陸　埮

最近出版的方勵(lì)之和褚耀泉所著《從牛頓定律到愛(ài)因斯坦相對(duì)論》一書(shū)是科學(xué)出版社《物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)叢書(shū)》的第一本。這套叢書(shū)是供高中以上文化程度的廣大讀者閱讀的系統(tǒng)介紹物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和最新發(fā)展的科普讀物。

《從牛頓定律到愛(ài)因斯坦相對(duì)論》系統(tǒng)地介紹了牛頓力學(xué)——相對(duì)論——宇宙學(xué)的發(fā)展歷程和基礎(chǔ)知識(shí)，而重點(diǎn)則在介紹相對(duì)論(包括狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論)的基本內(nèi)容。從時(shí)間、空間的基本觀念，相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，幾個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，直到廣義相對(duì)論最成功的應(yīng)用領(lǐng)域——天體物理和宇宙學(xué)，作者均作了生動(dòng)和準(zhǔn)確的闡述。如所周知，相對(duì)論所研究的是物理學(xué)中的最基本問(wèn)題，非常艱深和抽象，是科學(xué)中出名的難懂部分。雖然介紹相對(duì)論的通俗書(shū)籍不在少數(shù)，同時(shí)做到既通俗易懂，又準(zhǔn)確無(wú)誤，實(shí)不多見(jiàn)。這本小冊(cè)子可以說(shuō)是做到了這一點(diǎn)的。

本書(shū)十分重視哲理的分析。從遠(yuǎn)古人的龜背大地的觀念，亞里士多德承認(rèn)球形地球的宇宙中心學(xué)說(shuō)，到哥白尼否定地球中心說(shuō)，牛頓提出絕對(duì)時(shí)空觀，再到萊布尼茲－貝克萊－馬赫對(duì)牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的批判，直到愛(ài)因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀，相當(dāng)簡(jiǎn)明地，同時(shí)也是系統(tǒng)地闡述了時(shí)空觀的演變。作者在討論相對(duì)性原理的發(fā)展時(shí)，對(duì)伽利略名著《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》中所敘述過(guò)的“薩爾維阿蒂的大船”作了詳細(xì)的介紹，使愛(ài)因斯坦相對(duì)性原理的確立更加自然且富有哲理性。

十分重視歷史，并且將古代歷史記載緊緊地與現(xiàn)代科學(xué)聯(lián)系起來(lái)，是本書(shū)的一個(gè)重要特點(diǎn)。作者指出，作為狹義相對(duì)論基本原理之一的光速不變?cè)恚梢詮奈覈?guó)北宋王朝宋仁宗至和元年五月(一○五四年)對(duì)一次超新星爆發(fā)所作的著名觀察記錄中得到。這個(gè)事實(shí)表明，古天文記錄資料，對(duì)于今天的科學(xué)仍然有著現(xiàn)實(shí)的意義。

作者不僅對(duì)相對(duì)論中的許多重要概念作了歷史的和哲理的分析，也給出了有說(shuō)服力的闡述。從伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)到廣義相對(duì)論的建立，是物理學(xué)走過(guò)的一段相當(dāng)漫長(zhǎng)的道路。但作者僅用了短短十四頁(yè)的篇幅，相當(dāng)合理地說(shuō)明了這個(gè)歷程。書(shū)中關(guān)于引力塌縮和宇宙學(xué)的討論，也是引人入勝的。諸如此類的例子還很多。

這本小冊(cè)子也相當(dāng)注意本門學(xué)科中新的重大發(fā)展。本書(shū)是作者在愛(ài)因斯坦誕生一百周年的前夕完成的，那是一九七九年三月。就在幾個(gè)月前(一九七八年十二月)的第九屆國(guó)際得克薩斯相對(duì)論天體物理會(huì)議上宣布的利用PSR1913＋016這個(gè)脈沖星雙星所作的對(duì)引力輻射存在的證實(shí)，已經(jīng)寫(xiě)入書(shū)中，就是一個(gè)例子。

美國(guó)蓋莫夫?qū)戇^(guò)一部名為《物理世界奇遇記》的科普名作，流傳甚廣。但是，其中關(guān)于湯普金斯先生所見(jiàn)變扁世界的敘述卻是錯(cuò)誤的。這個(gè)錯(cuò)誤不僅初學(xué)者極易上當(dāng)，而且一九五九年以前竟還被普遍認(rèn)為是正確的。這本小冊(cè)子中作者指出了蓋莫夫書(shū)中的這個(gè)錯(cuò)誤，對(duì)于建立正確的相對(duì)論時(shí)空概念來(lái)說(shuō)，這是非常必要的。

(《從牛頓定律到愛(ài)因斯坦相對(duì)論》，方勵(lì)之、褚耀泉著，科學(xué)出版社一九八一年四月第一版，0.52元)