在正文中引入（第一卷第22章，第二卷第2–3章）。
实用的安排：
- 第一卷的初读： 先读第1–4章、第7章和第37章作概览，然后一边做标准教材的习题，一边读第8–25章（力学、相对论、振动）。
- 选读主题： 课程进行到相应内容时，再读第26–36章（光学）和第39–46章（气体动理论、热力学）。
- 电磁学： 按顺序读第二卷第1–24章；第25–42章可留到第二遍阅读时作为选读的拓展。
- 量子力学： 第三卷是一部自成体系的入门，可在读完第一卷第37–38章之后阅读。
- 练习： 每章配合其他来源或《Feynman's Tips on Physics》中的习题，使用较早的印次时，请对照已发布的勘误。