郵票上的物理學(xué)史

集郵是各種集藏活動(dòng)中參與人數(shù)最多的一種。小小的郵票，以其斑斕的色彩、美麗的畫面和無(wú)所不包的內(nèi)容吸引了千千萬(wàn)萬(wàn)集郵者，其中大部分是青少年——各級(jí)學(xué)校的學(xué)生。我國(guó)號(hào)稱有數(shù)百萬(wàn)集郵者。
季米特洛夫把郵票稱為一個(gè)國(guó)家的名片。每個(gè)國(guó)家，都把自己的風(fēng)土人情、古圣先賢、名山大川、珍禽異獸、文化傳統(tǒng)、當(dāng)代成就展示在方不盈寸的郵票上。把集郵活動(dòng)與郵票的內(nèi)涵結(jié)合起來(lái)，可以怡情，可以益智。特別是專題集郵，通過(guò)郵品的收集，可以對(duì)該專題領(lǐng)域的知識(shí)有更系統(tǒng)、更全面和更深刻的了解。
20世紀(jì)是物理學(xué)的世紀(jì)。在20世紀(jì)里，物理學(xué)有了飛躍的發(fā)展，并且對(duì)社會(huì)生活的各方面產(chǎn)生巨大的影響。這不能不反映在郵票上。與物理學(xué)有關(guān)的郵票的量大為增加，質(zhì)也上了一個(gè)檔次。它們不僅再現(xiàn)了著名物理學(xué)家的音容笑貌，還以精美的畫面闡釋了他們的工作和崇高的學(xué)術(shù)地位，有的郵票還以非常直觀的方式說(shuō)明了物理學(xué)的原理。筆者是學(xué)物理的，又愛(ài)好集郵，收集興趣自然向自己的專業(yè)傾斜?，F(xiàn)在20世紀(jì)剛剛過(guò)去，通過(guò)郵票這一媒體回顧物理學(xué)的發(fā)展是很有意思的。雖然不是每一位著名的物理學(xué)家、物理學(xué)史上的每一項(xiàng)重大事件都曾在郵票上出現(xiàn)過(guò)，但是通過(guò)郵票對(duì)物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程作粗線條的追蹤是可以的，而且有的物理學(xué)家的生平和工作在郵票上還反映得相當(dāng)細(xì)致。
基于這一想法，筆者在《大學(xué)物理》雜志上開(kāi)了一個(gè)專欄《郵票上的物理學(xué)史》，共連載了6年半，受到讀者的歡迎和稱許，并且在2002年4月被頒給全國(guó)大學(xué)物理教學(xué)優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)。但是，《大學(xué)物理》限于條件不能彩印，這使郵票的美減色不少。而且限于篇幅，許多郵票只能割愛(ài)?，F(xiàn)在趁清華大學(xué)出版社彩印出版這本書的機(jī)會(huì)，我進(jìn)行了全面的改寫和補(bǔ)充。
本書的意圖首先是以郵票為媒體傳播知識(shí)。筆者希望，在對(duì)郵票的介紹和欣賞的樂(lè)趣中，能夠向廣大集郵愛(ài)好者特別是青少年介紹一些有關(guān)的物理學(xué)知識(shí)和物理學(xué)史知識(shí)。筆者希望讀者盡量從郵票中吸取知識(shí)，因此，對(duì)一些從郵票中可以得知的知識(shí)，例如郵票中物理學(xué)家的外文姓名和生卒年代，正文中就不加注了。當(dāng)然，筆者想要傳達(dá)給讀者的并不是物理學(xué)的專門知識(shí)，而是一種遠(yuǎn)觀的對(duì)物理學(xué)及其發(fā)展的總體印象，通過(guò)物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程對(duì)科學(xué)精神和科學(xué)方法及其與社會(huì)生活的方方面面的聯(lián)系的一些領(lǐng)悟。
本書出版正逢2005世界物理年。國(guó)際物理學(xué)界將2005年定為世界物理年，除紀(jì)念愛(ài)因斯坦外，還有兩方面的意圖：一是向公眾宣傳物理學(xué)，促進(jìn)公眾對(duì)物理學(xué)的了解，喚起社會(huì)對(duì)物理學(xué)的重視；二是為物理學(xué)吸引人才，讓青少年對(duì)物理學(xué)感興趣，“幫助發(fā)現(xiàn)第二個(gè)愛(ài)因斯坦”，使物理學(xué)在21世紀(jì)得到全新的發(fā)展。這也正是本書的目的。筆者希望，本書的出版能為實(shí)現(xiàn)世界物理年的宗旨盡綿薄之力。
按照筆者原來(lái)的計(jì)劃，本書只有30幾個(gè)題目。但是越到近代，郵票越多，加上讀者的歡迎和鼓勵(lì)，因而計(jì)劃不斷擴(kuò)大，題目由30幾個(gè)增加到60個(gè)，最后是66個(gè)。因此，本書在物理學(xué)史的內(nèi)容上厚今薄古，這是由郵票素材決定的。大致說(shuō)來(lái)，以第33節(jié)“19世紀(jì)與20世紀(jì)之交”為界，在此之前是經(jīng)典物理學(xué)，之后是近代物理學(xué)。
