一位传奇物理学家写的《初学者微积分》

科学的故事 2024-12-21 14:59:43

微积分那么重要,可是,国内的微积分教材都太抽象了。特别是,这些微积分教材大多是从数学家的观点写的,过于注重数学上的严格性,却不够注重微积分在科学中的应用。然而,有几个人要去做数学家呢?

幸运的是,20世纪一位伟大物理学家,前苏联氢弹研制的关键人物,泽尔多维奇,曾专门倾注心血,写了一本针对初学者的微积分书。我接触过的人,没一个听说过这本书,这真是遗憾的事。

这本书是从一个使用微积分的物理学家的角度写的,在苏联出版之初,遭到许多大牌数学家(苏联的大数学家太多了!)的猛烈攻击。这让泽尔多维奇很受伤。

后来,曾经攻击过这本书的一位大数学家承认,“泽尔多维奇是对的,我们错了”。

另外,苏联的伟大数学家阿诺尔德一直赞赏这本书。

我还记得在哪里读到,美国数学学会还是数学教育协会的会长说,泽尔多维奇的这本书,是对他的教育思想影响最大的两本书之一。

关于这本书的内容和特色,这里不谈。介绍一下泽尔多维奇这个人吧!

我刚才说,泽尔多维奇是苏联氢弹研制的关键人物,这其实把他的地位说低了。

另外,他在氢弹研制还没有完成的时候,就开溜了。为什么开溜?一是因为氢弹设计的关键问题已经差不多解决了,年轻科学家也起来了,剩下的工作他们都能搞定;更主要的是,泽尔多维奇对天体物理学、宇宙学中的许多重大问题感到兴趣,他迫切想研究这些问题,氢弹研制太妨碍他。

我们知道,萨哈洛夫后来成了苏联的氢弹之父。萨哈洛夫本人说:“我们都是给泽尔多维奇擦屁股的。”他是指,泽尔多维奇搞完氢弹的原理设计后就溜人了,把后面的工程设计与实施等等工作留给其他人。

但是,从另一方面看这个问题,泽尔多维奇是把果子留给别人去摘,他去追逐自己的科学兴趣。这是真正的科学家。

泽尔多维奇是一个传奇人物。他小学时直接从3年级读起。高中毕业后,他没有去上大学(天啊,一位将成为20世纪伟大物理学家之一的人,没有上大学!),而是去了一家研究所做实验室助手。他觉得上大学(在教室里听课,学习书本)是浪费时间。

他一直没有学士和硕士学位。但是他在26岁时,拿到了苏联科学专业的最高学位,科学博士(我听说,苏联的科学博士比别国,比如我国的博士学位要高一级。我没有查证)。

苏联许多著名物理学家,都参加了研制原子弹和氢弹的工程,比如朗道,塔姆(我从网上买过两册塔姆的《电学》,写得真好,可惜我没有精力把它钻研完)。

有一天,塔姆向一位科学家抱怨说,由于陷入对核武器的研究,自己没有时间跟踪物理学的前沿,无法了解物理学中的最新发现与问题;可是奇怪,泽尔多维奇也是整日从事核武器研究工作,可他对物理学中的新发现总是掌握得一清二楚,他是怎么做到的呢?

另一位科学家回答:这个很好理解啊,因为泽尔多维奇不是凡人啊!

泽尔多维奇的研究领域极其广泛,从化学催化作用与化学动力学的物理学、爆炸现象中的流体动力学与燃烧物理学,到核物理学,天体物理学与宇宙学(其中包括对背景辐射和黑洞的研究),以及基本粒子物理学。这些我都不懂,只提一下。

许多人都知道霍金。霍金主要研究天体物理学,他从科学期刊上读到许多署名为泽尔多维奇的论文,这些论文研究的问题太广泛了,霍金不相信一个人能研究这么多不同的问题。他怀疑,“泽尔多维奇”是一个集体的名字,就像数学中有名的“布尔巴基”一样。

很多年以来,苏联一直禁止泽尔多维奇出国访问(所以泽尔多维奇的工作是在缺乏直接国际交流的条件下做出的,这就更惊人了),霍金只能在期刊上读到泽尔多维奇的名字,没机会见到他本人,他的怀疑一直装在心里。

直到有一次,霍金终于有机会见到泽尔多维奇,第二天,霍金特地向泽尔多维奇写信,在信中说道:“昨天,我终于相信,泽尔多维奇真的只是一个人、而不是一个集体。”

泽尔多维奇身为从事前沿研究的物理学家,为什么会写一本针对初学者的高等数学书?

是这样:他的孩子从高中回到家,泽尔多维奇询问孩子数学功课,发现学得很糟糕。他认为,学校向孩子教数学的方法是“不自然的”,他就亲自写一本。他在上面倾注了非常大的心血。

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