Was war Feynmans „viel bessere Art, die Elektrodynamik zu präsentieren“ – die in den Feynman-Vorlesungen **nicht** auftauchte?

Weiß jemand, worauf sich Feynman in diesem Interview bezog, das am Anfang von The Feynman Tips on Physics erscheint ? Beachten Sie, dass er sich auf etwas bezieht, das in den Feynman-Vorlesungen nicht vorkam.

Ich habe das zweite Jahr nicht gerne gemacht, weil ich dachte, ich hätte keine großartigen Ideen, wie ich das zweite Jahr präsentieren könnte. Ich hatte das Gefühl, dass ich keine gute Idee hatte, wie man Vorlesungen über Elektrodynamik hält. Aber sehen Sie, in diesen Herausforderungen, die es zuvor in Bezug auf Vorlesungen gegeben hatte, hatten sie mich herausgefordert, die Relativitätstheorie zu erklären, sie forderten mich heraus, die Quantenmechanik zu erklären, sie forderten mich heraus, die Beziehung von Mathematik und Physik, die Energieerhaltung, zu erklären. Ich habe jede Herausforderung beantwortet. Aber es gab eine Herausforderung, die niemand fragte, die ich mir selbst gestellt hatte, weil ich nicht wusste, wie ich das machen sollte. Es ist mir noch nie gelungen. Jetzt glaube ich zu wissen, wie es geht. Ich habe es nicht getan, aber ich werde es eines Tages tun. Und das ist dies: Wie würden Sie die Maxwell-Gleichungen erklären? Wie würden Sie einem Laien die Gesetze der Elektrizität und des Magnetismus erklären, fast ein Laie, ein sehr intelligenter Mensch, in einer Vorlesungsstunde? Wie machst du das? Ich habe es nie gelöst. Okay, also geben Sie mir zwei Stunden Vortrag. Aber es sollte irgendwie in einer Vorlesungsstunde erledigt sein – oder zwei Stunden.

Jedenfalls habe ich mir jetzt eine viel bessere Art ausgedacht, die Elektrodynamik zu präsentieren, eine viel originellere und viel kraftvollere Art und Weise als in dem Buch. Aber damals hatte ich keinen neuen Weg, und ich beschwerte mich, dass ich nichts mehr für mich selbst beitragen konnte. Aber sie sagten: „Mach es trotzdem“, und sie überredeten mich dazu, also tat ich es.

Ist dieser Ansatz, Elektrodynamik zu lehren, in irgendwelchen seiner späteren Schriften aufgetaucht?

Ich weiß nicht genau, worauf er sich bezieht, aber eine Möglichkeit ist die QFT-Methode (die für Feynman im Wesentlichen eine Aufwärmübung auf dem Weg war, GR aus ähnlichen Prinzipien abzuleiten). Im Grunde ist die einzigartige Theorie einer Lorentz-Invariante, Ladung = 0, masseloses Spin-1-Teilchen bei niedrigen Energien die Maxwell-Gleichungen. Feynmans Weg, in seinen Vorlesungen über Gravitation dorthin zu gelangen, besteht darin, von der Ladungserhaltung auszugehen und zu sagen, dass Photonen an Materie koppeln als EIN μ J μ und wenn man sich dann verschiedene Streuamplituden ansieht, kann man zum Maxwell-Lagrangian gelangen.
"Was für Feynman im Wesentlichen eine Aufwärmübung auf dem Weg war, GR aus ähnlichen Prinzipien abzuleiten." Können Sie dafür eine Referenz angeben? Sehr neugierig, davon zu hören.
Vielleicht spricht er von Feynman-Diagrammen
Ich finde es faszinierend, dass Feynman offen zum Ausdruck gebracht hat, dass er solche Schwierigkeiten hat, E&M zu erklären [ohne zu sagen, dass ich es kann, nur zu sagen, dass es sehr interessant ist], aber so einfach mit diesen anderen Themen umgehen kann.
Interessantes Zeug, littleO. Haben Sie ein paar Punkte von mir, um Ihre Großzügigkeit auszugleichen. Aber nachdem ich das Transkript gelesen habe, fürchte ich, sieht es immer noch so aus, als ob Feynman nie ganz dort angekommen ist und immer noch nicht herausgefunden hat, wie man einen Magneten erklärt .
Anscheinend nehmen die Leute Feynman-Worte zu ernst: P

