物理學的進化

前言

　　在你開始閱讀以前，你一定期望我們答復幾個簡單的問題：寫這本書的 目的是什么？它是為什么樣的讀者寫的？ 一開始便要明白地、確切地答復這些問題是很困難的。如果在你讀完本 書時來答復便會容易得多，但到那時候這又將是多余的了。我們覺得，說這 本書沒有什么企圖倒簡單些。我們不是編寫物理學教科書。這里沒有系統(tǒng)地 講述基本物理論據和理論。說得更恰當一些，我們的目的在于用粗線條描繪 出人類如何尋找觀念世界和現象世界的聯(lián)系。我們試圖說明是什么樣的一種 動力迫使科學建立起符合于客觀實在的觀念。但是我們的敘述必須簡單。我 們應當選擇那些我們認為是最有特色和最有意義的重要路徑來穿過論據和概 念的迷宮。那些不在所選擇的道路上的論據和理論，我們都把它略去了。本 書的總的任務既然是敘述物理學的進化，因此我們不得不對論據和觀念作一 定的選擇。一個問題的重要性不應該根據它所占的篇幅來判斷。有幾種主要 的思想方法沒有得到反映，并不是因為它們不重要，而是因為它們不在我們 所選定的路徑上。 在我們寫這本書的時候，關于我們所想象的讀者的特征，曾作過很長的 討論，并且處處都在替他著想。我們想象他完全缺乏物理學和數學的實際知 識，但是卻具有很強的理解能力，足以彌補這些缺憾。我們認為他對物理學 和哲學的觀念很感興趣，同時他對努力鉆研書中比較乏味和困難的部分很有 耐性。他認識到，要理解任何一頁，必須細讀前面的每一頁。他也知道，即 使是一本通俗的科學書籍，也不能像讀小說一樣去讀它。 這本書是你我之間的親切的交談。你也許會覺得它討厭或有趣，枯燥或 激動，但是，如果本書能使你多少知道一些人類有發(fā)明能力和智力，為了更 完善地了解、掌握物理現象的規(guī)律所進行的無窮盡的斗爭，我們的目的便算 達到了。

內容概要

本書是著名科學家、物理學奠基，主要介紹物理學觀念從伽利加略牛頓時代的經典理論發(fā)展到現代的場論、相對論和量子論的演變情況。其中選擇了幾個主要的轉折點來闡明經典物理學的命運和現代物理學中建立新觀念的動機，從而指引讀者怎樣運河找尋觀念世界和現象世界的聯(lián)系。本書問世后，物理學有了空前的發(fā)展，不過這本書只是討論物理學的重要觀念，它們在本質上并沒有變化，仍然適合讀者閱讀。

作者簡介

艾·愛因斯坦于1879年3月14日出生在德國符騰堡的烏耳姆。1900年畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學院。1914年任柏林大學教授和威廉皇帝物理研究所所長。1933年移居美國，在普林斯頓高級研究院工作，直至1955年去世。他創(chuàng)立了狹義相對論和廣義相對論，從根本上改變了關于空間、時間和物

書籍目錄

1.機械觀的興起 奧妙的偵探故事 第一個線索 矢量 運動之謎 還有一個線索 熱是一種物質嗎
2.機械觀的衰落 兩種電流體 磁場流體 第一個嚴重的困難 光的速度
3.場，相對論 場的圖示法 場論的兩大臺柱
場的實在性 場與以太 
4.量子 連續(xù)性、不連續(xù)性 物質和電的基本量子 光量子

