閱讀本書，您隻需具備一個條件：對科學富有好奇心！本書探討了物理學從古希臘到現代的發展歷程，介紹了經典力學、熱力學和統計力學、電磁學、相對論、量子力學、原子及分子物理以及天體物理學，另附有形式多樣的練習題。翻開這本書，您不僅可以了解物理學中的原理，還可以看到許多科學家鮮為人知甚至令人咋舌的一面。許多書在講述物理學的故事時一點數學公式也不用，這會讓物理學的故事至少損失一半，因為沒有數學的物理學就不是嚴格的科學。本書既利用了數學符號的描述性功能又沒有過多的計算，在敘述故事的同時原汁原味地保留了物理等

●第1章物理學的語言 / 11.1無窮級數和數列： 從芝諾到魏爾斯特拉斯 / 11.2幾何和數 / 5練習 / 10第2章科學的黎明 / 112.1亞裡士多德 / 112.2空間、時間和物質 / 122.3宇宙 / 142.4自然的行為有目的嗎 / 18練習 / 20第3章天文學鋪就道路 / 213.1亞歷山大的天文學家 / 213.2哥白尼和他的日心說 / 263.3開普勒及其對天文學的貢獻 / 30練習 / 34第4章伽利略的生平 / 35練習 / 45第5章17世紀： 科學萌芽 / 475.1數的連續性；函數；笛卡兒解析幾何 / 475.2重要的實驗和發明 / 555.2.1托裡拆利氣壓計和玻意耳氣體定律 / 555.2.2斯涅耳折射定律和光的本性 / 585.3微積分的發明 / 61練習 / 69第6章艾薩克·牛頓 / 726.1不快樂的童年和他在劍橋的生活 / 726.2原理 / 766.2.1運動定律簡介 / 766.2.2運動舉例 / 816.2.3引力 / 866.2.4伽利略相對性原理 / 886.3牛頓發表《原理》之後的生活 / 89練習 / 90第7章經典力學 / 947.1牛頓之後的力學 / 947.1.1角動量 / 957.1.2固體圍繞固定軸的旋轉 / 967.1.3單擺 / 987.2振動的弦；偏微分方程和傅裡葉級數 / 1007.3分析力學中的重要概念 / 1057.4流體力學 / 110練習 / 114第8章化學發軔 / 1198.1化學與煉金術的關繫 / 1198.2氣動化學家 / 1208.3道爾頓和物質的原子論 / 1248.4阿伏伽德羅理論和理想氣體定律 / 128練習 / 131第9章熱力學和統計力學 / 1329.1熱力學 / 1329.1.1熱 / 1329.1.2能量守恆和熱力學第一定律 / 1339.1.3熱力學函數，狀態方程和相圖 / 1369.1.4熱力學第二定律；熵 / 1399.2統計力學 / 1479.2.1氣體分子運動論 / 1479.2.2麥克斯韋玻爾茲曼分布 / 1489.2.3吉布斯統計物理 / 1559.2.4均分定理 / 1589.2.5波動 / 1599.2.6擴散 / 162練習 / 163第10章電磁學 / 17010.1早期歷史 / 17010.2靜電學，穩態電流和磁性 / 17110.2.1靜電學 / 17110.2.2電池的發現 / 17310.2.3電流和磁性 / 17510.2.4電磁單位 / 17910.2.5歐姆定律 / 18010.2.6電與化學 / 18210.3法拉第電磁感應 / 18410.4電磁波 / 18910.4.1光的波動性得以證實 / 18910.4.2關於矢量場的兩條重要定理 / 19210.4.3麥克斯韋和他的方程 / 19710.4.4材料介質中的電磁場 / 208練習 / 213第11章陰極射線和X射線 / 21911.1陰極射線 / 21911.2X射線的發現 / 22011.3電子的發現 / 22311.4X射線衍射 / 22411.5電子發射和電子閥 / 22811.5.1熱電子發射 / 22811.5.2場發射 / 231練習 / 231第12章愛因斯坦相對論 / 23412.1愛因斯坦早期的生活和研究 / 23412.2狹義相對論 / 23612.2.1預備知識 / 23612.2.2洛倫茲變換的由來 / 24112.2.3長度縮短和時間膨脹 / 24312.2.4狹義相對論的運動定律 / 24412.3物理定律的不變性 / 24612.3.1閔可夫斯基四維時空 / 24612.3.2張量和相對論不變性 / 24912.4廣義相對論 / 25512.4.1廣義相對性原理 / 25512.4.2曲線張量 / 25812.4.3愛因斯坦方程 / 26012.5有名的科學家 / 264練習 / 267第13章量子力學 / 27013.1光的量子化 / 27013.1.1黑體輻射和普朗克定律 / 27013.1.2光電效應 / 27613.1.3愛因斯坦繫數 / 27813.1.4激光 / 28013.2原子結構 / 28113.2.1湯姆孫靜態原子模型 / 28113.2.2盧瑟福原子模型 / 28213.2.3玻爾模型 / 28413.2.4自旋的發現 / 28913.3波粒二相性 / 29013.4形式化的量子力學 / 29213.4.1薛定諤方程 / 29213.4.2束縛粒子的定態 / 29713.4.3海森堡不確定性原理 / 30113.4.4散射態和隧穿現像 / 30613.4.5躍遷 / 31113.4.6經典力學與量子力學的聯繫 / 312練習 / 313第14章原子、分子和固體 / 32414.1單電子原子 / 32414.1.1軌道角動量 / 32414.1.2中心場中粒子的定態 / 32914.1.3氫原子定態 / 33114.2電子自旋 / 33514.2.1氫原子能級的精細結構 / 33514.2.2電子自旋的形式化描述 / 33614.3輻射場及其和物質的相互作用 / 34014.3.1線性諧振子 / 34014.3.2對輻射場的量子力學描述 / 34214.3.3輻射場和物質的相互作用 / 34314.4全同粒子的不可區分性和量子統計 / 34514.4.1全同粒子的不可區分性 / 34514.4.2玻色子 / 34714.4.3費米子 / 35014.5多電子原子 / 35314.素周期表 / 35314.5.2自洽場 / 35714.5.3多電子原子的能級 / 36114.6分子 / 36314.6.1玻恩奧本海默近似 / 36314.6.2雙原子分子： 電子項 / 36414.6.3雙原子分子的原子核運動 / 36714.6.4多原子分子 / 37014.7固體 / 37014.7.1正格子和倒格子的 / 37014.7.2晶體的單電子態 / 37214.7.3金屬 / 37414.7.4鐵磁性金屬 / 38114.7.5半導體 / 38214.7.6pn結和晶體管 / 38514.7.7晶格振動 / 38714.7.8超導性 / 391練習 / 394第15章非常小和非常大 / 40215.1核物理 / 40215.1.1放射性 / 40215.1.2核反應以及中子的發現 / 40615.1.3核裂變以及首次核反應 / 40915.1.4核模型 / 41115.1.5基本粒子和標準模型 / 41115.2狄拉克電子理論和量子電動力學 / 41615.2.1狄拉克電子理論 / 41615.2.2量子電動力學 / 42415.3宇宙學 / 43915.3.1星繫 / 43915.3.2恆星的創生和死亡 / 44015.3.3地球 / 44315.3.4宇宙： 膨脹的宇宙 / 443練習 / 445附錄數學筆記 / 447主題詞索引 / 457人名索引 / 464

本書以物理學演化歷史為敘述順序，注重從觀察、實驗、理論和應用這一科學發展的內在邏輯角度，講述物理學知識體繫是如何一步步建立起來的，內容涉及經典力學、熱力學與統計力學、電磁學、相對論、量子力學、原子與分子物理學以及天體物理學等。科學家生平故事穿插其中，鮮活展現了重大物理學進展中的人。可以說，物理學的歷程正是一代代物理學家探索自然界的好奇之旅。相信讀者從本書可以更加容易、更加清晰地發現科學是怎樣從簡單的開始，又是如何發展成為今天這宏偉而復雜的精神大廈的。

[希]AntonisModinos著 著 孫琦 譯