欢迎您访问中国科普作家网!新会员注册个人会员登录
首页
关于协会
新闻中心
品牌活动
协会出版物
团体标准
中国科普作家网»新闻中心»作品专栏»【理论】玻恩的经典科普著作——《永不停息的宇宙》(上)
科普研究 厚宇德 马国芳 2017-11-01 16:40
在今天,科普工作仍然不是每一位职业科学家分内必做之事。但是历史上诸多科学伟人都或多或少直接参与科普工作,一定意义上,这是其社会责任感的一个重要体现。
玻恩在1936年讲的一句话很好地揭示了科学家、科学研究成果与大众的关系:“我认为,科学结论应该以每一个思考者都能理解的语言予以解释说明。”[1]玻恩一生著述等身,其中包含若干科普类著述,《永不停息的宇宙》(The Restless Universe,有中国台湾学者译为《不息宇宙》)这本书是玻恩科普著作的代表作。
《永不停息的宇宙》在1951年出版新版后,有学者指出:“该书新版本对于现代物理学的经典描述,将会得到所有学者的欢迎。它为所有专业的人以及学生们提供了一个把握现代物理基本观念的机会。”[2]诺贝尔奖获得者玛丽亚·戈波特在悼念玻恩的文章中曾特别提到这本书,玻恩发表了300多篇文章,出版了20多本书。在这些书中,“半通俗的《永不停息的宇宙》是最妙不可言的。”[3]她的评价十分中肯。
1 《永不停息的宇宙》一书的出版情况
《永不停息的宇宙》最早在英国出版。图1取自老版本,其中明确表明初版于1935年出版。
图1《永不停息的宇宙》(1935年英国出版)
1933年至1935年是玻恩生活与工作较为特殊的时期。1933年玻恩一家离开哥廷根辗转落脚剑桥后,虽然他在剑桥获得了临时的教职,但是于经济状况较之在德国时已经大大降低。这本书的撰写直接与玻恩当时的生活状况相关。正如玻恩的传记作者南希·格林斯潘所说:“玻恩撰写《永不停息的宇宙》这本科普著作的最初动机就是赚稿费以贴补家用。”[4]但是玻恩撰写本书的态度却如同他撰写专业物理学著作一样严谨认真。
1951年《永不停息的宇宙》新版本在美国出版,影响颇大。但新版本却将初版时间错写为1936年(见图2)。
图2《永不停息的宇宙》(1951年美国出版)
《永不停息的宇宙》曾多次再版,在网络上可以查到,Dover Publicaions出版公司2013年仍在出版发行。图3为该版本封面。
图3《永不停息的宇宙》再版封面
这本优秀的物理学科普著作在我国大陆没有中译本,台北徐氏基金会1968年曾出版黄振麟、黄慰慈合译的该书中文版本,书名The Restless Universe译为《不息宇宙》(见图4)。
图4《不息宇宙》封面
这一译本总体不错,有自己的特点。如原著给几个分子起名标号为:约翰、爱德华、威廉和乔治。该译本则按照汉语习惯写成:王二、张三、李四、陈五。再如将分子射线实验中吸附分子的低温壁比喻为“捕蝇纸”,而这是玻恩原著中没有的比喻。诸如此类都是值得肯定的。但是译本中有些语汇并非大陆当下所常见,如钱罐(money box)译为“扑满”;另外有些译法仍值得商榷。如第四章题目“The Electronic Structure of the Atom”该译本译为“原子中电子的结构”,其原意为原子中电子的分布或排列情况,而时至今天物理学也未能再深入一步指出一个电子的内部结构是何如。因此这种译法易引起误解。诸如此类不再枚举。
基于以上原因,本文所引《永不停息的宇宙》一书之语句,均直接译自英文原著。
2 《永不停息的宇宙》一书的内容
《永不停息的宇宙》主体内容是介绍20世纪量子物理学以及相关的狭义相对论。1935年英文版,全书包括五章,具体内容如下:
Ⅱ 电子与离子(Electrons and Ions);
Ⅲ 波与粒子(Waves and Particles);
Ⅳ 原子的电结构(The Electronic Structure of the Atom);
Ⅴ 核物理学(Nuclear Physics)。
1951年新版本在以上内容的基础上,加进了36页《后记》(Postscript)。《后记》包括以下内容:1.科学与历史;2. 更改与修正;3.无害的物理学方面的进展;4.原子核物理方面的实验进展;5.原子核理论的进展;6.原子核束缚能与稳度;7.介子;8.原子核分裂;9.政治分裂与核分裂;10.原子弹;11.物理和政治的悲剧性熔合;12.天堂或地狱;13.展望。可见《后记》的内容主要是1935年后量子物理与核物理新进展,以及玻恩在科学与社会论题方面的主张。
《永不停息的宇宙》第一章,从大气压开始,介绍分子的运动(惯性定律、分子碰撞、质量、动量、动能、牛顿第二定律、气体分子无规运动、分子运动速度与温度、热传导、分子射线实验、分子大小与数量等);再介绍分子由原子组成(分子量、原子量、阿伏伽德罗常数),以及化学元素周期表。
第二章指出原子不是终极粒子,通过介绍电解知识以及阴极射线实验研究,确定电子与离子的存在。通过对电子质量(荷质比)的分析,引入狭义相对论(参照系、以太、相对性原理思想),并在这一理论基础上阐释质量与能量的关系;再通过气体电离研究,引入光电效应(光压、光子);并介绍微观物理研究中的盖革计数器,以及威尔逊云室等实验及设备。
第三章从光的干涉开始,介绍光的微粒说与波动说。在介绍可见光与光的叠加原理以及干涉仪等知识之后,转入近代物理阶段,介绍普朗克假设、爱因斯坦光量子说、光电效应的深入介绍、气体光谱研究与玻尔的光谱理论,揭示微观物质的波粒二象性,物质波的实验基础,波动力学及其统计诠释,互补性与海森伯的测不准原理。
第四章从原子中正电荷的发现开始,介绍卢瑟福实验研究及原子有核模型、玻尔的氢原子理论、空间量子化等知识;在给出薛定谔方程的前提下介绍基于此理论得出的对于氢原子能级结构的研究结果,解释了塞曼效应及斯塔克效应;专门介绍了X射线及莫塞莱的研究、电子自旋及其对能级结构的影响、泡利不相容原理、元素周期系统的意义,以及磁性的微观解释。
第五章从放射性开始,介绍衰变定律、半周期、同位素、质谱仪、氘离子、重水、中子及正电子的发现、宇宙射线、原子核转换以及原子核构造等核物理知识。
《永不停息的宇宙》囊括了近代物理学中量子物理以及与狭义相对论相关的基本内容;也阐述了玻恩在科学与社会之互动、科学对人类未来之影响等方面的主要思想观点。
未完待续
参考文献
[1] Max Born. Physics in My Generation[M]. London & New York:Pergamon Press,1956:48.
[2] LA R.The Restless Universe by Max Born[J]. Philosophy of Science,1953,20(4):346.
[3] Maria Goepper Mayer. Pioneer of Quantum Mechanics,Max Born,Dies in Göttingen[J]. Physics Today,1970,23(3):99.
[4] Greenspan N T. The End of the Certain World[M]. England:John Wiley & Sons,Ltd,2005:201.
来源: 《科普研究》 2017年第3期
特别声明:本文仅代表作者观点,不代表中国科普作家协会的立场及观点。中国科普作家协会官方网站仅提供信息发布平台。
手机扫一扫,分享好文章