物理学的进化

  

《物理学的进化》是现代物理学之父爱因斯坦与波兰物理学家英费尔德合著的科普读物，首次出版于1938年。本书分为机械观的兴起；机械观的衰落；场、相对论；量子四章，从伽利略、牛顿时代的经典理论开始，逐步介绍到相对论、量子论和场论等现代物理学理论，以巧妙的叙述方式展现了物理学数百年的发展历程，并引导读者思考这一历程背后的哲学思想与观念变化。全书没有使用一个数学公式，通过大量简单通俗的例子和浅显易懂的插图来阐述证明那些改变世界的物理规律，编写体裁别开生面，是一本生动有趣的科普书籍。本书一经出版后，便获得了人们的欢迎，《时代》杂志还特别为本书刊载一篇头条报道；此后数十年间，本书一版再版，并被翻译成数十种语言传遍全世界。

  

第一章机械观的兴起
大有玄机的故事/002
第一个线索/004
矢量/010
运动之谜/017
还有一个线索/029
热是一种物质吗/033
云霄飞车/041
转换率/045
哲学背景/048
物质动力论/052
第二章机械观的衰败
两种电流/064
磁流/074
第一个真正的困难/079
光的速度/085
光的物质观/088
色彩之谜/091
波是什么/095
光的波动理论/100
光波是横波还是纵波？/111
以太与机械观/114
第三章场和相对论
场的图示法/120
场论的两大支柱/131
场的实在性/136
场与以太/142
力学的框架/145
以太与运动/155
时间，距离，相对论/167
相对论和力学/181
时-空连续统/187
广义相对论/197
升降机内与升降机外/202
几何与实验/210
广义相对论及其检验/221
场与物质/226
第四章量子论
连续性与非连续性/232
物质和电的基本量子/234
光量子/240
光谱/246
物质波/253
概率波/260
物理与现实/272

    大有玄机的故事
     设想存在一个完美的侦探故事。这个故事提供了所有的关键性线索，激发我们对这个事件得出自己的推测。如果我们小心地跟随情节的发展，那么刚好可以在作者于书的结尾揭秘之前得到完整的解答。与那些低劣的侦探故事不同，这个解答自身不会令我们失望；不仅如此，它刚好在我们期待的那一刻出现。
     我们是否可以将这样一本书的读者比作那些一代代不断在自然之书中寻找谜底的科学家呢？这个比喻是不确切的，并且会在之后被摒弃，但它多少有那么一些合理，也许加以扩充和修改，可以使其更加贴合破解宇宙奥秘的科学探索。
     这个奇妙的侦探故事尚未破解。我们甚至无法确定它是否有最终的答案。但是阅读这本书已经给我们提供了很多信息：它教会了我们大自然的基本语言，它使我们了解到了很多的线索，它还常常是科学艰难进步中乐趣和激情的源泉。可是我们意识到，尽管读过并理解了所有的书卷，我们离完整的答案还有很远——如果这个答案确实存在的话。在每一个阶段，我们试着找出与已知的线索相符的解释。我们目前接受的理论虽然可以解释许多事实，但尚未发展出与所有已知线索相容的一般解。往往一个理论看似很完美了，但进一步的阅读会证明它是不合适的。新情况的出现，不是与理论矛盾就是不能被理论所解释。我们读得越多，我们就越充分地领会到这本书的完美结构，尽管随着我们前进的步伐，这个圆满的答案似乎在离我们远去。
     继柯南？道尔令人交赞的故事之后，在几乎每一本侦探小说里，侦探总会在某个时期收集到他需要的所有证据，至少针对问题的某些阶段。这些证据通常看起来非常古怪，没有条理，甚至毫不相关。然而，睿智的大侦探清楚这个时候不需要进一步的侦查了，只需纯粹的思考就可以将收集的证据联系起来。于是他拉拉小提琴，或者躺在安乐椅上叼个烟斗，突然间，他灵机一动，想出来了！他不仅可以解释现有的线索，他还知道一些其他的事情肯定也已经发生了。由于他如今清楚地知道到哪儿去寻找，如果他愿意的话，他可以为他的推测去收集更多的证据。
     如果容许我们说一句老生常谈：科学家读自然之书必须自己找到答案，不能像没有耐心的读者在读侦探故事那样翻到书的结尾。在这里，读者也是侦探，他得试图去解释这些事件之间的联系，哪怕只是一部分。为了得到即使是部分的解决方案，科学家必须将可用的无序的资料收集起来，并且用创造性的思考使它们有条理且合乎情理。
     在接下来的几页中，我们的目的是大致描述一下物理学家的工作，这些工作与侦探的纯粹思考相对应。我们主要关注于思想与观点在探求物质世界的知识中所起的作用。
     P2-4