Фейнман - 01. Современная наука о природе. Законы механики (1055659), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Но зто обстоятельство не занимает много места в его нзлол'ения. Зато в его рассказе ярко отражаются те причины, которые побуждают физика вести тяжелую раооту исследователя, а также те сомнения, которые у него возникают, когда он сталкивается с трудностями, кажущимися сейчас непреодолимыми. Молодой естествоиспытатель должен не только понять, почему интересно заниматься наукой, но и почувствовать, какой дорогой ценой достаются победы и как порой бывают тяжелы дороги, к иим ведущие.
Надо такя1е иметь в виду, что если сначала автор обходился без математического аппарата или использовал лишь тот, который изложен в лекциях, то от читателя, по мере продвижения его вперед, будет требоваться увеличение его математического багажа. Впрочем, опыт показывает, что математический анализ (по крайней мере его основы) выучивается сейчас легче, чем физика. Лекции Фейнмана вышли в США в трех больших томах. Первый содержит в основном лекции по механике и теории теплоты, второй — злектродинамику и физику сплошных сред, а третий — квантовую механику.
Чтобы книга была доступна большему числу читателей н чтобы ею было удобнее пользоваться, русское издание будет выходить небольшими выпусками. Первые четыре из них соответствуют первому тому американского издания. Кому будет полезна эта книга? Прежде всего — преподавателям, которые ее прочтут целиком: она заставит их задуматься об изменении сложившихся взглядов на то, как начинать обучать физике.
Далее, ее прочтут студенты. Они найдут в ней много нового в дополнение к тому, что онн узнают на лекциях. Конечно, ее попытаются читать и школьники. Большинству из них будет трудно одолеть все, но и то, что они смогут прочесть н понять, поможет им войти в современную науку, путь в которую всегда бывает трудным, но никогда не бывает скучным. Тому, кто не верит, что моясет пройти его, не стоит браться за изучение этой книги! И, наконец, ее могут читать все остальные. Читать просто так, для удовольствия. Это тоже очень полезно.
Фейнман в своем предисловии оценивает результаты своего опыта не очень высоко: слишком малая доля студентов, прослушавших его курс, усвоили все лекции. Но так и должно быть. Первый опыт редко приносит полный успех. Новые идеи всегда находят вначале ли1пь немного сторонников и лишь постепенно становятся привычными. Я.
Слородинский Январь 1965 Это — лекции по физике, которые я читал в прошлом и позапрошлом годах в Калифорнийском Технологическом институте для студентов первого и второго курсов. Но это не дословная их запись. Их пригладили — местами очень сильно, а порой не очень. Е тому же зто лишь часть полного курса обучения. Дважды в неделю 180 слушателей собирались в болыпоп аудитории н, прослушав лекцию, группами по 15 — 20 человек проводили еще семинары под руководством ассистентов. Вдобавок раз в неделю проводились и лаоораторные работы.
Чего мы хотели добиться, читая зти лекции? Мы хотели утвердить интерес к физике у молодых ее энтузиастов, у вчерашних выпускников средней школы. Перед поступлением в институт они много наслышались о том, как интересна и как увлекательна современная физика — теория относительности, квантовая механика и т. д. Но если бы зтот курс читался так, как он читался раньше, весь их энтузиазм задав года мало-помалу улетучился бы — чересчур уж редко прн обычном обучении встречаются действительно величественные, новые, современные идеи. Студентов заставили бы изучать наклонную плоскость, злектростатику и прочее в етом роде, и все их порывы были бы сведены на нет.
И весь вопрос был в том, сможем ли мы так построить курс, чтобы у самых способных, самых горячих студентов сохранился и укрепился их знтузиазм. Не сочтите эти лекции каким-то обзорным курсом. Нет, курс зтот весьма серьезен. Читая его, я 11 ориентировался на самых сообразительных, я хотел повозможности, чтобы даизе самые сильные слушатели не были в состоянии до конца усвоить все, чтб есть в этих лекциях. Для этого я подкидывал им мысли о возможных применениях основных идей и понятий вне основной линии наступления. Для атой цели я старался поточнее формулировать все утверждения, указывать, где только можно, какие уравнения и идеи укладываются в физическую картину мира и как при дальнейшем углублении онп могут измениться.
