熱的解析理論
熱的解析理論
叢 書 名：科學素養文庫·科學元典叢書
ISBN：9787301095614
出版時間：2008-06-01
版次：1
頁數：237
裝幀：平裝
開本：16開
所屬分類：圖書 > 科學與自然 > 物理學
本書共分為八章，第一章是導言，主要內容有本著作目的的表述，熱傳導原理，三維的均勻熱運動等；第二章是熱運動方程，主要內容有環中變化的熱運動方程，實心球中變化的熱運動方程，實圓柱中變化的熱運動方程；第三章是關於無窮矩形固體中的熱傳導，主要內容有問題的表述，熱理論中使用三角級數的第一個例子，對這些級數的若干註記等；第四章是環中線性的和變化的熱運動，主要內容有問題的通解，分離物體之間的熱傳導；第五章內容是實心球中的熱傳導，第六章是關於實圓柱中的熱運動，第七章是關於實圓柱中的熱運動，第八章是實立方體中的熱運動，第九章是熱擴散。
牟言
《熱的解析理論》導讀
漢譯者前言
漢譯本修訂版說明
英譯版序
緒論
第一章 導言
第一節 本著者目的的表述
第二節 一般概念的初始定義
第三節 熱傳導原理
第四節 均勻熱運動和線性熱運動
第五節 細稜柱中永恆溫度的規律
第六節 閉空間的加熱
第七節 三維的均勻熱運動
第八節 在已知固體的一個已知點的熱運動的量度
第二章 熱運動方程
第一節 環中變化的熱運動方程
第二節 實心球中變化的熱運動方程
第三節 實圓柱中變化的熱運動方程
第四節 無窮長實稜柱中變化的熱運動方程
第五節 實立方體中變化的熱運動方程
第六節 固體內熱傳導的一般方程
第七節 與表面有關的一般方程
第八節 一般方程的應用
第九節 一般註記
第三章 無窮矩形固體中的熱傳導
第一節 問題的表述
第二節 熱理論中使用三角級數的第一個例子
第三節 對這些級數的若干註記
第四節 通解
第五節 解的結果的有限表達式
第六節 任意函數的三角級數展開
第七節 對實際問題的應用
第四章 環中線性的和變化的熱運動
第一節 問題的通解
第二節 分離物體之間的熱傳導
第五章 實心球中的熱傳導
第一節 通解
第二節 對這個解的各種註記
第六章 實圓柱中的熱運動
第七章 實圓柱中的熱運動
第八章 實立方體中的熱運動
第九章 熱擴散
第一節 無窮直線中的自由熱運動
第二節 無窮固體中的自由熱運動
第三節 無窮固體中的最高溫度
第四節 積分的比較
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這套叢書中收入的著作，是自文藝復興時期現代科學誕生以來，經過足夠長的歷史檢驗的科學經典。為了區別於時下被廣泛使用的“經典”一詞，我們稱之為“科學元典”。
我們這裡所說的“經典”，不同於歌迷們所說的“經典”，也不同於表演藝術家們朗誦的“科學經典名篇”。受歌迷歡迎的流行歌曲屬於“當代經典”，實際上是時尚的東西，其含義與我們所說的代表傳統的經典恰恰相反。表演藝術家們朗誦的“科學經典名篇”多是表現科學家們的情感和生活態度的散文，甚至反映科學家生活的話劇台詞，它們可能膾炙人口，是否屬於人文領域裡的經典姑且不論，但基本上沒有科學內容。並非著名科學大師的一切言論或者是廣為流傳的作品都是科學經典。
這裡所謂的科學元典，是指科學經典中最基本、最重要的著作，是在人類智識史和人類文明史上劃時代的豐碑，是理性精神的載體，具有永恆的價值。