筆者的寫法比較自由。66個(gè)題目，有的是一段歷史時(shí)期，如“希臘古典時(shí)期”和“1932年”；有的是一門分Ⅳ支學(xué)科，如“分析力學(xué)和天體力學(xué)”；有的是一個(gè)人，如“牛頓”；有的是一個(gè)重大事件，如“曼哈頓計(jì)劃”?？傊鶕?jù)郵票的素材來(lái)組織，怎么合適便怎么寫。我的標(biāo)準(zhǔn)是，每個(gè)題目至少得有5張郵票。對(duì)于還沒(méi)有郵票的重要史實(shí)和人物，為了歷史的完整，也提上一句。各個(gè)題目的先后基本上按時(shí)間順序，但是為了敘述的方便，也不是嚴(yán)格按照時(shí)間順序，例如量子論和相對(duì)論的提出（20世紀(jì)初）就放在19世紀(jì)末三大發(fā)現(xiàn)之前。
科學(xué)史本來(lái)就是科學(xué)和人文兩種文明的接緣界面，科學(xué)是人從事的活動(dòng)，科學(xué)技術(shù)成就是人的成就。因此，筆者在書里對(duì)物理學(xué)家除了學(xué)術(shù)成就以外，也介紹了他們的信仰、品格、為人和政治態(tài)度，講述他們的一些小故事。
物理學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科是伽利略以后的事。在他之前，物理學(xué)是包括天文學(xué)在內(nèi)的自然哲學(xué)的一部分。本書選材包含這些內(nèi)容。
本書同時(shí)也是一本集郵書。筆者比較全地收集了與本書主題物理學(xué)史有關(guān)的郵票（至2004年年底為止），解釋有關(guān)的知識(shí)，對(duì)讀者欣賞和收集同一主題的郵票起某種集郵工具書的作用。但是，任何“全”都不是絕對(duì)的。首先，物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，它涉及的社會(huì)生活方面非常之廣，許多新技術(shù)如通訊、無(wú)線電、核能、航空、航天都以它為基礎(chǔ)。本書只限于物理學(xué)本身，對(duì)于由它衍生的各種新技術(shù)，只是從物理學(xué)的角度點(diǎn)到為止，不多收有關(guān)的郵票。這些方面的郵票每一種都是獨(dú)立的收集專題，甚至是比物理學(xué)郵票更大的專題。其次，現(xiàn)在發(fā)行的郵票越來(lái)越多，許多小國(guó)出于商業(yè)目的發(fā)行大量的郵票，這種票與正規(guī)的以充當(dāng)郵資為主要目的的郵票之間并沒(méi)有截然的界線，很難判定哪些是正規(guī)的郵票，哪些是商業(yè)票。筆者的原則是：擇優(yōu)而取，只要它符合本書的主題，就收進(jìn)來(lái)。最后，筆者的收集是有限的。筆者更致力的不是郵票的求全，而是如何把每一張郵票用在最合適的地方，更好地說(shuō)明郵票的內(nèi)涵和闡明本書的主題。筆者想通過(guò)本書提倡一條知識(shí)集郵的路子，把求知和集郵結(jié)合起來(lái)，由集郵增長(zhǎng)知識(shí)，用知識(shí)統(tǒng)帥集郵。集郵和求知是統(tǒng)一的，只有對(duì)收集的郵票的內(nèi)容有所了解，才會(huì)感到郵趣盎然。
由于本書初稿原來(lái)刊載在《大學(xué)物理》上，讀者定位是大學(xué)物理系師生。但是，因?yàn)楸緯⒉贿^(guò)多討論物理學(xué)專業(yè)知識(shí)，相信它也適合于更廣大的讀者群。筆者的愿望是：物理老師能夠用它提供的有趣材料增添課堂教學(xué)的趣味性或指導(dǎo)學(xué)生的課外活動(dòng)，引發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣；集郵者能夠根據(jù)本書按圖索驥地收集，并且明白所收集郵票的意義；中小學(xué)生能夠通過(guò)本書培養(yǎng)對(duì)物理學(xué)的興趣，學(xué)到的物理學(xué)知識(shí)隨著收集的郵票的數(shù)量與日俱增；白發(fā)蒼蒼的退休老教授能夠用本書豐富他的退休生活，看到他熟悉的人物、事件、現(xiàn)象、原理，被不同的郵票用多彩多姿的方法表現(xiàn)出來(lái)，發(fā)出會(huì)心的微笑，體驗(yàn)到科學(xué)的美，科學(xué)和藝術(shù)的相得益彰。雅俗共賞，老少咸宜，這，不是筆者的奢望吧?