物理學(xué)之美

前言

對科學(xué)的美和妙要有鑒賞力    《科學(xué)之美》叢書即將出版了，我向各位作者朋友和北京大學(xué)出版社表示祝賀。    我得知，《科學(xué)之美》叢書是我國第一套以傳播科學(xué)情趣、吸引科學(xué)鑒賞、培育科學(xué)志向為使命的科學(xué)普及讀物，目標是引導(dǎo)青少年熱愛科學(xué)，投身科學(xué)事業(yè)。出版社把《科學(xué)之美》叢書的宗旨寫成這樣兩句話：“共享科學(xué)的情與趣，共賞科學(xué)的妙與美”。我以為，它的出版，是很有意義的。    1997年1月17日，我在香港中華科學(xué)與社會協(xié)進會與香港中文大學(xué)主辦的演講會上發(fā)表演講《科學(xué)工作有沒有風(fēng)格？》。后來，在收入《曙光集》的時候，把此演講的標題寫作了“美與物理學(xué)”。在那次演講中，我談到，物理學(xué)自實驗、唯象理論到理論架構(gòu)，是自表面向深層的發(fā)展。表面有表面的結(jié)構(gòu)，有表面的美。進一步的唯象理論研究顯示出了深一層的美。再進一步的研究，就顯示出了極深層的理論架構(gòu)的美。    牛頓的運動方程、麥克斯韋方程、愛因斯坦的狹義相對論方程、狄拉克方程、海森伯方程，以及其他五六個方程是物理學(xué)理論架構(gòu)的骨干。它們提煉了幾個世紀的實驗工作、唯象理論的精髓，達到了科學(xué)研究的最高境界。它們以極度濃縮的數(shù)學(xué)語言寫出了物理世界的基本結(jié)構(gòu)，可以說它們是造物者的詩篇。    我以為，年輕朋友們應(yīng)該對科學(xué)的這些不同層次的美擁有鑒賞力。常常有年輕朋友問我，他應(yīng)該研究物理，還是研究數(shù)學(xué)。我的回答是，這要看你對哪一個領(lǐng)域里的美和妙有更高的判斷能力和更大的喜愛。愛因斯坦在1949年談到他為什么選擇物理學(xué)，他說：“在數(shù)學(xué)領(lǐng)域里，我的直覺不夠，不能辨認哪些是真正重要的研究，哪些只是不重要的題目。而在物理學(xué)里，我很快學(xué)到怎樣找到基本問題來下工夫?！?   因此，對年輕朋友來說，要對自己的喜好與判斷能力(也就是科學(xué)鑒賞力)，有正確的自我估價。從這個角度來看，《科學(xué)之美》叢書邀請讀者“共享科學(xué)的情與趣，共賞科學(xué)的妙與美”，是很有意義的。

內(nèi)容概要

《物理學(xué)之美》從浩淼的物理學(xué)歷史中，尋找最有典型意義的物理學(xué)理論發(fā)現(xiàn)的過程，深入淺出地分析在不同時代，物理學(xué)家對物理學(xué)之美的觀點，探討他們?nèi)绾卫米约旱膶徝琅袛鄟斫?gòu)物理理論，以及他們的困惑和成功。作者楊建鄴綜合分析不同時代物理學(xué)之美的演變和進化，最后得到物理學(xué)之美的最高層次：數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)美。《物理學(xué)之美》史料豐富，行文自然流暢，整體歸納性強，加上數(shù)百幅珍貴圖片，給讀者以美的享受和智慧的啟迪。

作者簡介

楊建鄴，1935年出生，華中科技大學(xué)物理系教授，在物理學(xué)史、科學(xué)家傳記和科普讀物方面著譯豐富，曾出版相關(guān)作品約50部（其中譯著11部），代表著作有《量子史話》、《窺見上帝秘密的人——愛因斯坦傳》、《霍金傳》等，主要譯作有《基本粒子物理學(xué)史》和《愛因斯坦全傳》等。

書籍目錄

緒言
此曲只應(yīng)天上有——開普勒的和諧宇宙
上帝說：讓牛頓出生吧！——牛頓的引力理論
一首美麗的交響樂——熱力學(xué)兩定律
哪位神明寫出了這些符號？——麥克斯韋方程組
愛因斯坦的“連鎖倒轉(zhuǎn)法”
越過上帝的肩膀瞧了一眼——海森伯發(fā)現(xiàn)矩陣力學(xué)
秋水文章不染塵——“有魔力”的狄拉克方程
θ-τ之謎——宇稱守恒坍塌記
“大自然有一種異乎尋常的美”——規(guī)范場的故事
后記
參考書目

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：楊振寧接受了特勒的建議之后，就開始專心致志地寫《論核反應(yīng)分布與測量問題》這篇文章，作為他的博士論文。1948年6月，楊振寧終于順利通過了博士論文答辯，獲得了芝加哥大學(xué)物理學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。1949年春，普林斯頓高等研究院院長奧本海默應(yīng)邀到芝加哥大學(xué)作學(xué)術(shù)演講，演講的內(nèi)容正好是楊振寧以前思考過的，因此他對奧本海默的研究很有興趣，不由動了心，想到普林斯頓去工作一段時間。于是，他請費米和特勒為他寫一封推薦信給奧本海默。很快，就給楊振寧寄來了邀請函。1949年秋天，楊振寧來到了普林斯頓高級研究院。楊振寧和米爾斯合作1952年底，據(jù)楊振寧自己說：“1952年對我來說一事無成?！逼湓蚴撬瑫r對幾個研究對象有興趣，在它們之間“搖來擺去”，結(jié)果“我的努力并沒有得到任何有用的成果”?！靶叶?，我仍然感到心安理得而信心十足，并未因一事無成而過分煩惱?！?/pre>