哥白尼的《天體運行論》是人類歷史上最具革命性的震撼心靈的著作，它向統治西方思想千餘年的地心說發出了挑戰，動搖了“正統宗教”學說的天文學基礎。伽利略《關於托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話》以確鑿的證據進一步論證了哥白尼學說，更直接地動搖了教會所庇護的托勒密學說。哈維的《心血運動論》以對人類軀體和心靈的雙重關懷，滿懷真摯的宗教情感，闡述了血液循環理論，推翻了同樣統治西方思想千餘年、被“正統宗教”所庇護的蓋倫學說。笛卡兒的《幾何》不僅創立了為後來誕生的微積分提供了工具的解析幾何，而且折射出影響萬世的思想方法論。牛頓的《自然哲學之數學原理》標誌著17世紀科學革命的頂點，為後來的工業革命奠定了科學基礎。分別以惠更斯的《光論》與牛頓的《光學》為代表的波動說與微粒說之間展開了長達200餘年的論戰。拉瓦錫在《化學基礎論》中詳盡論述了氧化理論，推翻了統治化學百餘年之久的燃素理論，這一智識壯舉被公認為歷史上最自覺的科學革命。道爾頓的《化學哲學新體系》奠定了物質結構理論的基礎，開創了科學中的新時代，使19世紀的化學家們有計劃地向未知領域前進。傅里葉的《熱的解析理論》以其對熱傳導問題的精湛處理，突破了牛頓《原理》所規定的理論力學範圍，開創了數學物理學的嶄新領域。達爾文《物種起源》中的進化論思想不僅在生物學發展到分子水平的今天仍然是科學家們闡釋的對象，而且100多年來幾乎在科學、社會和人文的所有領域都在施展它有形和無形的影響。《基因論》揭示了孟德爾式遺傳性狀傳遞機理的物質基礎，把生命科學推進到基因水平。愛因斯坦的《狹義與廣義相對論淺說》和薛定諤的《關於波動力學的四次演講》分別闡述了物質世界在高速和微觀領域的運動規律，完全改變了自牛頓以來的世界觀。魏格納的《海陸的起源》提出了大陸漂移的猜想，為當代地球科學提供了新的發展基點。維納的《控制論》揭示了控制系統的反饋過程，普里戈金的《從存在到演化》發現了系統可能從原來無序向新的有序態轉化的機制，二者的思想在今天的影響已經遠遠超越了自然科學領域，影響到經濟學、社會學、政治學等領域。
科學元典的永恆魅力令後人特別是後來的思想家為之傾倒。歐幾里得的《幾何原本》以手抄本形式流傳了1800餘年，又以印刷本用各種文字出了1000版以上。阿基米德寫了大量的科學著作，達·芬奇把他當做偶像崇拜，熱切搜求他的手稿。伽利略以他的繼承人自居。萊布尼茲則說，了解他的人對後代傑出人物的成就就不會那麼讚賞了。為捍衛《天體運行論》中的學說，布魯諾被教會處以火刑。伽利略因為其《關於托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話》一書，遭教會的終身監禁，備受折磨。伽利略說吉爾伯特的《論磁》一書偉大得令人嫉妒。拉普拉斯說，牛頓的《自然哲學之數學原理》揭示了宇宙的最偉大定律，它將永遠成為深邃智慧的紀念碑。拉瓦錫在他的《化學基礎論》出版后5年被法國革命法庭處死，傳說拉格朗日悲憤地說，砍掉這顆頭顱只要一瞬間，再長出這樣的頭顱一百年也不夠。《化學哲學新體系》的作者道爾頓應邀訪法，當他走進法國科學院會議廳時，院長和全體院士起立致敬，得到拿破崙未曾享有的殊榮。傅里葉在《熱的解析理論》中闡述的強有力的數學工具深深影響了整個現代物理學，推動數學分析的發展達一個多世紀，麥克斯韋稱讚該書是“一首美妙的詩”。當人們咒罵《物種起源》是“魔鬼的經典”、“禽獸的哲學”的時候，赫胥黎甘做“達爾文的鬥犬”，挺身捍衛進化論，撰寫了《進化論與倫理學》和《人類在自然界的位置》，闡發達爾文的學說。經過嚴復的譯述，赫胥黎的著作成為維新領袖、辛亥精英、五四鬥士改造中國的思想武器。愛因斯坦說法拉第在《電學實驗研究》中論證的磁場和電場的思想是自牛頓以來物理學基礎所經歷的最深刻變化。
在科學元典里，有講述不完的傳奇故事，有顛覆思想的心智波濤，有激動人心的理性思考，有萬世不竭的精神甘泉。
按照科學計量學先驅普賴斯等人的研究，現代科學文獻在多數時間裡呈指數增長趨勢。現代科學界，相當多的科學文獻發表之後，並沒有任何人引用。就是一時被引用過的科學文獻，很多沒過多久就被新的文獻所淹沒了。科學注重的是創造出新的實在知識。從這個意義上說，科學是向前看的。但是，我們也可以看到，這麼多文獻被淹沒，也表明劃時代的科學文獻數量是很少的。大多數科學元典不被現代科學文獻所引用，那是因為其中的知識早已成為科學中無須證明的常識了。即使這樣，科學經典也會因為其中思想的恆久意義，而像人文領域裡的經典一樣，具有永恆的閱讀價值。於是，科學經典就被一編再編、一印再印。