Antworten (7)

Ich habe lange Zeit damit verbracht, diese Frage für Carver Mead (erwähnt von Art Brown) im Jahr 2008 zu recherchieren, weil wir beide neugierig waren, was Feynman meinte. Carver dachte, Feynmans „bessere Art, Elektrodynamik zu präsentieren“ wäre etwas in der Art seines eigenen „Collective Electrodynamics“, aber das stellte sich als nur teilweise heraus, wie ich in vier Seiten von Feynmans Notizen entdeckte, die er in seinem Jahr geschrieben hatte unterrichtet die FLP Vorlesungen zur Elektrodynamik, die sein neues Programm kurz erklärt. [Diese Notizen finden sich in The Caltech Archives: Box 62, Folder 8 of The Feynman Papers, „Working Notes And Calculations: Alternate Way to Handle Electrodynamics, 13 Dec 1963.“] Ich fragte Matt Sands, ob er etwas darüber wüsste, und er sagte mir, dass ungefähr in der Mitte des 2. Jahres der FLP-Vorlesungen, Feynman begann sich darüber zu beklagen, dass er enttäuscht sei, dass er nicht origineller sein konnte. Er habe geglaubt, jetzt den „richtigen Weg“ gefunden zu haben, erklärte er – leider zu spät. Er sagte, dass er mit den Vektor- und Skalarpotentialen beginnen würde, dann wäre alles viel einfacher und transparenter. Die Notizen sind viel ausführlicher. Leider habe ich nicht das Recht, sie selbst zu veröffentlichen (ohne die Erlaubnis von Caltech einzuholen) ... aber es gibt einen Plan, die Feynman-Papiere zu digitalisieren und online zu stellen - dafür wird jetzt nach Finanzierung gesucht. dann wäre alles viel einfacher und transparenter. Die Notizen sind viel ausführlicher. Leider habe ich nicht das Recht, sie selbst zu veröffentlichen (ohne die Erlaubnis von Caltech einzuholen) ... aber es gibt einen Plan, die Feynman-Papiere zu digitalisieren und online zu stellen - dafür wird jetzt nach Finanzierung gesucht. dann wäre alles viel einfacher und transparenter. Die Notizen sind viel ausführlicher. Leider habe ich nicht das Recht, sie selbst zu veröffentlichen (ohne die Erlaubnis von Caltech einzuholen) ... aber es gibt einen Plan, die Feynman-Papiere zu digitalisieren und online zu stellen - dafür wird jetzt nach Finanzierung gesucht.

Mike Gottlieb: Herausgeber, The Feynman Lectures on Physics & Co-Autor, Feynman's Tips on Physics

PS Wie in meinem Kommentar unten erwähnt, wurden die Notizen gepostet. Sie sind jetzt hier zu finden .

+1. Hye, mein Herr; Es wäre Ihnen dankbar, wenn Sie diese Papiere digitalisieren würden. Können Sie mir dennoch sagen, woher ich weitere Einzelheiten hierzu erhalten kann?
Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich freue mich sehr, dass Sie diese Frage gesehen haben.
Hallo zusammen. Es hat eine Weile gedauert, aber ich konnte die erforderlichen Genehmigungen einholen, um Feynmans Notizen zu seinem „Alternative Way to Handle Electrodynamics“ zu veröffentlichen. Diese Notizen sind etwas schwer zu lesen, daher habe ich auch eine Abschrift zur Verfügung gestellt. Sie finden sie im Abschnitt „Notizen“ auf der Feynman Lectures-Website ( feynmanlectures.info ).
@MichaelA.Gottlieb Nochmals vielen Dank, dass du das gemacht hast, Mike, das ist wirklich erstaunlich. Ich bin so froh, dass du das herausgefunden hast!
Wow, das ist unglaublich cool. Willkommen, Herr Gottlieb! Hoffe du bleibst dabei ;) (PS Ich hatte dich schon einmal kontaktiert, als ich einen Vorzeichenfehler in den Vorlesungen gefunden habe , im Kapitel über den Josephson-Effekt! Vielleicht erinnerst du dich...)
Was bedeutet die Frage: "Ist irgendetwas falsch an der Theorie, dass das Gesetz augenblicklich Coulomb-transformiert ist?"

