简明物理史·物理之光 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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齐欣 等 著

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• 物理之光
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出版社： 上海科学技术文献出版社

ISBN：9787543946774

版次：1

商品编码：10502094

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-01-01

用纸：胶版纸

页数：158

字数：149000

正文语种：中文

内容简介

2005年是联合国确定的国际物理年，我国也举办了“物理年在中国”活动，以纪念特殊相对论（又称狭义相对论）发表100周年和伟大的物理学家爱因斯坦逝世50周年。19世纪末、20世纪初，在古典物理学出现危机的关键时刻，爱因斯坦与其他物理学家们以一系列创新性的科学发现与理论成就，共同拉开了相对论和量子理论为基础的现代物理学革命的帷幕。
相对论和量子力学是20世纪重要的科学发现，不仅为我们提供了从微观夸克到宏观宇宙的物质和运动的图像和规律，丰富了我们的物质观和宇宙观，而且为20世纪技术的发展提供了科学的基础，并推动着人类社会进入了一个全新的时代。
我们举办世界物理年活动，不仅仅是为了纪念相对论和爱因斯坦，也不仅仅是为了回顾100年来的物理学发展与成就，我们更应看到物理学在推动人类科技、经济、思想文化和社会的进步中所起到的突出作用。从400多年前的一次科学革命以来，物理学充分显示了作为先进生产力的开拓者、先进文化的创造者和社会进步的推动者的巨大作用。物理学是研究物质结构、性质、基本运动规律及其相互作用的学科。物理学的性质决定了它是整个自然科学的重要基础，是许多高新技术的重要基石，先进思想、先进文化的重要源泉。
科技创新决定着一个民族的命运。从某种角度来看，物理学的发展历史就是无数科学家不断创新的历史。爱因斯坦和其他众多物理学家的成长与科研经历，为中国科学界、教育界和全社会提供了极其宝贵的启示。中国要成为科学强国，必须改革我们的教育方法，创造良好的研究环境，培养和造就一代有理想、有道德，充满社会责任感，掌握、创造和应用新科技成就，敢想敢于，敢于超过，全身心献身于振兴中华事业的创新型人才。

目录

前言
一 冲破黑暗的第一次科学革命
1.推动地球的巨人——哥白尼
2.献身科学的勇士——布鲁诺
3.天才的观测家——第谷
4.天空立法者——开普勒
5.近代物理学之父——伽利略
6.近代物理学之集大成——牛顿
7.实践是检验科学理论的标准
8.科学活动的组织化
9.物理学革命带动其他学科发展
10.点燃理性之光
二 助燃产业革命的火与电
1.蒸汽机的呼唤
2.为蒸汽机工作原理作出科学定义
3.为天地间各种能量制定法则
4.打开奇妙的电、磁世界
5.电、磁是一家
6.磁生电
7.电磁理论之集大成
8.开启电气时代
9.从“生产一技术—科学”到“科学一技术一生产”
10.科学与技术携手改变世界
11.催生先进思想的科技火花
三 开启新纪元的近代物理学革命
1.乌云阴影下的经典物理学
2.揭开物理学革命的序幕
3.“紫外灾难”引发的“量子闪电”
4.冲破“以太乌云”
5.识宇宙之宏
6.探粒子之微
7.发掘物质内部的巨大能量
8.新仪器的发明推进科学进步
9.引发化学和生命科学的革命
四 新技术革命的发动机
1.原子能时代
2.航空航天时代
3.电子技术与信息时代
4.军事变革
5.激光技术
6.超导技术
7.物理学的魅力
8.回顾与启示

精彩书摘

一 冲破黑暗的第一次科学革命
16世纪中叶之前，人类对自然的认识受宗教、神学和迷信的影响很大。人们普遍认为自然和天体的运动是神秘的，是由一只看不见的上帝（或其他神灵）之手控制的，而科学家的工作不过是论证和揭示上帝如何创造、支配世界和宇宙的。
同时，由古希腊学者亚里士多德提出、托勒密加以发展的地心说体系深入人心。人们认为地球是宇宙的中心，太阳和其他一切天体都围绕着地球转动。由于地心说符合上帝创世和造人的教义，因此成为基督教的理论根据，其他一切均被视为异端牙邪说。
16世纪中叶至17世纪后期，在欧洲发生了人类历史上第一次科学革命。物理学是这场革命的主角，既是发动者又是完成者。从此，科学摆脱了神学的阴影，走向理性，诞生了近代科学。
13世纪法国印刷的《圣经》中描绘上帝创世的插图。上帝正在使用圆规以几何的方式设计宇宙，形象地表明了当时科学在基督教中的地位--科学是上帝创造和支配世界的工具。
……

