费曼物理学讲义(第卷) 勿 意,但是这种间题是容易确定的,可以反复检查.如果不去纠缠在这种次要的问题上:,那么 实验的结果怎么可能是错误的呢?这只可能是由于不够精确罢了.例如;一个物体的质量 似乎是从来不变的:转动的陀螺与静止的陀螺一样重.结果就发现了一条“定律”:质量是个 於 常数,与速率无关.然而现在发现这条“定律”却是不正确的.质量实际上随着速度的加大 盈而增加,但是要速度接近于光速,才会显著增加正确的定律是:如果一个物体的速军小于 利100海里/秒,那么它的质量的变化不超过百万分之一,在这种近似形式下,这就是一条正 之确的定律.因此,人们可能认为新的定律实际上并没有什么有熹义的差别.当然,这可以说 对,也可以说不对,对于一般的速率我们当然可以忘掉它而用简单的质量守恒定律作为 种很好的近似,但是对于高速情况这就不正确了:速率越高,就越不正确 最后,最有趣的是,就哲学上而言,使用近似的定律是完全错误的.纵然质量的变化只 是一点点,我们的整个世界图景也得改变.这是有关在定律后面的哲学或基本观念的一件 十分特殊的事.即使是极小的效应有时在我们的观念上也要引起深刻的变化 那么,我们应该首先教什么呢?是否应先教那些正确的、陌生的定律以及有关的奇特而 困难的观念,例如相对论,四维时空等等之类。还是应先教简单的质量守恒”定律,即那条 虽然只是近似的,但并不包含那种困难的观念的定律?前一条定律比较引人入胜,比较奇特 和比较有趣,但是后一条定律在开始时比较容易掌握,它是真正理解前一种观念的第一步 这个问题在物理教学中会一再出现,在不同的时候我们将要用不同的方式去解决它.但是 在每个阶段都值得去弄明白:我们现在所知道的是什么,它的正确性如何,它怎样适应其他 各种事情,以及当我们进一步学习后它会有怎样的变化 让我们按照我们所理解的当代科学(特别是物理学,但是也包括周围有关的其他科学) 的轮廓继续讲下去,这样,当我们以后专门注意某些特殊问题时,就会对于背景情况有所了 解——为什么这些特殊问题是有趣的,它们又是怎样适应整体结构的 那么,我们世界的总体图象是怎样的呢? §1-2物质是原子构成的 假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话传给下一代,那么怎样才 能用最少的词汇来表达最多的信息呢?我相信这句话是原子的假设(或者说原子的事实,无 论你愿意怎样称呼都行):所有的物体都是用原子构成的—这些原子是一些小小的粒子, 它们一直不停地运动着.当彼此略徽离开时相互吸引,当彼此过于挤紧时又互相排.只 要稍微想一下,你就会发现,在这一句话中包含了大量的有关世界的信息 为了说明原子观念的重要作用,假设有一滴直径为1/4英寸的水滴即使我们非常贴近 地观察,也只能见到光滑的、连续的水,而没有任何其他东西.并且即使我们用最好的光学 显微镜(大致可放大2000倍)把这滴水放大到40英尺左右(相当于一个大房间郑样大),然 后再靠得相当近地去观察我们所看到的仍然是比较光滑的水,不过到处有些足球状的东 西在来回游动,非常有趣.这些东西是草履虫.你们可能就到此为止,对草履虫以及它的摆 动的纤毛和卷曲的身体感到十分好奇.也许除了把草屐虫放得更大一些看看它的内部外 就不再进一步观察了.当然这是生物学的课题,但是现在我们继续观察下去,再把水放大 2000倍更接近地观察水这种物质本身.这时,水滴已放大到有15英里那样大了,如果你再 十分贴近地观察你将看到水中充满了某种不再具有光滑外表的东西而是有些象从远处看請 勿 用 於 盈 利 之 目 的