20世纪最重要的12本物理学科类专论,你读了几本?

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　　在我的博客里会经常出现狄拉克（Dirac），前面也出现了高德纳（Knuth）、费曼（Feynman）、爱因斯坦（Einstein）和鲍林（Pauling）的名字。上星期四我又看了TED的《数学之美》，讲课者就是分形论的创始人曼德布罗特（Mandelbrot），我的本来听力就不行，他带有法语口音的老人英语实在听不懂，幸而有中文字母。很自然地联想到了在上学期看到的一篇与这些人有关的博文，这些人就是与《美国科学家》（American Scientist）杂志评出的“20世纪科最重要的12本物理学科类专论”相关作者中的几个作者。而这12本书分别是：

书名 中文名 Dirac on quantum mechanics 狄拉克的量子力学理论 Einstein on relativity 爱因斯坦的相对论 Mandelbrot on fractals 曼德布罗特的分形论 Pauling on the chemical bond 鲍林的化学键 Russell and Whitehead on foundations of mathematics 罗素和怀特海德的数学基础 von Neumann and Morgenstern on game theory 冯·诺伊曼和摩根斯丹的博弈论 Wiener on cybernetics 维纳的控制论 Woodward and Hoffmann on orbital symmetry 伍德沃和霍夫曼的轨道对称论 Feynman on quantum electrodynamics 费曼的量子电动力学 Smith on the search for structure 斯密斯的搜索架构 Einstein’s collected papers 爱因斯坦的论文集 Donald E. Knuth’s The Art of Computer Programming 高德纳的计算机编程艺术

　　第一本书，Dirac的《量子力学原理》我在1981-82年大四时看过由陈咸亨先生翻译的中文版前面2/3的内容，看得有点迷迷糊糊，真有点像量子力学中出现的不确定性。本书的特点是没有一幅图示，没有一句废话，用杨振宁先生的一句评语是：“秋水文章不染尘”，对于智力一般的我读起来感到难度大大增加了。到了2010年我在宁波就买了一本由科学出版社出版的原版影印本《The Principles of Quantum Mechanics》，发现有一个所加中文章节标题张冠李戴，反而有点画蛇添足之感。据说老头爱恩斯坦为了理解自然和上帝，理解量子物理的本质，身边经常带着两本书，一本自然是《圣经》，而另一本就是此书了，可见此书对固执的爱老头的重要性。不过在前一段时间我是通过读Schiff的《Quantum Mechanics》（尽管大学时代指定的Merzbacher那本更易看懂）重新开始摸Dirac的那套bra/ket符号，是为了以后可能学习量子信息物理和量子计算做一个物理上的精神准备。不过，目前受学界推崇的是樱井（Sakurai）写的和正在公开课上亮相的Shanker写的那两本书，我没有去网购。
　　第九本书是费曼写的《量子电动力学》，我有此书，但没有钻进去。我还有他的那套三大卷物理世界名著《费曼物理学讲义》，这是每一个想成为未来物理学家的年轻物理学子的必读之书。不过没有他和Hibbs合写的《量子力学与路径积分》的影印版。另外，我在大学时代看过由台湾出版的费曼在英国BBC的演讲《物理定律的特性》(The Character of Physical Law) 一书，尽管那时我只钟爱英国的Dirac和苏联全才Landau两个怪人。不过我推荐大家去看《别闹了，费曼先生！》(Surely You’re Joking, Mr. Feynman!) 和《费曼的彩虹》（ Feynman’s Rainbow）这两本前几年出版的科普读物（我自己还没有看过哦）。值得指出的是：Feynman就是目前正在轰轰烈烈研究的量子计算机“之父”之一！（He was also one of the first scientists to conceive the possibility of quantum computers.）这里我还要告诉大家费曼的一句名言：I can safely said (that) no body understands quantum theory.（我可以很确定的告诉大家： 没有人真正了解量子力学。）
