约安·詹姆斯编著的《物理学巨匠：从伽利略到汤川秀树》将历史与传记结合在一起，以通俗易懂的文字介绍了50位世界上最伟大的物理学家的故事，这些物理学家从各个方面对物理学的发展作出了重要贡献。全书章节按时间顺序编排，通过阅读这些物理学家的人生故事，可对物理学的发展历程有一个直观的了解。

从16世纪下半叶开始的350年，是近代物理学从诞生到发展成为科学中流砥柱的阶段。本书以简洁的传记形式，讲述这段时期中最著名的50位物理学巨匠。这些巨匠对物理学的发展功不可没，在思想、授业等诸多方面都是杰出的人物。约安·詹姆斯编著的《物理学巨匠：从伽利略到汤川秀树》重点着墨于这些巨匠的人生故事，而有意淡化描写他们的学术细节。书中的故事是按时间顺序排列的，当读者一篇篇读下去时，自然就能描绘出物理学发展的大致图景。书中省略了很多科学和数学的细节，所以读者不必有任何看不懂的顾虑。相信每一位喜爱物理学的朋友都会在探寻这门学科发展史的同时，获得轻松愉悦的阅读体验。

序言

前言

第一章 从伽利略到伯努利

 伽利略（1564—1642）

 开普勒（1571—1630）

 惠更斯（1629—1695）

 牛顿（1642—1727）

 伯努利（1700—1782）

第二章 从富兰克林到拉普拉斯

 富兰克林（1706—1790）

 博斯科维克（1711—1787）

 卡文迪什（1731—1810）

 库仑（1736—1806）

 拉普拉斯（1749—1827）

第三章 从伦福德到奥斯特

 汤普森（伦福德伯爵，1753—1814）

 傅里叶（1768—1830）

 托马斯·杨（1773—1829）

 安培（1775—1836）

 奥斯特（1777—1851）

第四章 从欧姆到亥姆霍兹

 欧姆（1789—1854）

 法拉第（1791—1867）

 格林（1793—1841）

 亨利（1797—1878）

 亥姆霍兹（1821—1894）

第五章 从开尔文到玻尔兹曼

 威廉·汤姆孙（开尔文勋爵，1824—1907）

 麦克斯韦（1831—1879）

 吉布斯（1839—1903）

 斯特拉特（瑞利勋爵，1842—1919）

 玻尔兹曼（1844—1906）

第六章 从伦琴到玛丽·居里

 伦琴（1845—1923）

 J·J·汤姆孙（1856—1940）

 普朗克（1858—1947）

 布拉格（1862—1942）

 玛丽·居里（1867—1934）

第七章 从密立根到爱因斯坦

 密立根（1868—1953）

 卢瑟福（卢瑟福勋爵，1871—1937）

 迈特纳（1878—1968）

 哈恩（1879—1968）

 爱因斯坦（1879—1955）

第八章 从埃伦费斯特到薛定谔

 埃伦费斯特（1880—1933）

 玻恩（1882—1970）

 玻尔（1885—1962）

 林德曼（彻韦尔勋爵，1886—1957）

 薛定谔（1887—1961）

第九章 从德布罗意到费米

 德布罗意（1892—1987）

 玻色（1894—1974）

 卡皮查（1894—1984）

 约里奥（1900—1958）

 费米（1901—1954）

 第十章从海森伯到汤川秀树

 海森伯（1901—1976）

 狄拉克（1902—1984）

 奥本海默（1904—1967）

 戈佩特一梅耶（1906—1972）

 汤川秀树（1907—1981）

后记

出于富兰克林的性格，他很快就把这一发现应用到发明避雷针，在建筑物的最高点竖立一根尖头的长金属杆，与金属导线连接直通到地。富兰克林不仅明确了雷电云带有电荷，而且也示范了通过安装避雷针能使建筑物避免雷电之灾。很快，避雷针成为教堂和其他高大建筑的标准设施，因而，在富兰克林第二次访问英国时，欧洲就做了很好的准备，以迎接这位从美洲殖民地来的电气科学家。

电学实验使富兰克林赢得科学家的声誉，他在皇家学会的《哲学会刊》上发表了文章，并就电学研究写了一本小册子，分别以英文和法文出版。1709年，科普利爵士（Sir Godfrey Copley）曾遗赠给英国皇家学会100英镑，用于实验基金或其他方面。1736年学会决定“以基金百分之五的等值黄金做成金质奖章，作为荣誉授予本年度最佳实验科学家”。1753年，富兰克林“因神奇的电学实验和观察”荣获科普利金质奖章，并被选为皇家学会会员。哈佛大学、耶鲁大学、威廉和玛丽学院也先后授予富兰克林荣誉学位。

