郵票上的物理學史

集郵是各種集藏活動中參與人數(shù)最多的一種。小小的郵票，以其斑斕的色彩、美麗的畫面和無所不包的內(nèi)容吸引了千千萬萬集郵者，其中大部分是青少年——各級學校的學生。我國號稱有數(shù)百萬集郵者。
季米特洛夫把郵票稱為一個國家的名片。每個國家，都把自己的風土人情、古圣先賢、名山大川、珍禽異獸、文化傳統(tǒng)、當代成就展示在方不盈寸的郵票上。把集郵活動與郵票的內(nèi)涵結合起來，可以怡情，可以益智。特別是專題集郵，通過郵品的收集，可以對該專題領域的知識有更系統(tǒng)、更全面和更深刻的了解。
20世紀是物理學的世紀。在20世紀里，物理學有了飛躍的發(fā)展，并且對社會生活的各方面產(chǎn)生巨大的影響。這不能不反映在郵票上。與物理學有關的郵票的量大為增加，質也上了一個檔次。它們不僅再現(xiàn)了著名物理學家的音容笑貌，還以精美的畫面闡釋了他們的工作和崇高的學術地位，有的郵票還以非常直觀的方式說明了物理學的原理。筆者是學物理的，又愛好集郵，收集興趣自然向自己的專業(yè)傾斜。現(xiàn)在20世紀剛剛過去，通過郵票這一媒體回顧物理學的發(fā)展是很有意思的。雖然不是每一位著名的物理學家、物理學史上的每一項重大事件都曾在郵票上出現(xiàn)過，但是通過郵票對物理學的發(fā)展過程作粗線條的追蹤是可以的，而且有的物理學家的生平和工作在郵票上還反映得相當細致。
基于這一想法，筆者在《大學物理》雜志上開了一個專欄《郵票上的物理學史》，共連載了6年半，受到讀者的歡迎和稱許，并且在2002年4月被頒給全國大學物理教學優(yōu)秀論文一等獎。但是，《大學物理》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?，F(xiàn)在趁清華大學出版社彩印出版這本書的機會，我進行了全面的改寫和補充。
本書的意圖首先是以郵票為媒體傳播知識。筆者希望，在對郵票的介紹和欣賞的樂趣中，能夠向廣大集郵愛好者特別是青少年介紹一些有關的物理學知識和物理學史知識。筆者希望讀者盡量從郵票中吸取知識，因此，對一些從郵票中可以得知的知識，例如郵票中物理學家的外文姓名和生卒年代，正文中就不加注了。當然，筆者想要傳達給讀者的并不是物理學的專門知識，而是一種遠觀的對物理學及其發(fā)展的總體印象，通過物理學的發(fā)展過程對科學精神和科學方法及其與社會生活的方方面面的聯(lián)系的一些領悟。
本書出版正逢2005世界物理年。國際物理學界將2005年定為世界物理年，除紀念愛因斯坦外，還有兩方面的意圖：一是向公眾宣傳物理學，促進公眾對物理學的了解，喚起社會對物理學的重視；二是為物理學吸引人才，讓青少年對物理學感興趣，“幫助發(fā)現(xiàn)第二個愛因斯坦”，使物理學在21世紀得到全新的發(fā)展。這也正是本書的目的。筆者希望，本書的出版能為實現(xiàn)世界物理年的宗旨盡綿薄之力。
按照筆者原來的計劃，本書只有30幾個題目。但是越到近代，郵票越多，加上讀者的歡迎和鼓勵，因而計劃不斷擴大，題目由30幾個增加到60個，最后是66個。因此，本書在物理學史的內(nèi)容上厚今薄古，這是由郵票素材決定的。大致說來，以第33節(jié)“19世紀與20世紀之交”為界，在此之前是經(jīng)典物理學，之后是近代物理學。
筆者的寫法比較自由。66個題目，有的是一段歷史時期，如“希臘古典時期”和“1932年”；有的是一門分Ⅳ支學科，如“分析力學和天體力學”；有的是一個人，如“牛頓”；有的是一個重大事件，如“曼哈頓計劃”。總之，根據(jù)郵票的素材來組織，怎么合適便怎么寫。我的標準是，每個題目至少得有5張郵票。對于還沒有郵票的重要史實和人物，為了歷史的完整，也提上一句。各個題目的先后基本上按時間順序，但是為了敘述的方便，也不是嚴格按照時間順序，例如量子論和相對論的提出（20世紀初）就放在19世紀末三大發(fā)現(xiàn)之前。
科學史本來就是科學和人文兩種文明的接緣界面，科學是人從事的活動，科學技術成就是人的成就。因此，筆者在書里對物理學家除了學術成就以外，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。
物理學成為一門獨立的學科是伽利略以后的事。在他之前，物理學是包括天文學在內(nèi)的自然哲學的一部分。本書選材包含這些內(nèi)容。
本書同時也是一本集郵書。筆者比較全地收集了與本書主題物理學史有關的郵票（至2004年年底為止），解釋有關的知識，對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”都不是絕對的。首先，物理學是一門基礎科學，它涉及的社會生活方面非常之廣，許多新技術如通訊、無線電、核能、航空、航天都以它為基礎。本書只限于物理學本身，對于由它衍生的各種新技術，只是從物理學的角度點到為止，不多收有關的郵票。這些方面的郵票每一種都是獨立的收集專題，甚至是比物理學郵票更大的專題。其次，現(xiàn)在發(fā)行的郵票越來越多，許多小國出于商業(yè)目的發(fā)行大量的郵票，這種票與正規(guī)的以充當郵資為主要目的的郵票之間并沒有截然的界線，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，就收進來。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，更好地說明郵票的內(nèi)涵和闡明本書的主題。筆者想通過本書提倡一條知識集郵的路子，把求知和集郵結合起來，由集郵增長知識，用知識統(tǒng)帥集郵。集郵和求知是統(tǒng)一的，只有對收集的郵票的內(nèi)容有所了解，才會感到郵趣盎然。
由于本書初稿原來刊載在《大學物理》上，讀者定位是大學物理系師生。但是，因為本書并不過多討論物理學專業(yè)知識，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的趣味性或指導學生的課外活動，引發(fā)學生對物理學的興趣；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；中小學生能夠通過本書培養(yǎng)對物理學的興趣，學到的物理學知識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，發(fā)出會心的微笑，體驗到科學的美，科學和藝術的相得益彰。雅俗共賞，老少咸宜，這，不是筆者的奢望吧?