后記
首先談?wù)勎遗c“物理學(xué)之美”的緣分。    我曾經(jīng)在記憶里盡力搜索，在我讀書期間(包括中學(xué)和大學(xué))，實在找不到任何有關(guān)“物理學(xué)之美”的概念。第一次知道“科學(xué)美”這個概念是1989年，那時我在華中科技大學(xué)物理系任教。有關(guān)這段往事我在翻譯錢德拉塞卡的《真與美》一書的后記中曾經(jīng)寫道：    我是學(xué)物理出身的，對錢德拉塞卡傳奇般的經(jīng)歷早有所聞，但卻從來沒有讀過他的著作。1989年7月24日，我忽然收到在美國紐約工作的大哥寄來的一包書，打開封皮，我一眼就盯上了錢德拉塞卡著的《真與美》(Truth and Beauty)。按慣例，我翻開目錄：“科學(xué)家”、“科學(xué)的追求及其動機”、“莎士比亞、牛頓和貝多芬：不同的創(chuàng)造模式”、“美與科學(xué)對美的探求”，還有“廣義相對論的美學(xué)基礎(chǔ)”！我似乎覺得眼睛一亮，一個嶄新的世界在我面前打開了。一篇一篇看下去，這種感受越來越強烈。正如作者在前言中所說，他思考的是一些我們大家應(yīng)該思考但又“從未認真思考過的問題”；而且我還深深感到，錢德拉塞卡思考的這些問題對中國讀者一定很有價值。于是我決心將這本書譯出。    后來這本書的中譯本幾經(jīng)周折，終于在1996年由湖南科學(xué)技術(shù)出版社的“第一推動叢書”里出版了。雖然出版幾經(jīng)周折，但是出版以后正如我所想象的這本書將“對中國讀者一定很有價值”，所以到2007年這本書已經(jīng)再版13次，累計總有10萬冊以上。在當今中國，科學(xué)普及書能夠出到這個數(shù)，就足以說明這本書的價值。    2000年，在得到楊振寧教授允許后，我選編并出版了《楊振寧文錄》，在選編的過程中，我仔細閱讀了楊振寧寫的“美和理論物理學(xué)”、“科學(xué)美與文學(xué)美”、“美與物理學(xué)”等一系列文章，因此對于物理學(xué)之美有了比較深人的認識。    接著在2007年，我受湖南科學(xué)技術(shù)出版社的委托，與我的學(xué)生肖明等人翻譯克勞(H.Kragh，1944—  )的《狄拉克傳》(Dirac：A Scientific Biograph)，)時，這使我有幸認真閱讀了其中的一章“數(shù)學(xué)美原理”，真是獲益匪淺，對于“物理學(xué)中的數(shù)學(xué)之美”，有了一個新的理解。    但是，當王直華先生和北京大學(xué)出版社周雁翎先生在2007年底邀請我為《科學(xué)之美叢書》寫一本《物理學(xué)之美》時，我仔細想了一下，覺得自己雖然對物理學(xué)之美有了一些認識，但是真要寫一本物理學(xué)之美的書，還是力不從心，沒有這個能力，不知道從何談起，因此不敢貿(mào)然答應(yīng)。后來幾經(jīng)切磋，我們意見統(tǒng)一了：談物理學(xué)之美，不是談物理現(xiàn)象之美，而要從物理學(xué)歷史的發(fā)展中，尋找物理學(xué)理論和理論結(jié)構(gòu)之美，以及它們的發(fā)展、挫折、成功和變化。我對物理學(xué)史一直有很大的興趣，因此覺得如果從這個角度切人，也許可以試一試。    李白在《望廬山瀑布》這首詩中寫出了廬山瀑布的神秘雄奇：    日照香爐生紫煙，    遙看瀑布掛前川。    飛流直下三千尺，    疑是銀河落九天。    我想，當讀者在讀到本書中物理學(xué)大師鐘情于物理學(xué)之美時，也會對他們神奇的智慧，有“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”的驚嘆。


媒體關(guān)注與評論
科學(xué)真是迷人，根據(jù)零星的事實，添加一點猜想，就能贏得那么多收獲!　　——馬克·吐溫(美國作家)科學(xué)的真正主題是世界之美。　　——韋伊(法國社會哲學(xué)家)物理學(xué)家并小會因為懂得了美麗的彩虹是因為光的散射定律，就失去了對蔚藍色天空和紫紅色落日的感動?！　　柶澛?奧地利物理學(xué)家)我們可以開誠布公地說，在精密科學(xué)中，絲毫也小亞于在藝術(shù)中，美是啟發(fā)和明晰的最重要的源泉。我感到，透過原子現(xiàn)象的外表，我看到了一場美麗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；當想到大自然如此慷慨地將珍貴的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在我眼前時，我?guī)缀跆兆砹??！　　Ｉ?1932年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者)學(xué)物理的人用不著對物理方程的意義操心，只要關(guān)心物理方程的美就夠了?！　　依?1933年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者)科學(xué)研究的成果，也是一首很美麗的詩歌。我們所探求的方程式就是人自然的詩歌?！　　獥钫駥?/pre>


編輯推薦
《物理學(xué)之美》是楊振寧教授作序推薦。





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