章節(jié)摘錄

　　奧妙的偵探故事 我們設想有一個完美的偵探故事。這個故事告訴我們所有重要的線索， 這樣使我們不能不提出自己對事件真相的見解。如果我們仔細研究故事的構 思，不等作者在書的結尾作出交代，我們就早已得到完滿的解答了。只要不 是低劣的偵探故事，這個解答不會使我們落空，不但如此，它會在我們期待 它的一剎那就立刻出現。 我們是不是可以把一代繼一代地在自然界的書里不斷發(fā)現秘密的科學家 們比作讀這樣一本偵探小說的人呢？這個比喻是不確切的，并且以后得放棄 它，但是，它多少有些比得恰當的地方，它應當加以擴充和修改，使更適合 于識破宇宙秘密的科學企圖。 這個奧妙的偵探故事，至今還沒有作出解答。我們甚至不能肯定它是否 有一個最后的答案。但是閱讀這本書已使我們得到許多收獲。它已教會我們 懂得自然界的基本語言，它使我們了解到許多線索，而且它是科學的歷次艱 苦發(fā)展中精神愉快和奮發(fā)的源泉。不過我們體會到，盡管讀過和研究過的卷 帙已經很不少了，但如果肯定有一個答案的話，那我們離最后的答案還很遠 。在每一個階段，我們都想找出一個能符合已發(fā)現的線索的解釋。我們所接 受的各種推測性的理論，雖然說明了許多情況，但是還沒有引申出符合于所 有已知線索的一般解。往往有一個理論看來似乎很圓滿了，但是進一步來讀 它就發(fā)現它還是不適當的。新的情況出現了，它們跟舊的理論是相互矛盾的 ，或者不能用舊的理論解釋它們。我們讀得愈多，我們對這本書理解得就愈 充分，雖然我們不斷地往前邁進，但是圓滿的解答卻似乎不斷地在向后退逃 。 從柯南道爾寫出動人的故事以來，幾乎在所有的偵探小說里都是這樣開 始的：偵探首先搜集他所需要的、至少也是他的問題的某一方面所需要的一 切事件，這些事件往往是很奇怪的、不連貫的，并且是毫不相關的。可是這 個大偵探知道這時不需要再繼續(xù)偵察了，現在只要用純粹的思維把所有搜集 起來的事件連貫起來。于是他拉拉小提琴，或者躺在安樂椅上抽抽煙，突然 間，他靈機一動，這個關系找到了。他現在不僅能解釋現有的線索，而且他 知道還有其他許多事件一定也已經發(fā)生。因為現在他已十分準確地知道在哪 里可以找到它，如果他愿意的話，他可以出去收集他的理論的進一步的證明 。 如果我們再來說一句老生常談的話，科學家讀自然之書必須由他自己來 尋找答案，他不能像某些無耐性的讀者在讀偵探小說時所常做的那樣，翻到 書末先去看最后的結局。在這里，他既是讀者，又是偵探，他得找尋和解釋 （哪怕是部分地）各個事件之間的聯(lián)系。即使是為了得到這個問題部分的解決 ，科學家也必須搜集漫無秩序地出現的事件，并且用創(chuàng)造性的想象力去理解 和把它們連貫起來。 在下面的敘述中，我們的目的是用粗線條的輪廓說明物理學家的工作必 須像偵探那樣用純粹的思維來進行。我們主要是敘述思維和觀念在大膽地探 求客觀世界的知識中所起的作用。 第一個線索 人類自有思想以來，便想讀這本奧妙的偵探故事。但是直到300多年以 前，科學家才開始懂得這個故事的語言。從那個時代，即從伽利略 （Galileo）和牛頓（Newton）的時代起，這本書就讀得快多了。偵察技術、有 系統(tǒng)地尋求線索、了解線索的方法都發(fā)展了。某些自然之謎已經解決了，但 是進一步研究之后，證明了其中有許多只是暫時的和表面上的解答。 有一個基本問題，幾千年來都因為它太復雜而含糊不清，這就是運動的 問題。我們在自然界中所見到的所有各種運動，例如拋到空中的石子的運動 ，在海上航行的船舶的運動，在街上行駛的車子的運動，事實上都是很復雜 的。為了要了解這些現象，最好由最簡單的例子著手，然后逐漸研究更復雜 的例子。設想有一個靜止的物體，沒有任何運動，要改變這樣一個物體的位 置，必須使它受力，如推它，提它，或由其他的物體如馬、蒸汽機作用于它 。我們的直覺認為運動是與推、提、拉等動作相聯(lián)系的。多次的經驗使我們 進一步深信，要使一個物體運動得愈快，必須用更大的力推它。結論好像是 很自然的：對一個物體的作用愈強，它的速度就愈大。一輛4匹馬駕的車比 一輛2匹馬駕的車運動得快一些。這樣，直覺告訴我們，速率主要是跟作用 有關。 凡是讀過偵探小說的人都知道，一個錯誤的線索，往往把情節(jié)弄糊涂了 ，以至遲遲得不到解決。憑直覺的推理方法是不可靠的，它導致了對運動的 虛假觀念，這個觀念竟然保持了很多世紀。亞里士多德（Aristotle）在整個 歐洲享有至高無上的威望，可能是使人們長期相信這一個直覺觀念的主要原 因，兩千年來一直被公認為是他所寫的力學中，我們讀到： 推一個物體的力不再去推它時，原來運動的物體便歸于靜止。 P2-4

編輯推薦

　　《物理學的進化》是愛因斯坦和費因爾德為那些對物理學和哲學有濃厚興趣和很強理解力的人們寫《物理學的進化》，即使他們并沒有物理和數學的實際知識。目的是向他們描述人類如何尋找觀念世界和現象世界的聯(lián)系，并試圖說明什么樣的動力迫使科學建立起符合客觀實在的觀念。

圖書封面

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