《物理學的進化》

《物理學的進化》

物理學的進化》是愛因斯坦和英費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這本書,即使他們並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繫,並試圖說明什麼樣的動力迫使科學建立起符合客觀實在的觀念。主要介紹物理學觀念從伽利加略牛頓時代的經典理論發展到現代的場論、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繫。

基本信息

概述

《物理學的進化》物理學的進化

《物理學的進化》是愛因斯坦和英費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這本書,即使他們並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繫,並試圖說明什麼樣的動力迫使科學建立起符合客觀實在的觀念。

內容簡介

愛因斯坦愛因斯坦

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繫。本書問世後,物理學有了空前的發展,不過這本書只是討論物理學的重要觀念,它們在本質上並沒有變化,仍然適合讀者閱讀。

合著背景

愛因斯坦答應合作編寫此書的部分原因是以此在經濟上幫助英費爾德。而作為猶太物理學家的英費爾德從被納粹占領的波蘭離開後前往劍橋,在那裡與物理學家馬克斯·玻恩進行了簡短的合作。其後他前往普林斯頓,在那裡與愛因斯坦一起在普林斯頓高等研究院共事。愛因斯坦試圖幫助英費爾德在那裡找到一個永久性職位,但結果失敗了。英費爾德從而想出了與愛因斯坦合作出版一本物理學史的大眾讀物的方法,認為此舉定能獲得成功從而可以和愛因斯坦平分版稅。然而當他到愛因斯坦那裡說明自己的提議時他的舌頭卻嚴重打結,不過最後他還是說清了自己的想法。愛因斯坦則認為“這個主意一點也不壞,我們應該去做”。

本書的觀點

愛因斯坦在該書中基於的核心觀點是“物理學實在”,其中也流露出對量子力學中存在大量不確定性的不以為然:“近幾年來,量子物理學的全部困難已經集中在幾個主要點上,物理學正在焦急地等待著它們的解決。但是,我們沒有方法預知這些困難將在何時何地得到澄清”。該書的觀點認為,是對“客觀實在”的信仰導致了幾個世紀以來在科學上逐步取得了偉大的成果,並說明“客觀實在”這一概念雖然無法證明,但確實是有用的。正如書中宣稱的那樣:“如果不相信我們的理論結構能夠領悟客觀實在,如果不相信我們世界的內在和諧性,那就不會有任何科學。這種信念是,並且永遠是一切科學創造的根本動機。”

此外,愛因斯坦還用文字描述了,即使是在量子力學的優越性下,場論依然是有用的:“量子物理學仍舊應該保持兩個基本概念:實物和場的概念。在這個意義上,它是一種二元論,因此對於實現我們把一切歸結為場的那個老問題並沒有絲毫的幫助”。這裡所說的“把一切歸結為場”的老問題是指將粒子不視為單獨的個體,而是場的一種特殊表現形式。“我們是否能夠放棄純實物的概念而建立起純粹是場的物理學呢?我們可以把實物看作是空間中場特彆強的一些區域,用這種方法就可以建立起一種新的哲學背景。按照這種觀點,拋擲出的一個石子就是變化著的場,在變化著的場中強度最大的場的態以石子的速度穿過空間。”

目錄信息

新版序

原序

第一章 機械觀的興起(1)
奧妙的偵探故事——第一個線索——矢量
第一章 機械觀的興起(2)
運動之謎——還有一個線索
第一章 機械觀的興起(3)
熱是一種物質嗎——升降滑道——轉換率
第一章 機械觀的興起(4)
哲學背景——物質動理論——結語
第二章 機械觀的衰落(1)
兩種電流體——磁流體
第二章 機械觀的衰落(2)
第一個嚴重的困難——光的速度——作為物質的光
第二章 機械觀的衰落(3)
色之謎——波是什麼
第二章 機械觀的衰落(4)
光的波動說——光是縱波還是橫波——以太與機械觀——結語
第三章 場,相對論(1)
場的圖示法——場論的兩大台柱——場的實在性
第三章 場,相對論(2)
場與以太——力學的框架
第三章 場,相對論(3)
以太與運動
第三章 場,相對論(4)
時間,距離,相對論
第三章 場,相對論(5)
相對論與力學——時空連續區
第三章 場,相對論(6)
廣義相對論——在升降機外和升降機內
第三章 場,相對論(7)
幾何學與實驗——廣義相對論及其實驗驗證——場與實物——結語
第四章 量子(1)
連續性、不連續性——物質和電的基本量子——光量子
第四章 量子(2)
光譜——物質波
第四章 量子(3)
幾率波——物理學與實在——結語

評價

物理學家史蒂芬·霍金描述此書時稱它具有“革命”的敘述。“今天我們已經很習慣接受量子力學的概念,從而很容易忘記當初我們要從量子角度來思考時所需要的具有紀念意義的思想轉變。”

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