Ich bin mir nicht sicher, aber vielleicht handelt es sich hier um Feynmans Herleitung der Maxwell-Gleichungen, die in Dysons Artikel http://signallake.com/innovation/DysonMaxwell041989.pdf (Am. J. Phys. 58(3), März 1990, S. 209). Mein Eindruck war jedoch, dass die Herleitung mangelhaft ist.

Das ist sehr interessant, aber der Artikel, auf den Sie verlinkt haben, besagt, dass die Ableitung 1948 entdeckt wurde, während die Feynman-Vorlesungen 1961-1963 gehalten wurden. Also muss sich Feynman in dem von mir zitierten Interview auf etwas anderes bezogen haben.
@littleO: Wie gesagt, ich bin mir nicht sicher
@littleO 1961 geschah nach 1948.
@arivero Ich verstehe deinen Kommentar nicht. Mein Punkt war, dass Feynmans "viel bessere Art, die Elektrodynamik zu präsentieren" etwas gewesen sein muss, an das er nach 1961 gedacht hatte; sonst hätte Feynman in seinen Vorlesungen über Physik den "viel besseren Weg" gewählt.
@littleO meine Schuld, ich habe falsch gelesen, dass Sie ein Vorwort zu den Vorträgen zitiert haben, nicht das Interview. Du hast Recht, der "viel bessere Weg" kann DysonMaxwell nicht sein.

Eröffnung mit einer Nebenbemerkung:

Interessanterweise drückte einer von Feynmans Studenten, Carver Mead , der VLSI-Ruhm ist, eine ähnliche Unzufriedenheit mit diesen EM-Vorlesungen aus und schrieb tatsächlich eine Monographie, "Collective Electrodynamics" , die versucht, die Disziplin neu zu formulieren, indem sie die Potentiale, nicht die Felder, als primäre Einheiten verwendet , und Quantensysteme (supraleitende Schleife, kohärenter Quantenresonator) als kanonische Beispiele.

Es ist nicht schwer zu lesen. Ich bin nicht qualifiziert, den Erfolg zu beurteilen, aber ich weiß, dass ich nicht möchte, dass dieser Ansatz mein erster Kurs in EM ist.


Jedenfalls ist das alles nur am Rande Ihrer Frage. Ich glaube, das von Ihnen zitierte Interview stammt aus dem Jahr 1966. Viel später, im Jahr 1983, hielt Feynman eine Reihe öffentlicher Vorträge über seine Theorie der Quantenelektrodynamik (QED), die anschließend als QED, The Strange Theory of Light and Matter, veröffentlicht wurden .

Der Großteil dieses Buches beschreibt die Wahrscheinlichkeitsamplituden der Wechselwirkungen von Photonen und Elektronen und ihre Anwendungen in verschiedenen Umgebungen ("Berechnung der Summe aller kleinen Pfeile"). Gegen Ende von Kapitel 3 gibt es ein schematisches Argument, das sich auf den "Ansatz von 1966" beziehen könnte:

Es gibt zum Beispiel Umstände, wo die Amplitude zum Emittieren eines Photons durch eine Quelle unabhängig davon ist, ob ein anderes Photon emittiert wurde. Das kann passieren ... wenn sehr viele Elektronen sich alle auf die gleiche Weise bewegen, wie zum Beispiel in der Antenne eines Senders auf und ab oder in den Spulen eines Elektromagneten herumlaufen. Unter solchen Umständen wird eine große Anzahl von Photonen emittiert, die alle von genau der gleichen Art sind. Die Amplitude eines Elektrons zur Absorption eines Photons in einer solchen Umgebung ist unabhängig davon, ob es oder irgendein anderes Elektron zuvor andere Photonen absorbiert hat. Daher kann sein gesamtes Verhalten nur durch diese Amplitude für ein Elektron angegeben werden, um ein Photon zu absorbieren, was eine Zahl ist - die als "Feld" bezeichnet wird -, die nur von der Position des Elektrons in Raum und Zeit abhängt .... Wenn wir die Polarisation berücksichtigen Konto, Es gibt mehr Komponenten für das Feld. (Es gibt vier Komponenten – die der Amplitude entsprechen, um jede der verschiedenen Polarisationsarten (X, Y, Z, T) zu absorbieren, in denen sich das Photon befinden könnte – technisch als vektorielle und skalare elektromagnetische Potentiale bezeichnet.

