谁说科学图书一定是生硬刻板而冷酷无趣的？

诺贝尔化学奖得主姜·范恩（John Fenn）打破传统，以其独有的机智和妙语，带给我们这本“非典型”的热力学入门书——《热的简史》。

全书回归到人文和历史的角度，通过许多日常缀验中可见的例子，和生动的科学家故事，系统地认识一切与“热”有关的观念、历史和应用。

如果你对“热”的学问稍稍有那么点兴趣，就请跟随范恩精心塑造的“查理洞人”，好奇地从“古”游玩到“今”吧！

这是一本难得的深入简出的科普奇书。并不因为普及，而省略了数学式子，反而是不知不觉间进入了，是本登堂八室的好书。

本书从最简单、最基本的“热”现象，导引人们穿越日常生活无所不在的机械世界，结尾更联系到信息世界。能量和熵，是这个世界的本“相”。熵是热之“度”，信息之“量”。在当今地球变得越来越热，互联网时代信息大量泛滥，能量和熵将被赋予新的涵义。

译序

阿姜正传

序

引言

谢词

1 一开始

冷热本不同

从功取热

功热两不同

希腊英雄进场

火药先来了

蒸汽再次登场

回顾

练功

2 多热才算热？

以手测热

早期的温度计

究竟什么是温度？

气体测温法

国际温标

总结

温标练习

3 系统、性质、状态

一些通用术语的特定意义

温度为何登场

和温度的关系

摩尔和分子

理想气体定律

其他的状态方程式

一些案例

重点

状态测试（“政治家才能”测验）

4 回到工作（功）

概说机械功

膨胀气体所做的功

压力变化下的功

回到等温膨胀之旅

案例

总结

学会计功

5 再加把“热”

热是一件事

有多少热发生？

模型及缘由

“热子法典”与“伦福德钻孔实验”

案例

热的细目

热身练习

6 循环分析的起源

7 热即是功，功即是热，相去唯“能”

8 一难两律

9 总而言之

10 HER——“她”一言难尽

11 头巾下的“她”——引擎下的HER

12 进入熵的世界

13 到底是熵

习题解答

译后记

就像许多其他的器械，热机的军事用途跑在民用之前。18世纪之前，还没有人认真地把热当做动力，用来做建设性的功，欧陆和英伦岛上的所有东西都是靠手工生产的，动力来自肌肉。(生产“manufacture”一词来自拉丁字根，manu的意思是“用手”，factus意为“制作”。)但是，铁和其他金属矿石的冶炼，得靠木炭燃烧所提供的热(以及化学还原力)，而木炭来自木材。英国的森林被大量滥砍浪费，英王最后不得不下令禁止伐木来生产木炭。这个早期的森林保护法，可不是出于生态保护或对大自然美景的关怀，而是当时英国这个海洋国家的海军和商业船队，警觉到可能会造船无木！

既然木炭的来源被切断，只有想办法用煤。煤的储量不少，问题是都在地下水位之下，用马匹拉的抽水机(水泵)不够应付流人煤矿的水。于是乎，用煤的急需导致了实用蒸汽机的发明。希罗之后的千百年，是有一些个别的尝试想用蒸汽力来汲水，不过，直到1689年，康威尔(Cornwall)这地方的煤矿老板汤姆士·萨弗利(Thomas Savery)，才率先发明了一个蒸汽泵的专利。受到压力作用的水蒸气，被导进一个水腔，直到蒸汽压将水由阀门b压出。然后阀门c关起来，冷水洒在水腔外面，让里头的水蒸气凝结成水，于是水腔里的压力迅速下降，其真空吸力透过阀门d吸出地下水，进入水腔，整个过程开始循环。这个蒸汽泵可以运作，不过只能把水抽起一段有限的距离，而且非常耗费燃料。今天，同样的原理在一种咖啡机里派上了用场，这种咖啡机号称可煮出最香醇的咖啡。

P12-13

2002年10月上旬，我和我家娘娘“白发美女”(那时看不见白)正在桃园机场准备飞上海，随便找张报纸，首页映入眼帘的几张照片，赫然有一张范恩的，真教人高兴。诺贝尔奖刚刚宣布，他得了化学奖。顾不得他在美东已经是晚上九点半，打电话去吵他吧！接通了，芙蕊妲接的，“嗨，芙蕊妲，您好，我可以和姜说话吗？”“好吧，我让你跟他讲。”(可以想象她今天一天不知道接了多少通)范恩：“嗨，乃信。”“嗨，姜，我只是为你高兴。”范恩：“啊，那些完全荒唐的事！你的新娘好吗？……”(他从来称呼我家娘娘为“你的新娘”)

