《数学巨匠》和《物理学巨匠》| 书评

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03-25 16:02 知识分子 (The-Intellectual) 学术

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《数学巨匠:从欧拉到冯·诺伊曼》 与 《物理学巨匠:从伽利略到汤川秀树》


撰文 | 林开亮

责编 | 叶水送



  


英国数学家约安·詹姆斯(Ioan James)于2002年至2010年间,先后在剑桥大学出版社出版了四部科学家传记:《数学巨匠:从欧拉到冯·诺伊曼》、《物理学巨匠:从伽利略到汤川秀树》、《生物学巨匠:从雷到汉密尔顿》、《工程师巨匠:从里凯到香农》。前三部被上海科技教育出版社作为"哲人石"丛书引进,分别在2016年、2014年出版。感谢上海科技教育出版社总编王世平老师给予的机会,让我有幸参与了《数学巨匠》的少量翻译。照理说,《数学巨匠》中译本的介绍最好由本书的主译潘澍原兄来写,然而潘兄最近较忙,而我和出版社都希望大家早点读到这本书,只好不自量力越俎代庖了。


自古以来"数学物理不分家",当然在20世纪中叶一度出现过分离,而我又一直对数学与物理都有兴趣,所以我想借此机会同时向大家介绍《数学巨匠》及其姊妹篇《物理学巨匠》。


《数学巨匠》收入了60位数学家,其中除了两位(柯尔莫戈洛夫和冯·诺伊曼)出生在20世纪初,其余58位都出生在18-19世纪,那是数学史上的黄金时代。《物理学巨匠》收入了50位物理学家,其出生年份横跨1564-1907近350年。如前所述,"数学物理不分家",所以一本书中的大多数传主也可放到另一本书中。例如,最典型的是牛顿,数学家通常把他与阿基米德、高斯一起视为历史上最伟大的三位数学家,而物理学家则把他与麦克斯韦、爱因斯坦一起列为历史上最伟大的三位物理学家。所以毫不奇怪,这两本书中甚至出现了两个交集,他们是法国的拉普拉斯和傅里叶。


对入选传主的选择,作者是比较公正的。主要是受书籍的篇幅所限,他只选取了这段时期的代表人物,并且尽量保证其地理分布较广。统计两本书中入选科学家的国度:在数学领域,法国在18世纪一马当先(10位数学家中有7位来自法国),后起之秀德国则在19世纪有超越的趋势(法国7位,德国16位);在物理学领域,从16世纪下半叶开始的350年里,英国和德国旗鼓相当(都有11位),遥遥领先于其他各国(法国和美国都有6位,再往后是奥地利,有4位)。这与德国数学家赫尔曼·外尔的观察是吻合的,他在1953年发表的《德国的大学和科学》一文中总结道:


在数学方面,被人们一致誉为"数学王子"的人是高斯,他在19世纪上半叶活跃于哥廷根。但我要立即补充说,德国数学的总体情况与此不同。在德国从来没有出现过像法国在18-19世纪交替出现的空前繁荣的局面。1908年前后,在德国学习数学的学生中流行的看法是:法国和德国是我们这个领域中两个领先的国家,而且法国还稍稍领先于我们(德国)……说到物理学,德国比不上人才荟萃的英国,那里有牛顿、法拉第、麦克斯韦、卢瑟福勋爵。赫姆霍兹大概可以与开尔文勋爵摆在同一位置。但是,特别是在20世纪,德国人在一个重要的领域即理论物理学方面胜过了英国。德国出了爱因斯坦。


收录到《数学巨匠》的数学家代表:法国代表(第一行)与德国代表(第二行)


从总体上说,这两本书在人物选择上还是比较可靠的。从个体上说,我觉得作者对一些小国家的科学先驱照顾得极好,这可能是读者更感兴趣的。比如,在数学方面,印度的拉马努金自然是家喻户晓的了,但俄国的切比雪夫、瑞典的米塔-列夫勒、美国的E·H·穆尔、日本的高木贞治,以及波兰的巴拿赫的故事,估计就鲜有人知了。在物理学方面,则有波兰的居里夫人、日本的汤川秀树、印度的玻色与新西兰的卢瑟福(后移居英国)入选。遗憾的是,因为中国的两位开山立派的前辈陈省身与华罗庚出生较晚,所以未能入选。同样的原因,卓有建树的华裔物理学家杨振宁与李政道也未能入选。这些数学家和物理学家,都被视为本国的民族英雄和科学偶像,激励了好几代科学家的成长。


