《终极理论之梦》读书笔记
作者：S·温伯格（Steven Weinbeng）

第1章 序幕

1、物理

  物理，我觉得最重要（当然也最困难）的是让学生们学会计算不同物理系统在不同条件下发生的事情。我让他们计算阴极射线的偏转和油滴的下落，不是说任何人都需要计算这类事情，而是因为他们能在计算的过程中体会物理学原理的真实意义。我们关于那些决定事物运动的原理的知识，是物理科学的核心，也是人类文明的珍宝。

2、希腊科学的局限性

  古典学者格林（Peter Green）将希腊科学的局限性主要归因于希腊人固执的理性偏见：他们喜欢静止的，不喜欢动态的；喜欢思辨的，不喜欢技术的（军事技术除外）。希腊化时代亚历山大里亚的前3个国王都支持拋体的飞行研究，因为它能满足军事的需要。但是，把精确推理用于如球在斜面上滚动那样无聊的过程——这是说明伽利略运动定律的例子——在希腊人看来似乎是毫无意义的。

3、近代物理的发现

  对物理学家来说，新世纪随着伦琴（Wilhelm Roentgen）X射线的意外发现从1895年就开始了。X射线本身倒没那么重要，重要的是它让物理学家相信，特别是通过研究各种辐射，还有许多新东西有待发现。发现真的接踵而来了。
  1896年，贝克勒尔（HenriBecquerel）在巴黎发现了放射性。
  1897年，汤姆逊（J.J.Thomson）在剑桥测量了阴极射线在电磁场的偏转，并用一种基本粒子解释了这个结果；那粒子即电子，不单出现在阴极射线，而且存在于所有物质。
  1905年，爱因斯坦（那时还没有研究机构要他）在伯尔尼提出了狭义相对论的关于空间和时间的新认识，提出了一种证明原子存在的新方法，还以一种新的基本粒子解释了普朗克先前关于热辐射的研究结果，那就是后来所谓的光的粒子——光子。
  不久以后，在1911年，卢瑟福（Ernest Rutherford）根据他在曼彻斯特实验室的放射性元素的实验结果，推测原子的组成包括质量集中的一个小核和包围在核外的一团电子云。
  1913年，丹麦的玻尔（NielsBohr）用他的原子模型和爱因斯坦的光子概念解释了最简单原子的光谱，即氢原子光谱。

4、统一理论的梦想

  第一个最终的统一理论的梦想，是在20世纪20年代中期随量子力学的发现而产生的。那是一个新的陌生的物理学框架，用波函数和几率取代了牛顿力学的粒子和力。
  量子力学一下子使人们不仅能计算单个原子和它们与辐射相互作用的性质，而且还能计算结合在分子里的原子的性质。至少，人们看清了化学现象之所以那样，完全是因为电子与原子核相互作用的结果。

  这倒不是说大学的化学课程从此该由物理教授来讲，也不是说美国化学会该申请加入美国物理学会。用量子力学方程来计算在最简单的氢分子中两个氢原子的束缚力就够困难的了，对于复杂分子，特別是生物学里遇到的分子和它们在不同环境下的反应，还是需要化学家的特殊经验和洞察力。
  但是，量子力学在计算极简单分子的性质的成功，清楚表明了正是因为物理学定律的作用，化学才表现出那样的行为方式。
  新量子力学创立者之一的狄拉克（Paul Dirac）在1929年胜利地宣布，“大部分物理学和整个化学的数学理论所需要的基本物理学定律就这样完全知道了，困难只是这些定律的应用带来了太复杂的方程，现在还没法解决。”