Я понимал также, что таким студентам очень важно указать, что из изучаемого они (если, конечно, у них достанет соображения) могут сами вывести из уже известного, а чтб, наоборот, для них совершенно ново. Формулируя новые идеи, я пытался либо вывести их, если они могли быть выведены, либо объяснить, что это действительно новая идея, что на уже изученные понятия ее опереть никак нельзя и что поэтому нельзя ее считать доказуемой, а можно лишь включить со стороны. Приступая к лекциям, я предполагал, что студенты все же кое-что вынесли из средней школы — разные там геометрические оптики, простенькие понятия из химии и тому подобное. Я не видел также смысла в том, чтобы устанавливать какой-то определенный порядок в лекциях, чтоб нельзя было упоминать о вещах, о которых подробно будет говориться только позже.
Наоборот, я часто вкратце говорю о том, чтб студент по-настоящему изучит намного позднее, когда он будет лучше подготовлен. Например, понятие об индуктансе или об энергетических уровнях дается на первых порах очень приблизительное и только спустя много времени развивается как следует. рассчитывая курс на самого активного слушателя, я все же учел интересы и такого парня, которого все эти фейерверки мыслей и многосторонние прилоя<ен1гя могут только встревожить и отпугнуть, от кого вообще нельзя ожидать, что он усвоит большую часть материала. Я хотел, чтобы для него в лекциях оказалось по крайней мере основное ядро, или костяк, того, что он может получить. Я надеюсь, что он не очень будет нервничать, если не поймет в лекции всего.
Пусть не понимает всего, пусть ухватит только самую суть, самое бьющее в глаза. Конечно, и для этого он должен проявить некоторую сообразительность, должен захотеть понять, какие теоремы и представления являются самыми главными, а что он сможет понять только позже и пока оставляет в стороне. Была у меня одна серьезная трудность, когда я читал эти лекции: не работала обратная связь — от студента к преподавателю; я не видел, насколько хорошо эти лекции доходят. Это очень серьезная помеха, и я поныне не внаю, хороши ли эти лекции.
Это по существу эксперимент, и, если бы мне пришлось его проделать еще раз, я бы его поставил иначе, но я надеюсь, что мне не придется браться за это дело вторично! И все же мне кажется, что для первого курса, по крайней мере в отношении физики, все выглядит вполне прилично. А вот второй частью курса * я не очень доволен.
В начале этой части, говоря об электричестве и магнетизме, я не смог придумать какого-лнбо особого, отличного от общепринятого способа изложения, не смог найти такого подхода к теме, который возбуждал бы к ней интерес. С электричеством и с магнетизмом, таким образом, не много мне удалось сделать. После этой темы в конце второго курса я сначала собирался прочесть несколько лекций о свойствах твердых тел, касаясь главным образом таких вещей, как нормальные колебания, решения уравнения диффузии, колебательные системы, ортогональные функции и т.
д., т. е. изложить начала того, что обычно именуют »методами математической физики». Задним числом могу сознаться, что, если бы я решился читать этот курс вторично, я бы непременно вернулся к этому намерению. Но поскольку повторение этих лекций не планируется, а вместо этого мне сказали, что неплохо было бы дать введение в квантовую механику, то это вы и обнаружите в конце настоящего курса. Совершенно ясно, что студентам, желающим хорошо разобраться в физике, можно было бы подождать с изучением квантовой механики и до третьего курса. Но, возражая, мне выдвинули довод, что многие студенты с моего курса изучают физику только в качестве основы для занятий другими науками. Обычный же способ изучения квантовой механики делает ее почти недоступной для оолыпинства студентов, потому что у них нет возможности так долго изучать ее.