前言/序言

寰宇探微：从星辰之始到量子之巅的科学史诗 本书带领读者踏上一场宏大而精微的科学探索之旅，追溯人类认知世界、解析自然规律的漫长历程。这不是一部单纯的年代编年史，而是一部关于思想的碰撞、实验的磨砺与理论的飞跃的史诗。我们聚焦于那些定义了我们对宇宙理解的关键时刻，那些促使科学范式发生颠覆性转变的伟大头脑和突破性发现。 第一部分：萌芽与奠基——古典世界的秩序与和谐 开篇追溯至古代文明对自然现象的朴素观察与哲学思辨。从巴比伦的星象记录到古希腊的理性探究，我们审视了几何学如何成为理解空间和运动的最初工具。重点剖析亚里士多德的宇宙观——地心说如何凭借其逻辑自洽性统治了近两千年。这种以思辨为主导的自然哲学，虽然在方法论上存在局限，却为后世的系统性研究打下了理性分析的底色。 随后，我们将目光投向中世纪。尽管科学发展相对缓慢，但伊斯兰世界的学者们在光学、代数和天文学上的保存与发展，起到了承上启下的关键作用。他们对托勒密体系的细致计算和对早期实验方法的引入，为欧洲文艺复兴后的科学革命积蓄了能量。 第二部分：革命的烈火——科学方法的诞生与宇宙的机械化 本书的核心叙事集中于“科学革命”时期。我们详尽描绘了哥白尼如何以优雅的数学模型挑战了根深蒂固的地心说，揭示了太阳系运行的新秩序。随后，第谷·布拉赫精确的观测数据，成为推动理论革新的关键燃料。 开普勒从这些数据中提炼出的行星运动三大定律，标志着对经验事实的尊重超越了纯粹的几何美感。然而，真正的颠覆者是伽利略。本书深入探讨了他对落体运动的系统实验，以及他如何利用望远镜将人类的视野推向更远的宇宙深处。他倡导的数学化描述和实验验证相结合的方法，构成了现代科学的基石。 牛顿的登场是科学史上无可匹敌的高峰。我们不仅分析了《自然哲学的数学原理》如何以万有引力定律统一了天上和地上的物理学，更阐释了微积分的发明如何为描述瞬时变化提供了必要的数学语言。这个“机械宇宙”模型——一个由精确的、可预测的定律支配的宇宙——在接下来的两个世纪里，成为了物理学的主导范式。 第三部分：新维度的探索——热力学、电磁学的统一与时代的焦虑 进入18世纪和19世纪，物理学的焦点从宏观的机械运动转向了不可见的能量形式。 热力学的兴起，源于对蒸汽机效率的追求。拉瓦锡的质量守恒定律为化学提供了量化基础，而卡诺对热功转换效率的理论分析，引出了能量守恒定律（热力学第一定律）和熵的概念（热力学第二定律）。熵，这一描述系统无序程度的量，为宇宙的演化方向提供了深刻的哲学暗示——一种不可逆转的“时间之箭”。 紧随其后的是电与磁的世纪。法拉第通过精妙的实验，展示了电与磁之间的内在联系，开启了电磁学的实验大门。麦克斯韦的伟大之处在于，他将这些零散的实验观察整合进一个简洁而完备的数学框架——麦克斯韦方程组。本书将详细阐释，这些方程组不仅完美描述了已知的电磁现象，更预言了电磁波的存在，并将光的本质揭示为一种电磁现象。这标志着人类对自然规律理解的又一次伟大统一。 第四部分：微观世界的迷雾——相对性与量子革命的序章 进入20世纪，牛顿的经典框架在极高速和极微观的尺度下开始显现裂痕。 狭义相对论的诞生，源于对光速不变性的坚持。本书将解析爱因斯坦如何重塑了我们对空间和时间的观念，引入了“时空”这一统一实体，并提出了著名的质能等价关系$E=mc^2$，揭示了质量与能量的深刻内在联系。 随后，我们探讨了广义相对论如何将引力解释为时空本身的弯曲，这一革命性的观念不仅完美解释了水星近日点的进动，更对宇宙学产生了深远影响。 然而，比相对论更具颠覆性的是量子理论的出现。从普朗克对黑体辐射的“能量量子化”假设开始，物理学被迫接受了能量传递并非连续而是以离散“包”的形式进行的残酷事实。光电效应的解释以及玻尔模型对原子结构的初步描述，标志着微观世界遵循着与宏观世界截然不同的、充满不确定性的规则。 第五部分：未竟的探索——粒子的肖像与宇宙的深层结构 最后一部分聚焦于20世纪中叶至今的进展。我们将深入探讨量子力学的成熟，包括海森堡的不确定性原理，以及薛定谔方程所描述的波函数所带来的概率性解释。我们审视了自旋、全同粒子等反直觉概念，以及量子纠缠在信息时代引发的新思考。 我们还将梳理粒子物理学的标准模型——从夸克到轻子的分类，以及传递基本力的规范玻色子。这一部分将清晰描绘我们目前对物质基本组成和相互作用力的最精确描述。同时，本书也将触及宇宙学的成就，例如对大爆炸模型的观测证据（如宇宙微波背景辐射）的发现，以及暗物质和暗能量这些横亘在当代物理学家面前的巨大谜团。 通过回顾这些里程碑式的发现与思想的演进，本书旨在展现科学并非一条笔直的坦途，而是一部充满怀疑、争论、灵光一闪和不懈求证的人类智慧奋斗史。