物理學的100個基本問題

CONTENTS 目錄

一、 物理概述大而話之 //1

001物理學的來歷——從古希臘哲學說起 //2

002什麼是物理學——萬物之理 //3

003先來說“宇”——空間尺度的42個臺階 //5

004再來說“宙”——時間尺度的44個數量級 //8

005不要胡子眉毛一把抓——談建立理想模型 //12

006偉大頭腦的天才產物——物理學中的思想實驗 //14

007紛紜復雜的統一——基本的自然力 //16

008物理學的憲法——守恒律和對稱性 //19

二、 經典物理走馬觀花 //23

009優美和諧的數學詩歌——開普勒三大定律的發現 //24

010理論預測和科學必然——萬有引力定律和海王星的發現 //27

011物體究竟落在何處——慣性系和非慣性系（一）//30

012繼續深究落體——慣性系和非慣性系（二） //32

013能量是什麼——一個漫長而曲折的認識過程 //35

014最重要的守恒定律——漫談熱力學第一定律 //38

015一切過程都有一定的方向性——漫談熱力學第二定律（一） //42

016方向背後的規律——漫談熱力學第二定律（二） //44

017最冷有多冷——漫談熱力學第三定律 //48

018太太和丈夫究竟誰錯了——伽伐尼電流的發現 //50

019機遇偏愛有準備的頭腦——電流磁效應的發現 //53

020“初生的嬰兒有什麼用”——法拉第電磁感應定律 //55

021經典物理學的第三次偉大綜合——麥克斯韋電磁場理論 //58

022光是什麼——光的本性認識的爭論 //60

023繼續認識光——波動說的勝利 //62

024光是什麼波——偏振、橫波、電磁波 //64

三、 近代物理曙光微現 //67

025即將噴發的火山口——19世紀與20世紀之交的物理學 //68

026三大發現的序幕——陰極射線 //69

027新時代的曙光——電子的發現 //71

028能穿透物體的神光——X射線的發現 //73

029X射線的深遠影響——諾貝爾獎的搖籃 //75

030又有一種新射線——天然放射性的發現 //77

031元素也變化——天然放射性的本質 //79

032第一朵烏雲——邁克耳孫莫雷實驗的“零結果” //80

033第二朵烏雲——黑體輻射的“紫外災難” //83

物理學的100個基本問題目錄

四、 現代物理兩大支柱 //86

034創立過程——狹義相對論漫談之一 //87

035基本公設——狹義相對論漫談之二 //89

036相對的時空——狹義相對論漫談之三 //91

037質量和能量——狹義相對論漫談之四 //93

038嶄新的引力理論——廣義相對論漫談之一 //95

039說說引力場方程——廣義相對論漫談之二 //97

040實驗驗證（1）——廣義相對論漫談之三 //99

041實驗驗證（2）——廣義相對論漫談之四 //101

042“最少的電”是多少——基本電荷的測定 //103

043能量居然不連續——古怪的量子 //104

044又問光是什麼——波粒二象性 //106

045最偉大的物理學家——愛因斯坦 //108

046原子中別有洞天——玻爾模型（一） //110

047原子中別有洞天——玻爾模型（二） //112

048量子力學的精神家園——玻爾研究所 //114

049“我們是波！”——德布羅意的重大發現 //116

050電子衍射——物質波的實驗驗證 //118

051海森伯與矩陣力學——量子力學走馬觀花（一） //120

052薛定諤與波動力學——量子力學走馬觀花（二） //122

053狄拉克方程——量子力學走馬觀花（三） //124

054物質波，概率波——量子力學走馬觀花（四） //126

055不確定性原理和互補原理——量子力學走馬觀花（五） //127

056愛因斯坦“光子箱”和“薛定諤貓”——量子力學走馬觀花（六） //129

五、 粒子物理紛紜天地 //132

057當面相逢不相識——中子的發現 //133

058有客自天外來——宇宙線 //135

059撒向太空的大網——宇宙線物理的發展 //136

060探測粒子的利器——雲室 //138

061現代煉金術——人工核反應 //141

062“秋千越蕩越高”——回旋加速器 //142

063群星爭輝——諾貝爾獎專業戶 //144

064眾說紛紜——原子核模型 //145

065原子能時代的開端——重核裂變和鏈式反應 //148

066β衰變的研究——中微子假說 //150

067眾裏尋她千百度——捕捉中微子 //151

068湯川秀樹的預言——μ介子和π介子 //153

069這一回是真的——捕捉π介子 //155

070一群怪客的造訪——奇異粒子 //157

071更吹落，星如雨——共振態粒子 //159

072“θτ”疑難——宇稱有時不守恒 //162

073龐大的家族——“基本”粒子分類一覽 //164

074“基本粒子”不基本——誇克模型（一） //167

075是大團圓嗎——誇克模型（二） //169

六、 宇宙物理心事浩茫 //172

076夜空為什麼黑暗——從奧伯斯佯謬談起 //173

077宇宙像膨脹的面包——哈勃紅移 //174

078辟地開天一瞬間——大爆炸宇宙學 //177

079遠古的奧秘——三大事實支持 //179

080更上一層樓——暴脹宇宙論 //181

081看不見的更多——關於暗物質 //183

082“白癡問題”有答案——宇宙有限而無界 //185

083杞人憂天現代版——生生滅滅話恒星（一） //188

084杞人憂天現代版——生生滅滅話恒星（二） //190

085吞噬一切的星體——黑洞 //192

086微弱的宇宙振蕩——引力波 //195

087天空實驗室——雙星引力輻射阻尼 //197

七、 技術物理相映生輝 //200

088先有蛋還是先有雞——談物理學與技術 //201

089電子學的裏程碑——晶體管的發明 //203

090方寸之間，幾乎無限——現代集成電路 //205

091“光”是怎樣“激”出來的——談談激光原理 //207

092果然神奇無比——激光及其應用 //209

093平面上的立體奇觀——全息術 //212

094逼近低溫極限——激光冷卻 //214

095超低溫的奇跡——超導體的發現 //216

096零電阻和磁懸浮——超導體的性質 //219

097相對的輝煌——BCS超導理論 //220

098“水”往高處走——神奇莫測話超流 //223

099“世界正為之而改變”——納米科技 //226

100又逢山雨欲來時——看21世紀物理學 //228

參考文獻 //231