這本書有多少年了？ 看看序言推薦的是誰——
欣賞科學(xué)之美和奇跡
楊振寧
1997年1月17日，我發(fā)表題為《科學(xué)工作有風(fēng)格嗎？》的演講。 后來收入《黎明集》時，這次講座的題目就寫成了“美與數(shù)學(xué)”。
在那次演講中，我提到數(shù)學(xué)是從實驗、現(xiàn)象學(xué)理論到理論框架，從表層到深層的發(fā)展。 表面有表面的結(jié)構(gòu)和表面的美感。 對現(xiàn)象學(xué)理論的進(jìn)一步研究揭示了更深層次的美。 進(jìn)一步的研究展示了極其深刻的理論框架之美。
牛頓運動多項式、麥克斯韋多項式、愛因斯坦狹義相對論方程、狄拉克多項式、海森堡多項式以及六個其他多項式是數(shù)學(xué)理論框架的支柱。 他們提煉了幾個世紀(jì)的實驗工作和現(xiàn)象學(xué)理論的精髓，達(dá)到了科學(xué)研究的最高水平。 他們用極其凝練的物理語言寫出了化學(xué)世界的基本結(jié)構(gòu)，可以說是造物主的詩篇。
我認(rèn)為年輕學(xué)生應(yīng)該對科學(xué)之美有不同層次的欣賞。 年輕的學(xué)生經(jīng)常問我他應(yīng)該學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)還是物理。 我的答案是，這取決于你在哪個領(lǐng)域有更高的判斷能力，更熱愛美麗和奇跡。 愛因斯坦在1949年提到了他選擇數(shù)學(xué)的原因。他說：“在物理學(xué)領(lǐng)域，我的直覺不足以區(qū)分什么是真正重要的研究楊振寧和霍金在物理學(xué)界的排名，什么只是不重要的課題。在數(shù)學(xué)方面，我很快學(xué)會了如何找到根本問題來解決問題。”從事于。”
因此，對于青少年學(xué)生來說，有必要對自己的喜好和判斷能力有一個正確的自我評價（即科學(xué)的欣賞）。 從這個角度來看，本書邀請讀者“分享對科學(xué)的熱愛和興趣，領(lǐng)略科學(xué)的奇妙和美麗”是非常有意義的。
（《物理之美》作為“科學(xué)之美叢書”之一，由上海大學(xué)出版社于2011年出版。本文是著名化學(xué)家楊振寧院長對“科學(xué)之美叢書”的介紹） ，精裝本版本繼續(xù)沿用此序言，僅作少許改動。）
節(jié)日新書榜單推出后，大賽共收到191份“我想寫書評”的申請，其中43份想閱讀《物理之美》并寫書評。 小賽挑選了兩款新云閱讀器，并送出了樣書。 這兩個靠譜的男人如期回到了書評。 他們的印象如何？
邢林清
本書并不是在談?wù)摵唵蔚幕瘜W(xué)現(xiàn)象之美，而是試圖在掌握現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上尋找化學(xué)理論和理論結(jié)構(gòu)之美。
全書除去引言和雜注共9章，每章主要圍繞1-2位化學(xué)家，從開普勒、牛頓、玻爾茲曼、麥克斯韋到愛因斯坦、海森堡、狄拉克、楊振寧等，表達(dá)他們的研究問題，研究方法、口才成就，穿插著對人物生活、性格、愛好的挖掘，為本書增添了很多趣味，讓讀者了解到一位著名的偉大科學(xué)家背后有一些不為人知的故事； 書中自然地穿插了許多具有歷史意義的插圖，與文字一樣精彩。
本書的核心思想圍繞著“美”二字，比如書中提到的三種美——現(xiàn)象之美、理論描述之美和理論結(jié)構(gòu)之美。
按照作者的觀點，現(xiàn)象之美是“構(gòu)成科學(xué)學(xué)科的這些實體所呈現(xiàn)的美的現(xiàn)象”，而這些美只有通過觀察才能獲得，無需特定的理論知識。
“理論之美是對物體自然規(guī)律的反映，它的簡潔與和諧使人形成一種令人愉悅的美。” 作者為理論之美給出的反例有引力定理、熱力學(xué)第一定理、第二定理等——根據(jù)牛頓引力定理預(yù)測哈雷彗星的返回時間，并證明黑洞不是黑的根據(jù)熱力學(xué)第二定律，同樣，由于掌握了一定的科學(xué)理論知識，人們就能一睹大自然的奧秘，給人以極大的美感。
“理論結(jié)構(gòu)之美是指理論具有優(yōu)美的結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)以后，一般指理論本身的物理結(jié)構(gòu)。” 《方程》的靈感來源于他對數(shù)學(xué)最高境界“結(jié)構(gòu)美”的直覺欣賞，而他幾乎從不關(guān)注實驗數(shù)據(jù)。但就是這樣一個物理結(jié)構(gòu)美至上主義者，卻成為嫁接量子熱的第一人和相對論在一起”，他創(chuàng)造了一種學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的新方法。 他以直接推測多項式的方式進(jìn)行干預(yù)，然后試圖解釋它……”。
