站在巨人與矮子肩上：愛因斯坦未完成的革命

中文版序
前言
第一章 科學進步的悖論
　預覽：人類知識是怎樣演化的？
　在偶然與必然之間的進步
　累積還是革命？
　盡管發生革命，仍然還進步？
　科學家的柏拉圖式自我認知
　從柏拉圖主義到理性主義
　關於科學史的沖擊力
　陌生的世界
　文化史的視角
　傳統科學史的視角
　進步與物質文化
　進步和時代精神
　知識的維度
　進步和發展
　物質手段
　科學的歷史性定義
　作為冰山之巔的科學
　現實主義原理
　思維模型
　非單調邏輯
　現實模型
　科學革命的動力學
第二章 介於傳奇與挑戰之間
　預覽：作為局外人的愛因斯坦如何能掀起一場物理學革命？
　愛因斯坦傳奇
　1905奇跡年
　一場革命的前期歷史
　第二次革命
　第二次革命的語境
　愛因斯坦和物理化學
　廣義相對論的挑戰
　
第三章 經典物理學的大陸及其邊界問題
　預覽：愛因斯坦時的物理學狀況何如？
　經典物理學的大陸
　邊界問題
　視野的問題
　不可見的機制
　以太模型
　原子模型
　運動物體的電動力學
　統計物理學
　布朗運動之謎
　處在平衡態的熱輻射
　語境中的邊界問題
第四章 經典物理學頭腳倒置的改造
　預覽：我們何以能把愛因斯坦1905年的革命理解為承繼傳統的知識增長？
　5月的一場會面
　作為伽利略信徒的愛因斯坦
　一種看法的起源
　愛因斯坦早期對以太的考察
　設想用來取代經典物理學的理論
　作為經典物理學與現代物理學之間橋梁的統計力學
　統計力學與輻射理論
　布朗運動的發明
　愛因斯坦的哥白尼式革命
　光量子的第二次發現
　對擴散的一種新解釋
　狹義相對論的起源
第五章 引力的顛覆性
　預覽：愛因斯坦如何從狹義相對論走到廣義相對論？
　與眾人期待相反的一場革命
　相對論性引力理論的兩難局面
　愛因斯坦逃脫兩難困境的途徑
　等效原理的結果
　把引力描述為空間和時問的曲率的突破
　愛因斯坦尋求場方程的啟發式方法
　雙重策略
　通向場方程的道路上的最早幾步
　從修補階段得來的見解
　坦途成了死胡同
　在數學策略和物理策略之間
第六章 繞着圈子的進步
　預覽：為什麼愛因斯坦通向廣義相對論的道路如此迂回曲折？
　框架理論作為愛因斯坦和希爾伯特的跳板
　關於平台階段的努力
　框架理論的鞏固
　對框架理論的一種數學策略
　悄悄地搬走障礙物
　回到探險的階段
　求解的鑰匙
　坐標選擇的自由
　一個大膽的假設
　最后一步
　解開死結
　終究是數學的勝利？
　恆星食
　象牙塔里的孔洞
　未完成的革命
　宇宙學的思考
　從馬赫原理到馬赫的以太
　從馬赫原理到膨脹宇宙
第七章 作為知識體系轉換的愛因斯坦革命
　預覽：愛因斯坦的革命在知識的長期歷史中占有何種地位？創新的禁區
　相對論革命的悖論特征
　科學簡史
　創新和生活取向
　在科學的經典圖景的邊界上
　科學史的潛力
人名索引
專名索引
譯后記

《站在巨人與矮子肩上——愛因斯坦未完成的革命》一書中文版的出版，讓我非常高興，因為我知道，這本書將到達更多人的手中，他們像愛因斯坦所喜愛的那樣，深深地致力於如下事業：探究對我們的物理世界的理解，致力於追求一個和平的、社會公正和尊重少數族群的世界。這種探究對於任何願意和能夠追求它的人都是開放的。

愛因斯坦本人就屬於一個少數族群，生活在一個不平靜的時代。出生於德國的他，在青年時代遭遇了反猶主義的仇恨。后來他勇敢地站出來反對第一次世界大戰，在二戰中移居國外，晚年他開始對核軍備進行批評。愛因斯坦對既成體系總是持批評態度，無論它們是政治上的，還是科學上的。

這本書討論了他與經典物理學中已得到公認的觀點的斗爭過程。1905年，他用在一定情況下輻射行動是粒子的提議，以及他將布朗運動解釋為物質的原子構造的一個結果挑戰了經典物理學，特別是，他提出了讓同時代人都驚訝的一個新的關於空間和時間的理論：狹義相對論。

這場科學革命的根源何在？是愛因斯坦一個人完成的，還是他也信賴了其他人？如果是后者，這些人又是誰？他難道只是站在一一用牛頓的話來說——巨人的肩上？但是那些科學上的小人物呢？他們所做的工作在這場革命中又起到了何種作用？難道愛因斯坦真的像人們通常所描述的那樣是一個孤獨的天才？或者，他也從那些不太為人所知的同事和朋友處獲得過幫助？這些是本書致力於探討的問題。

正當愛因斯坦1905年的成就逐漸獲得科學界的承認時，他又用1915年完成的廣義相對論再一次地毀壞了當時的物理學基礎。在十年之內，我們對空間和時間的理解就發生了兩次激烈的變化。當人們試圖理解科學進步的性質時，就必須對這一奇妙的變化之謎做出解釋。

基於馬克斯·普朗克科學史研究所的聯合研究的基礎上，我在這本書中以愛因斯坦為例，提出了一個新的理解科學發展的研究方法。這一方法將科學的發展看成是長時段的知識發展過程中的一部分，是一種某種意義上與地球上的生命進化相類似的「認知進化」。對於這種認知進化而言，科學上的那些不太為人知的主角也可能會起到重要的作用，因此這本書的書名就不只是提到了「巨人」，也提到了「矮子」。愛因斯坦既站在「巨人」的肩上，也站在「矮子」的肩上。

從這樣一種長時段的知識發展觀來看，西方的知識傳統與中國的知識傳統之間從來就沒有絕對的分離。恰恰相反，即使追溯到古代，都存在類似的促進或阻礙科學的因素，間或在西方科學和中國科學之間發生的互動。例如，正如我們在剛斥中文出版的另一本書中所討論的那樣，在近代早期，當耶穌會的科學家和傳教士來到中國時就是如此。

這樣的交流總是需要兩方都能理解的調解者、中介者和翻譯家。不幸的是，他們的任務和作用常常被低估了。事實上，他們通常遇到了理解雙方——在本書中，即作者和潛在的讀者——的最困難的挑戰。本書的初譯是由著名的學者、中山大學物理系的關洪教授來熟練地完成的。很不幸的是，他在完成本書的第一個完整的譯稿后不久，於2007年10月30日逝世了。這樣一位傑出的學者在他生命的最后階段來獻身於這一翻譯工作，本書作者深感榮焉。我也要感謝閔艷芸女士和她在北京大學出版社的同事在出版本書中譯本方面的辛勤努力。

最后我想強調的是，這個譯本如果沒有中國科學院自然科學史研究所與馬克斯·普朗克科學史研究所的前伙伴合作小組負責人張柏春教授的提議和方在慶教授的不懈的努力，是不可能實現的。感謝方教授，他竭盡全力，利用自身在現代物理學史方面的高超修養，獻出了如此多的寶貴時光，認真仔細地進行了校對和翻譯，最終確保了一個可以信賴的譯本。
於爾根·雷恩
2009年8月7日