前言
因为物理学作为一门更新速度很快的科学,每隔几年就会有重大的突破进展,但是同文学著作或者一样,从物理学的历史长河中看,具有显著的里程碑式意义的著作却不多。对于物理学发展而言,每一个时代都有其代表人物和著作,因此这些著作与人物本身就构成了他们时代的主旋律。当我们回顾历史,那是一大批追求真理,不畏权威,勇于承担的物理学家。培根说过:读史使人明智。而对于科学的发展来说,更是如此,因为历史即逻辑。每一代物理学家面对每一代的物理学重大难题时的态度,方法,以及情感,是我们永远不可忘记的精华。
我们总会有这样一种信仰,科学是可以被人们认识的。爱因斯坦说过:科学的追求是永无止境的,它是一个永恒之谜。每一个时代的伟大的科学著作,里面闪现的科学方法,科学思想,科学态度,我们至今仍然不自觉地汲取里面的营养。指导着人们在科学的道路上,越走越远。
由于历史的遥远,对某些具体科学问题的认知,基础理论的表达方式都在迅速更新,因此读那些经典著作往往会更加困难,甚至会产生一些现有的思想去理解当时的理论的发展,产生误解和错误。但是作为科学方法,科学思想,科学态度的精华,仍然闪烁在人类文明发展的长河之中。
我所写的这篇文章,主要是为了勾勒出一幅物理学历史画卷中闪烁的明星,来更好地理解我们当今的物理学。也是希望,我们物理系的学子,能够像中文系的学子一样,读经典著作,深受科学思想和精神的洗礼,去感受世界的美好。
下面我就按照时间顺序,来描述这些著作:
物理学十大名著
伽利略《论托勒密和哥白尼两大体系的对话》:这部书写成于17世纪初期,伽利略是名副其实的“物理学之父”,把物理学从一门不严密的哲学转变为一门真正的科学。这本书采用三个人对话的方式,高度地赞扬和论证了哥白尼的“日心说”的科学性,以及在“日心说”中闪现的科学方法。伽利略用大量的逻辑推理和实验证据,证明了日心说的合理性,“推动了”地球,改变了人们的世界观。物理学就此诞生,物理学诞生的第一个原理——相对性原理就在本书中提出。此外,他还在本书中提出了运动独立性原理,加速度的概念,均匀重力场理论等。(有中译本)伽利略《论两门新科学的对话》:这部书成书于17世纪30年代,是第一本严密的物理学著作,很多人说牛顿的原理一书其严密的公理化论述是来自于欧式的《几何原本》的影响,但是读这本书有个明显的感受就是,这本新科学的对话深深影响了牛顿所用的论述方法和证明。在这本书中,前面很大一部分在阐述建筑,工程力学的方面。而书的后半部分,建立了基础运动学的所有理论。得到了大量的运动学定理,提出了人类最难建立的物理学概念之一——加速度。自此,物理学飞速发展。也为微积分的出现奠定了基础。(有中译本)牛顿《自然哲学的数学原理》:这本著作是当之无愧的人类文化集大成著作。
不仅包括了首次提出的微积分,而且建立了物理学的基本概念如:质量,动量,力,向心力等等,建立了牛顿三大定律,建立了重力理论,利用强大的微积分工具,清晰地得到了大量的真理集合,把人类对于世界和宇宙的认识扩展到了一个全新的时代。很难想象,这是牛顿一人的功劳。牛顿在本书中所证明的某些定理在今天看来,仍然简洁而直观。对现在的力学研究还有相当的参考价值。比如20世纪初期柏传德发现天体力学的一个定理——柏传德定理(Bertand's theorem),其灵感就是来自于这本原理。牛顿在这本书里提出了完备的物理科学的因果体系,这一点在物理学史是最为重大的事件。自此物理学才算成熟。(有中译本)拉格朗日《分析力学》:总的来说,牛顿的《原理》,几乎每页都会有几何图形,而在这本书里,竟然一张图都没有。由于数学分析的发展,物理学的语言也深刻地发生了变化。拉格朗日在这本分析力学中,提出了大量的新概念:广义坐标,拉格朗日函数等等,总结了欧拉,达朗贝尔等人的物理思想,创立了分析力学。改变了近千年的物理学的形式。物理学的数学形式的发展,极大地推动了物理学的进步。法拉第《电学实验研究》:法拉第的故事大家都了解过,但是我们所了解的只是
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