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从阿基米德到霍金:科学定律及其背后的伟大心智
作者:[英]克利福德•A.匹克欧尔
全书介绍:http://blog.sina.com.cn/s/blog_495c10c50100tg9d.html
鸣谢
当牛顿研究引力时,他推动了工业革命。当法拉第研究电磁时,他推动了电力时代。当爱因斯坦写下E = mc2时,他释放了核能时代。现在,我们处于统一力理论的边缘,它们总有一天可主宰人类的命运。
—加来道雄,“BBC平行宇宙访谈”
我感谢特佳•卡拉塞克(Teja Krašek)、斯蒂夫•波拉特里格(Steve Blattnig)、格拉翰•克勒沃利(Graham Cleverley)、马克•南朵(Mark Nandor)、保罗•莫斯科维兹(Paul Moskowitz)、皮特•巴恩斯(Pete Barnes)和丹尼斯•格顿(Dennis Gordon)对本书所作的评论和建议。
当在本书中研究定律时,我广泛研究了优秀的参考资料和网站,其中很多列于书末的参考文献中。这些参考文献包括McGraw-Hill科技百科全书,范•诺斯詹德(Van Nostrand)的科学百科全书,不列颠百科全书,娟尼芙•博斯安丽(Jennifer Bothamley)的学说辞典,MacTutor数学档案史(www-history.mcs.st-and.ac.uk),维克网:免费百科全书(en.wikipedia.org),“埃里克•韦斯坦的物理世界”(scienceworld.wolfram.com/physic),以及“超级物理概念”(hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html)。
由查尔斯•克斯顿•吉利斯匹(Charles Coulston Gillispie)编辑、查尔斯•斯科瑞伯尼(Charles Scribner)之子出版的科学家传记辞典,是特别宝贵的资料来源。对于该多卷本参考文库感兴趣的读者,我推荐查尔斯•斯科瑞伯尼写的那篇吸引人的论文“出版科学家传记辞典”,发表于 1980年10月10日的美国哲学协会公报上的第124期第5卷第320–322页。
我也重读了我大学以来保存在地下室中的很多尘封的物理书籍,尽管我家偶尔建议把它们放入凌乱的书架。有用的资料包括罗伯特•克瑞博斯(Robert Krebs)的《科学定律、原理与理论》,迈克尔•哈特(Michael Hart)的《历史上100位最有影响的人物》,劳伦斯•克劳斯(Lawrence Krauss)的《物理年鉴》,弗里德里克•布什(Frederick Bueche)的《物理科学家和物理工程师介绍》,阿诺尔德•阿诺斯(Arnold Arons)的《物理概念的发展》,马丁•伽德尼尔(Martin Gardner)的《秩序与惊奇》,迈克尔•圭尔伦(Michael Guillen)的《改变世界的五大方程》,格拉翰•法米罗(Graham Farmelo)的《自然为美:现代科学的伟大方程》1,理查德•费曼(Richard Feynman)的《物理定律的特征》,以及约翰•卡斯提(John Casti)《范式缺失》。
卷首插图(附色诺芬尼语录)与书末插图,根据格奥尔格•阿格里科拉(Gerogius Agricola)于1556年首次出版的《论矿冶》(De re metallica)。《论矿冶》是第一本关于采矿和冶金学的书,它基于实地探索和仔细观察。现在多佛出版社该书,仍是有价值的。在首次语录页上是带罗盘的天文学家,由阿伯里希特•杜日尔(Albrecht Dürer)绘制,引自马沙阿拉汗(Messahalah)2于1504年所著的《论星球运动的科学》(De scientia motus orbis)的标题页。
注意术语和符号
在本书每个标题之后,在“引申阅读”中我列出了有关定律的参考文献。当很多标题内容来自原始资料,我常明确地列出较杰出的参考文献,多数读者无需阅读古老的原始典籍而可轻松获得。对主题感兴趣的读者可以参考文献作为学习起点。
灰色背景中的内容表示定律发现时所发生的历史事件。在介绍定律(原子、试验瓶、望远镜和π符号)时所用的大符号,分别表示物理、化学、天文学和数学中的主题范围。数学变量或常数量用斜体字表示。变量的下标表示为意大利字体。如,TL中的T是斜体字,因为是温度值;但下标L因它位于字母下部,不处理为斜体字。
当引用爱因斯坦理论的时,科学文献看来将“相对广义论”或“广义相对论”区别开了。类似的,我发现很多写成“相对狭义论”和“狭义相对论”的例子。我决定采用 “广义相对论”(General Theory of Relativity)和“狭义相对论”(Special Theory of Relativity)这种称法,爱因斯坦曾在1916年给他的相对论著作首次冠以“狭义论和广义论”。
在1676年,艾萨克•牛顿用一个简单隐喻解释了他的成就。“如果我看得更远,那是因为站在巨人之肩上,”他写道。图像对于他不是原本的,但牛顿强调想象力对于科学前进是一种普遍的思考方式:我们从几张彩色图像的视觉中了解世界。
—皮特尔•迪兹克斯,“偶像的黄昏”,纽约时报评论,2006年11月5日
1译注:即涂泓等所译的《天地有大美:现代科学之伟大方程》一书,英文标题原为“It Must Be Beautiful: Great Equations of Modern Science”。
2译注:全名马沙阿拉汗*义伯恩*阿萨瑞(Masha'allah ibn Atharī)(c.740–815 AD)是公元八世纪的波斯犹太占星家和天文学家,来自巴士拉城(现在位于伊拉克境内)。阿拉伯语称为“ma sha`a allah”,其真名大概是Manasseh或Jethro,拉丁语译成“Messahala”(如Messahalla, Messala, Macellama, Macelarma, Messahalah等诸多变种)。月球上的Messala火山坑是根据他的名字命名的。
------译文:郑 中
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