一位网友给的图注：众神的合影，各种单位、常数、方程、定理的人类形态……

我们有足够的理由赞美物理学在20世纪所取得的成就。

1900年到来之际，由Newton，Maxwell，Helmholtz，Lorentz以及许多其他人的思想奠基的辉煌的经典物理学大厦似乎已近乎完美；然而经典物理学的这一高度发展状态显现出了某些结构上的瑕疵，结果证明这些瑕疵远非看起来那样肤浅。在世纪转折前后几年的实验和理论发现直接导致了改变物理学家基本观念的革命：原子结构，量子理论和相对论。但是必须强调，此前的经典成就并未被抛弃，它们最终被视为更为一般的概念的特殊情况，因此现代物理学家仍然必须对经典动力学和电磁学保有正确的理解。除去最为先进的高技术之外，把相对论和量子力学掺和到大多数技术应用中毫无必要；除去极少数例外情况，经典物理对日常发生的事件和使用的装置都能做出有效的描述。

尽管如此，朝本质上属于本世纪创造的近代物理学的转换极大地扩展了物理科学的范围。在近代物理的框架内，不仅原子及原子核的结构，乃至原子核的组成部分的结构，而且处于大小尺度的另一端的整个宇宙，均已变得可以观察、讨论并使研究者能做出有根据的想象。量子力学阐明了原子的结构并且在它被发明之后的一两年内即表明，至少在原则上它可以解释化学键的来源。

本世纪50年代，用晶体学方法对几个最简单的蛋白质和DNA双螺旋结构的阐明改变了对生物学机理的研究。这当然完全不是说化学和生物学是物理学的分支学科，化学家和生物学家在处理他们那些极为复杂的材料方面有自己独特的方法。物理学家单独处理这些问题时，完全没法与化学家和生物学家相匹敌。但物理学家只要确信其它学科只是运用物理学思想阐明自己的发现，而不是注入迄今未知的自然规律从而毁掉自己领域的研究，他们仍然可以在这个方向上继续自己的探索。

从一开始我们就意识到，我们编辑的《20世纪物理学》这几卷书只是撰写这部历史的第一步。在当前阶段这部历史的撰写不能仅仅留给专业的科学史专家，我们所期望的，是本书可以激励他们在以后承担这个任务。书写这部历史的第一步，是由物理学家们指出哪些是他们自认为的本领域中最重要的发展，并且尽可能地剥离掉那些不仅在外行人看来而且即使从事物理学研究的同行们看来也非常困难的复杂问题，使得大家都明白物理学是如何发展的。

我们希望给学习物理学的学生们（也包括教师们和其他领域的专业人士）讲述一个展现这部历史中某些事件的故事，这个故事将使他们受到鼓舞而不是使他们感到无所适从。

即使我们最后离达到这个目标仍有某些距离，我们至少给严肃的科学史专家们提供了一个研究这段近代史的起始点。事实上，对近代物理学某些领域的历史已有相当深入研究，但这三卷书将清楚地表明，对近代物理学历史的研究还仅仅是开始。我们这样说，绝无低估已有成就之意。

本世纪初年还有一些顶尖的物理学家能保持与各个活跃的物理学研究方向接触，现在已没有人能做到这一点了。这不仅仅是因为现在已完成的研究工作比过去多得多，而是因为在不同领域工作的研究者们，除了他们学生时期所学的东西之外，已很少有共同的东西了。基本粒子物理理论和技术近来已很少有能向固体物理转换的内容，而由超导研究的进展曾激发起来对基本粒子物理的重大贡献，也已经过去了好几十年。除去要求各位专家们撰写他们所从事领域的内容并希望他们能指出与其他领域的联系之外，我们别无选择。书中以页边旁注方式给出的交叉引用汇集了一些领域间的联系，它们有助于表明某些领域发展的具体思想所涉及到的其它领域。

无论如何，这套书仍不可避免地会存在遗漏，我们谨向那些发现他们喜好的观点或他们自己的重要贡献被忽略了的读者致歉。尤其遗憾的是，我们找不到一个作者来讲述电子线路系统如何由无线电通信开始，通过雷达和电子计算机，直到其技术威力支配了实验设计、数学分析及计算的发展史。今天去参观任何一个物理实验室都会使人惊叹，如果没有发明晶体管，还有哪些研究可能进行或值得开展？这仅是技术发展与物理学研究密不可分的一个事例，但也许是最惊人的事例，这段历史完全值得与物理思想发展的历史并行研究。

