写了最多教科书的
一流数学学家
施郁
在第一流的数学学屋内,温伯格应当是写了最多教科书的人。朗道有10卷的数学学教程,但实际上是栗夫希兹等人帮他写的,甚至有两卷在朗道逝世十几年后才出版。费曼也有好几本书,并且是他人按照他的授课整理的。
温伯格的书完全是他自己孤身写的,并且覆盖好多不同领域——
温伯格说:“当我想学某个课目的时侯,都会自告奋力地教一门课。”[10]教过一次或几次后,他就出书。温伯格的教科书也可称著作,由于是根据他自己梳理的体系展开的。我认为,温伯格教学和写书,很大程度上是对化学学各个基础课目,根据自己的理解进行梳理,也可以说,梳理自己的理解。
诸如《引力论和宇宙论》就始于他想学习这个领域,于是讲授这门课。他看不懂罗伯逊-沃克度规的原始证明,就自己作出了一个证明,置于书中。所以他的每本书中不乏原创的内容。但是好多内容也与他的研究密切相关。教学、写书过程有时也引起有关课题的研究论文,例如2011年以来他有几篇量子热学论文,2019年他有一篇天体化学的论文。
《引力学和宇宙学》丨图源网路
他的科普话题,例如对称性、自发对称破缺、基本粒子、弱互相作用、强互相作用、标准模型、统一理论、宇宙、量子热学,常常也与他的研究密切相关。这大约也是他书和科普文章多的诱因之一。
科普有时也迸发科研。1973年,他应邀对斯坦福大专生做个科普讲演物理学史物理科学家的例子,准备讲宇宙学,于是读了和Linde的一篇论文,发觉没有解决问题,于是自己写了关于低温量子场论的论文。我想,他的科普也对他梳理自己的科学思想发挥了作用。
《引力论和宇宙论》1961年开始写,1971年出版。写作目的一部份是为了突出他的非几何的观点。作为粒子化学学家,温伯格不喜欢引力专家中流行的几何观点,而觉得化学的观点更有利于量子引力理论的构建,例如他觉得只有有了等效原理,能够存在无质量、自旋为2的引力量子。40年过去了,引力和量子引力理论都有了好多进展,并且温伯格在《天体化学课件》中表示,他不想再写一本,说明他对广义相对论的数学观点没有改变。并且他也表示,对于《引力论和宇宙论》中没有覆盖的课题,《天体化学课件》相当于是个更新。
作为量子场论大师所写的《量子场论》3卷分别出版于1995,1996和2000年,给了量子场论一个十分普遍和全面的介绍,目的是说明为何量子场论是目前这个方式,为何这个方式取得成功。他的观点(也就是此书的出发点)是,这是量子热学与狭义相对论的惟一自洽结合。这与他的有效场论的思想(任何相对论性的量子理论在低能下就是量子场论)一致。
《量子场论》丨图源网路
量子场论是描写基本粒子的理论技巧,量子电动热学、杨-米尔斯理论、电弱理论、量子色动力学、弱互相作用和强互相作用的其他理论等等都是量子场论。在量子场论中,粒子是场的迸发,例如电子是电子场的迸发,光子是电磁场(一种规范场)的迸发,规范粒子是规范场的迸发,这么等等。
1999年,完成3卷《量子场论》后物理学史物理科学家的例子,温伯格开始了解蓬勃发展的宇宙学的细节,非常是此前20年中的理论进展。他发觉,综述文章经常直接引用公式而不给出推论,甚至没有参考文献,甚至公式有错,而原始文献中的推论也时有各类问题。为此他发觉,最容易的方式是自己重新将理论做下来。结果就是2008年出版的《宇宙学》一书。
《宇宙学》丨图源网路
2013年出版的《量子热学课件》强调对称性原理,也包含一些新的课题,例如粒子化学的事例、量子热学的各类展现、量子纠缠与量子估算。2015年出了第二版,降低了一些内容,更正了一些错误。
《量子热学课件》丨图源网路
温伯格觉得须要研究较早的科学史的时侯,讲了几次科学史课。这引起2015年出版的《解释世界:发觉近代科学》,主要覆盖从古埃及到牛顿热学的成立,也就是科学史上所说的近代科学的开端。此书与一般的科学史专著不同,充分彰显了活跃在当代科学前沿的科学家不吝用当代科学的眼光考量科学史,将多被非议的辉格论争在科学史领域弘扬中信。我很有共鸣,由于这样就能评判发觉近代科学这个理解世界的方式是多么困难,但是科学不是社会建构或则民主补选,科学是对客观世界的解释,科学中有正确与错误之分。
《解释世界:发觉近代科学》丨图源网路
2020年出版的《天体化学课件》主要是针对天体化学中比较传统的内容(星体、星系、星际物质等等),用解析估算处理,包含好多奇特的内容,非常是其他书上没有的公式。值得注意的是,此书介绍了近些年来很引人注目的引力波及其侦测。
《天体化学课件》丨图源网路
2021年出版的《近代化学基础》比同类书覆盖了更多的原子核化学和量子场论,但是更多地指出数学学史。
《近代数学基础》丨图源网路
可惜还没写统计热学,否则恐怕他会涉及对还原论和层展论的讨论。
参考文献
[1]S.,LakeView.
[2]S.,Up.
[3]R.P.,C.C.Mann,.
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[6]S.,Nobel,NobelPrize.
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[8]S.,Third.
[9]S.,with,arxiv:0903.0568.
[10]S.,TotheWorld.
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