物理学与人类文明(第三版)

本书围绕数百年来，特 别是20世纪以来物理学的发 展，全面介绍了物理学各个 分支领域的重大突破以及它 们对现代科学技术的引领作 用，着重阐述了孕育现代物 理学发展的科学精神、方法 论和世界观。本书结合古今 中外科学与人文的具体实例 ，将自然科学与科学精神作 为一种文化进行阐述，对科 学的发展规律、思维方式等 作了较为开放但又不失其严 谨性的探索，实现了科学与 人文较为成功的结合。 本书的特色是联系实际 、通俗易懂、适应面广。本 书在基本没有数学推导的前 提下，介绍了物理学的重大 进展，包括经典物理学、量 子物理学、相对论、物质结 构、现代宇宙学、非线性物 理学等内容，并介绍了它们 的实际应用实例，如超导体 、激光、晶体管、全球定位 系统、量子通信、聚变能源 等；把物理学中奥妙无穷的 现象和规律与现代社会中的 相关问题结合起来，对诸如 “科学否定观”“严谨性的极 限”“科技双刃剑”“条件好坏 与成就大小”“真理与美”等 问题进行了深入浅出的阐述 。 希望本书能为广大青年 学生、人文社科工作者提供 一个了解科学、把握科学思 维方法、培养科学精神的途 径。

绪论 第1章 经典物理学 1.1 天地运动 1.1.1 天与地 1.1.2 牛顿——站在巨人的肩膀上 1.1.3 能量、动量守恒的时空对称性 1.1.4 严谨的科学方法论 1.1.5 牛顿的科学观 1.2 冷热现象 1.2.1 温度与热量 1.2.2 能量守恒的具体表述 1.2.3 自然现象演化的方向性 1.2.4 热寂说及其终结 1.3 以光速传播的电磁波 1.3.1 发现电磁波 1.3.2 电磁波谱 1.3.3 真理与美的关联 1.3.4 名师指点与自身感悟 1.3.5 光是一种电磁波 1.3.6 三维全息照相 参考文献 第2章 量子物理学 2.1 原子模型 2.1.1 原子概念 2.1.2 发现电子 2.1.3 汤姆孙原子模型 2.1.4 卢瑟福原子模型 2.2 量子假说 2.2.1 普朗克量子假说 2.2.2 爱因斯坦光子假说 2.2.3 玻尔假说 2.2.4 德布罗意波粒二象性假说 2.2.5 互补性原 2.2.6 上帝是在掷骰子吗 2.3 海森伯不确定性原理 2.4 泡利不相容原理 2.5 量子纠缠——“幽灵般的超距作用” 2.6 科学的否定与创新 参考文献 第3章 量子力学——现代高科技的基石之一 3.1 趋向导电极限的超导体 3.1.1 超导体的奇异特性 3.1.2 超导根源——同性相吸 3.1.3 迎接超导时代的到来 3.2 绚丽多彩的激光 3.2.1 无可比拟的激光特性 3.2.2 产生激光的条件 3.2.3 激光——射向现代社会的各个领域 3.3 晶体管——构筑智慧的细胞 3.3.1 半导体的物理特性