《物理学的进化》一书，于1938年问世。全书犹如一部侦探小说，根据所给线索分析、思考、推导并得出结论。全书没有使用一个数学公式，更没有晦涩难懂的高深理论，而是通过大量简单通俗的例子和浅显易懂的插图来叙述科学家的思维方式和物理学观念的进化历程。本书按照时间顺序从伽利略、牛顿时代的经典理论开始介绍，逐步向相对论、量子论和场论等现代物理学理论方向深入——由浅入深，层层推进，展现了物理学数百年的发展历程。该书一经出版，广受欢迎，并被翻译成数十种语言在世界各地出版。

阿尔伯特??爱因斯坦（1879—1955），犹太裔物理学家，相对论的创立者，诺贝尔物理学奖获得者，现代物理学的创始人，主要著作有《狭义与广义相对论浅说》《相对论的意义》《论理论物理学方法》等。

利奥波德??英费尔德（1898—1968），波兰理论物理学家，波兰科学院院士。1936—1938年在美国普林斯顿高等研究院工作，与爱因斯坦共事。此外，英费尔德还是一位科学评论家和作家

第一章　机械观的兴起

伟大的侦探故事　／　003

第一个线索　／　005

矢量　／　010

运动之谜　／　015

还有一个线索　／　026

热是一种物质吗　／　029

过山车　／　035

变换率　／　038

哲学背景　／　041

物质运动论　／　044

第二章　机械观的衰落

两种电流体　／　055

磁流体　／　064

第一个重大困难　／　068

光速　／　072

作为物质的光　／　075

颜色之谜　／　077

波是什么　／　080

光的波动说　／　084

光波是纵波还是横波　／　092

以太和机械观　／　095

第三章　场，相对论

场的图示法　／　101

场论的两大支柱　／　110

场的实在性　／　114

场和以太　／　119

力学框架　／　121

以太和运动　／　130

时间、距离、相对论　／　140

相对论和力学　／　152

时空连续体　／　157

广义相对论　／　165

电梯外和电梯内　／　170

几何学与实验　／　176

广义相对论及其验证　／　186

场和物质　／　190

第四章　量　子

连续性、不连续性　／　197

物质和电的基本量子　／　198

光量子　／　203

光谱　／　208

物质波　／　213

概率波　／　219

物理学与实在　／　229

第一章

机械观的兴起

伟大的侦探故事……第一个线索……矢量……运动之谜……还有一个线索……热是一种物质吗……过山车……变换率……哲学背景……物质运动论

伟大的侦探故事

在我们的设想中，存在着一个完美的侦探故事。在这个故事中，所有重要的线索都可以被找到，促使我们形成对故事的认知。如果我们仔细地跟进故事情节，在书的结尾交代之前，我们就已经找到完美的答案了。只要这个侦探故事是完美的，那么答案一定不会让我们失望，甚至它会在我们期待它出现的那一刻就立刻浮出水面。

一代又一代的科学家正夜以继日地探寻着自然这本大书的答案。我们是否可以把该书的读者比作科学家呢？这样的类比是不正确的，并且以后也不应该使用。但是，它多少有可取之处，我们可以对其进行延伸和修改，使其更加适合科学对破解宇宙奥秘的追求。

这个伟大的侦探故事，至今还没有人给出答案，我们甚至无法断定它是否真有一个最终答案。但是在阅读这本书的过程中，我们已经收获了很多。它教会了我们很多自然界的基本原理，使我们能够理解许多线索。在无数次科学发展遇到阻力时，它成了令人愉悦和奋发的源泉。不过我们意识到，尽管我们已经读过并且理解了很多内容，但距离最后那个完美的答案依旧十分遥远，甚至我们都不知道到底存不存在一个完美答案。在每一个阶段，我们都试图找到一个跟之前发现的线索相符合的解释。目前，应用我们所接受的理论已经能够解释很多事实，但是还没有出现一个符合所有已知线索的普遍解法。大多数情况是一个理论看起来已经非常完美了，但是随着阅读的深入，我们会发现这个理论还不够全面。新的事实出现了，它跟之前的理论是互相矛盾的，或者之前的理论不能够解释新事实。我们读得愈多，就愈发能够理解这本书章节设计的合理性，尽管随着我们阅读的不断深入，圆满的答案似乎离我们越来越远。

自从柯南;道尔写出迷人的侦探故事以来，几乎所有的侦探小说里都存在这样的情况：面临的问题进入某个阶段，侦探已搜集到了相关线索，这些线索往往非常奇怪，前后不相连并且毫不相关，但是这个大侦探知道，这时候已经没必要再继续调查下去了，只需进行纯粹的思考就可以找到各个线索之间的关系。于是他可以拉拉小提琴，或者躺在椅子上抽抽烟，突然间，灵感迸发，所有线索都可以联系在一起了！他现在不仅能解释手头上所有的线索，而且他知道肯定还有一些事件已经发生了。鉴于现在他已非常准确地知道在哪里可以找到其他线索，如果他愿意，随时可以出去找到新线索，进一步证明自己的推论。

说句很老套的话，阅读自然这本大书的科学家必须自己去寻找答案，因为他们不能像那些阅读侦探小说的缺乏耐心的读者一样，可以随意地跳到书的结尾找到答案。在这里，读者就是侦探本身，必须在复杂的背景下探寻各个线索之间的联系——至少是线索之间的部分联系。为了获得答案，即便是部分答案，科学家必须搜集杂乱无序的事件，并且通过自己的创造性思维去理解这些线索并且把它们串联起来。

在接下来的几页内容中，我们旨在简明扼要地描述物理学家的工作，这跟侦探的工作类似，都必须用纯粹的思考来进行。我们要着重谈到的内容是思维和理念在大胆地探求物理知识中起到的作用。