Mit anderen Worten, Feynman behauptet, die klassische EM als eine bestimmte Grenze der QED abzuleiten. Natürlich sollte das möglich sein; Das Beeindruckende dabei ist, dass Feynman, falls er sich 1966 tatsächlich auf diesen Ansatz bezog, meinte, er könne ihn einer "sehr intelligenten Person" (oder vielleicht ausreichend intelligent?) erklären.

Ich sollte betonen, dass "QED" nicht mehr Details zu diesem Thema enthält als das, was ich oben zitiert habe. Es wird jemanden nicht zufrieden stellen, der nach einer detaillierten Darstellung sucht.

Und vielleicht war sein „Ansatz von 1966“ etwas ganz anderes als der von „QED“. Feynman war absolut kreativ.

Laut einem Interview, das der American Spectator mit Mead rund um sein Buch geführt hat, ist Meads Idee zu dem ganzen Thema irgendwie revolutionär, obwohl die Formulierung anscheinend nichts wirklich Neues in der Welt der Physik ist. Ich schätze, Meads Idee stammt von ihm selbst, nicht von Feynman. ( Mittlerweile gefällt mir persönlich seine Ansicht sehr gut, da wir sie bereits aus der islamischen Philosophie kannten )

Vielleicht hat er darüber nachgedacht, Physik eher von oben nach unten als von unten nach oben zu unterrichten. Daran ist nichts auszusetzen. Genau das tun Landau/Lifshitz in Band 1 ihres "Kurses der Theoretischen Physik", indem sie ein Prinzip der kleinsten Wirkung einführen und daraus viel von der Newtonschen Mechanik ableiten. Dasselbe könnte man für die Elektrodynamik tun, aber der Ansatz würde wahrscheinlich viele der weniger begabten Studenten auf dem Weg verlieren.

Hier ist ein direkter Link zu dem Abschnitt auf der Website von Feynman Lectures, der sich mit diesem Thema befasst.

Übrigens, ich habe ein paar Kurse von Feynman belegt und ein wenig mit ihm rumgehangen, als er bei Hughes Aircraft unterrichtete, wo ich damals arbeitete.

Ein brillanter Verstand und ein erstaunlicher Lehrer.

http://www.feynmanlectures.caltech.edu/info/other/Alternate_Way_to_Handle_Electrodynamics.html

Links können beschädigt werden. Ein paar Worte zur Einführung des Linkinhalts würden Ihren Beitrag wesentlich stabiler machen.
Die Frage bittet ausdrücklich um Antworten, um Material aus den Feynman-Vorlesungen auszuschließen.
@psitae Aber der hier angegebene Link führt zu handschriftlichen Notizen von Feynman aus dem Jahr 1963, nachdem er die Feynman-Vorlesungen über Physik gehalten hatte. Dies sind die Notizen, die Michael Gottlieb ausgegraben hat (siehe Gottliebs Antwort oben).

Ich habe das folgende Zitat auf der Website des American Institute of Physics gefunden. Es ist eine Fortsetzung von Feynmans obigem Zitat. Ich glaube, es beantwortet Ihre Frage zu seinem neuen Ansatz.

anstatt nur über die Gleichung zu sprechen. Also würde ich das tun.Aber dann hatte ich eine andere Möglichkeit. Vielleicht könnte ich den Studenten im zweiten Jahr Quantenmechanik beibringen – niemand erwartet das, das wäre ein Wunder. Und ich hatte eine verrückte, auf den Kopf gestellte Art, die Quantenmechanik absolut auf den Kopf zu stellen, in der alles, was fortgeschritten war, zuerst kam und alles, was im herkömmlichen Sinne elementar war, zuletzt kam. Und ich habe diesen Typen davon erzählt, und sie haben weiter an mir gearbeitet. Sie sagten, ich müsse es tun, dass das mathematische Ding, von dem ich sprach, andere Leute eines Tages vielleicht tun würden, aber dass dieses Ding so einzigartig sein würde, und sie wussten, dass ich nie wieder ein Jahr lang gehen würde. Ich muss diese einzigartige Sache machen, verstehen Sie – selbst wenn es die Kinder umbringt, können sie es nicht lernen, und es nützt nichts. Ich weiß nicht, wie die Situation eigentlich ist, ob es sich lohnt oder nicht. Ich sollte es versuchen. So tat ich.Aber Band 2 und 3 waren wirklich ein Jahr, genau wie Band 1."