這三種美可以通過數(shù)學(xué)的三個領(lǐng)域來實現(xiàn)。 所謂化學(xué)的三個領(lǐng)域，即實驗、現(xiàn)象學(xué)理論和理論框架。
實驗與現(xiàn)象學(xué)理論的結(jié)合是實驗化學(xué)，現(xiàn)象學(xué)理論與理論框架的結(jié)合是理論化學(xué)。 理論化學(xué)的語言是物理學(xué)。 現(xiàn)象規(guī)律發(fā)現(xiàn)了更大的統(tǒng)一理論，完善了基本的理論框架，并在這個過程中逐漸指出了數(shù)學(xué)的美學(xué)。
正如傳記作家沙利文所說，“所以我們可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家的動機(jī)從一開始就表現(xiàn)出審美的沖動……科學(xué)在藝術(shù)上的不足程度，恰恰就是在科學(xué)上的不健全程度。” 所說的藝術(shù)，就是數(shù)學(xué)規(guī)律的形式美和結(jié)構(gòu)美。 這些美妙之處可能包含在一個多項式中，比如薛定諤多項式、狄拉克多項式，也可能是對守恒和對稱性的追求（盡管弱相互作用的宇稱守恒已經(jīng)崩潰）。
最后，從個人角度來說，作為一名理科出身的大學(xué)生，我也從這本書中收獲了很多額外的東西，比如化學(xué)家對理論之美的無限敬佩，以及對發(fā)現(xiàn)新知識的無限熱情。并開拓新領(lǐng)域。 好奇和興奮啟示我們，對于未來從事學(xué)術(shù)的年輕人來說，保持一顆純潔的心是非常重要的。
焦耳花了40年的時間才準(zhǔn)確地檢測出熱功當(dāng)量的值。 我們在做實驗的時候是不是也應(yīng)該擺脫浮躁的心理，更加用心、純粹地做好當(dāng)下呢？
張欣（華東理工大學(xué)）
縱觀數(shù)學(xué)500多年的發(fā)展史，視野廣闊，展現(xiàn)了數(shù)學(xué)發(fā)展中的理論結(jié)構(gòu)美和物理美； 聚焦數(shù)十位化學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)軍人物，趣味十足，展現(xiàn)頂尖數(shù)學(xué)家追求美與魅力的勇氣； 收集豐富的真實史料和大量補充資料，相信并表征，窺見理論誕生前后的因果，以智慧啟迪人們； 還有數(shù)百幅珍稀圖片，生動細(xì)致，記錄了化學(xué)界的里程碑和風(fēng)暴，化學(xué)家的光輝，給人以美的享受。
從小學(xué)數(shù)學(xué)到大學(xué)數(shù)學(xué)，零散的數(shù)學(xué)定理一點一滴地呈現(xiàn)出物質(zhì)世界的本質(zhì)，錯綜復(fù)雜的世界顯得有序、簡單、清晰。 我時常想，這些神奇而奇妙的數(shù)學(xué)公式和定理背后是否有著巧妙的聯(lián)系？ 當(dāng)主宰一切的數(shù)學(xué)定理被發(fā)現(xiàn)時，化學(xué)家鮮為人知的美麗故事是否也出現(xiàn)了？ 當(dāng)我打開《物理之美（圖鑒珍藏版）》閱讀時，問題的答案一一清晰起來。
華北理工學(xué)院化學(xué)系主任楊建業(yè)撰寫的《物理之美》從數(shù)學(xué)史的發(fā)展中尋找數(shù)學(xué)理論和理論結(jié)構(gòu)之美：看數(shù)學(xué)史數(shù)學(xué)發(fā)展500多年，視野廣闊，表現(xiàn)在數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)展中的理論結(jié)構(gòu)和物理之美； 聚焦數(shù)十位化學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)軍人物，趣味十足，展現(xiàn)頂尖數(shù)學(xué)家追求美的勇氣和魅力； 它收集了豐富的真實歷史記錄和大量的補充材料。 窺視理論誕生前后的前因后果，會給人以智慧； 還有數(shù)百幅珍稀圖片，生動細(xì)致，記錄了化學(xué)的里程碑和化學(xué)家的輝煌，給人以美的享受。
首先，《物理之美》展現(xiàn)了一種歷史之美。 很少有像《物理之美》這樣展示數(shù)學(xué)發(fā)展史的科普書籍。 小學(xué)數(shù)學(xué)解釋了化學(xué)的一些零碎定律和公式，大學(xué)化學(xué)只是拓寬了知識面，而關(guān)于這些定律和公式背后的由來和故事卻很少。 作為一名數(shù)學(xué)愛好者，我不僅滿足于了解這些美麗的定律或公式，還熱衷于了解發(fā)展此類理論的化學(xué)家的精彩故事以及各種理論背后的聯(lián)系——這些內(nèi)容總是那么令人興奮、啟發(fā)思考。 所以我一直在尋找有關(guān)數(shù)學(xué)史的書籍，直到我發(fā)現(xiàn)了《物理之美》。
