许多科学领域的创立者们撰写了优秀的科普和谈科研的作品。
这里推荐5套数学和物理的书,目标人群是科学尤其是数学、物理爱好者,大学生,程度好的高中生。这几本书有的是大部头或多卷,但基本都可以跳着看,而不妨碍。看符号统一、风格连续的多卷书,挺好的。
1 费曼的几本著作(当然有科学知识,但这里也强调了人文的那一面):
《QED:光和物质的奇妙理论》:科普,关于量子电动力学的,讲了光子、电子和它们的相互作用。大家也可以看到著名的费曼图。我记得华裔量子场论专家徐一鸿(Zee)在比较《时间简史》和费曼这本书时的说过(大意):《时间简史》中有些句子我都咂摸不出什么意思,但费曼的《QED:光和物质的奇妙理论》是极为诚恳和精确的,完全没有模棱两可的句子。
《QED:光和物质的奇妙理论》在YouTube上也有视频。
别逗了,费曼先生》surely you're joking, Mr.Feynman,有点费曼自传的意味(但费曼不这么认为)。网上有英文电子版,大学时候,我在去教学楼路上和假期当有声书听,听了40+遍(同时也为了练习英语),现在还能背诵一些段落,他和亡妻阿琳的故事非常令人感动。当然不只是有趣的故事,还有他做研究的感受、对一些华而不实东西(教育的、研究的)的批判;讲他研究生作报告遇到爱因斯坦、冯诺依曼、泡利;讲他参与的曼哈顿计划(他作为计算组组长)……。书中有篇《科学的意义》,非常推荐。需要音频而又找不到的同学可以私信我发你~。
《费曼手札》是费曼的书信集,其中有三篇,写给亡妻阿琳的,写给母亲的,写给学生真野光一的,我们读到时感动不已,这里凭记忆写下几句:
写给亡妻的:”请原谅我没有寄出这封信,可我不知道你的新地址啊“。
写给母亲的:”这是你的生活,你的选择,你的单纯、你的平静和你的心甘情愿,不需要别人来说三道四的“。
写给学生的:”你信中的语句看起来很哀伤,这令我有点忧心,……其实一个问题有没有价值,并不 在于问题本身的大小,而是看你好是不是能真正解决它,或有助于解决它。这样,你的辛苦就有真正的贡献,不是白费的。你说自己是个无足轻重的小人物。但我要说,你对你太太和孩子而言,可不是小人物。如何你的同事带着问题来,得到满意的答案而去,那你也不是小人物。你对我当然也不是小人物。不要妄自菲薄,认为自己是个无名氏,这样就令人伤感了。知道自己在这个世上的定位,努力扮演好自己的角色。不要用自己年轻时的幼稚想法来论断自己,也不要用别人的眼光和想法来评论自己。“
那套《走进费曼丛书》中还有其他几本,包括《费曼讲相对论》、《物理定律的本性》等。
2 《数学:它的内容方法和意义》这是我的英雄柯尔莫哥洛夫大师和他视为兄长的挚友亚历山大洛夫院士等人编著的,成书于1950年代(但大家知道,大部分数学科普书的知识能到1850年代的数学就不错了)。
各章作者都是大家,网上有电子版、也有卖中文版,译者也均是我国老一辈的高手(有数位数学院士参与译、校,包括华派嫡传弟子王元、万哲先等先生),行文流畅,只是个别人名和名词不是按时下的翻译习惯(比如”解析延拓“被翻译成”解析拓展“,这毕竟是1960年代翻译的,可惜现在没人给更新校对一下翻译)。
该书从分析、几何、代数展开,借助实例和各种物理场景,由浅入深讲解了包括微分方程、曲面、变分、复变实变、数论、概率、线代、抽象空间、泛函分析、代数系统(群、环、李代数等)、非欧几何、拓扑、近似方法和函数逼近等内容,我认为读完一些章节是可以具备解决相关问题的能力的,不止于开阔眼界的乐趣。
另外,关于柯尔莫哥洛夫大师,我专门写了个专栏,有兴趣的同学可以看下:柯尔莫戈洛夫的世界。
3 好看+有趣,需要列上《费曼物理学讲义》,这本来是一套魅力非凡的面向大一大二学生的讲义(是加州理工根据费曼在1961年前后的语音,整理而成的,是真真正正的大师的鲜活作品),但许多章节单拎出来都是极佳的科普作品。至少我的美术设计专业的同学都可以看下去,并说许多数学、物理概念对他们设计甚至审美有很好的启发。
共三卷,第一卷主要关于力学、热学、光学和一些数学,特别愿意强调的是最小作用量原理的呈现;第二卷主要关于电磁学和电动力学,第三卷是量子力学(想了解量子力学的看这个多好啊),会讲到薛定谔方程在极坐标的界,讲到超导的约瑟夫森结。俗话说”一遇费曼误终身“,我还清楚的记得大一在武大的教四楼里,跟物理系的同学们感叹费曼怎么那么有魅力。
费曼的书都很有趣,充满个性、热情洋溢。这套书网上也有电子版、音频、YouTube也有个别视频,欢迎英文好一点的同学们去感受费曼味儿。
中译版的味道保留的也非常好,感谢译者们和上海科技出版社的工作。
这三卷书,尤其第二卷,不只是大学生在看,至少我的几个做理论物理研究的师长也经常翻翻找灵感。
4 《普林斯顿数学指南》The Princeton Companion to Mathematics,与《数学:他的内容方法和意义》互补,视角更新,包含很多数学界新近几十年的发展,开阔视野。中文版是由武大的老校长齐民友先生翻译成的,有一些错误,但行文和翻译风格是令人愉快的。第一卷中有对数学的总纲,互补于《数学:他的内容方法和意义》第一章《数学概观》。
5 我国的:华罗庚先生等给中学生写的小册子
6 其他的印象较深的(且感觉中译本质量挺好的)、有名的大师作品,比如:
温伯格(诺贝尔奖)的《最初三分钟》、《终极理论之梦》、《湖畔遐思》等,
彭罗斯(诺贝尔奖的数学家!)的《通往实在之路》,
戴森(几乎诺贝尔奖)的《宇宙波澜》,
阿诺尔德(沃尔夫奖的数学家,跟费曼一样有意思的个性):《惠更斯与巴罗,牛顿与胡克》。
克莱因(哥廷根那位,希尔伯特前任德国数学领袖):《高观点下的初等数学》。
柯朗(希尔伯特后任):《什么是数学》,柯尔莫戈洛夫大师都很推荐这本书。
最后,我也希望我儿子长大后有兴致来看这几本书,感受学科学的快乐。