Die Frage betrifft die Elektrodynamik, nicht die Quantenmechanik.
@BenCromwell: Und doch beginnt das Zitat mit Elektrodynamik oder der Erwartung, Elektrodynamik zu unterrichten. Es endet damit, dass er sagt, dass er Band 2 (Elektrodynamik) und Band 3 in einem Jahr unterrichten möchte ... was nicht so ungewöhnlich ist. Ich glaube, ich hatte Elektrodynamik und Quantenmechanik, die ich mir im selben Jahr (aber nicht im selben Semester) beigebracht habe. Es gibt absolut nichts in diesem Material, das einen guten Professor daran hindern würde, begabten Studenten beides gleichzeitig zu unterrichten (der Ansatz könnte jedoch einige der weniger begabten verlieren).
@CuriousOne Während dieses Zitat die Elektrodynamik erwähnt, zeigt es keine besondere Art, die Elektrodynamik zu erklären, an die Feynman nicht bereits gedacht hatte, als er seine Vorlesungen über Physik hielt.
@littleO: Was die Leute durchdenken und was sie schließlich tun, sind zwei völlig verschiedene Dinge. Feynman sagt, dass er versucht hat, völlig abtrünnig zu werden … und die Realität sagt, dass er die Idee aufgegeben hat, weil es in Wirklichkeit nicht annähernd so attraktiv ist, wie es sich unter der Dusche anhört. Ein Professor von mir hat das für Thermodynamik versucht ... es erübrigt sich zu erwähnen, dass es ein wirklich, wirklich schlechter Kurs über Thermodynamik war und wir alle entweder den Kurs wiederholen oder das Richtige aus Lehrbüchern auf altmodische Weise lernen mussten.
@CuriousOne In Bezug auf "Realität sagt, dass er die Idee aufgegeben hat": Feynmans Aussage im Interview (zitiert in der obigen Frage) zeigt, dass er die Idee, einen neuen Weg zur Präsentation von E & M zu finden, nicht aufgegeben hat und dass er schließlich dachte eines Ansatzes, den er für viel besser hielt als den Ansatz, den er in seinen Vorlesungen über Physik verfolgte.
@littleO: Außer es scheint keine Beweise dafür zu geben. Sag bescheid, wenn du es gefunden hast, ich bin wirklich interessiert. Die Feynman-Vorlesungen Band 2 sind sicherlich nicht außergewöhnlich in der Art und Weise, wie sie das Material präsentieren. Ich kann nicht sagen, dass sie meine Lieblingsmethode sind, um Elektrodynamik zu lernen oder zu lehren, aber sie scheinen auch kein "unerhörtes" Zeug zu enthalten. Hätte er den Vortrag mit der Frage nach den physikalischen Konsequenzen der Eichsymmetrie begonnen... das wäre jetzt eine ganz andere Sache.
Es ist möglich, dass Dr. Feynmans neuer Ansatz in seinem Buch "QED: The Strange Theory of Light and Matter" erscheint, das teilweise auf seiner Vorlesungsreihe an der Auckland University basiert.

Es ist möglich, dass Feynman sich auf Feynman-Diagramme bezog (für die er einen Nobelpreis erhielt). Feynman-Diagramme bieten eine grafische Darstellung von Partikelwechselwirkungen, die zusammen als Quantenelektrodynamik (QED) bekannt sind. Feynmans Beitrag bot ein Mittel zur Analyse recht komplexer Wechselwirkungen, ohne sich ausschließlich auf die Manipulation von Wellengleichungen oder Matrizen zu verlassen.

Als zusätzliches Analysegerät sind sich die meisten Theoretiker einig, dass Feynman-Diagramme recht erfolgreich waren.

Auch hier gilt die gleiche Bemerkung wie bei der vorherigen Antwort [ physics.stackexchange.com/a/100971/16689 ]: Die Feynman-Diagramme wurden lange vor seinen Vorlesungen erfunden. Wenn er also die Maxwell-Gleichung aus dem Diagramm darstellen wollte (ein interessantes Programm für sich, bei dem ich nicht sicher bin, wie das geht), hätte er dies bereits in seinen Vorlesungen getan.