寫了最多教科書的
一流數(shù)學(xué)學(xué)家
施郁
在第一流的數(shù)學(xué)學(xué)屋內(nèi)，溫伯格應(yīng)當(dāng)是寫了最多教科書的人。朗道有10卷的數(shù)學(xué)學(xué)教程，但實(shí)際上是栗夫希茲等人幫他寫的，甚至有兩卷在朗道逝世十幾年后才出版。費(fèi)曼也有好幾本書，并且是他人按照他的授課整理的。
溫伯格的書完全是他自己孤身寫的，并且覆蓋好多不同領(lǐng)域——
溫伯格說：“當(dāng)我想學(xué)某個(gè)課目的時(shí)侯，都會(huì)自告奮力地教一門課。”[10]教過一次或幾次后，他就出書。溫伯格的教科書也可稱著作，由于是根據(jù)他自己梳理的體系展開的。我認(rèn)為，溫伯格教學(xué)和寫書，很大程度上是對(duì)化學(xué)學(xué)各個(gè)基礎(chǔ)課目，根據(jù)自己的理解進(jìn)行梳理，也可以說，梳理自己的理解。
諸如《引力論和宇宙論》就始于他想學(xué)習(xí)這個(gè)領(lǐng)域，于是講授這門課。他看不懂羅伯遜-沃克度規(guī)的原始證明，就自己作出了一個(gè)證明，置于書中。所以他的每本書中不乏原創(chuàng)的內(nèi)容。但是好多內(nèi)容也與他的研究密切相關(guān)。教學(xué)、寫書過程有時(shí)也引起有關(guān)課題的研究論文，例如2011年以來他有幾篇量子熱學(xué)論文，2019年他有一篇天體化學(xué)的論文。
《引力學(xué)和宇宙學(xué)》丨圖源網(wǎng)路
他的科普話題，例如對(duì)稱性、自發(fā)對(duì)稱破缺、基本粒子、弱互相作用、強(qiáng)互相作用、標(biāo)準(zhǔn)模型、統(tǒng)一理論、宇宙、量子熱學(xué)，常常也與他的研究密切相關(guān)。這大約也是他書和科普文章多的誘因之一。
科普有時(shí)也迸發(fā)科研。1973年，他應(yīng)邀對(duì)斯坦福大專生做個(gè)科普講演物理學(xué)史物理科學(xué)家的例子，準(zhǔn)備講宇宙學(xué)，于是讀了和Linde的一篇論文，發(fā)覺沒有解決問題，于是自己寫了關(guān)于低溫量子場(chǎng)論的論文。我想，他的科普也對(duì)他梳理自己的科學(xué)思想發(fā)揮了作用。
《引力論和宇宙論》1961年開始寫，1971年出版。寫作目的一部份是為了突出他的非幾何的觀點(diǎn)。作為粒子化學(xué)學(xué)家，溫伯格不喜歡引力專家中流行的幾何觀點(diǎn)，而覺得化學(xué)的觀點(diǎn)更有利于量子引力理論的構(gòu)建，例如他覺得只有有了等效原理，能夠存在無質(zhì)量、自旋為2的引力量子。40年過去了，引力和量子引力理論都有了好多進(jìn)展，并且溫伯格在《天體化學(xué)課件》中表示，他不想再寫一本，說明他對(duì)廣義相對(duì)論的數(shù)學(xué)觀點(diǎn)沒有改變。并且他也表示，對(duì)于《引力論和宇宙論》中沒有覆蓋的課題，《天體化學(xué)課件》相當(dāng)于是個(gè)更新。
作為量子場(chǎng)論大師所寫的《量子場(chǎng)論》3卷分別出版于1995，1996和2000年，給了量子場(chǎng)論一個(gè)十分普遍和全面的介紹，目的是說明為何量子場(chǎng)論是目前這個(gè)方式，為何這個(gè)方式取得成功。他的觀點(diǎn)（也就是此書的出發(fā)點(diǎn)）是，這是量子熱學(xué)與狹義相對(duì)論的惟一自洽結(jié)合。這與他的有效場(chǎng)論的思想（任何相對(duì)論性的量子理論在低能下就是量子場(chǎng)論）一致。
《量子場(chǎng)論》丨圖源網(wǎng)路
