序

吴国盛

牛顿在1676年写给胡克的一封信中说：“如果说我看得比别人更远，那是因为我站在巨人的肩上。”写这封信的时候，胡克正就牛顿的光学理论的优先权进行计较，牛顿的这封信带有和解的意图。但和解并没有获得成功，因此，后人更加相信这句名言里实际上包含着同样浓烈的双重情绪——既是谦逊之词，也是自得之语。正因为如此，出自牛顿的这句名言也就不是凡人敢轻易引以自况自许的了。

但是我们这本书的编者、当代著名理论物理学家史蒂芬·霍金就敢，而且做得相当直白。十多年前，他在他那本著名的《时间简史》（1988）的结尾部分，就出人意料地补加了爱因斯坦、伽利略和牛顿三人的小传，强烈地暗示自己就是他们的正宗传人。如今，他把哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿和爱因斯坦五位的著作选集冠以“站在巨人的肩上”之名，再次表达了那种既谦逊又自得的感觉。

书中收录的哥白尼的《天球运行论》、伽利略的《两门新科学的对话》、开普勒的《世界的和谐》（第五卷）、牛顿的《自然哲学之数学原理》和爱因斯坦的《相对论原理》五部著作，可以看成是近代数理科学的五大经典。毫不夸张地说，是它们重新摆置了天地万物的位置，勾画了近代世界图景的基本轮廓。毫不夸张地说，五大经典所代表的数理科学传统，对近代世界而言有“开天辟地”之功。有幸进入这个传统，特别是，有幸成为这个传统的发扬光大者，有一种难以抑制的自豪感是完全可以理解的。我想，霍金编这部文集时是有这种自豪感和使命感的。

霍金编得起劲，读者有什么理由也跟着读呢？有一种回答是，因为它是霍金编的。不是说，读《时间简史》，懂与不懂都是收获吗？不是说，《时间简史》是如今卖得最多读得最少的一本书吗？作为一种读书时尚，读霍金的书不需要理由。

我想讲的理由是针对这五大经典的。今天许多有见识的人一再呼吁读者阅读经典，但他们所谓经典更多指的是人文经典，而对科学经典，意见不尽一致。原因是，如果你的目的只是想学习科学知识、弄懂科学原理，那是用不着读这些经典的。直接读教科书或者科普读物，可以更好地达到你的目的。但是如果你愿意把这些著作看成是西方文化不可分割的有机组成部分，试图通过阅读而进入这些科学伟人的心灵之中、体会这些伟大的科学创造的历史情境和过程，那么读经典就会显露出它的意义来。我们因为沐浴在经典的光辉之中，对这光辉本身也可能浑然不觉。读经典可以帮助我们反省自身的处境。

举例来说，今天，我们会把地球围绕太阳旋转当成理所当然的事实，因为我们周围的每一个人、看到的每一本教材、接触的每一种传媒都这样讲，所以也就很难理解为什么人类在上千年的时间里竟然认识不到如此简单的一个事实，也很难体会到日心说取代地心说这一过程的艰难和复杂。现代人很少会去费力研读这些科学经典，因为它们的内容已经在教科书中被缩减成用现代语言和符号表示的几条结论，我们以为，只要掌握了这些简单的结论，就完全理解了这些科学伟人的全部思想。然而，只要我们看看哥白尼在序言中表现出的那种犹疑不定，或者开普勒著作中所讨论的那些颇具神秘性的音乐的和谐，就会感觉到，这些原著所包含的许多丰富的思想实际上已经被我们舍弃了。科学中的那些最重大的发展往往伴随着隐含在它们背后的世界观的改变，阅读这些原始文献可以在相当程度上帮助我们理解科学和人类思想的变迁，认识到我们从科学的发展中究竟得到了什么，失去了什么，得到和失去这些东西又是通过什么样的过程实现的，从而对我们现有的科学有更加清楚的认识。

这部大书的翻译出版，不仅是愿意“阅读经典”的读书界的福音，也是我国科学史界的一件喜事。这是因为，这五大经典有两部是第一次译成中文，而其他三部都在过去译本的基础上再次做了重译或者订正。

