江湖传闻欧内斯特·卢瑟福曾说过:“这个世界的自然科学分两类,一类叫物理,另一类叫集邮。”虽未能证实此言的准确性,但其言简意赅,无论是否为卢瑟福所提,都令人觉得洞见精辟。
确实,物理学与其他许多自然科学相比,其独特之处在于追求的不是“多”而是“少”。物理学的研究方式并非收集各种现象的“原理”和“知识点”,而是探索事物背后简洁、统一的规律。在物理学的世界里,无论是苹果落地还是地球绕日运转,都遵循着同样的物理法则。
从这一视角看我们学习的“物理”,我们学的是真正的物理吗?我们所学的概念、定理、定律等,在我们的脑海中是否只是“集邮册”中的一枚枚邮票?这些概念为何有时显得如此高深?为何有时又让人感到反常识?那为何我们仍愿意接受这令人困惑的物理呢?
当我们深入理解这些物理概念、定理、定律的起源,了解它们是如何在纯粹理性和实验事实的相互印证中发展和完善,才能看到物理学大厦的建立过程。只有真正理解了每一块“砖瓦”的形状、位置和工艺,才能接受这套可能初看令人困惑的理论。
市面上的科学史类书籍虽多,但大部分要么只关注时间顺序的历史讲述,要么则过于简化,回避了数学语言以避免吓跑读者。对于有一定数理基础的人来说,这些书籍可能不够“解渴”。特别是对于教授物理的老师,一本能够深入剖析物理本质的参考书籍显得尤为重要。
本书对于物理教师而言是极佳的参考指南。只有真正懂得“物理”,才能让学生学到“真正的”物理。法拉第的故事、麦克斯韦的理论等都是物理学历史中的宝贵财富。阅读本书,不仅能增加知识储备,更能提升教学水平。
——陈征
(北京交通大学物理级实验教学示范中心,茅以升北京青年科技奖获得者)
译者简介
法拉第及其力线——没有数学的数学
法拉第生于一个铁匠家庭,却凭借着对科学的热爱和不懈的努力走上了科学探索的道路。从装订工到科学巨匠,他的每一步都充满了对知识的渴望和对真理的追求。
法拉第通过观察铁屑在磁场中的分布,提出了磁力线的概念。这一发现为后来的电磁学研究奠定了基础。他坚信自然界的对称性,通过实验发现了电磁感应现象,为电力工业的发展奠定了基础。
虽然法拉第没有用数学语言来表达他的发现,但他的思想为后来的数学家如麦克斯韦提供了灵感。麦克斯韦在法拉第思想的基础上,用数学语言描述了电磁现象的本质。
阅读本书,不仅是为了了解法拉第的科学成就,更是为了感受他对科学的热爱和对真理的追求。让我们一起走进法拉第的世界,感受他那不平凡的一生。
关于法拉第的更多探索
除了磁力线和电磁感应,法拉第还有许多值得一提的科学探索。例如,他通过实验研究了光的偏振现象,并发现了光在强磁场中传播时偏振面的旋转现象——即著名的法拉第旋转效应。这一发现对后来的光学研究和应用产生了重要影响。
法拉第还对化学有着深厚的兴趣和探究。他在化学领域也取得了许多重要成就,为化学的发展做出了贡献。
法拉第的科学探索之路充满了艰辛与挑战,但他凭借着对科学的热爱和坚定的信念走到了科学的前沿。他的故事激励着我们不断探索未知、追求真理。