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爱因斯坦的奇迹年:改变物理学面貌的五篇论文 阿尔伯特·爱因斯坦 (英文电子书)

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资源介绍

1905年是人类科学史上一个不可思议的年份,那一年一个在瑞士伯尔尼专利局工作的默默无闻的年轻技术员接连发表了五篇论文,每一篇都足以在物理学发展史上占据举足轻重的地位,而它们的作者正是年仅二十六岁的阿尔伯特·爱因斯坦。这本由普林斯顿大学出版社于1998年出版的《爱因斯坦的奇迹年》正是将这位科学巨人在那一年里发表的五篇开创性论文完整地汇集在一起,由著名物理学家兼爱因斯坦研究专家约翰·斯塔赫尔编辑整理,并由当代理论物理学家罗杰·彭罗斯撰写了精彩的序言。本书的第一部分收录了爱因斯坦的博士论文,关于分子大小的全新测定方法,这一研究在当时为原子和分子的实在性提供了重要佐证。第二部分是关于布朗运动的论文,爱因斯坦运用分子动理论解释了悬浮在液体中的微小颗粒为什么会表现出不规则的运动,这一理论预言后来被实验物理学家让·佩兰精确验证,并为佩兰赢得了1926年的诺贝尔物理学奖。第三部分包含两篇论文奠定了狭义相对论的基础,其中《论动体的电动力学》这篇文章颠覆了自牛顿以来延续了两百多年的绝对时空观,提出了光速不变和相对性原理,而那篇仅有三页的短文则推导出了科学史上最著名的方程E等于mc平方,质量与能量的等价关系从此被确立下来。第四部分的最后一篇论文是关于光的产生和转化的一个启发性观点,在这篇文章中爱因斯坦大胆地提出光本身就具有粒子性,这一观点为后来量子力学的诞生埋下了关键伏笔,也直接导致了光电效应理论的建立,并最终让他本人获得了1921年的诺贝尔物理学奖。彭罗斯在序言中以一种极为宏观的视角回顾了人类理解自然世界经历的几大革命,从古希腊的欧几里得几何到伽利略和牛顿的经典力学,再到法拉第和麦克斯韦的电磁场理论,而爱因斯坦在1905年这一年中为相对论和量子论这两场二十世纪最深刻的物理学革命同时奠定了基石,这一事实至今仍令人惊叹不已。当然彭罗斯也诚恳地指出,爱因斯坦1905年的论文并非这些革命的最初起点,狭义相对论有其前驱洛伦兹和庞加莱的思想基础,广义相对论的完整建立还要等到十年之后,闵可夫斯基的四维时空观念也是爱因斯坦后来才接受的,但不可否认的是爱因斯坦以无与伦比的物理直觉将这些零散的思想整合成了自洽的理论框架。本书特别有价值的地方在于,斯塔赫尔为每一篇论文都撰写了详尽的导读,介绍了论文的写作背景、爱因斯坦的思路来源以及这些工作在后续岁月中如何被证实和发展,读者无需具备高深的专业数学基础就能跟随这些解说理解论文的核心思想。对于对科学史感兴趣的一般读者来说,这是一本了解爱因斯坦思想精髓的绝佳读物,而对于物理专业的学生和研究者而言,直接阅读爱因斯坦原始论文的体验也是任何二手教科书无法替代的,能够真切地感受到一位伟大科学家在面对自然奥秘时那种既大胆又审慎的思维方式。这不是一本轻松消遣的科普书,但它绝对是值得反复阅读的科学经典,每一次翻开都能从那些简洁而深刻的论述中获得新的启发。