编者注
2019年3月14日，是爱因斯坦诞辰140周年纪念日。 爱因斯坦去世后的半个多世纪（1955年4月18日），许多人和许多书籍从不同角度解读了爱因斯坦和他的思想。 在这里，我们还要提请读者注意关于爱因斯坦的两个有趣的社会学现象： 大多数没有受过物理学专业训练的民间物理爱好者的远大理想是推翻爱因斯坦的相对论而不是物理学。 其他理论，证明爱因斯坦是错误的，对他们来说是极其重要和容易的； 大多数接受过基础物理教育的优秀学生往往是基于对相对论或深或浅的理解以及对相对论的初步认识而进入物理领域的。 然而，在踏入物理学之门后，他们很少继续探索和拓展相对论，而是分散在广阔的物理学版图上——这样的例子还有很多。 例如创立矩阵力学的海森堡和发展量子电动力学的费曼。 尽管这两种现象不是看待爱因斯坦及其成就的通常视角，但它们为我们理解爱因斯坦的伟大提供了参考。 无论是将爱因斯坦奉为神明，还是把他贬为身无分文，都足以让我们更加接近爱因斯坦，但同时却导致我们与他的思想疏远——或许这就是所有人的幸与不幸。伟大的人物。
《物理学的进化论》这本爱因斯坦写的小书，或许能稍微驱散这种疏离感，让我们了解这位伟人对物理学的深刻理解。 面对广大物理爱好者，或许我们应该像拉普拉斯对欧拉所说的那样提及爱因斯坦：读一读爱因斯坦，他是我们所有人的老师。
《物理学的演变》
[US]阿尔伯特·爱因斯坦[B]利奥波德·因菲尔德撰写
张补田 译
正如《纽约时报》前科学编辑瓦尔德马·肯普费尔特所说，这本书证明，最能清晰简洁地运用他的理论的人仍然是爱因斯坦本人。 以下是爱因斯坦关于科学的讨论书中的节选，供读者欣赏。
关于科学，爱因斯坦怎么说？
科学的哲学背景
科学研究的结果常常迫使人们改变对科学有限领域之外的问题的哲学观点。 科学的目的是什么？ 试图描述自然的理论应该满足什么条件？ 尽管这些问题超越了物理学的界限，但它们与物理学密切相关，因为科学提供了产生这些问题的材料。 哲学概括必须以科学结果为基础。 一种哲学概括一旦形成并被广泛接受，往往会指出众多可能的路径之一，从而影响科学思想的进一步发展。 当公认的观点被成功推翻时，新的、意想不到的发展就会出现，而新的哲学观点就会从这些发展中出现。 如果没有物理学史上的一些例子来说明，这些陈述听起来就会模糊且不合时宜。
现在让我们谈谈最早的哲学家如何构想科学的目的。 这些思想极大地影响了物理学的发展，直到近100年前，它们因新的事实和理论证据而被放弃，而这又成为新的科学背景。
纵观历史，从希腊哲学到现代物理学，人们一直在尝试将看似复杂的自然现象简化为一些简单的基本思想和关系。 这是整个自然哲学的基本原理。 它甚至出现在原子论者的著作中。 2,300 年前，德谟克利特写道：
甜度约定，苦度约定，热度约定，寒度约定，颜色也约定。 但实际上只有原子和虚空。 也就是说，我们通常认为感觉的对象是真实的，但实际上却不是。 只有原子和虚空才是真实的。
在古代哲学中，这种想法无非是一种巧妙的想象。 希腊人不知道连接连续事件的自然法则。 事实上，直到伽利略，科学才将理论与实验联系起来。 我们已经追踪到了运动定律的最初线索。 在 200 年的科学研究中，力和物质仍然是理解自然的所有努力的基本概念。 当我们想到这些概念之一时，我们必然会想到另一个，因为物质通过作用于其他物质来证明自己是力的来源。