它揭示了我们如何从对天象的敬畏，一步步走向对基本粒子和宇宙起源的精微把握。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称典范，它不是线性时间轴的简单罗列，而是围绕着几个核心的“科学革命点”进行螺旋上升式的深化。每一次的转折都伴随着对前一个理论体系的批判性继承，这种辩证的叙事方式让物理学的演进显得充满了张力和必然性。我特别留意到它在描述物理学与其他学科交叉时的叙述角度，它清晰地展示了物理学如何渗透到化学、天文学乃至早期的哲学思辨之中，构成了一张宏大的人类认知网络。这种大局观让我受益匪浅，它让我明白，科学的发展从来不是孤立的，而是社会、文化、技术多重因素合力推动的结果。对于想要系统梳理物理学发展脉络，并理解其深层文化影响的读者，这本书提供了一个非常扎实且富有启发性的框架，远比我之前翻阅的任何一本通史都要立体和深刻。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书中对“未竟事业”和“未来展望”的处理方式深深吸引住了。它没有止步于梳理历史成就，而是巧妙地将历史的终点设置在当代科学的前沿，并温柔地将火炬传递给了下一代探索者——也就是我们这些读者。它坦诚地揭示了当前物理学面临的巨大挑战，比如引力的量子化难题，以及暗物质、暗能量的谜团。这种开放式的结尾，非但没有留下悬而未决的遗憾，反而激发了一种强烈的参与感和使命感。作者的语气是充满敬意的，既肯定了前辈的丰功伟绩，也鼓励我们以更谦卑、更开放的心态去面对未知的宇宙。这种对科学精神本质的深刻理解和传达，让这本书的价值超越了单纯的科普或史书范畴，更像是一份对未来科学探索者的精神动员令。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字驾驭能力达到了一个令人赞叹的高度，它在保持极高学术严谨性的同时，又避免了枯燥和晦涩。读起来，感觉就像是坐在一间布置精美的私人图书馆里，一位博学多识的长者正娓娓道来那些光辉的往事。它的语言风格非常细腻，善于运用比喻和类比来解释那些最前沿的概念。例如，在描述电磁学的统一进程时，那种从静电、磁力到电磁波，层层递进、水到渠成的感觉，被描绘得极富画面感，让人仿佛能“看”到麦克斯韦方程组的诞生。更难得的是，作者对科学发现背后的伦理考量和应用前景的探讨也保持了足够的克制与远见，没有过度渲染，却引发了深沉的思考。这使得这本书不仅仅是一本科学读物，更是一部关于人类理性光辉的赞歌。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事视角真是太独特了，它没有那种传统的教科书式的干巴巴的讲解，反而更像是一场穿越时空的对话。作者似乎非常擅长将复杂的物理概念植入到生动的历史情境中去，让我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在亲身体验那些伟大的思想是如何一步步孕育、碰撞，最终点亮人类认知边界的。比如，它对牛顿力学建立过程的描绘，那种从观察日常现象到提炼出普适性定律的思维飞跃，被刻画得淋漓尽致。我特别喜欢它在描述哥白尼日心说与地心说之争时所展现出的那种学术勇气和哲学思辨的深度，那不仅仅是科学的胜利，更是人类心智解放的一个重要里程碑。书中对不同历史时期科学家的心路历程捕捉得非常精准，读起来让人心潮澎湃，仿佛能感受到他们在孤独的探索中，那种对真理的执着与热爱。这种将科学史与人文精神完美融合的笔法，极大地激发了我对物理学更深层次的好奇心，远超我预期的收获。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得物理学的学习过程很容易被简化成公式的堆砌和定律的记忆，但这本书彻底颠覆了我的认知。它像一个技艺精湛的雕塑家，耐心细致地雕琢出每一项关键理论背后的“为什么”和“怎么样”。我尤其欣赏它在讲解相对论和量子力学这两个“世纪难题”时的处理方式。作者没有回避其内在的悖论和哲学的震撼，而是用一种近乎文学散文的流畅笔触，引导读者去理解那些反直觉的结论是如何诞生的。阅读过程中，我时常需要停下来，反复咀嚼那些关于时空弯曲、测不准原理的描述。这种体验不是被动接受，而是一种主动的智力冒险，仿佛我本人也站在爱因斯坦或普朗克的面前，聆听他们对宇宙最深层奥秘的低语。它成功地将抽象的数学语言转化成了可感知的思想画面，对于那些想深入但又害怕被纯数学劝退的读者来说，这本书简直是一座及时雨。