物理的故事

目录
总序 科学中有故事 故事中有科学 i
前言 iii
*章 究天人之际 1
一、夜观星象 2
二、心怀穹庐 5
三、山雨欲来 7
四、春暖花开 9
五、播种在天涯 12
六、经纬度的确定 13
第二章 给地球找个支点：阿基米德的故事 15
一、杠杆原理 16
二、浮力定律 17
三、工程技术 22
四、用思想照亮世界 23
第三章 物理的天人合一 25
一、从精确测量开始 26
二、还宇宙以和谐 27
三、罗伯特 胡克：不仅仅是弹性定律 29
四、惠更斯：站在伽利略与牛顿之间 31
第四章 挑战传统：伽利略的故事 36
一、总体印象 37
二、自由落体 39
三、惯性定律 43
四、力的分解与合成 45
五、钟摆的启示 46
六、光速有限 48
七、为物理学奠基 49
第五章 为物理而生：牛顿的故事 51
一、为明天奠基 52
二、重回剑桥 53
三、成就大厦 55
四、还原真实的历史 58
五、《自然哲学的数学原理》 59
六、影响所及 60
七、对牛顿力学的思考 61
八、引领世界 63
九、笃信宗教 63
十、站在巨人的肩上 64
十一、并非结尾 66
第六章 物质的表象 67
一、振动与波动 68
二、光与色的幻影 70
三、光的速度 72
四、光色原理 75
五、光的干涉 78
第七章 电与磁（一）：走出神话传说 79
一、古老记忆 80
二、神奇的力量 81
三、从驯服电开始 83
四、风筝实验：富兰克林的故事 84
五、库仑定律 86
六、伏打电池 87
第八章 电与磁（二）：从科学到技术的蜕变 89
一、磁针转动 90
二、安培定律和欧姆定律 91
三、电报和电话 92
四、电磁互感：法拉第的故事 93
五、电灯、电影、留声机：爱迪生的故事 97
六、麦克斯韦与无线电 101
七、电磁波的实验发现和应用 103
八、力与场的内涵 105
九、经典理论充满生机 106
第九章 冷与热的感觉 107
一、热现象与温度计 108
二、理想气体状态方程式 112
三、热的本质 113
第十章 宇宙的能量 115
一、蒸汽机的问世 116
二、卡诺的理想热机 118
三、能量守恒定律的发现 119
四、宇宙真的会“热寂”吗 123
五、不必“杞人忧天” 128
六、用理性来还原真实 130
七、永动机：幻想还是谎言 131
八、吉布斯：默默无闻的高人 135
九、小结 139
第十一章 探索微观世界 140
一、添砖加瓦 141
二、在黑暗中发现那一束光亮 143
三、徘徊在宏观与微观之间 144
第十二章 打开原子世界的大门：19世纪末物理学的三大发现 148
一、物理学真的就那么完美吗 149
二、Х射线的发现 153
三、放射性现象的发现 156
四、电子的发现 163
第十三章 爱因斯坦和相对论 167
一、少年时代 169
二、游学瑞士 170
三、体验生存 171
四、不平凡的1905年 172
五、假如你能赶上光速：狭义相对论 175
六、弯曲的时空：广义相对论 177
七、梦想统一场理论 181
八、成名之后 183
九、启示作用 186
第十四章 量子历程 187
一、普朗克：量子论的诞生 188
二、爱因斯坦闯入量子世界 189
三、卢瑟福：原子结构的“有核模型” 190
四、玻尔的原子殿堂：哥本哈根学派 192
五、德布罗意：物质波 194
六、海森堡的“大量子蛋”：矩阵力学 195
七、薛定谔方程：波动力学 197
八、海森堡：测不准原理 198
九、科学是一把双刃剑 199
第十五章 霍金的宇宙思想 200
一、为时间书写历史 201
二、我们从何而来 202
三、霍金的时空观 203
四、《时间简史——从大爆炸到黑洞》 204
五、我们向何处去 206
六、宇宙学是新思想的摇篮 207
七、量子力学和相对论之后现代物理学的新进展 207
参考文献 210
后记 212
【书摘与插画】
《物理的故事 科学的故事丛书，中国科普作协原理事长刘嘉麒院士作序推荐！》：
　　*章 究天人之际
　　大概从人类会思考时起，就开始了对宇宙的探索，包括探索它的周期性运动，人类的这种爱好（或者说兴趣）一直持续到今天。
　　不过，在遥远的古代，人类所有的思考都汇集在一处，后来从里面生长出智慧和思想，它们都包容在科学之树下，其中*重要的一部分就是物理。
　　人类生活在这个世界上，*要务便是生存，自古至今，概莫能外。为了生存，人类就要观察和了解自然，在古代尤其如此。
　　神秘莫测的自然现象引发了人们的好奇，对未知世界的探索便是走向科学的开始。“生命轮回”“物换星移”之类的自然现象一遍又一遍地启发人们思考：世界的变化有无规律可循？什么才是物体的本性？以此为起点，陆续诞生了后来的诸多自然学科。
　　今天的物理学、化学、生物学、天文学等，在古代并没有划分得十分清晰的学科界限，也几乎不见相应的学科名词。
　　通过了解自然现象，人类将日常的感觉经验上升到理论高度，并进一步把理论或原理转化为技术手段，为自身的利益服务。而物理，会考察物体为什么运动，或为什么静止。这看起来似乎很有道理，也符合物体运动的规律，人类就是从这一点出发思考问题的，而且自古以来就是这么做的。
　　一、夜观星象
　　早期的天文观测就是对物理知识的简单运用。在从狩猎到游牧再到农耕的历史进程中，天文观测不可或缺，到了农耕文明时，其重要性更加突出，历法的形成就以此为基础。历法的制定为人类的生产和生活带来极大的便利，特别是服务于农业生产，方便了人们的出行。
　　谁能想到，英国索尔兹伯里以北的古代巨石阵（Stonehenge）建筑遗迹可能就是远古人类观测天象的地方。类似这样的地方，也是古代人类所崇拜的。如果有机会到英国，你可以到那里参观一下。
　　在文字出现之前，知识的积累只能靠口口相传。远古社会懂得天文和历法的人，一般也只传给自己的亲人或部落里*亲近的人。那时，甚至还有群婚制或血婚制的残余，因此，他们不可能有像今天这样的家庭概念。尽管如此，他们的后辈还是在后来建立了*有权威的家族，如中国古代神话传说中的人物伯益、神农、风后等。
　　中国古代的“士”是早期专业的祭司，他们也许是*早的知识分子。那时候的祭司不仅神秘，还是社会上的特权阶层，只是在春秋之后，才逐渐失去了其在政治上的优势。
　　夜观星象是古代人所爱，他们甚至不需要什么仪器，只要持之以恒，就可能有所收获。看得多了，人们就发现了一些规律。例如，北极星似乎永远不动，而其他的星星（除了极少数外），都以相同的步调在运动。
　　宇宙看起来像一个大玻璃球，日月星辰都在这个玻璃球顶上运行，而地球似乎就位于中央。宇宙的有序结构意味着有一种神奇的力量在支配着自然，包括我们自身。对这种神奇力量的探索就是物理学的主要任务。
　　温带地区常常是四季分明，那里的人很容易把天象，特别是把日月的运行与季节的变化联系起来，这对于指导农业生产很有用处。因此，制定历法就成为国家大事。人们也逐渐意识到，天体运动将影响到人民的福祉。人们甚至认为，灿烂的星象决定着每个人的祸福。占星术借此壮大自己的实力、扩充自己的地盘，不过，这也推动了科学的发展，特别是推动了物理学的发展。
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