范恩去年满九十大寿，仍然炯炯有神，但是如果你碰见他，大概很难和诺贝尔奖得主画上等号。他的平易近人和对人的关切，一直是他的注册商标，当初，选择跟他做论文，就是因为他会走到我们这些“不才的”研究生大排档间，和我们手舞足蹈地谈论超音速分子射线。于是，我身在工学院，心倒跟着他去分子射线了(便有人劝我：此非化工本业也)。后来，是在他家里，他教我和我家娘娘怎么吃乳酪，美式的到蓝的都有。实在说，他的热心“传授”当时很失败，不过，三十年过去了，我们差不多无日无之，可见后劲之足。能够去他家，还亏得他的“我的可爱的长久的老伴，我的爱”玛姬，她打电话给我家娘娘，“来聚聚，别担心易易(我们一岁多的儿子)，找个临时保姆，我会付她的佣金。”那时候，我们是穷学生，姜和玛姬常要嘱咐我们：出去走走。但他不久就知道，我是常常在科学之外放牛吃草的(虽然按理是应该全力以赴“求学”的)，曾经三个多月，他看不见我(搞“保钓”，躲在东亚图书室里正醉心中国近代史)，只好找别的同学“放话”给我，见到我便责问：“跑到哪里去了？”不晓事的我，还振振有词：“都在图书馆里念书呀！”(也是实情)就这样，耗了不少他的时间和研究经费，而大“量”的他，竞也容忍了。顺便说一句，玛姬比他大十岁，在他们那个年代，很前卫，太“酷”了点吧！

范恩最引以为荣的可能是他的超音速分子射线，可是他以大分子质谱仪得奖。当然，论文不少，但他著作的书便只这一本，完全碰不上他的“专业”，而且，书还是为文艺科学生可以读懂而作，书中到处可见他老人家的苦口婆心。本书原名为《引擎、能量与熵》，实以热的历史为经，引擎器械为纬，贯穿人类对了解“能量”的努力。他笔下的“她”HER(热机定则，HeatEngine Rule)有点像个女奇侠，盖世无双，斗篷飘飘，好一个爱管闲事，无所不在的“节度使”，最后还喜剧收场，名正言顺地黄袍加身，成了世间的真相和基本原理之一的热力学第二定律。

这样一个关于热的“故事”，由范恩这样的“人”来讲给我们听，我想，对我们“这个不科学的年代”的人是再恰当不过的了。所以，我得到他的同意，中文版正名为《热的简史》。既然讲的是史，便可以先别斤斤计“数”，不求甚解也没关系，读完这本故事再说，至少大概会知道“自己”和科技的难分难解，特别是整天都得用车用电的你。

范恩的原文充满奇趣，但如果这一本没能引起你的莞尔，就请原谅我的译文拙涩，只盼你也像他那样，在这个世间，好奇地从“查理洞人”游玩到现代。若你因此明白了“热”，请你也讲给别人听。

2008年3月

李乃信

首先，是阿姜。2005年冬，在他家，他提到这本书，已有德、法、俄等多国版本，但缺中文本。当时，觉得身为华人弟子，便大胆包揽下来。其实，想偷懒，心想找几个台湾、大陆的大学生，作出草译，自己做个现成的编辑，不就大功告成。然而，书也是第一次读(因我毕业后多年，本书才出版，姜也从来不曾向我这老学生提起这本科学入门书)，这才惊艳，知道翻译要沾上他的“文气”才好。

然后，2006年春，儿子有了儿子，我家娘娘“明令”得在家蹲点，帮着照顾孙子。这才正式开始翻译，却是三天打鱼，两天晒网，而且，还不时跟着书中的“典故”去云游(上网)一番。自然还得常打断，好帮着孙子的尿布奶瓶之类的事。幸好，远亲张中行老爷(老北大，念哲学的，当代著名的“杂家”)的孙女婿刘钧，加州大学戴维斯分校的化学博士，离此不远，又早闻阿姜之名，愿意帮忙翻译。如此，便与他分工，原计一年可成。不料，没多久，张老爷的孙女珂珂被邀到纽约市高就去了，这一家子，东西两岸跑，小女儿留在爸爸身边，便也顾不过来翻译了。但他的分工，让几个章节起步成形，同时让我怠慢不得。

2007年参加范恩90寿庆(Fenn 90)，阿姜问到书，我告诉他：“译一半了，年底就交卷也。”“这辈子的这个作业，可是你给的！”相视哈哈一笑，好像又回到校园里。返家后，出于“年来尚无成”的惭愧，倒也努力做翻译的文蠹。想求快，手写稿皆扫描，电邮给中央民族大学生命与环境科学学院的学生张玉华，由他一字一字在计算机上敲出。然后，又经教授杨若明(曾多次获北京市和国家级的优秀教学成果与优秀教师奖)全书校读。

2008年，我的孪生弟乃义出书《这才是你的世界》。对出版一窍不通的我，顺他找到的藤摸瓜，和东方出版社任超副社长“连线”，又听从了李兹文化吴玟琪的建议和安排，搭上天下文化出版社科学总监林荣崧的列车，海峡两岸两社也都大力支持，是所幸也。11月开始，天下文化的毕馨云和东方出版社的许运娜细心编校，纠正不少错误，她们的努力，将本书“踢进”出场前的“最佳状态”。

世间人事，诚然是时空里相互联结的一方密网，本书得以问世亦然。以上提到的“结点”，莫不促成此译本，我由衷地感恩。或许还有我未及指认的，或许是那密网的丝络，或许是更远一点的结点，但犹如“热”的辐射，总可以感到的，我都礼敬，致以感谢。

李乃信

2008年12月