富兰克林同时更深入地参与公共事务和公众生活。1751年他被选为宾夕法尼亚州议会议员，两年后被任命为北美英殖民地的副邮政总长，他保持这一职位超过20年。富兰克林作为议员，以不同方式代表殖民地人民说话。早在1751年，富兰克林就英国把罪犯转移到美洲警告英国政府：“如果这些罪犯是英国的祸患”，他写道，“那么响尾蛇是美洲的灾星”，是否可以建议送出一些到英国去？

自1730年富兰克林与里德结婚后，他便没有再寻求与其他女人的私情。不过在1755年，当他近50岁时，有一次他遇见雷（Catherine Ray）女士，在他见过的众多年轻女性中，这是第一位让他倾倒的。在他们首次见面后，8年多再未见面，后来也只见过两次。然而他们通信近35年，阅读信件彼此带来快乐，富兰克林83岁时最后一次写信给她，“在我一生的幸福中，包含你的友谊，只要我活着，我就会愉快地想起你。”

为富兰克林写传记的人很多，主要是关于他的政治活动，尤其是他在推动《独立宣言》（The Declaration of Independence）事件中的突出作用。这段历史已很为人熟悉，以至于对富兰克林在这其中的作用有个大致描述就可以了。

有必要再从回忆威廉·佩恩（Will Jam Penn）开始，他是宾夕法尼亚州绝对的大领主，享有各种特权，在他死后这些特权传给继承人，州总督是继承权提名人，富兰克林最初表示支持，但后来转向反对。早在18世纪初，英殖民地就与法殖民地有冲突，1755年发生战斗，因宾夕法尼亚州受到威胁，富兰克林带领征募的民兵自卫队参战支持英国军队，总督对此抵制，尤其是当富兰克林被选为自卫队上校时，佩恩家族及其同党利用一切机会诋毁富兰克林，导致双方的矛盾激化。

宾夕法尼亚州民众的不满之一就是领主的特权，领主富有，却拒绝向州议会捐款，特别是在处理印第安人事务上，他们很不合作。1757年，州议会委派富兰克林到伦敦上诉，这项任务并不容易，前后持续了5年，富兰克林的努力没有取得多大进展。

富兰克林第二次去英国，儿子威廉与他同行。在伦敦他们在寡妇史蒂文森（Margaret Stevenson）家寄宿（这里后来成为一家小型富兰克林博物馆）。他乐于有她陪伴，后来更喜爱她女儿波莉（Polly）。富兰克林先去拜见了枢密院院长，此人就宪法的地位给富兰克林上了一课，强调州议会无权对领主征税。然后富兰克林去见威廉·佩恩的儿子托马斯·佩恩（13aomas Penn），他代表领主的利益，结果是他最不合作。之后，富兰克林病倒，持续了8个星期。

富兰克林先前已获得科学声誉，随着他从事新的实验，再度引起关注。在伦敦，他演示了由他制作的可产生电的机器，能产生23厘米长的电火花。富兰克林和他的儿子去剑桥，做了更多的实验。此后他们去北安普敦郡，拜访了英国富兰克林氏家族的一些人；又去伯明翰，探访里德的亲戚。他们再去苏格兰旅行，见了许多苏格兰名人，在这期间，他被圣安德鲁斯大学授予荣誉学位。

富兰克林返回伦敦，试图拜见前首相皮特（William Pitt），但发现他太关注其他问题，对美洲殖民地的管理不感兴趣，富兰克林转向媒体寻求支持，结果，使公众舆论转为抵制佩恩家族，最终他与领主达成了妥协，虽然这不是州议会的全部期望。富兰克林没有急着回美洲，他留在伦敦，继续发出美洲殖民地的非官方声音。与此同时，他的儿子威廉一直在研究法律，他的勤奋好学给人很好印象，在他成为一名合格的律师、后，很快被任命为新泽西州的总督。富兰克林借机访问了北欧国家，拜访了那里的科学家。为参加英王乔治三世（GeorgeⅢ）的加冕礼，他及时赶回伦敦。就在富兰克林计划返回美洲时，牛津大学授予他民法学博士学位。

