物理学的进化 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

原序
在开始阅读以前，你一定期望我们回答几个简单的问题：写这本书的目的是什么？它是为什么样的读者写的？
一开始便要明确地回答这些问题是很困难的。如果在你读完本书后来回答便会容易得多，但到那时候这又将是多余的了。我们觉得，说这本书没有什么企图倒简单些。我们不是在编写物理学教科书。这里没有系统地讲述基本物理论据和理论。说得更恰当一些，我们的目的在于用粗线条描绘出人类如何寻找观念世界和现象世界的联系。我们试图说明是什么样的一种动力迫使科学建立起符合客观实在的观念。但是，我们的叙述必须简单。我们应当选择那些我们认为是最有特色和最有意义的重要路径来穿过论据和概念的迷宫。那些不在我们选择的道路上的论据和理论，我们都把它们略去了。本书的总的任务是叙述物理学的进化，因此我们不得不对论据和观念做一定的选择。一个问题的重要性不应该根据它所占的篇幅来判断。有几种主要的思想方法没有得到反映，这并不是因为它们不重要，而是因为它们不在我们所选择的路径上。
在写这本书的时候，关于我们所想象的读者的特征，我们曾做过很长时间的讨论，并且处处都在替他着想。我们想象他完全缺乏物理学和数学的实际知识，但是却具有很强的理解能力，足以弥补这些缺憾。我们认为他对物理学和哲学的观念很感兴趣，同时他对努力钻研书中比较乏味和困难的部分很有耐性。他认识到，要理解任何一页，必须细读前面的每一页。他也知道，即使是一本通俗的科学书，也不能像读小说一样去读它。
这本书是你我之间的亲切的交谈。你也许会觉得它讨厌或有趣、枯燥或令人激动，但是，如果本书能使你多少知道一些人类有发明能力和智力，以及人们为了更完善地了解、掌握物理现象的规律所进行的无穷尽的努力，我们的目的便达到了。
阿尔伯特·爱因斯坦
利奥波德·英费尔德
致谢
感谢所有在本书准备过程中为我们提供热心帮助的人，特别是：
新泽西州普林斯顿大学的A.G.申斯通（A. G. Shenstone）教授、利沃夫（Lwow）的圣洛里亚（St Loria）为本书附图Ⅲ拍了照片。
I. N. 斯坦伯格（I. N. Steinberg）为本书画了插图。
M.菲利普（M. Phillips）博士阅读了本书的手稿，并提供了非常热心的帮助。
版权信息
书名:物理学的进化
作者:[美]阿尔伯特·爱因斯坦 [波兰]利奥波德·英费尔德
译者:周肇威
ISBN:9787521701418
中信出版集团制作发行
版权所有·侵权必究
2
机械观的衰落
两种电流体
下面是关于几种简单实验的一个枯燥无味的报告。报告之所以令人厌烦，不单是因为描写一个实验总不如做实验那样有趣，同时还因为在未被理论阐明之前，它的意义是不明显的。我们的目的在于举一个突出的例子，以表明理论在物理学中的作用。
1．把一根金属棒放在一块玻璃底板上，棒的两端用金属线连接在验电器上。验电器是什么东西呢？这是一个很简单的仪器，主要是由悬挂在一根短短的金属棒头上的两片金箔组成的。把金箔装在玻璃瓶内，并且使金属棒只跟非金属，即所谓的绝缘体接触。除了验电器和金属棒之外，我们还要有一根硬橡皮棒和一块法兰绒。
实验进行如下：先看一下两片金箔是否合在一起，因为这是它们的正常位置。如果它们没有合拢，那么用手指接触一下金属棒，让它们合起来。做了这些初步步骤以后，用法兰绒用力摩擦橡皮棒，再使它接触金属棒，两片金箔就立刻分开，甚至在橡皮棒移开以后，它们还是分开的（图23）。
2．我们再做另外一个实验，它所用的器具和以前的一样，开始实验时金箔仍然要合在一起。这次我们不使橡皮棒接触金属棒，而只放在金属棒附近。验电器的金箔又重新分开。但是，这次的分开有点不同了。当橡皮棒（它完全没有接触金属）移开后，金箔不继续分开，而是立即合拢，恢复到原来的位置。
3．我们把器具稍微改变一下，来做第三个实验。假定金属棒是由两节连接起来的。我们用法兰绒把橡皮棒摩擦过以后，再把它接近金属棒。同样的现象又产生了——金箔分开了。但是现在先把金属棒的两节分开，然后才把橡皮棒移开。我们发现，在这个情况中，金箔仍旧分开，而不像在第二个实验中那样恢复到原来的位置（图24）。
图23
在这些最简单的实验中很难引起热烈的兴趣。在中世纪，做这些实验的人也许已经受过非难了；而对我们来说，这些实验看来是枯燥的和不合理的。把上面的实验报告读了一次以后，再要重述一遍而不纠缠不清，恐怕都不是容易的事。有了一些理论观念，就可以帮助我们了解它们的意义。我们甚至可以进一步说，这样的实验绝不会是偶然进行的，人们一定已经预先多多少少知道了它们的意义。
现在我们把一个非常简单和朴素的理论的基本观念说出来，这个理论能说明上面的各种事实。
有两种电流体，一种叫作正的（+），而另一种叫作负的（-）。它们在过去表述过的意义上跟物质是很相似的，因为它们的数量既可以增加，也可以减少，而在任一封闭系统里，其总量是守恒的。但是电的情况跟热、物质或能之间有一个重要的差别。电的物质有两种。除非做出某些概括，这里不能应用以前所做的钱的比喻了。如果物体的正的电流体和负的电流体完全相互抵消，这个物体就是电中性的。一个人若一无所有，可能是因为他确实一无所有，也可能是因为他放在保险柜里的钱的总数恰恰等于他负债的总数。我们可以把正负电流体比作账簿中的借项和贷项。
图24
这个理论的第二个假定是，同类的两种电流体互相排斥，而异类的两种电流体互相吸引。这可以用图来表达，如图25所示。
最后还必须有一个理论上的假定：物体有两类，电流体可以在物体中自由运动的一类叫作导体，电流体不能在物体中自由运动的一类叫作绝缘体。物体的这种分类不能认为是很严格的。理想导体和理想绝缘体都是永远不能实现的一种假象。金属、地面、人体都是导体的例子，但是它们的传导程度并不相同。玻璃、橡皮、瓷器之类都是绝缘体。空气只有局部的绝缘作用，这是看见过上述实验的人都知道的。静电实验的结果不好，通常都归因于空气的湿度，因为空气的湿度大了，会增加它的导电性。
图25
这些理论性假定已经足以解释上面的三个实验了。现在我们按原来的次序把这三 ............

书籍插图：

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