А в то же время вся махина е В русском издании содержание тома П войдет в выпуска 5 — 7. Том Ш будет содержать квантовую мехаквку.— Прим. ред. дифференциальных уравнений, весь такой подход к квантовой механике редко используется в ее применениях, в частности в таких более сложных применениях, как электроника и химия. Поэтому я попробовал описать принципы квантовой механики так, чтобы знания уравнений в частных производных вначале не требовалось. Даже физику, я думаю, будет интересно такое изложение квантовой механики (по причинам, которые станут ясны из самих лекций). И все же мне кажется, что эксперимент с квантовой механикой не очень удался главным образом из-за того, что мне ке хватило времени и конец пришлось скомкать (мне бы нужно было еще 3 — 4 лекции, чтобы полней изложить такие вопросы, как энергетические полосы п пространственная зависимость амплитуд).
Да и, кроме того, я никогда прежде не излагал материал такилг способом и отсутствие ооратиой связи ощущал особенно остро. Теперь я думаю, что квантовую механику надо излагать все-таки позже. Не исключено, что у меня появится возможность еще раз прочесть этот курс. Тогда я сделаю это получше. В атом курсе нет лекций, посвященных решению задач. Оии решались на семинарах. Хотя на трех лекциях я решал задачи, по в курс они не вошли. После лекции о вращающихся системах была прочитана лекция об инерциальной навигации, ио, к сожалению, при издании ее опустили.
Пятую и шестую лекции прочитал э(этью Сэндс (я уезжал тогда из города). Возникает естественный вопрос, насколько этот эксперимент удался. Моя личная точна зрения, которую, впрочем, не разделяют работавшие со студентами преподаватели, довольно пессимистична. Мне не кажется, что я хорошо поступил со студентами. Когда я наблюдал, как болыпинство студентов решает задачки на экзаменах, я подумывал о крахе всей моей системы преподавания. Правда, мои друзья напомнилп мне, что среди студентов оказался десяток-другой разобравшихся, как это ни странно, почти во всем, активно трудившихся над материалом и подолгу с увлечением мучившихся над трудными вопросами. Этн ребята, на мой взгляд, обладают сейчас первоклассной подготовкон по физике, и я попытаюсь после всего заполучить их к себе на работу.
Впрочем, «обучение редко приносит плоды кому-лабо, кроме тех, кто предрасположен к нему, но им оно почти не нуягно» (Гиббонс). Тем не менее я не хотел бы бросать ни одного студента на произвол судьбы, как это, видимо, бывало при чтении курса. Как все-таки помочь студентамг Может быть, надо больше поработать над составлением комплекса задач, которые могли бы пролить свет на идеи, развиваемые в лекциях3 Задачи дадут хорошую возможность расширить лекционный материал и помогут сделать идеи лекций более осязаемыми и полными, лучше уложить их в голове. Все же я думаю, что самое лучшее решение проблемы образования — это понять, что самым превосходным обучением является прямая, личная связь между учеником и хорошим учителем, когда ученик обсуждает идеи, размышляет о разных вещах и беседует о вих.
Невозможно многому научиться, просто отсиживая лекции иля даже просто решая задачи. Но в наше время такое множество студентов должно быть обучено, что для идеалов приходится подыскивать эрзацы. Может быть, мои лекции помогут в этом. Может оыть, в тех краях, где моя'но найти отдельного учителя для каждого ученика, зти лекции смогут вдохновить учителя и подбросить ему кое-какие идеи. Может быть, поразмыслив над ними, он только позабавится, а может, и разовьет их дальше. Иювь 19бб Ричард Фейнзчан В основу этой книги леглк лекции по общей физике, которые профессор Р. Фейнмап читал в ! 961 — 1962 академическом году в Калифорнийском Технологичоском институте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