富兰克林返回宾夕法尼亚州，一年多后被选为州议会议长。他离开5年，他有许多朋友，但也有强硬的敌人，继续竭力诋毁他。州议会决议向英王请愿，由议会直接管理本州事务，而不是通过总督。1764年，富兰克林被委派到英国表达诉求。然而当他抵达伦敦时，他发现隋况在向更糟糕的方向发展。英国政府已经决定，殖民地应当为防务费捐款，所采取办法是对所有的印刷品（包括报纸、刊物、历书等）征收印花税。尽管英国本土也征收印花税，但在美洲殖民地引起很大不满，这使英国政府很不理解。富兰克林要求下议院解释在美洲殖民地实施印花税的理由，通过富兰克林的雄辩，最后成功将它废除。

P43-45

本书旨在从兴趣阅读的角度，讲述那些生于16世纪中期到20世纪初期（跨越350年）的物理学巨匠的人生故事。全书分为10章，每章5位主题人物，共涵盖50位巨匠，这些巨匠在思想、授业等诸多方面都是物理学史上的杰出人物。这些巨匠最吸引我的并不是他们的研究成果的细节，而是他们多彩的人生故事。所以在本书中，我以后者作为讲述的主线，而有意淡化他们具体的学术贡献。读者若想知道更多科学细节，可根据我在文中给出的资料追本溯源。

写这本书的时候，我脑中构想的读者是那些对物理学感兴趣但或许对其历史并不熟悉的人。为了让他们对物理学发展有一个更系统的认识，我把巨匠们的传记故事按照时间顺序，即出生年月排列出来。每一位巨匠都标志着物理学史上的重要节点。我们将会看到这段历史时期（16世纪中期到20世纪初期）云集了众多物理学上的璀璨之星，且每一位都有其独特光辉，并不能由哪一位物理学家来代表他们全体。初入物理殿堂的学生或许试图找寻一位物理学家作为学习榜样，他们会发现，有一些令他们感兴趣的人物可供选择。在带领读者领略物理学的奇妙世界后，我会在结尾处做一些总结概括，并提供一些扩展阅读的线索。

我要感谢布利尼（Blemis Bleaney）、布林克（David Brink）、埃利奥特爵士（Sir Roger Elliott）、弗拉芒（Dominic Flament）、福克斯（Robert Fox）、罗奇（John Roche）、萨尔瓦托雷（Paolo Salvatore）、斯图尔特（Rosemary Stewart）、戴维·汤姆森（David Thomson）、特拉纳（David Tranah）和蒂勒（John Tyrer），他们或帮我审阅初稿，提出建设性的意见；或处理某些具体的问题。