让我们考虑一个最简单的例子：两个粒子，彼此强力作用。 最容易想象的力量是吸引力和排斥力。 在这两种情况下，力矢量都位于连接粒子的线上。 为了满足简单性，我们只能想象粒子相互吸引或排斥，因为关于力方向的任何其他假设都会导致更加复杂的图像。 我们可以对力矢量的长度做出同样简单的假设吗？ 即使我们想避免过于具体的假设，我们仍然可以说任何两个已知粒子之间的力（如重力）仅取决于它们之间的距离。 这看起来很简单。 我们还可以认为力更复杂，它不仅取决于距离，还取决于两个粒子的速度。 如果将物质和力视为基本概念，我们很难想象还有比力沿粒子连接线作用且仅与距离有关更简单的假设。 但仅靠这种力就能描述所有物理现象吗？
力学在其各个分支中的伟大成就，天文学发展的惊人成功，以及机械思想在非机械和明显不同问题上的应用，都使我们相信，通过固定物体之间的简单力可以解释所有自然现象。 在伽利略之后的两个世纪里，这种努力有意无意地体现在几乎所有的科学创作中。 19世纪中叶左右，亥姆霍兹（）明确提出了这一点：
因此，我们发现物理科学的问题在于将自然现象还原为不变的吸引力和排斥力，其强度仅取决于距离。 为了充分理解自然，我们需要解决这个问题。
因此，在亥姆霍兹看来，科学发展的路线已经决定了把能量子概念引入物理学的物理学家，并且严格遵循这样一条固定的路径：
一旦自然现象完全还原为简单力，并且证明自然现象只能这样还原，科学的使命就完成了。
对于20世纪的物理学家来说，这种观点是愚蠢而天真的。 想到这项伟大的研究工作可能很快就会结束，一幅无误但乏味的宇宙图景将一劳永逸地建立起来，他一定感到震惊。
即使这些信条可以将所有事件的描述简化为简单的力，但仍然存在一个未解决的问题：力与距离的关系。 对于不同的现象，这种关系可能会有所不同。 从哲学的角度来看，必须为不同的事件引入许多不同类型的力，这当然是不能令人满意的。 尽管如此，亥姆霍兹明确表达的所谓机械观在当时发挥了重要作用。 物质运动理论的发展是受力学概念直接影响的最伟大成就之一。
爱因斯坦（1879-1955）和因费尔德（1898-1968）
物理与现实
科学不是规律的集合，也不是不相关事实的目录，而是人类思想及其自由发明的思想和概念的创造。 物理理论试图形成现实的图景并建立其与感官印象世界的联系。 因此，我们这些心理结构的有效性完全取决于我们的理论是否以及以何种方式形成这种联系。
我们看到物理学的进步创造了新的现实。 但这条创造链可以追溯到物理学诞生之前很久。 最原始的概念之一是对象的概念。 一棵树、一匹马，甚至任何物体的概念都是基于经验的创造，尽管创造它们的印象与物理现象的世界相比是原始的。 当猫捉弄老鼠时，它也在用自己的思想创造自己的原始现实。 猫对它遇到的所有老鼠的反应都相似，这表明它已经发展出概念和理论，作为其感官印象世界的指导方针。
“三棵树”与“两棵树”有些不同。 而“两棵树”与“两块石头”不同。 纯数2、3、4……的概念是由对象产生的，不受对象限制。 它们是思想和心灵的创造，描述了现实世界。
凭借我们对时间的心理主观感觉，我们组织我们的印象并说一件事先于另一件事。 但通过时钟将每个时刻与数字联系起来，并将时间视为一维连续体，已经是一项发明。 欧几里得几何和非欧几里得几何的概念以及三维连续体的空间观也是发明。
物理学实际上始于质量、力和惯性系统的发明。 所有这些概念都是自由发明，它们引出了力学的概念。 19世纪初的物理学家认为我们实际的外部世界是由粒子和仅与距离相关的简单力组成的。 他将尽可能长时间地保持他的信念，即利用这些现实的基本概念，他可以成功地解释所有自然事件。 与磁针偏转和以太结构相关的困难鼓励我们创造一个更微妙的现实。 电磁场的伟大发明发生了。 在排序和理解事件时，重要的不是对象的行为，而是它们之间的场的行为。 要充分认识到这一点，需要大胆的科学想象力。
