在悖论中前行:物理学史话

汪振东
内容提要 从亚里士多德到牛顿再到爱因斯坦,从行星运动三大定律到经典力学再到相对论和量子力学……这些伟大的人物不断探索物质世界的规律,一次又一次革新人类对世界的认知,由此我们才得以不断接近事物的本质。然而,物理学的每一次进步都需要人类付出巨大的努力。本书以时间为主线,通过一段段生动的故事展现物理学的发展历程,以历史的眼光看待这些正确的理论以及已被抛弃的错误理论对物理学的发展所起的作用。同时,书中也介绍了一些物理学家之间的恩怨纠葛,力图还原历史人物的真实面貌。 本书可供对物理学感兴趣的读者阅读。 前言 这是一本简述物理学发展历史的故事书。 物理学知识浩瀚如海,倘若面面俱到地平铺直叙,则会导致有头没尾,所以本书避重就轻地介绍了物理学史上一些重要的理论及其诞生过程。要写过程,又必须以历史人物的视角去看待当时物理学中存在的问题,于是“问题”成为本书的主要线索。本书基本上是按照“分析问题——解决问题——带来新问题”这一循环性思路写作而成的。在这些问题中,有的被历史证明是错误的,如“地心说”“圆惯性”等。如何理解错误的理论,是我写作时遇到的最大困难,却是本书有趣的部分之一。 只写问题仿佛又太单调,所以在书中增加些历史人物的故事是在所难免的。每个历史人物都是传奇,每个传奇都是一部书,为避免将本书的头写得像颈、颈写得像肩、肩写得像腰、腰写得像水桶,本书剔除了和主旨无关的故事。不可否认,每个人都会从生活中汲取灵感,这些生活故事被保留了下来,如笛卡儿因观察蜘蛛结网而发明了坐标系。书中保留下来的这些故事也多见于野史传说,不作历史考究。 本书总共分为八大部分,以演义的方式叙述了物理学的发展过程。 第一部分介绍经典力学。从古希腊的地心说写起,首先介绍了地心说成型的原因以及后人的完善过程,再由地心说存在的问题引入哥白尼的日心说以及开普勒的行星三大运行定律。为了诠释日心说,伽利略提出“惯性”概念,惯…