内容简介
18世纪60年代,著名数学家欧拉应邀为德国公主函授哲学、物理学、宇宙学、化学、音乐等多个科学和艺术分支的知识。为此他写下了一系列文笔优美的文章,它们充分体现了欧拉渊博的知识、极高的文学修养和哲学修养。这些通信被整理成书并翻译成英文,分两卷出版,《欧拉致德国公主的书信:关于自然哲学的不同学科(第1卷 英文版)》收录了115篇文章。
作者简介
欧拉(Leonhard Euler,1707-1783),瑞士数学家,自然科学家。1707年4月15日生于瑞士巴塞尔,1783年9月18日去世于俄国圣彼得堡。15岁在巴塞尔大学获学士学位,翌年获硕士学位。父亲希望他学神学,而他*感兴趣的是数学,并受到约翰第1·伯努利的指导。18岁时,彻底放弃当牧师的念头而专攻数学,并开始发表文章。1727年,欧拉应圣彼得堡科学院的邀请到俄国。1731年接替丹尼尔第1·伯努利成为物理教授。他以旺盛的精力投入研究,在俄国的14年中,他在分析学、数论和力学方面做了大量出色的工作,他还应俄国政府的要求,解决不少诸如地图学、造船业中的实际问题。大量的写作带来的眼疾使他在1735年右眼失明。1741年受普鲁士腓特烈大帝的邀请到柏林科学院工作,达25年之久。在柏林期间他的研究内容更加广泛,涉及行星运动、刚体运动、热力学、弹道学、人口学,这些工作和他的数学研究相互推动。欧拉这个时期在微分方程、曲面微分几何以及其他数学领域的研究都是开创性的。1766年他又回到了圣彼得堡。一场重病使他的左眼于1771年也完全失明。然而由于他惊人的记忆力和心算技巧使他的创造力继续得到发挥。他通过与助手们讨论以及直接口授等方式又完成了大量科学著作,直至生命的*后一刻。
欧拉是18世纪数学界*杰出的人物之一,他不但在数学上做出伟大贡献,而且把数学用到了几乎整个物理领域。他又是一个无与伦比的多产作者,他写了大量的力学、分析学、几何学、变分法的教科书,《无穷小分析引论》、《微分学原理》、《积分学原理》都成为数学中的经典著作。除了教科书外,他在工作的时期几乎以每年800页的速度写出创造性论文,他的全集将近74卷。
内页插图
目录
PREFACE.
THE LIFEOF EULER.
LETTER I.Of Magnitude, or Extension.
LETTER II.Of Velocity.
LETTER III.Of Sound, and Its Velocity.
LETTER IV.Of Consonance and Dissonance.
LETTER V.Of Unison andOctaves.
LETTER VI.OfOther Consonances.
LETTER VII.Of the Twelve Tones of the Harpsichord.
LETTER VIII.Of the Pleasure Derived from Fine Music.
LETTER IX. Compression of the Air.
LETTER X. Rarefaction and Elasticity of the Air.
LETTER XI. Gravity of the Air.
LETTER XII.Of the Atmosphere, and the Barometer..
LETTER XIII.Of Air-guns, and the Compression of Air in Gunpowder.
LETTER XIV. The Effect Produced by Heat and Cold on All Bodies, and of the Pyrometer and Thermometer.
LETTER XV. Changes Produced in the Atmosphere by Heat and Cold.
LETTER XVI. The Cold Felt on High Mountains and at Great Depths Accounted for.
LETTER XVII.Of Light, and the Systems of Descartes and Newton.
LETTER XVIII. Difficulties Attending the System of Emanation.
LETTER XIX. A Different System Respecting the Nature of Rays and of Light, Proposed.
LETTER XX.Of the Propagation of Light.
LETTER XXI. Digression on the Distances of the Heavenly Bodies, and on the Nature of the Sun, and His Rays.
LETTER XXII. Elucidations on the Nature of Luminous Bodies, and Their Difference fromOpaque Bodies Illumined.
LETTER XXIII. HowOpaque Bodies Become Visible. Newton‘s System of the Reflection of Rays Proposed.
LETTER XXIV. Examination and Refutation of Newton’s System.
LETTER XXV. A Different Explanation of the Manner in WhichOpaque Bodies Illuminated Become Visible.
LETTER XXVI. Continuation of the Same Subject.
LETTER XXVII. Conclusion: Clearness and Colour ofOpaque Bodies Illuminated.
LETTER XXVIII. Nature of Colours in Particular.
LETTER XXIX. Transparency of Bodies Relative to the Transmission of Rays.
LETTER XXX.Of the Transmission of Rays of Light, through Transparent Mediums,and Their Refraction.