后来的发展既摧毁了旧概念，又创造了新概念。 绝对时间和惯性坐标系被相对论抛弃了。 所有事件的背景不再是一维时间连续体和三维空间连续体，而是具有新变换性质的四维时空连续体。 这是另一项免费发明。 我们不再需要惯性坐标系； 任何坐标系都同样适合描述自然事件。
量子理论还创造了现实的新本质特征：不连续性取代了连续性； 出现的不再是支配个人的法则，而是概率法则。
现代物理学所创造的现实与过去的现实相去甚远，但每种物理理论的目的仍然是相同的。
我们试图利用物理理论来穿过观察事实的迷宫，理清并澄清我们感官印象的世界。 我们期望观察到的事实符合我们对现实的概念的逻辑。 如果不相信我们的理论结构捕捉现实的能力，不相信我们世界的内在和谐，就不会有科学。 这种信念现在并将永远是所有科学创造的根本动力。 在我们所有的努力中，在新旧观点之间的每一次戏剧性斗争中，我们看到了对理解的永恒渴望和对世界和谐的坚定信念。 理解的障碍越多把能量子概念引入物理学的物理学家，这种愿望和信念就越强烈。
后记
——张补田
《物理学的演化》是著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦和利奥波德·因菲尔德共同出版的科普经典著作。 它介绍了从伽利略和牛顿时代的经典理论到现代的物理学。 场论、相对论和量子论的发展和演变，引导读者思考其背后所涉及的哲学思想和概念的变化。 它面向普通大众，避免使用任何数学公式，并且非常清晰生动地解释了物理学的基本概念。 堪称爱因斯坦最好的科普著作。 虽然由于出版时间较早，本书并没有讨论物理学的一些最新进展，而是包含了爱因斯坦本人的一些推测和推测。 然而，正如英菲尔德所说：“这本书只讨论物理学中的重要概念。” ，本质上没有改变，所以不需要修改书的内容。”
爱因斯坦同意合作写这本书，部分原因是为了在经济上帮助英菲尔德。 因菲尔德是一位逃离波兰的犹太物理学家。 他曾在剑桥与物理学家马克斯·玻恩共事过一段时间，后前往普林斯顿协助爱因斯坦进行物理研究。 爱因斯坦试图帮助因菲尔德在普林斯顿高等研究院找到一个永久职位，但没有成功。 因费尔德因此想到可能会与爱因斯坦合作出版一本物理学史科普书，并相信一定会成功，而且稿费还可以与爱因斯坦平分。 当他犹豫地找到爱因斯坦并表达自己的想法时，爱因斯坦说：“这是一个好主意，非常好！” “我们开始做吧。” 事实证明，因菲尔德的想法是完全正确的。 。 该书最初由剑桥大学出版社于 1938 年出版，并受到广泛好评。 据《爱因斯坦传》作者沃尔特·艾萨克森介绍，《物理学的演变》迄今已印刷44版。
1945年，商务印书馆出版了刘福年先生译的《物理学的演变》繁体竖版汉译本。 1962年，上海科学技术出版社出版了周兆伟先生翻译的中译本，后于1998年由湖南教育出版社再版。当时我在编辑《世界科普经典翻译丛书》时，有《物理学的演化》这是我最先想到的杰作之一，它是几乎每个物理爱好者的必读之作。 当我还是一名本科生时，我对这本书印象深刻，并且非常喜欢读这本书。 由于某种原因，周兆伟先生的中文译本已经绝版十多年了，市场上已经找不到了。 此外，翻译还存在一些小错误*和冗长的词语。 因此，我参考了周兆伟先生的旧译本，怀着感激和敬意重新翻译了这本书，希望更多的读者能够体会到物理的神秘和乐趣。
*编者注：以下是本书目录中旧译本中的两个误译示例：
1 of，原译为“ ”，应为“物质动力学理论”；
2 Field and 原译为“领域和材料”，应为“领域和材料”。
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