從開普勒三定理到楊振寧規(guī)范場論，《物理之美》講述了五百多年數(shù)學(xué)的宏大歷史。 因此，萬有引力定理與行星運動理論相關(guān)，黑洞熱力學(xué)與熱力學(xué)兩大定理相關(guān)，狹義相對論與麥克斯韋電磁理論相關(guān)，矩陣熱力學(xué)與玻爾氫原子理論相關(guān)……各種數(shù)學(xué)理論之間的關(guān)系清晰，聯(lián)系更加緊密——這就是歷史的美，展現(xiàn)化學(xué)這棵參天大樹如何從幼苗長出葉子、枝繁葉茂的美，是一種清晰的美。
其次，《物理之美》展現(xiàn)了一種故事美。 整本書給人的感覺就像是在講一個故事——但這都是真實的。 它的語言通俗易懂，講的是真話，不像其他流行的化學(xué)書動不動就包含幾十個公式，讀起來枯燥無味。 這些故事圍繞著一些頂尖的數(shù)學(xué)家展開——可以說每一章都以一位化學(xué)家和他發(fā)現(xiàn)的理論為中心。
比如，在談到愛因斯坦將相對論推廣到加速參考系時，他和居里夫人帶著兩個女兒去野外徒步旅行。 當(dāng)他們登上河谷崎嶇的巖壁時，正在思考的愛因斯坦突然抓住居里夫人的手，小聲說道：“我想知道，如果一個人從這座山上自由落下，會發(fā)生什么？”
又如，海森堡發(fā)現(xiàn)矩陣熱力學(xué)后興奮不已，黎明前就爬上海灘的巖石，等待日出。 當(dāng)我們?nèi)〉昧艘稽c小小的成就后，我們會多么興奮地去做一些奇妙的事情。
再比如，當(dāng)吳健雄進(jìn)行實驗驗證楊振寧和李正道推翻弱相互作用宇稱守恒的假設(shè)時，許多化學(xué)家對實驗結(jié)果進(jìn)行了賭注，尤其是費曼和拉姆齊之間的50:1賭注。 這種寫作方式使得這本流行的數(shù)學(xué)書籍非常有趣和可讀。
再次，《物理之美》具有理論之美。 說到底，這本書是一本科普書，真正起到了“科普”的作用。 本書呈現(xiàn)了數(shù)學(xué)的三種美——現(xiàn)象美、理論描述美、理論結(jié)構(gòu)美。 理論結(jié)構(gòu)之美主要是物理結(jié)構(gòu)之美。 這三種美，對應(yīng)著楊振寧院長將數(shù)學(xué)定義為三個領(lǐng)域——實驗、現(xiàn)象學(xué)理論、理論框架。 每一種數(shù)學(xué)理論都能表達(dá)一種美，屬于一個或多個數(shù)學(xué)領(lǐng)域。
比如書中提到的第谷的天文觀測，屬于實驗領(lǐng)域，他發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)象的美； 開普勒對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，開普勒三大定理屬于現(xiàn)象學(xué)理論，具有理論描述之美； 牛頓通過物理美的思維總結(jié)了萬有引力定理，屬于理論框架領(lǐng)域，展現(xiàn)了理論結(jié)構(gòu)之美。
許多偉大數(shù)學(xué)理論的發(fā)現(xiàn)，都是化學(xué)家追求自然和諧與美的結(jié)果，而這種美的最高境界就是物理結(jié)構(gòu)之美，如留下的座右銘“數(shù)學(xué)定理必須有物理美”。圣彼得堡研究所偉大的數(shù)學(xué)家狄拉克，由于他對數(shù)學(xué)多項式結(jié)構(gòu)美的直覺追求，他推出了當(dāng)時引起世界轟動的狄拉克多項式。 而且，當(dāng)時的其他化學(xué)家都認(rèn)為他的推理是清楚明白的，并且調(diào)查問題到目前為止已經(jīng)沒有什么可以調(diào)查的了。 因此，作者說狄拉克的理論“秋水不染塵”。
最后，《物理之美》有內(nèi)容美。 2019年2月出版的圖鑒集收錄了約500幅精美圖片，是記錄偉大數(shù)學(xué)事件和人物的不可多得的歷史記錄，值得收藏。 同時，本書摘錄了大量數(shù)學(xué)家的回憶錄和書信，甚至還有許多化學(xué)家創(chuàng)作的小詩。 包含如此多有意義的內(nèi)容楊振寧和霍金在物理學(xué)界的排名，足以說明《物理之美（圖鑒珍藏版）》的價值。
事實上，《物理之美》本身就是一本非常美麗的書。 它就像一雙能察覺美的耳朵，讓我們欣賞化學(xué)之美。 俗話說：“一粒沙里有世界，一朵花里有天堂”。 把這本書握在手里，“指間握著無限，永恒勝過片刻”。