早期諾貝爾獎得主奧斯特瓦爾德編的物理學和化學經典叢書《精密自然科學經典》從1889年開始出版，後來以《奧斯特瓦爾德經典著作》為名一直在編輯出版，有資料說目前已經出版了250餘卷。祖德霍夫編輯的《醫學經典》叢書從1910年就開始陸續出版了。也是這一年，蒸餾器俱樂部編輯出版了20卷《蒸餾器俱樂部再版本》叢書，叢書中全是化學經典，這個版本甚至被化學家在2c世紀的科學刊物上發表的論文所引用。一般把1789年拉瓦錫的化學革命當作現代化學誕生的標誌，把1914年爆發的第一次世界大戰稱為化學家之戰。奈特把反映這個時期化學的重大進展的文章編成一卷，把這個時期的其他9部總結性化學著作各編為一卷，輯為10卷《1789——1914年的化學發展》叢書，於1998年出版。像這樣的某一科學領域的經典叢書還有很多很多。
科學領域裡的經典，與人文領域裡的經典一樣，是經得起反覆咀嚼的。兩個領域裡的經典一起，就可以勾勒出人類智識的發展軌跡。正因為如此，在發達國家出版的很多經典叢書中，就包含了這兩個領域的重要著作。1924年起，沃爾科特開始主編一套包括人文與科學兩個領域的原始文獻叢書。這個計劃先後得到了美國哲學協會、美國科學促進會、科學史學會、美國人類學協會、美國數學協會、美國數學學會以及美國天文學學會的支持。1925年，這套叢書中的《天文學原始文獻》和《數學原始文獻》出版，這兩本書出版后的25年內市場情況一直很好。1950年，他把這套叢書中的科學經典部分發展成為《科學史原始文獻》叢書出版。其中有《希臘科學原始文獻》、《中世紀科學原始文獻》和《20世紀(1900——1950年)科學原始文獻》，文藝復興至19世紀則按科學學科(天文學、數學、物理學、地質學、動物生物學以及化學諸卷)編輯出版。約翰遜、米利肯和威瑟斯龐三人主編的《大師傑作叢書》中，包括了小尼德勒編的3卷《科學大師傑作》，後者於1947年初版，後來多次重印。
在綜合性的經典叢書中，影響最為廣泛的當推哈欽斯和艾德勒1943年開始主持編譯的《西方世界偉大著作叢書》。這套書耗資200萬美元，於1952年完成。叢書根據獨創性、文獻價值、歷史地位和現存意義等標準，選擇出74位西方歷史文化巨人的443部作品，加上叢書導言和綜合索引，輯為54卷，篇幅2500萬單詞，共32000頁。叢書中收人不少科學著作。購買叢書的不僅有“大款”和學者，而且還有屠夫、麵包師和燭台匠。迄1965年，叢書已重印30次左右，此後還多次重印，任何國家稍微像樣的大學圖書館都將其列入必藏圖書之列。這套叢書是20世紀上半葉在美國大學興起而後擴展到全社會的經典著作研讀運動的產物。這個時期，美國一些大學的寓所、校園和酒吧里都能聽到學生討論古典佳作的聲音。有的大學要求學生必須深研100多部名著，甚至在教學中不得使用最新的實驗設備而是藉助歷史上的科學大師所使用的方法和儀器複製品去再現劃時代的著名實驗。至1940年代末，美國舉辦古典名著學習班的城市達300個，學員約50000餘眾。
相比之下，國人眼中的經典，往往多指人文而少有科學。一部公元前300年左右古希臘人寫就的《幾何原本》，從1592年到1605年的13年間先後3次漢譯而未果，經17世紀初和1850年代的兩次努力才分別譯刊出全書來。近幾百年來移譯的西學典籍中，成系統者甚多，但皆系人文領域。漢譯科學著作，多為應景之需，所見典籍寥若晨星。借1970年代末舉國歡慶“科學春天”到來之良機，有好尚者發出組譯出版《自然科學世界名著叢書》的呼聲，但最終結果卻是好尚者抱憾而終。1990年代初出版的《科學名著文庫》，雖使科學元典的漢譯初見系統，但以10卷之小的容量投放於偌大的中國讀書界，與具有悠久文化傳統的泱泱大國實不相稱。