……
《欧拉致德国公主的书信:关于自然哲学的不同学科(第1卷)》 一本穿越时空的科学启蒙之旅 莱昂哈德·欧拉,这位18世纪的数学巨匠,不仅以其精妙的公式和深刻的理论奠定了现代数学的基石,更是一位杰出的科学普及者。他的《欧拉致德国公主的书信:关于自然哲学的不同学科(第1卷)》便是这一特质的绝佳体现。这部作品并非枯燥的学术论文,而是一场充满智慧与趣味的科学对话,跨越时空,直抵读者内心,引领我们进入一个以严谨逻辑和优雅数学构建的宇宙。 本书的缘起本身就充满传奇色彩。1760年至1762年间,应普鲁士公主安娜·阿玛莉亚(Princess Anna Amalia of Prussia)的请求,欧拉开始了一系列的书信写作,旨在向这位对自然科学充满好奇的年轻贵族解释当时最前沿的自然哲学思想。安娜·阿玛莉亚公主,作为腓特烈大帝的妹妹,不仅拥有敏锐的政治头脑,对知识的渴求更是丝毫不减。她希望能够理解那些似乎只属于少数精英的科学奥秘,而欧拉,这位当时已是欧洲最负盛名的科学家,欣然应允,用他一贯清晰、简洁且富有洞察力的笔触,为公主铺就了一条通往科学殿堂的道路。 《第一卷》所涵盖的内容,宛如一部微型的自然哲学百科全书,带领读者逐一探索宇宙的奥秘。书信以一种循序渐进的方式,从最基础的物理概念出发,逐步深入到更为复杂的现象。欧拉并没有直接跳入抽象的数学推导,而是巧妙地利用生活中常见的例子和生动的比喻,将艰深的科学原理变得触手可及。 在书信的开篇,欧拉便着手解释力学的基本原理。他并没有直接抛出牛顿三定律,而是从“运动”这个最直观的现象入手。他会讨论物体为何会运动,运动为何会改变,以及是什么力量在驱动着这一切。欧拉以一种孩童般的纯真和科学家的严谨,描绘了惯性——物体保持其运动状态的倾向,以及力——能够改变物体运动状态的原因。他可能会用投掷石头的例子,解释抛物线的轨迹;用秋千摆动的过程,说明周期性运动的原理。这些看似简单的例子,实则蕴含着深刻的物理规律,欧拉的讲解,让公主(以及今天的读者)能够直观地感受到这些抽象概念的实在性。 接着,欧拉将目光投向了天文学。在这部分,他带领我们一同仰望星空,揭示宇宙的宏伟与秩序。他会解释行星为何绕日运行,以及月球为何围绕地球旋转。这里,牛顿的万有引力定律将以一种易于理解的方式呈现。欧拉可能会用苹果落地的例子,类比月球被地球“拉住”而不会飞走。他会介绍 Kepler 的行星运动三大定律,并以清晰的图示和简洁的语言解释这些定律的含义,例如行星轨道为何是椭圆形的,以及行星的运行速度如何随其与太阳的距离而变化。读到这里,公主(以及我们)仿佛置身于一个精密的宇宙钟表之中,每一个天体的运动都有其内在的规律和法则。欧拉对宇宙规律的描绘,充满了对自然和谐之美的赞叹。 本书的另一大亮点在于对光学的阐述。18世纪的光学研究正处于蓬勃发展的时期,关于光的本质,即是粒子还是波,尚存在争论。欧拉以其严谨的科学精神,清晰地解释了光的传播、反射和折射等现象。他可能会用阳光穿过水滴形成彩虹的例子,来讲解光的色散。他还可能深入探讨眼睛是如何工作的,以及我们如何看到物体。欧拉会用生动的类比,比如相机暗箱的原理,来解释眼睛成像的过程,让读者对视觉的形成有一个全新的认识。他对于透镜和反射镜的研究,也为后来的光学仪器发展奠定了基础。 除了这些宏观的自然现象,欧拉在《第一卷》中还涉足了声学。他会解释声音是如何产生的,以及声音是如何传播的。他会讨论音调的高低与声波的频率之间的关系,以及响度与声波振幅的关系。欧拉可能会用弦的振动来解释不同音高的产生,或者用回声的现象来演示声音的反射。他对于声波的解释,能够让读者理解音乐的和谐是如何在物理规律中找到根源的。 值得一提的是,欧拉在讲解这些科学原理时,并非仅仅满足于描述现象,他更注重解释“为什么”。他善于将看似孤立的现象联系起来,揭示其背后统一的物理规律。他的文字清晰流畅,逻辑严谨,充满了智慧的光芒,却又没有丝毫的傲慢和说教。他将自己置于一位循循善诱的老师的位置,耐心解答公主可能提出的每一个问题,引导她一步步地探索科学的乐趣。 《第一卷》并非只是对当时已知科学知识的简单罗列,它更展现了欧拉作为一位伟大学者的科学思维方式。他强调观察、实验和数学推导的重要性,并以此作为探索自然奥秘的基石。他鼓励公主积极思考,而不是被动接受,引导她学会如何运用逻辑和推理去分析和理解自然现象。 此外,这本书的魅力还在于它所传达的一种对知识的纯粹追求。在那个时代,科学研究的动机往往是为了更好地理解上帝创造的世界,而欧拉的书信中,也流露出一种对自然界精妙设计的敬畏之情。他通过数学的语言,展现了宇宙的秩序与和谐,这种和谐不仅仅是物理上的,更是一种哲学的启示,一种对宇宙理性结构的赞美。 《欧拉致德国公主的书信:关于自然哲学的不同学科(第1卷)》不仅是18世纪科学思想的一份珍贵记录,更是一部永恒的科学启蒙经典。它以其浅显易懂的语言、生动形象的比喻和严谨深刻的思考,跨越了语言和时代的界限,至今仍然能够激发读者对科学的浓厚兴趣,引导我们以一种全新的视角去观察和理解我们所处的世界。阅读这本书,就像是与一位伟大的导师进行一场跨越时空的对话,它不仅仅教授知识,更重要的是,它点燃了求知的火种,让我们在探索未知中,感受科学的无限魅力。它不是一本关于“这本书里写了什么”的简单介绍,而是一次 invitation——一次邀请,邀请读者一同踏上这场充满智慧与惊奇的自然哲学之旅,去发现隐藏在宇宙万物背后的精妙法则,去体验科学之美带来的心灵震撼。