哥白尼的《天球运行论》（拉丁文De revolutionibus orbium colestium或On the Revolutions of Heavenly Spheres）在我国一直被普遍译为《天体运行论》，但这个译名是不确切的。问题出在对“orbium”一词的理解上。对哥白尼来说，这个词并不是指我们今天很容易接受的“天体”，而是古代天文学家假想的带动天体运行的那个透明的“天球”。今天我们不承认有“天球”的存在，便想当然地把这个词译成了“天体”。其实恰当的译法应该是《论天球的旋转》或《天球运行论》。我曾专门撰文澄清过这一点，但似乎未引起学界应有的重视。1973年，科学出版社曾经出版过李启斌先生翻译的节译本（主要是前言和第一卷），1992年由武汉出版社以及2001年由陕西人民出版社相继两次出版过叶式辉先生的全译本，他们把书名均译成《天体运行论》。这次我的学生张卜天受命重译时，接受了我的意见，把书名改为《天球运行论》。需要说明的是，叶译本依据的是1978年由罗森（Edward Rosen）翻译和注释的英译本，而霍金这里所选的是瓦里斯（Charles Glen Wallis）于1939年推出的第一个英译本，两个英译本在行文和编排上存在许多不同。应该说，1978年的罗森英译本是更有价值的，因为其中包含了译者的许多注释，但1939年的瓦里斯英译本也有其历史价值。考虑到现存叶译本的一些差错，考虑到张卜天在翻译时同时参照了罗森译本，并且改正了瓦里斯译本的不少错误，这个新译本就不是没有意义的。

伽利略的《关于两门新科学的对话》（Dialogues Concerning Two New Sciences）是他的最后一部著作。两门新科学指的是材料力学和动力学。其中所包含的四篇对话中，后两篇讨论的是匀加速运动和抛体的抛物线轨道；前两篇是对物质的构成、数学的本性、实验和推理在科学中的地位、空气的重量、光速等的讨论。较之伽利略的另一部重要著作《关于两大世界体系的对话》（1974年由上海人民出版社出版），这部著作的重要性甚至更加重大。我国著名的物理学史家、科学著作翻译家戈革先生在这里将之首次译出，弥补了长期以来的一个缺憾。

开普勒的著作选的是《世界的和谐》（Harmonies of the World）的最后一卷即第五卷，英译者也是瓦里斯。之所以只选了第五卷，主要是因为第五卷处理的是天文学，而且也是全书的高潮和总结。在第五卷中，开普勒提出了著名的关于行星周期和距离的第三定律。《世界的和谐》的前两卷讨论的是几何对称和比例，第三卷讨论的是音乐中的和谐，第四卷讨论的是占星学。在我国，一直鲜有人研究开普勒，原因之一就是一手材料难以找到，而且晦涩难解。张卜天在这里首次译出开普勒的著作，将大大有益于学界对开普勒的研究。

牛顿的《自然哲学的数学原理》（The Mathematical Principles of Natural Philosophy或Principia）此前已由中央党校哲学部的王克迪教授根据Andrew Motte的译本译出全本，并于1992年由武汉出版社以及2001年由陕西人民出版社相继两次出版。霍金选的仍然是这个版本，所以这里只是改正了此前中译本的一些错误。

爱因斯坦部分是从H.A.Lorentz, A. Einstein, H.Minkowski和H.Weyl编的《相对论原理》（Des Relativitatsprinzip）中选取的爱因斯坦的七篇文章。除“哈密顿原理和广义相对论”一篇外，其余各篇以前都曾在我国著名物理学史家许良英、范岱年编译的《爱因斯坦文集》第二卷（商务印书馆，1977年）中出版过，这次收入时只由译者做了个别订正。

为了方便中文读者阅读，除保留了英译者脚注外，中译者还给出了较多的脚注。

煌煌五大科学巨著由享誉世界的科学名人霍金编辑、由我国科学史界的老中青三代学者联袂译出，的确是一件可喜可贺的事情。感谢湖南科学技术出版社独具慧眼，为中国读者奉上这件稀世珍品，为科学传播再立新功。是为序。