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出版者:Johns Hopkins University Press

作者:Paul J. Nahin

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:2002-10-9

价格:GBP 30.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780801869099

丛书系列:

图书标签:

传记
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具体描述

"He was a man who often was incapable of conducting himself properly in the most elementary social interactions. His only continuing contacts with women were limited to his mother, nieces, and housekeepers. He was a man who knew the power of money and desired it, but refused to work for it, preferring to live off the sweat of his family and long-suffering friends, whom he often insulted even as they paid his bills."-from the book This, then, was Oliver Heaviside, a pioneer of modern electrical theory. Born into a low social class of Victorian England, Heaviside made advances in mathematics by introducing the operational calculus; in physics, where he formulated the modern-day expressions of Maxwell's Laws of electromagnetism; and in electrical engineering, through his duplex equations. Now available in paperback with a new preface by the author, this acclaimed biography will appeal to historians of technology and science, as well as to scientists and engineers who wish to learn more about this remarkable man.

好的，这是一份关于名为《Oliver Heaviside》的图书的详细简介，内容不涉及该书本身，着重于周边领域和背景，并以专业、深入的笔触展开，力求自然流畅。 --- 跨越时代的电磁学与数学的交汇点：探寻二十世纪初科学思想的洪流图书简介：本书并非直接聚焦于传记文学或狭义的科学史记述，而是选择了一个更宏大、更具结构性的视角，深入剖析了二十世纪初叶，在科学思想史上占据关键地位的几大思潮、技术突破，以及支撑这些进步的数学工具的演进。我们试图构建一个知识的生态系统，在这个系统中，像奥利弗·赫维赛德（Oliver Heaviside）这样的人物——尽管本书不直接论述其生平——所处的时代背景、他所面对的科学挑战，以及他所推动的理论范式转变，得以清晰地呈现。这份导读将引导读者穿越维多利亚时代晚期至爱德华七世时代，审视电磁学领域从麦克斯韦方程组的抽象美感，到实际工程应用之间的巨大鸿沟。重点将放在理论物理学与实用工程学之间的张力，以及这种张力如何塑造了现代电气时代的基石。第一部分：世纪之交的物理图景与数学危机在十九世纪末，经典物理学似乎达到了一个巅峰，麦克斯韦的理论以其优雅的偏微分方程组统一了电与磁。然而，这种“完成感”很快被挑战。本部分将详细探讨当时物理学家们在处理波动传播、能量守恒以及以太概念时遇到的理论困境。 1. 麦克斯韦理论的工程化挑战：麦克斯韦方程组在数学形式上是完备的，但其解析解法，尤其是在复杂边界条件和瞬态响应下的求解，对当时的数学工具构成了巨大压力。本章将分析傅里叶分析、拉普拉斯变换的早期应用，以及它们如何被工程师们“实用化”地引入，以解决电报和早期无线电传输中的实际问题。我们将对比理论物理学家对形式严谨性的追求与工程师对快速、可操作结果的渴望。 2. 场论与矢量分析的胜利：在赫维赛德活跃的时代，数学家们仍在就向量代数与四元数的优劣进行激烈辩论。本书将详述矢量分析（Vector Calculus）是如何逐渐成为描述电磁场和力学场的标准语言的。这一转变不仅仅是数学符号的改变，更代表了一种对物理实在的深刻认知升级——从关注场点值到关注场的流形结构。我们追溯吉布斯、海维赛德等人对这一工具集建立的贡献，展示如何通过恰当的数学工具，将原本晦涩的物理概念转化为可计算、可验证的工程模型。 3. 媒介的黄昏：以太的阴影与新物理的曙光：虽然本书不涉及狭义相对论的直接阐述，但我们会详细描绘“以太”概念在十九世纪末的衰落过程。这种对“不可见的承载者”的依赖，是当时物理学界集体思维定势的一个缩影。通过分析光速不变性实验的背景，以及早期尝试调和电磁学与牛顿力学的失败尝试，读者可以理解为什么需要一种全新的、更基础的数学框架来描述时空关系。第二部分：跨导线的艺术：通信技术与系统思维的崛起在这一部分，我们将视角转向了新兴的技术领域，特别是长距离电报、海底电缆和无线电通信的早期发展。这些工程实践是驱动理论进步的强大引擎。 1. 长电缆的“时间延迟”难题：长距离电报电缆的铺设，特别是跨大西洋电缆，带来了严重的信号衰减和失真问题。对于一个信号而言，电缆不再是瞬时传输的导线，而是一个具有特定“传输线特性”的物理系统。本章将深入探讨传输线理论的基础，分析电容、电感、电阻和泄漏电导如何共同决定了信号的传播速度和波形保真度。这里的核心是系统思维的萌芽——认识到整体的行为并非简单地是部分之和。 2. 阻抗匹配与“最佳”设计理念：随着交流电时代的来临，阻抗（Impedance）的概念变得至关重要。本书将考察早期工程师们如何通过经验和半经验的方法，摸索出最大功率传输的条件。从简单的欧姆定律到复杂的复数阻抗分析，这一过程体现了理论与实践的相互促进。阻抗的概念，作为一种描述系统对交流激励响应的量度，是现代电路分析的基石，其在通信工程中的早期应用具有开创性意义。 3. 瞬态响应与微分方程的实际应用：在分析电路打开或关闭的瞬间，电路中的电流和电压行为由高阶线性微分方程描述。本部分将展示，当时解决这些瞬态问题的迫切需求，如何推动了对拉普拉斯变换、Heaviside单位阶跃函数等数学工具的广泛采纳和发展。工程师们需要一种“捷径”来避免繁琐的积分和代数运算，而这些数学工具恰好提供了这种简洁高效的求解路径。第三部分：工程的逻辑与理论的桥梁最后一部分，我们将探讨在知识体系建立过程中，非正规的、实践驱动的研究方法如何催生了具有持久生命力的科学洞察。 1. 理论的“直觉构建”：在那个缺乏统一符号和规范的时代，许多突破性的洞察并非来自于正式的学术论文，而是来自于那些直接面对物理世界复杂性的实践者。本书将分析这种“工程师式”的直觉——基于对物理现象的深刻理解和反复的实验试错，构建出可用的、甚至是超越当时严格理论框架的简化模型。这种构建方式，虽然在数学上可能缺乏早期严格性，却在物理上具有极强的预测力。 2. 知识的普及与教科书的演变：在信息传播相对缓慢的时期，如何有效地向下一代工程师和科学家传授复杂知识至关重要。本章将研究该时期关键的工程学和物理学教科书的特点——它们如何选择性地强调某些数学工具，如何通过实例驱动的方式来解释抽象概念，以及它们如何尝试弥合大学实验室与工业车间之间的知识鸿沟。 3. 对后世影响的深远回响：本书的结论部分将超越历史的即时性，探讨在二十世纪后续的几十年中，那些在二十世纪初被建立起来的分析方法和系统思维如何被继承和发扬光大。从控制论（Cybernetics）的兴起到现代信号处理的建立，那个时代对“系统”和“场”的理解，为后来的信息时代奠定了不可磨灭的哲学和数学基础。本书旨在为读者提供一个多维度的视角，理解一个伟大的科学变革时期，物理学的严肃性是如何与工程学的创造力相互交织、共同塑造了我们今天所依赖的电磁世界。