物理学的奇妙之旅
讲读《物理定律的本性》精彩片段
如果有一天你醒来后，打开冰箱的门，发现鸡蛋、面包和蓝莓酱悬浮在冰箱里，按照一种独特的规律在半空中运动，你一定会被眼前这个反常的现象吓到，并惊呼不可思议，紧接着就会拿起手机拍照发布朋友圈。
也许你会惊呼「物理规律不存在了」，「三体人」的「水滴」终于来了！
但其实我们生活的地方——地球，就是以这样「惊奇」的方式悬浮在太阳系中的，如果物理学所描述的万有引力不存在了，无法想象我们居住的被称为「地球」的这颗行星，是会像篮球一般上下跳动，还是会像「无头苍蝇」一样胡乱冲撞。
幸好物理规律依然存在，地球可以有序地在太阳系中「排列着」，这也是物理学的神奇之处。
▲太阳系星体运动图
任何接受过基础教育的成年人都知道物理学的重要性，可大多数时候，物理过于难学，既需要数学（也是公认的难学）的基础，又涉及大量的公式、定理，对学习者的逻辑思维能力和空间想象能力也有很高要求，比如：
电子双缝实验是什么原理？
什么是德布罗意波？
测不准原理到底测不准什么？
薛定谔的猫能撸吗？
物理学的概念虽然深奥难懂，但却是我们理解世界的关键钥匙。
没有高等数学基础，看不懂复杂的公式和定理，却又对物理学的神奇理论充满兴趣的你，如何初窥门径呢？
下面三本顶级物理学家的著作，一定能让你豁然开朗。
01.
物理学的进化
《物理学的进化》是现代物理学的奠基人阿尔伯特·爱因斯坦和波兰物理科学家利奥波德·英费尔德（Leopold Infeld）合著的科普读物，首次出版于1938年。
▲《物理学的进化》
作者：[德] 艾·爱因斯坦 / [波] 利·英费尔德
出版社：湖南教育出版社
出版时间：1999
这本书向读者介绍了从伽利略、牛顿时代的经典理论发展到现代的相对论、量子论和场论的演变情况。
全书分为四章：机械观的兴起；机械观的衰落；场、相对论；量子。全书没有引用数学公式，文字通俗、举例浅显，编写体裁别开生面，是一本通俗的科普书籍。
与此同时，两位科学家还在书中提出了当时的前沿概念——场。
牛顿经典力学之后，描述物理现象最重要的概念是粒子，而场则是描述粒子之间的空间关系。经典场论的概念直接推动了麦克斯韦方程组以及后来相对论的建立。
在这本书的写作中，爱因斯坦表现得更像一位哲学家而不仅仅是一位物理学家。《物理学的进化》开篇就写到：
「我们的目的是用粗线条的轮廓说明物理学家的工作必须像侦探那样用纯粹的思维来进行。我们主要是叙述思维和观念在大胆地探求客观世界的知识中所起的作用。」
概念和公式不是本书重点，有关物理学的思维观念才是作者想传达给大家最重要的信息。
02.
物理定律的本性
「大自然只用了一些最长的丝线来编织她的花样，使得在她的织物上的每一片段都体现了整块锦缎的组织原则。」
——里查德·费曼
理查德·费曼（Richard P. Feynman）是一位科学怪才，诺贝尔物理奖得主，对物理学教育充满热情。
《物理定律的本性》这本书是费曼在康奈尔大学的一系列讲座的整理稿，他用引人入胜的方式，将普通人望而却步的自然科学知识讲得趣味盎然，他对于物理定律本性的认识更是让人印象深刻。
全书共七章，主要包括引力定律、数学同物理的关系、守恒定律、对称性、过去和未来的区分、概率和不确定性以及物理定律新的发现内容。
▲《物理定律的本性》
作者：「美」R·P·费曼
出版社：湖南科学技术出版社
出版时间：2005
在这本书里，费曼几乎没有讲前沿的物理研究，而是将人类历史上已成定理的物理概念用最通俗的语言告诉我们。我们也只有在掌握定律的基础上，才可能以物理学的方式理解我们生存的世界。
对于物理学的初学者而言，费曼的《物理定律的本性》可以帮你理清物理学最重要最基础的基本定律，让你对物理学概念有所了解。
这本书不能让你读完就掌握整个物理学，但它的幽默风格和引人入胜的语言会为你打开物理学的大门。比如，当费曼在讨论物理学与数学的关系时，他改编英国科学家、小说家查尔斯·珀西·斯诺（Charles Percy Snow）关于「两种文化」的论述，如此说到：
「我真的那么想， 那两种文化将人们划分为两部分， 一部分对数学有足够的理解经验， 使得他们能够欣赏大自然之美， 而另一部分则因为不懂数学而做不到。」
经典物理学和我们生活中的经验有什么不同，从这本书入手你会得到一个粗略的答案。
03.
光和物质的奇妙理论
▲《QED：光和物质的奇妙理论》
作者：「美」R·P·费曼
出版社：商务印书馆
出版时间：1994
没学过量子力学的人生是不完整的。
粒子的性质还有哪些能用哪些不能用？
既然光是粒子，那光子有多大呢？
无线电波也由光子构成，天线为何不需要半导体的能带就能发射光子？
测不准原理的理论基础是什么？
在《QED：光和物质的奇妙理论》这本书中，费曼教授会告诉你以上问题的答案。
这本书是一系列公众科学报告的合集，主要围绕光学和量子力学理论，和费曼教授其他著作一样，本书也没有引用复杂难懂的数学公式，而是以轻松幽默甚至搞怪的语言来叙述。
普通的量子科普让人如坠云雾——绕过数学来生掰薛定谔的猫和多重宇宙，不过是一碗接一碗的灌迷魂汤。与之相比，费曼的量子行为解释简洁且毫不含糊。他只用了点高中数学，两堂课的时间，便向我们敞开了一个无穷迷人的量子世界。
费曼意在告诉我们，科学最重要的事情，就是用人类的理性来了解和认识这个世界。理性首先包括用批判性思维来做观察、做实验，其次是逻辑和数学，还有最重要的系统性思考。
如北京师范大学系统科学学院教授吴金闪老师所归纳的：
「科学是人类通过理性探索关于现实世界的心智模型。此种理性如发现引力的历史进程，从第谷长年累月的观测记录，到开普勒根据第谷的观测数据提出开普勒三大定律，最后牛顿发现了万有引力定律。」
您也对物理学着迷、好奇吗？
这三本书，「明白」团队特地邀请吴金闪老师，逐一导读，带您系统思考爱因斯坦和费曼的物理世界。愿您和吴金闪老师一起，经历一场「物理学的奇妙之旅」。
导读名师
吴金闪
北京师范大学系统科学学院教授
讲读《物理定律的本性》《物理学的进化》《光和物质的奇妙理论》，一起踏上物理学的奇妙之旅。
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