物理之演進
《物理之演進》（英文版原名：The Evolution of Physics或The Evolution of Physics: From Early Concept to Relativity and Quanta，根據版本不同書名有上述的文字差別。中文版譯名來自周肇威的譯本）是由物理學家阿爾伯特·愛因斯坦和利奧波德·英費爾德合著出版的物理學科普讀物，內容介紹了物理學從伽利略、牛頓時代的經典理論到現代場論、相對論和量子力學的發展演化歷程。該書最初由劍橋大學出版社在1938年出版並獲得了大眾的廣泛好評[1]，《時代》雜誌還特別為此書刊載了一篇頭條報道。
合著背景
[編輯]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[2]。而作為猶太物理學家的英費爾德從被納粹佔領的波蘭離開後前往劍橋，在那裏與物理學家馬克斯·玻恩進行了簡短的合作。其後他前往普林斯頓，在那裏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裏找到一個永久性職位，但結果失敗了[3]。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裏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」。
該書的觀點
[編輯]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着它們的解決。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」。這裏所說的「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別強的一些區域，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着的場，在變化着的場中強度最大的場的態以石子的速度穿過空間。」[4]
內容
[編輯]該書分為四章內容，標題分別為：《機械觀的興起》、《機械觀的衰落》、《場，相對論》和《量子》。每一章所包含的小節都有各自的小標題。
在第一章中作者從伽利略的理想實驗起始，通過引入向量的概念介紹了伽利略和牛頓的經典力學，並從焦耳的熱功當量角度解釋了經典物理中所認為的熱現象，它也可以用分子間作用力的機械觀來描述。
在第二章中作者首先展示了電磁現象無法用傳統的機械觀來描述，進而涉及到光的本性問題。這裏面描述了牛頓的光微粒說和惠更斯的光波動說關於光的本性的論戰，雖然結果贊同了光波動說（認為光是一種機械波），但又要同時假定不能用機械觀來描述的作為光波的傳播介質的以太的存在。
在第三章中作者用力線首先來描述重力場，進而用它來描述電場和磁場。作者解釋說這是在嘗試「用流體的語言來將熟悉的事實翻譯成新的場論的語言」。愛因斯坦和英費爾德敘述了法拉第、麥克斯韋和赫茲的實驗引發了現代物理學，邁克生-莫雷實驗和狹義相對論否定了以太的存在。最後，愛因斯坦在這裏介紹了廣義相對論。
在第四章中作者通過光電效應實驗引入了光量子概念並由此進一步引出了機率波的概念，「量子理論又創造了關於實在的新的主要特色。不連續性代替了連續性。放棄了掌握個體的定律，出現了機率的定律。」
評價
[編輯]物理學家史蒂芬·霍金稱此書為一場「革命」，他說：「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。」[5]
參見條目
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ Capria, Marco Mamone, Physics Before and After Einstein, IOS Press: 8, 2005, ISBN 9781586034627
- ^ Abraham Pais, Roger Penrose, Subtle Is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein, Oxford University Press: 495, 2005, ISBN 9780192806727
- ^ Regis, Ed, Who Got Einstein's Office?: Eccentricity And Genius At The Institute For Advanced Study, Basic Books, 1988, ISBN 9780201122787
- ^ Isaacson, Walter, Einstein: His Life and Universe, Simon and Schuster: 463–464, 2007, ISBN 9780743264730
- ^ Hawking, Stephen, A Stubbornly Persistent Illusion: The Essential Scientific Works of Albert Einstein, Running Press: 283, 2007, ISBN 9780762430031
- The Evolution of Physics, Albert Einstein & Leopold Infeld, 1938, Edited by C.P. Snow, Cambridge University Press, ASIN: B000S52QZ4
- The Evolution of Physics from Early Concepts to Relativity and Quanta, Albert Einstein & Leopold Infeld, 1966, Simon & Schuster, ASIN: B0011Z6VBK
- The Evolution of Physics, Albert Einstein & Leopold Infeld, 1967, Touchstone. ISBN 0-671-20156-5
- 本文所引用的書中原句大多數來自周肇威的中文譯本《物理學的進化》。
- 愛因斯坦, 阿爾伯特; 英費爾德, 利奧波德, 《物理之演進》 2nd, 台灣商務印書館, 2008, 吳鴻/譯。
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