　　第二本书，我只有Einstein写的那本薄薄的《相对论的意义》，其他的相对论的书不是爱老头写的。(补充：12月9日我在新华书店买了一本Einstein写的《相对论》，是江苏凤凰出版的注水版，不错，但发现其中对荷兰理论物理学家罗仑兹的相关配图竟然介绍的是美国气象学家、混沌的发现者罗仑兹的“罗仑兹吸引子”的图片，有点张冠李戴）
　　第十一本，不知是爱因斯坦的论文集，还是由许良英、范岱年编译的三卷本《爱因斯坦文集》，估计应是论文集。对于后者，新华书店有卖。去年暑假当我在（县）市新华书店的少儿阅读坊里看到一个小学高年级的女生在看《爱因斯坦文集》（第一卷）时，我心中是多么的激动啊，不论她能看懂多少，至少“爱因斯坦”的大名已经进入了她的大脑。在我们这里当今功利主义极端盛行的经济相对发达的沿海小县市，还有小学生在做大科学家的梦想，多不容易啊！
　　第三本，分形的知识，我学过，但没读过曼德布罗特本人写的书《大自然的分形几何学》（The Fractal Geometry of Nature),更没有读过《分形学：形态，概率和维度》（英译本《Fractals: Form, Chance and Dimension》）。只看过日本人高安秀树写的《分形》。自己有一本清华学者编写的《分形》（？作者忘了）。我没有去学习那些用像豪斯道夫维数之类的数学方法和用重整化群的理论物理方法来描述分形的比较刚性的内容。我希望大家通过视频去看一看分形中的数学之美。
　　第七本，维纳（N. Wiener）的《控制论：或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》（可能没有中文版）我没有，但香农(Shannon)的信息论:《通讯的数学理论》，我记得买过一本，现在不知在哪儿了。但印象较深的是在旧书店买的那本日本人绪方胜彦写的厚厚的《现代控制工程》，不过我没有仔细看它。在旧三论中，我接触最早的是控制论，但为了以后可能与量子信息论打交道，就买了几本古典信息论方面的书（但发现概率和数理统计的欠缺仍是我阅读此类书籍的最大障碍）。在新三论中，虽然普利高京 （I.Prigogine）的“耗散论”(“耗散结构”dissipative structure)已获诺贝尔化学奖，但我更喜欢的是德国那个偏向物理的哈根（Haken）提出的协同学(Synergetics)。（尽管在1993年6月初（？），当我与一位刚参加完北京电镜与材料国际会议的电镜高手也是哈根在斯图加特大学的同事共进早餐时讲到了对协同论的喜爱，但他的看法是：Synergetics只不过是一个“mixture”，即意思是称不上原创性的工作！不过现在我们确实到了应该学习老外那种对所谓的“整合”与原创所持截然不同价值观的时候了！）
　　第四本书，是两次独立获得诺贝尔奖（一次是化学奖，另一次是和平奖）的鲍林写的《化学键的本质》（The Nature of the Chemical Bond），实际上是量子化学的内容。虽然与量子力学有关，而且我与高师教材《量子化学引论》的编写者曹阳教授曾接触过5年（他是非线性科学研究中心筹备组组长，而我则是临时义务性的兼职秘书,我虽然不具备做秘书的特质，但我为这个临时性的兼职工作内心里感到小小的骄傲:全国二流大学中能同时听懂数、理、化、力学、天文、生物等学科和材料、工程等技术中的非线性研究专题报告的人是不会太多的。它不但让我了解了不同学科中非线性科学研究诸多独特的风格，也让我亲眼目睹了许多国内一流非线性高手的风采），但量子化学确实不知道。因为据我所知，后来的量子化学除了早期用对称群方法研究配位场理论外，许多课题变成了可用计算机程序计算的应用题（如德国Otto的程序），在我看来，这样的研究工作毫无新意可言。而第八本书轨道对称论是属于量子化学还是结构化学我目前也根本不知道。