收录到《物理学巨匠》的物理学家代表:英国代表(第一行)与德国代表(第二行)


入选的数学家和物理学家大部分是男性,只有三位女数学家和三位女物理学家,分别是:热尔曼(法国数学家)、柯瓦列夫斯卡娅(俄国数学家)、诺特(德国数学家);居里夫人(波兰物理学家)、迈特纳(奥地利物理学家)、戈佩特-梅耶(德国物理学家)。至于其原因,作者在《数学巨匠》中有说明,主要是外在的社会价值观对男女的要求不同,而非男女在才智上有差别。进入20世纪以来,社会发生了巨大变化,我们可以看到许多著名的女科学家走上世界舞台,物理学家吴健雄与2014年的首位女性菲尔兹奖得主米尔扎哈尼就是典型的例子。顺便提一句,20世纪70年代初,台湾大学数学系一度涌现了"五朵金花"(张圣容、金芳蓉、吴徵眉、李文卿、滕楚莲),陈省身先生甚至与人合写了《记中国的几位女数学家》发表在《传记文学》杂志上。


提到中国的数学家和物理学家,我倒是对这两本书的译著有个建议(因为我也是《数学巨匠》的译者之一,这就算是"马后炮"了)。虽然从年份上讲,中国科学家不能入选,但他们的老师或合作者入选了。对这种情况,译者可以在脚注中提一提这些传主与中国科学家的关系。比如在《数学巨匠》中,提及嘉当,自然可以引出其杰出传人陈省身;提及阿达马与维纳,可以说一说他们曾访问清华大学及他们对华罗庚的提携;提及诺特,可以顺带注明曾炯之是她的高徒;提及E. H. 穆尔,可以提及他的博士生曾远荣;提及莱夫谢茨,可以介绍他的博士后江泽涵;提及博雷尔和伯克霍夫,可以谈谈他的访华;提及外尔,可以言及华罗庚与他的通信;提及柯朗,可以带出他的学生魏时珍、朱公瑾、程毓淮等。在《物理学巨匠》中,提及居里夫人,可以引出严济慈;提及密立根,可以引出他的学生赵忠尧;提及玻恩,可以引出他的合作者黄昆;提及费米,可以引出他的学生杨振宁与李政道;提及狄拉克,可以谈谈他的访华,并引出他的朋友张宗燧;提及海森伯,可以引出他的学生王福山;提及迈特纳,可以提到她的学生王淦昌。通过插入我们熟悉的中国人,可以拉近读者与传主的距离,并激发读者去进一步了解中国近代科学的历史。


读完这两本书,我们可以感受到,科学自有其传统。很早的时候,科学就在英国、法国、德国生根,所以英国有威斯敏斯特教堂(又译为西敏寺),法国有镌刻72位大科学家名字的埃菲尔铁塔和先贤祠,德国哥廷根大学有高斯、希尔伯特、玻恩等科学家的墓地。


据说,目睹了牛顿葬礼的伏尔泰为之深深震动。他曾感慨道:


走进威斯敏斯特教堂,人们所瞻仰的不是君王们的陵寝,而是国家为感谢那些为国增光的最伟大人物建立的纪念碑。这便是英国人民对人才的尊敬。


传统的形成,靠的是一代一代科学家的接力。因此牛顿墓后来被五个小墓碑环抱着,上边写着五个光辉的名字:法拉第、汤姆孙(开尔文勋爵)、格林、麦克斯韦和狄拉克。


当然,传统并不局限于同一民族和国度内,很多科学家通过给外国科学家写信而获得了认可和鼓励。最典型的例子有,法国女数学家热尔曼以男性的假名与高斯通信,印度的传奇数学家拉马努金与英国数学家哈代的通信,印度物理学家玻色与爱因斯坦的通信。在印度科学家的情形,主要是因为他们的成就远远超出了本国同代人的水平而无法被认可。例如,在拉马努金写给哈代的信中,有这么一个等式(拉马努金之所以写出他发现的这种神奇的等式,当然是要勾起哈代的兴趣)

在外行人看来,这个人一定是个疯子!然而,懂高深数学的,如哈代,就知道这人是天才,他居然重新发现了欧拉的美妙结果。(关于这个神奇等式的初等讨论,可见日本弦论专家大栗博司的科普书《超弦理论 : 探究时间、空间及宇宙的本原》的附录。)拉马努金如愿以偿,后来到了英国跟哈代一起做研究。关于这个传奇可以参阅同为上海科技教育出版社出版的《知无涯者--拉马努金传》,该故事最近还被拍成了电影。