量子場(chǎng)論是描寫基本粒子的理論技巧，量子電動(dòng)熱學(xué)、楊-米爾斯理論、電弱理論、量子色動(dòng)力學(xué)、弱互相作用和強(qiáng)互相作用的其他理論等等都是量子場(chǎng)論。在量子場(chǎng)論中，粒子是場(chǎng)的迸發(fā)，例如電子是電子場(chǎng)的迸發(fā)，光子是電磁場(chǎng)（一種規(guī)范場(chǎng)）的迸發(fā)，規(guī)范粒子是規(guī)范場(chǎng)的迸發(fā)，這么等等。
1999年，完成3卷《量子場(chǎng)論》后物理學(xué)史物理科學(xué)家的例子，溫伯格開始了解蓬勃發(fā)展的宇宙學(xué)的細(xì)節(jié)，非常是此前20年中的理論進(jìn)展。他發(fā)覺，綜述文章經(jīng)常直接引用公式而不給出推論，甚至沒有參考文獻(xiàn)，甚至公式有錯(cuò)，而原始文獻(xiàn)中的推論也時(shí)有各類問題。為此他發(fā)覺，最容易的方式是自己重新將理論做下來。結(jié)果就是2008年出版的《宇宙學(xué)》一書。
《宇宙學(xué)》丨圖源網(wǎng)路
2013年出版的《量子熱學(xué)課件》強(qiáng)調(diào)對(duì)稱性原理，也包含一些新的課題，例如粒子化學(xué)的事例、量子熱學(xué)的各類展現(xiàn)、量子糾纏與量子估算。2015年出了第二版，降低了一些內(nèi)容，更正了一些錯(cuò)誤。
《量子熱學(xué)課件》丨圖源網(wǎng)路
溫伯格覺得須要研究較早的科學(xué)史的時(shí)侯，講了幾次科學(xué)史課。這引起2015年出版的《解釋世界：發(fā)覺近代科學(xué)》，主要覆蓋從古埃及到牛頓熱學(xué)的成立，也就是科學(xué)史上所說的近代科學(xué)的開端。此書與一般的科學(xué)史專著不同，充分彰顯了活躍在當(dāng)代科學(xué)前沿的科學(xué)家不吝用當(dāng)代科學(xué)的眼光考量科學(xué)史，將多被非議的輝格論爭(zhēng)在科學(xué)史領(lǐng)域弘揚(yáng)中信。我很有共鳴，由于這樣就能評(píng)判發(fā)覺近代科學(xué)這個(gè)理解世界的方式是多么困難，但是科學(xué)不是社會(huì)建構(gòu)或則民主補(bǔ)選，科學(xué)是對(duì)客觀世界的解釋，科學(xué)中有正確與錯(cuò)誤之分。
《解釋世界：發(fā)覺近代科學(xué)》丨圖源網(wǎng)路
2020年出版的《天體化學(xué)課件》主要是針對(duì)天體化學(xué)中比較傳統(tǒng)的內(nèi)容（星體、星系、星際物質(zhì)等等），用解析估算處理，包含好多奇特的內(nèi)容，非常是其他書上沒有的公式。值得注意的是，此書介紹了近些年來很引人注目的引力波及其偵測(cè)。
《天體化學(xué)課件》丨圖源網(wǎng)路
2021年出版的《近代化學(xué)基礎(chǔ)》比同類書覆蓋了更多的原子核化學(xué)和量子場(chǎng)論，但是更多地指出數(shù)學(xué)學(xué)史。
《近代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》丨圖源網(wǎng)路
可惜還沒寫統(tǒng)計(jì)熱學(xué)，否則恐怕他會(huì)涉及對(duì)還原論和層展論的討論。
參考文獻(xiàn)
[1]S.,LakeView.
[2]S.,Up.
[3]R.P.,C.C.Mann,.
[4]S.,:HalfaoftheModel.121,(2018).
[5]M.,I.,.
[6]S.,Nobel，NobelPrize.
[7]Prize.
[8]S.,Third.
[9]S.,with,arxiv:0903.0568.
[10]S.,TotheWorld.
科學(xué)守護(hù)人·系列文章