不过很熟悉搞量子化学的鲍林是因为在读大学时受同寝室福建李虹的影响跟着他也看过一本鲍林和威尔森合写的《量子力学导论》（ Introduction to Quantum Mechanics with Applications to Chemistry）中译本的量子力学部分，很好笑啊，唯独把这本书里量子力学在化学的应用的这个精华部分有意地给过滤掉了。据维基百科讲，鲍林被认为是20世纪对化学科学影响最大的人之一，他所撰写的《化学键的本质》被认为是化学史上最重要的著作之一。他以量子力学入手分析化学问题，结论却以直观、浅白的概念重新阐述，即便未受量子力学训练的化学家亦可利用准确的直观图像研究化学问题，影响至为深远。而那个霍夫曼的名字我只听说过。确实我在化学和生物学方面是“白吃”。
　　第五本书，罗素和怀特海德的数学基础：《数学原理》I, II, III（Principia Mathematica），我没有，但对罗素太熟悉了，这源于大学毕业后，与南大哲学系毕业的钱伟量同住一室，才学到了“罗素悖论”和了解了几个德国哲学家的哲学思想，但对于系统的数理逻辑自己没有自学过。作为一个教过职高数学的老师最基本的数理逻辑还是从教科书中学到了一点,因为教过学生初步的命题、否命题、逆命题、逆否命题、“且”、“或”、“否”以及它们的组合命题、充分条件、必要条件以及充要条件等内容。受罗素悖论的影响，我每次在给职高生讲完“集合元素的确定性”后，课后总要讲“理发师悖论”显示元素的不确定性，以表明目前数学体系内部仍存在的不完美性（当然，不会去讲哥德尔（Gödel）的不完备定理）。用于反证法的“排中律”也听说过。用于数学归纳法之类的递归过程也学到了一点。罗素曾于1921年来中国讲学，对中国学术界产生了相当的影响。还有，1950年罗素获得了诺贝尔文学奖。（真有意思，数学家通过“文学”标签来获诺奖，其实是因为他的“思想”和“勇气”而被授予的！）
　　第六本书，我没有冯·诺伊曼和摩根斯丹的《博弈论与经济行为》（Games Theory of and Economic Behavior），但受浙江海洋学院数学毕业的年轻老师的影响，我在旧书店也买了一本由中国人民大学出版的（美）朱·费登博格和（法）让·梯若尔合写的巨著《博弈论》，主要面对经济类读者。不过在这里要说明的是，我没有耐心去看这本书，因为我没有学过诺贝尔经济奖得主纳什（Nash,电影《美丽的心灵》（Beautiful Mind）主人公的原型）和其他人的各种均衡理论，主要是没有扎实的数理统计基础。不像国内经济学家搞的的那种花拳绣腿，国外的偏向数理的经济学家们（或是与应用数学家们合作）把某种经济理论建立在一个数学模型下真刀真枪地奋力推演，其实就是应用数学家们干的事情，同样也不好学。我想这也许就是我国不能出诺贝尔经济学奖的原因之一（当然，我们国家缺乏数理经济学家们所需要的正常发育并且已经成熟的的资本、市场经济体系是最大的原因）。目前，网上有博弈论的公开课视频。
　　至于第12本书，是高德纳（Donald Ervin Knuth）正在编著的一套七卷本著作《计算机程序设计艺术》（The Art of Computer Programming，简称TAOCP），堪称鸿篇巨著。当高德纳这个老头即使因为此书的前三卷已经让他在1974年成为最年轻的图灵奖获得者后，他还雄心勃勃，打算继续写下去，2005年2月终于出版第四卷的第1分卷，到目前为止已出到第四卷的第4分卷(注：10月5日在这里更正一个错误，根据姚期智大师今年4月15日在清华大学所作《科学家与科学之路》演讲中的说法，高老头在1968年出版第一卷之前已经把七卷都写齐了）。《计算机程序设计艺术》是Knuth一生中最重要的事业，他写这本书的目的是“组织和总结所知道的计算机方法的相关知识，并打下坚实的数学、历史基础”。我连前三卷（中文版有苏运霖翻译的《计算机程序设计艺术》，国防工业出版社）中的第一卷都没看过，后面的当然不会去看了。比尔·盖茨在1995年说，“如果你认为你是一名真正优秀的程序员，就去读第一卷，确定可以解决其中所有的问题。”“如果你能读懂整套书的话，请给我发一份你的简历。”我真的非常希望我周围学计算机的（尽管是教职高的）同事们去学一下这套巨著啊（只要研读第一卷就够了，当然，能看完前三卷更好），去亲身体念一下这位计算机牛人的思想哦。
　　费曼、鲍林和高德纳3人曾经分别是坐镇加州理工（Caltech）物理、化学和计算机等三系的巨牛们。