玻色1924年写给爱因斯坦的信也很有意思,他居然要求爱因斯坦帮忙把他的两篇英文文章翻译成德文并推荐在德国刊物上发表。爱因斯坦看完他的论文觉得很有新意,不仅照做了,还发表文章进一步完善了玻色的理论,从此物理学里有了玻色子、玻色-爱因斯坦统计、玻色-爱因斯坦凝聚等术语。


与英、法、德相比,科学传统今天在中国似乎还未定型(对此,可见杨振宁先生的一个访谈--专访杨振宁:中国发展最前沿基础科学,需要慢慢建立"传统")。在中国,只有极少数科学家因为与政治结缘才被埋葬在八宝山,我们的钱币上更没有出现科学家的面孔。中国近代科学在20世纪才起步。一个世纪过去了,有许多东西等待我们去整理,去了解中国的科学巨匠。


近年来,数学家陈省身、吴文俊与物理学家杨振宁都在提倡科学传记的写作,因此国内冒出了一批高质量的中国科学家传记。据我所知的有《规范与对称之美--杨振宁传》、《徐利治访谈录》、《走自己的路--吴文俊口述自传》、《父亲熊庆来》等。但总的来说,优秀的中文传记仍然比较少。为此,出版界从国外引进一批优秀的科学家传记并出版了中译本。


作为写给普通读者的科普书,《数学巨匠》与《物理学巨匠》是不可多得的优秀传记。读者可以对近代科学的一些代表人物获得概览。只是我觉得作者在某些方面可以做得更好。


我认为原著最主要的一个问题是,在很多情形下,没有特别点出传主最为重要精彩的发现,没有提及传主灵光一闪豁然开朗的美妙瞬间。而这通常只需要一两句话或者一张图片就可以加以说明描述的。例如,前面提到的拉马努金写给哈代的信中提到的神奇的无穷和。再如,许多科学家追随阿基米德,将一生最美妙的发现镌刻在自己的墓碑上。比如,按照其遗愿,数学家高斯的墓碑上刻着正十七边形,玻尔兹曼的墓碑上刻着玻尔兹曼方程,薛定谔的墓碑上刻着量子力学的波动方程,玻恩的墓碑上刻着量子力学位置算符与动量算符的反对易关系,狄拉克的墓碑上刻着他那著名的狄拉克方程(据说霍金也已经想好墓碑上要刻的方程)。这些发现是传主本人希望流传千古的,那是永恒的象征,所以将其刻在墓碑上以求不朽。


就译作而言,借此机会,我要指出在翻译上的一个小错误。因为大意,《物理学巨匠》译者将迈特纳的出生地Austria(奥地利)错译为澳大利亚。当然《数学巨匠》的翻译也存在一些小问题(例如,本应该翻译为学派的school被译成了学校),在此我也恳请各位读者批评指正(可在此留言或发邮件给我或给主译潘澍原)。如有合适的机会,我们会及时更正。就目前而言,我觉得比较大的问题(同时也是许多中译本存在的普遍问题)是,这两本书后面缺一个人名索引,这给不太熟悉中译名的读者带来了不便。希望以后我们能有机会弥补。


最后,也许应该指出,《数学巨匠》的写作看来是受到了作者的前辈英国数学家、数学史家贝尔(E. T. Bell)的名著《数学大师:从芝诺到庞加莱》的启发和影响。《数学大师》的中译本也由上海科技教育出版社重印出版,与蔡天新教授的《数学传奇》交相辉映。对此,我和崔继峰博士在"知识分子"公众号曾发表过一个题为"《数学传奇:那些难以企及的人物》"的比较书评。我要指出,比起詹姆斯,《数学大师》的作者贝尔的功力要更深厚一些,他把大数学家的一些代表性工作用高中生就可以理解的语言解释了,所以那本书激发了好几代年轻人(包括杨振宁、纳什等)对数学的热情。因此,那些对数学本身更有兴趣的读者,我强烈推荐在读完《数学巨匠》之后继续去读《数学大师》。所谓"曾经沧海难为水,除却巫山不是云",《数学大师》就是我的"巫山沧海",所以如果你读完这个介绍却发现我并没有在强烈推荐这两本书,那仅仅是因为,我年少时让我真正刻骨铭心的,唯有贝尔的《数学大师》。


制版编辑:叶水送


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