索末菲理論物理教程：變形介質力學（簡體書）

本書是“索茉菲理論物理教程”的第二卷，主題是變形介質力學。“索末菲理論物理教程”包括力學、變形介質力學、電動力學、光學、熱力學與統計物理、物理學中的偏微分方程六卷，是作者給Muenchen大學和理工學院物理專業大三、大四學生講課的手稿整理而成的。索末菲老師教書是物理數學融合在一起的，關鍵是他還能實驗物理和理論物理一起教。索末菲的教學應該是深刻地影響到了不少人。他的教學非同於一般的教書匠，其教科書裡融入了自己的理解還有自己對學術的貢獻。索末菲對物理學的貢獻是多方面的，即便面對愛因斯坦這樣的人物，也未必遜色多少。

Arnold Sommerfeld（1868-1951），是德國偉大的理論物理學家，大師之大師，學生中有包括海森堡和泡利在內的6位諾貝爾獎得主。他一生著述豐富，其中之一就是由他給Muenchen大學和理工學院物理專業大三、大四學生講課的手稿整理的六卷理論物理教程，包括：力學、變形介質力學、電動力學、光學、熱力學與統計力學和物理學中的偏微分方程，已被譯成英文、法文和俄文等其他文種出版，課程的核心是經典物理學。

此一理論物理教程的作者，阿諾德·索末菲，是促成1910-1930年間物理學所經歷之變遷的關鍵人物之一。沒有他的滿懷雄心的、不懈的努力，關於原子的量子理論，不管是其狂飆式的進展還是廣泛的傳播，都不可能是我們所看到的那個樣子。索末菲在慕尼黑的理論物理所裡形成了一個學派，那裡的原子論研習者們，德國人和外國人，初出茅廬的和小有成就的，源源不斷地創作出研究論文。他的名著《原子構造與譜線》，以及隨後出版的《波動力學》，在很長時間裡是獨有的關於此一基礎領域之全面的、權威的論述；其後續版本令人印象深刻，乃是對自玻爾第一批文章之後原子理論的快速進展的概述。
索末菲所受的學術訓練以及早期研究都根植於經典物理的數學方法，也因此他熟練掌握特別是在1926年薛定諤波動力學之後出現的那些新生的量子物理方法。自然地，也更因為其本人從經典理論的審美中所體會的愉悅，索末菲會給他的學生們以經典方法的系統訓練。數學表述，還有它的物理詮釋，與實驗具體化之間的和諧在索末菲的教程中如浮雕一樣被呈現出來，深刻地影響了他的學生們。
當索末菲整理他的教程準備將其付梓時，他已年過七十，結束了他長達四十年的學術培養生涯。他做這件事有兩重意義：保全那些支撐物理取得偉大勝利的成果以度過危機，向年輕一代的物理學家傳承那些在解決經典問題過程中形成的有價值的分析工具。自1895年撰寫論物理中的任意函數的博士論文時起，索末菲在完善這些工具方面扮演了一個非常活躍的角色。在他早期的技藝高超的工作中，有一項是波在邊緣上衍射問題的嚴格解的構造，為此他擴展了黎曼在函數理論中的方法，結果是用多值空間中的鏡像法得到了衍射問題的一個解。讀者會在第5卷（光學）中看到相關討論。索末菲同哥廷恩的數學大家克萊因合著的論轉動剛體理論的範本，即四卷本《陀螺理論》，跨越了其早年在哥廷恩的時期一直到其在慕尼黑的量子時代之初。該書的目的是通過將大量不同的數學內容，如函數理論、橢圓函數、四元數、Klein-Caley參數等，應用於剛體動力學問題來展現純數學與應用數學之間的密切聯繫。當其在亞坤工業專科學校做工業力學崗位教授時，即1899-1905年間，索末菲對工程問題產生了濃厚的興趣。他關於潤滑流體力學、工作於同一傳輸在線的發電機間的相互影響、火車剎車等問題的論文，無一不是採用了一般性處理方法而因此具有持久的價值。當無線電報出現時，索末菲及其弟子的系列論文開始研究無線電的發射與傳播模式。這些都是在相應領域中索末菲堪為大師的那些數學方法的卓越案例。特別地，無線電繞地球的衍射問題被轉化成了復積分的討論，有了嚴格解（參見第6卷，第6章）。
此處羅列一個詳細的、索末菲因之豐富了物理理論的成就清單有點兒不合適。讀者可以參閱文後列舉的一些文章。但是，不妨就索末菲作為老師，以及如今要翻譯出版的這個教程，多說幾句。
慕尼黑的理論物理課程分為通識課和專業課兩類。前者每周四小時，確切地說是分成45-50分鐘一節的課，冬季學期持續13周，夏季學期持續11周。（索末菲的）那六門課就構成了當前六卷本的主題。每門課都是給選修了實驗物理演示課程（任課教師先為倫琴，後來是維恩）的學生的導論。在實驗物理課上，學生要求獲得對物理現象的實地考察，以及基於本質上非數學的處理對考察結果的定量評價。而在理論物理課上，基礎內容會被重修梳理一遍，但是目標瞄向了未來可用於高等問題的形成數學處理（能力）和構建全面理論（知識）。後者從一個系列的課程到另一個系列的課程是變動的，後期會納入一些專題因而也會引起此前學過相關內容的高年級學生的興致。除了講座，還有每周兩個小時的討論課。
專業課是每周兩小時的講座，主題是那些在通識課上只能略加論述的主題，或者時令的話題。索末菲的講座一般會和他當時的研究有關係，經常有部分內容很快會出現在他的原創論文中，這方面的例子有將洛倫茲變換詮釋為四維空間裡的轉動（第3卷，第26節），從波動光學到幾何光學的過渡（第5卷，第35節）和色散介質中信號速度的討論（第5卷，第22節）。這些主題又會被納入通識課中，此前通識課中不那麼有趣的部分會被拿掉。
除了講座類課程，還有關於高級課題的討論班、報告會。為此學生要總結分到手的課題、作報告，這常常意味著持續數星期的高強度學習。
在學生眼中，索末菲講座最吸引人的地方是（條理）清晰：從物理一側的處理方式，數學問題的提取，對所採用方法之簡單但具有一般性的解釋，重新用物理實驗語匯對結果的充分討論。他在黑板上有力的、布局得當的板書，清爽的圖示，極大地幫助了學生在每一階段之後鉆研所涉及過的主題。此外，課程的標準足夠高，能耗盡優秀學生的氣力，還要求細心的合作。這在一個不點到、全靠自覺的大學系統裡是重要的。在就一個問題從頭討論的練習中，初學者也會引起索末菲或者助教的注意，其會因自己的付出被讚賞而受到鼓舞。
無論學生歲數大小，索末菲對於真正的努力都具有特別的鑒賞力。這是德拜、泡利、海森堡（只提如今已獲得諾獎的幾位）這個級別的科學家早年求學生涯中投奔他的原因。但是，那些資質一般的學生也得到了很好的照料，會賦予較小的問題和較少的期待以鍛煉其能力。懶散的學生不久就會自行離開。故此，索末菲的學生們形成了一個精英小團體，但人數也維持足夠多，能夠產生一股協助新手迅速獨自揚帆起航的和風。祝願索末菲教程的（英文）翻譯廣為散播這股和風，協助其他的群體去航行在發現的海洋上。