作者于牛津

2003年4月

在本书目录中，所有的传记人物都是按出生年月排列顺序。下面仍是这些人物，按去世年月重新排列顺序。

开普勒（1571—1630）

伽利略（1564—1642）

惠更斯（1629—1695）

牛顿（1642—1727）

伯努利（1700—1782）

博斯科维克（1711—1787）

富兰克林（1706—1790）

库仑（1736—1806）

卡文迪什（173l—1810）

汤普森（伦福德伯爵，1753—1814）

拉普拉斯（1749—1827）

托马斯·杨（1773—1829）

傅里叶（1768—1830）

安培（1775—1836）

格林（1793—1841）

奥斯特（1777—1851）

欧姆（1789—1854）

法拉第（1791—1867）

亨利（1797—1878）

麦克斯韦（183l—1879）

亥姆霍兹（1821—1894）

吉布斯（1839—1903）

玻尔兹曼（1844—1906）

威廉·汤姆孙（开尔文勋爵，1824—1907）

斯特拉特（瑞利勋爵，1842—1919）

伦琴（1845—1923）

埃伦费斯特（1880—1933）

玛丽·居里（1867—1934）

卢瑟福（卢瑟福勋爵，1871—1937）

J·J·汤姆孙（1856—1940）

布拉格（1862—1942）

普朗克（1858—1947）

密立根（1868—1953）

费米（190l—1954）

爱因斯坦（1879—1955）

林德曼（彻韦尔勋爵，1886—1957）

约里奥（1900—1958）

薛定谔（1887—1961）

玻尔（1885—1962）

奥本海默（1904—1967）

哈恩（1879—1968）

迈特纳（1878—1968）

玻恩（1882—1970）

戈佩特-梅耶（1906—1972）

玻色（1894—1974）

海森伯（1901—1976）

汤川秀树（1907—1981）  卡皮查（1894—1984）

狄拉克（1902—1984）

德布罗意（1892—1987）

收入本书的50位物理学巨匠，他们的父母从事着各种不同的职业。有几位出身于学术世家：伯努利和威廉·汤姆孙是数学教授的儿子；吉布斯是文科教授的儿子；玻恩是胚胎学教授的儿子；玻尔是生理学教授的儿子；戈佩特一梅耶是儿科教授的女儿；汤川秀树是地理学教授的儿子。有些是专业人士的子女：亥姆霍兹和狄拉克是教师的儿子；玛丽·居里是教师的女儿；麦克斯韦和普朗克是律师的儿子；迈特纳是律师的女儿；奥斯特是药剂师的儿子；密立根是牧师的儿子；林德曼和卡皮查是建筑师或工程师的儿子；伽利略是音乐家的儿子；惠更斯是外交官的儿子；玻色是会计师的儿子；富兰克林、博斯科维克、托马斯·杨、安培、伦琴和J·J·汤姆孙都是商人的儿子；牛顿、伦福德、拉普拉斯和布拉格都是农民的儿子；库仑、玻尔兹曼和费米是政府官员的儿子；爱因斯坦、薛定谔、约里奥和奥本海默都是企业家的儿子；开普勒是雇佣军人的儿子；麦克斯韦和斯特拉特是富有地主的儿子（也许卡文迪什和德布罗意应该归入这一类别）。有几位是工匠或商贩的儿子：傅里叶是裁缝的儿子；欧姆、海森伯是锁匠的儿子；哈恩是玻璃工的儿子；法拉第是铁匠的儿子；格林是磨坊主的儿子；卢瑟福是车匠的儿子。此外，亨利的父亲打散工，埃伦费斯特的父亲在纺织厂。许多物理学巨匠（如开普勒、富兰克林、傅里叶、欧姆、法拉第和居里夫人）都一度经历过贫穷，通常是在少年时代。

书中的多位物理学巨匠都继承或获有贵族头衔，在适宜的场合使用。当然，这种头衔的性质因国与国不同而有别，今天只存在于少数几个国家，20世纪的欧洲仍旧常见。拉普拉斯是侯爵；傅里叶是男爵；德布罗意继承了公爵的头衔；汤普森在巴伐利亚做了伯爵；德布罗意继承了皇家的王子头衔；瑞利继承了家族的头衔；开尔文和卢瑟福因对科学的贡献获得头衔；林德曼获得头衔更多是因为他在政治上的贡献。另外，多位物理学巨匠获骑士封号或类似的荣誉。

要知道，18、19世纪人的平均寿命较短，本书中的多数传记人物都活到老年。格林和麦克斯韦是例外，48岁去世；埃伦费斯特和费米也在53岁去世。多数人是自然死亡。就已知的资料，只有普朗克是死于交通事故，玻尔兹曼和埃伦费斯特是自杀身亡。居里夫人、她的女儿伊雷娜和女婿约里奥的主要死因是辐射病。玻尔兹曼，或许还有埃伦费斯特，因躁狂抑郁症而情绪不稳，但对精神障碍的回溯性诊断非常困难。阿斯伯格综合征（属于轻度自闭症）似乎跟物理学家有缘，牛顿、卡文迪什、爱因斯坦和狄拉克都被认为有这种症状。

本书的传记人物只有少数可以说是少年早慧，有几位表现出惊人的记忆力，但只有林德曼早早看起来具有学者特质。这些传记人物多数从小显露对物理学的热爱和才华，但有些人下决心要成为物理学家相对较晚。

我还有一本著作是《数学巨匠》（Remarkable Mathematicians）。这些数学家的父亲的职业分布明显不同于物理学家，更多的是宗教人士，而很少是专业人士；很多传记人物在贫困中长大。再有，分析表明，与物理学家相比，数学家的母亲对他们的成长有很大影响。傅里叶和拉普拉斯在两本书中都有出现，因为看起来他们无论是作为数学家还是作为物理学家都具有相同的资格，可以说，其他领域也有这种情况。

已出版的有关物理学家的著作要比有关数学家的多，例如，有关伽利略、牛顿、爱因斯坦和法拉第的著作占满了书架，出版这样的人物传记已成为趋势。这表明数学史与物理学史的研究不平行，而且还有文化差异。如今，实验物理学越来越多地依赖于团队合作，而理论物理学如同数学，仍然可以由个人独立研究并取得成功。物理学界的竞争日趋激烈，一个有前景的研究课题会保密，以防其他人的竞争。还有，物理学的进步常常是经过一段时间争论后，抛弃旧理论而选择新理论，而在数学上没有什么可比。最后，就科学发现的商业应用一直存在争议，这种情况更多是出现在物理学领域。