我们也意识到，我们对物理学的社会作用没有给予足够的注意。例如，物理学发展在战争中的应用以及由军事项目积累起来的对物理学发展的利益（抑或可能的危害？）等许多问题需要认真研究。我们还忽略了科学资助政策（特别是“大科学”的资助政策）、研究者之间、实验室之间和国与国之间的科学成果的交流以及其它一些主题。对于科学哲学与物理学的关系我们仅给予了极少注意，其实二者关系极大。我们并非认为这些问题不重要，与此相反，阐述这些论题需要远比这几卷书大得多的篇幅，我们希望这些论题以更为完整的方式得以处理。也许我们的工作可以为这种努力提供有用的背景。

他们是真正懂得何谓杰出的。

我们在这几卷书里所采取的低调描述，可能会引起一些普通读者以及活跃的物理学家们的惊奇：因为前者已经习惯了新闻记者式的夸张，后者则对诸多研究论文和快讯中常见的对自己结果首创性吹嘘的现象感到无奈。如果任何人有资格使用那种高调语气，一定是那些为自己所撰写的工作付出一生并亲自做出杰出贡献的人。他们是真正懂得何谓杰出的。正如那些与Einstein或Heisenberg或Feynman（以及其他物理学的英杰）交谈过的人绝不会不分青红皂白地滥施夸奖一样，我们的科学英杰们都不会做出夸大的宣称。当他们最终突然认识到真理时也许会感到激动不已，一些人在向他人解释自己的发现时甚至会略显炫耀，但他们都知道所有这些早已在那里等待着被发现。他们通常并不是从无到有的革命性的创造者，而是像他们的先辈一样，先在一件纺织品上发现瑕疵，然后找到如何去修补这些瑕疵的方法，并为这件纺织品重新展现的美丽所陶醉。

谈到整套书的安排组织，指出以下几点或许是有益的。第一卷主要涵盖了本世纪前半期的材料，该卷的各章大部分由物理学兼物理学史专家撰写，也就是说，这些作者以前曾撰写过有关的物理学及其历史的著作。

第1 卷目录

第1章  1900年的物理学

第2章  引进原子和原子核

第3章  量子和量子力学

第4章  相对论的历史

第5章  核力、介子和同位旋对称性

第6章  固体结构分析

第7章 热力学与平衡统计力学

第8章 非平衡统计力学：变幻莫测的时间演化

第二卷和第三卷则含有更强的专业味道，主要处理本世纪后半期的较重要主题。

目录

第2卷

第9章  20世纪后半叶的基本粒子物理学

第10章  流体力学

第11章  超流体和超导体

第12章  晶体中的振动与自旋波

第13章  原子分子物理

第14章  磁学

第15章  原子核动力学

第16章  单位、标准和常量

第3卷

第17章  固体中的电子

第18章  20 世纪的光学及光电子学物理

第19章  材料物理学

第20章 电子束仪器

第21章 软物质：概念的诞生与成长

第22章 20 世纪的等离子体物理学

第23章 天体物理学与宇宙学

第24章 计算机产生的物理学

第25章  医学物理学

第26章  地球物理学

第27章  对20世纪物理学的省思：散文三篇

本世纪的一些伟大物理学家的照片和传略散见于全书的各章中。这些物理学家并不是按代表排名前50之类的标准去刻意选择的，而是要求每位作者在自己所撰写的领域内挑选几个做出最突出成就的学者的结果。通过这种方法，我们向读者奉献了一个具有多样性的现代物理缔造者们的样本。近代物理学的历史告诉我们，这些学者以及难以数计的其他一些人，尽管并非个个聪明绝顶，但却都具有天才并献身于他们所从事的、他们认为无比重要的事业。这是一个值得大书特书的故事，如果这一套书的讲解能鼓励他人更好地来讲这个故事，我们的目的就算达到了。

Lurie M Brown

Abram Pais

Brian Pippard爵士

本文由刘四旦摘编自(美)布朗(Brown, L.M.)等编、刘寄星等译《20世纪物理学》一书。第1、2卷已出版。

20 世纪是物理学的世纪, 物理学在20世纪取得了突破性的进展, 改变了世界以及世界和人们对世界的认识. 《20世纪物理学》是由英国物理学会、美国物理学会组织发起, 由各个领域的知名学者(有很多是相关领域的奠基者、诺贝尔奖获得者)执笔撰写, 系统总结20 世纪物理学进展的宏篇巨著, 其内容涵盖了物理学各个分支学科和相关的应用领域. 全书共分3卷27章, 最后一章为3位物理学大家对20世纪物理学的综合思考和对新世纪物理学的展望.

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