写给未来工程师的物理书

本书面向未来工程师， 为年轻一代提供有深度、成 体系、接前沿的物理学科普 知识。 本书以体系化的观点和 整体视角，将五大物理学理 论构成一个有机整体。在每 个理论内部，又围绕其内在 的逻辑或特征形成自身的体 系。同时，重点剖析了各个 理论形成过程中的重大突破 和创新环节，以加深读者对 物理学理论发展中原始性创 新的理解。 在体系化介绍物理学理 论知识的同时，剖析了这些 重大创新成果、创新过程中 蕴含的科学精神、科学素养 和科学方法，同时把物理学 理论自然延伸到物理学应用 的前沿，重点介绍了量子应 用、宇宙与天体等与时代紧 密相连的应用成果，激发青 年读者对物理学的兴趣，增 强他们的科学精神、科学素 养和创新意识，并且以物理 学与马克思主义哲学的互动 ，促进青年读者科学世界观 和方法论的形成。 除面向未来工程师，本 书还可为各类管理、工程技 术人员系统地、快速地了解 近现代物理学理论和前沿应 用提供帮助。

绪论 0.1 物理学的研究内容 0.2 物理学是最接近物质世界基本问题和规律的自然学科 0.3 物理学是推动历次技术革命和生产力变革的底层驱动力和基础支撑 0.4 物理学与现代人的认知空间 0.5 物理学与哲学 0.6 物理学与科学素养 0.7 开启物理学这扇窗 第1章 牛顿力学 1.1 物理学的基石——牛顿力学 1.2 伽利略的贡献 1.2.1 开实验和科学推理相结合之先河——斜板实验及落体定律 1.2.2 现代建模和模拟技术的思想发端——理想实验方法 1.2.3 纠正被“扭曲千年”的力与运动的传统观念，提出惯性概念 1.2.4 贯穿牛顿力学、狭义相对论、广义相对性的相对性原理 1.2.5 支持哥白尼日心说，推动人类文明的进步 1.2.6 来到动力学的门前，为牛顿铺平道路 1.3 科学上的牛顿革命 1.3.1 摒弃从假说出发，强调从实验和观察出发，强调归纳 1.3.2 把数学分析方法引进到对自然界的研究中 1.3.3 用演绎化思想构建科学理论 1.4 集大成的牛顿力学 1.4.1 牛顿相对性原理和绝对时空观 1.4.2 牛顿力学三定律 1.4.3 动能定理和动量定理 1.4.4 能量守恒定律和动量守恒定律 1.4.5 对称、守恒、变换不变性三者间的关系 1.4.6 圆周运动 1.4.7 万有引力 1.4.8 其他重要内容 1.5 牛顿力学与科学精神、科学思想、科学方法 1.5.1 科学精神 1.5.2 科学思想 1.5.3 科学方法 1.6 牛顿力学与数学 1.6.1 牛顿力学与欧几里得几何 1.6.2 牛顿力学与向量 1.6.3 牛顿力学与微积分 1.7 牛顿力学的局限性 1.8 牛顿力学后续的发展 1.9 牛顿力学与人文思想进步 第2章 经典电磁学 2.1 概述 2.1.1 电磁学理论的重大意义 2.1.2 电磁学发展的主要历程 2.1.3 电磁学的基本逻辑框图 2.2 电磁学理论之一翼——简洁优美的麦克斯韦方程组 2.2.1 “利器”“归纳”“类比”“算子”“俯瞰”多措并举，进行组合剖析 2.2.2 “利器”（1）——从常识到算子，定义描述场变化的量 2.2.3 “利器”（2）——为变换作准备的转换定理 2.2.4 从哲学角度“俯瞰”麦克斯韦方程组 2.2.5 从“归纳”“类比”的角度看麦克斯韦方程组的积分式 2.2.6 利用算子和转换定理，把积分式变成微分式，为求解作准备 …… 第3章 相对论 第4章 量子理论 第5章 热力学 第6章 从量子力学理论到量子技术 后记 致谢