前進(jìn)中的物理學(xué)與人類文明

第 一章 從牛頓開始 1
牛頓開啟了物理學(xué)的大門 1
牛頓力學(xué)的應(yīng)用和哲學(xué)意義 6
開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三大定律和牛頓的萬有引力定律 13
光是粒子還是波 19
牛頓在物理學(xué)、數(shù)學(xué)等各方面的涉獵 23

第二章 物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)和理論研究 26
粗粒化和微擾論——誤差的存在和分析 26
鏡像法——看得見的數(shù)據(jù) 30
材料的檢驗(yàn) 34
信號(hào)——遠(yuǎn)程傳輸和測量 39
再論加速器 41
利用微擾論驗(yàn)證理論 49

第三章 當(dāng)數(shù)學(xué)遇到物理學(xué) 54
數(shù)學(xué)在物理學(xué)中的重要作用 54
幾何和代數(shù) 56
萬物皆數(shù) 61
對稱和非對稱 63
微分幾何和量子場論 67

第四章 麥克斯韋理論 73
電、磁研究塑造現(xiàn)代文明 74
麥克斯韋方程組 78
電磁波和光、反射和折射規(guī)律，以及干涉、衍射 82
邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)，否定了電磁以太的存在 85

第五章 相對論 88
光速不變的秘密 88
“同時(shí)”不同時(shí)——時(shí)間的相對性 93
相對論的直接驗(yàn)證 99
狹義相對論的應(yīng)用 100
廣義相對論 104
黑洞與奇點(diǎn) 107
引力波 111
蟲洞 114
未來的星際旅行 115

第六章 認(rèn)識(shí)宇宙 117
人類在宇宙中的地位 117
太陽 120
恒星的死亡過程 122
宇宙的創(chuàng)生和演化 128
正反物質(zhì)的不對稱性 135
暗物質(zhì)與暗能量 137

第七章 統(tǒng)計(jì)物理的古怪研究 143
統(tǒng)計(jì)對物理學(xué)有多重要 143
微觀和宏觀世界的橋梁 150
多體問題 154
熵的引入和熱力學(xué)第二定律 158
負(fù)熵告訴你，人為什么會(huì)衰老和死亡 161
相變 164
細(xì)胞、染色體和DNA 168
什么是生命？ 172
COVID-19的傳播和變異 178

第八章 玄妙的量子物理世界 183
黑體輻射 184
舊量子論和新量子論 193
不確定性原理 197
糾纏態(tài)和遠(yuǎn)程傳輸 199
量子計(jì)算機(jī) 201
量子力學(xué)的局限性，二次量子化和量子場論 202
再論冠狀病毒的變異（量子力學(xué)） 207

第九章 基礎(chǔ)物理是理解世界體質(zhì)的工具 212
關(guān)于物理學(xué) 212
夸克模型的建立 215
粲偶素粒子開拓人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新認(rèn)知 225
新夸克結(jié)構(gòu) 229
4種相互作用與楊-米爾斯理論 231
對稱性和對稱性破缺 238
現(xiàn)有理論的缺陷 246
微擾和非微擾，物理的解析和數(shù)值表述 250
第十章 中微子的故事 254
中微子的發(fā)現(xiàn) 254
太陽中微子“丟失”之謎 256
中微子物理可以為人類造福 260

結(jié)束語：終極真理是否存在 262
后記與致謝 267