愛因斯坦奇跡年︰改變物理學面貌的五篇論文

內容提要
主編簡介
中文版說明
序言
百年紀念版導言
英文版出版者前言
導言
第一篇 愛因斯坦論測定分子大小的博士論文
　論文1 分子大小的新測定
第二篇 愛因斯坦論布朗運動
　論文2 熱的分子運動論所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運動
第三篇 愛因斯坦論相對論
　論文3 論動體的電動力學
　論文4 物體的慣性同它所含的能量有關嗎？
第四篇 愛因斯坦關于量子假說的早期工作
　論文5 關于光的產生和轉化的一個試探性觀點
譯後記

在20世紀，我們極其幸運地目睹了我們世界的物理圖像的兩次重大革命。 第一次革命推翻了我們的空間觀和時間觀，把兩者結合為我們現在稱之為時空的東西，人們發現這種時空以一種微妙的方式彎曲著，從而引起人們早就熟悉的、無處不在而又神秘的引力現象。第二次革命完全改變了我們理解物質和輻射本性的方式，給了我們一種實在的圖像，其中粒子的行為像是波，而波的行為像是粒子，我們通常的物理學描述變得具有本質上的不確定性，而獨立客體可以同時在幾個地方呈現其自身。 我們用“相對論”一詞概括第一次革命，而用“量子論”概括第二次革命。 兩者現在都已通過觀測得到確認，其達到的精確度在科學史上乃是空前的。

我認為，公正地說，在我們對物理世界的理解方面，以前只有三次革命可以真正與它們相比。 關于那三次革命中的第一次，我們必須回到古希臘時代，當時引進了歐幾里得幾何學的觀念以及從剛體和靜止構形得來的某種觀點。 此外，在我們洞察自然界時開始重視數學推理的關鍵性作用。 關于那三次革命中的第二次，我們必須跳到17世紀，當時伽利略（Galileo）和牛頓（I，Newton）告訴我們，有質體的運動如何可以通過其組分粒子間的力和這些力引起的加速度來理解。 19世紀給我們帶來了第三次革命，當時法拉第（M．Faraday）和麥克斯韋（J‧C．Maxwell）告訴我們，僅僅粒子是不夠的，我們還必須考慮彌漫在空間中的連續的場，這些場同粒子一樣實在。 這些場結合為一種無所不在的、稱之為電磁場的單一實體，而光的行為可以用其自身傳播的振蕩作出美妙的解釋。

現在回到我們眼前的這個世紀，特別令人驚奇的是一位物理學家——阿爾伯特‧愛因斯坦（Albert Einstein）—對自然界的運作有如此非凡的洞察力，他在1905年這一年中，就為　世紀的這兩次革命奠定了基礎。 不僅如此，在同一年內，愛因斯坦通過他的論測定分子大小的博士論文和他對布朗運動本性的分析，還為其他兩個領域提供了具有根本性的新見識。 僅僅是後一種分析就使得愛因斯坦在歷史上佔有一席之地。 確實，他關于布朗運動的工作〔同斯莫盧霍夫斯基（Smoluchowski）作出的獨立而又平行的工作一道」為重要的統計理解奠定了基礎，這在許多其他領域都有巨大的意義。

本書把愛因斯坦在那個非凡之年發表的五篇論文收集在一起。開頭是一篇論及分子大小的論文（論文1），接著是一篇關于布朗運動的論文（論文2）。 然後是兩篇狹義相對論的論文︰第一篇發動了“相對論”革命，現在這對物理學家是非常熟悉的了（而且也為一般公眾所了解），在這場革命中廢除了絕對時間的概念（論文3）；第二篇是一篇短文，其中推導出了愛因斯坦的著名公式“E＝mc2”（論文4）。最後，是（惟一）一篇愛因斯坦自己實際上稱其為“革命性的”論文，它論證在某種意義上，我們必須回到（牛頓的）光由粒子組成的想法——而此時我們正好剛好慣于光僅僅由電磁波組成的想法（論文5）。正是從這個表觀的佯謬出發，產生了量子力學的一個重要組成部分。施塔赫爾（John Stachel）為本書寫了引人入勝而又十分明晰的導言，它和這五篇愛因斯坦的經典論文結合在一起，把愛因斯坦的成就納入適當的歷史背景之中。

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