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郭奕玲，沈慧君 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302115304

商品编码：15530831717

包装：平装

出版时间：2005-08-01

基本信息

书名：物理学史(第2版)

：59元

作者：郭奕玲,沈慧君

出版社：清华大学出版社

出版日期：2005-08-01

ISBN：9787302115304

字数：731000

页码：480

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍物理学发展的历史，着重讲述物理学基本概念、基本定律和各主要分支的形成过程，特别侧重现代物理学的发展史。
本书内容包括：力学、热学、电磁学和经典光学的发展；19/20世纪之交实验新发现和现代物理学革命；相对论的建立和发展；早期量子论和量子力学的准备；量子力学的建立与发展；原子核物理学和粒子物理学的发展；凝聚态物理学简史；现代光学的兴起；天体物理学的发展；诺贝尔物理学奖； 实验和实验室在物理学发展中的地位和作用；单位、单位制与基本常数简史等。书中配有500多张历史图片，书末还附有物理学大事年表。
本书保持了版的特点，并作了大量的增补和订正。
本书适于广大高校师生教学选用，也可供中学物理教师和有关科技人员参考

目录

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第1章 力学的发展
1.1 历史概述
1.2 天文学的新进展揭开了科学革命的序幕
1.3 惯性定律的建立
1.4 伽利略的落体研究
1.5 万有引力定律的发现
1.6 《自然哲学之数学原理》和牛顿的大综合
1.7 碰撞的研究
1.8 牛顿以后力学的发展
1.9 牛顿的时空观和马赫的批判
第2章 热学的发展
2.1 历史概述
2.2 热现象的早期研究
2.3 热力学定律的建立
2.4 卡诺和热机效率的研究
2.5 温标的提出
2.6 热力学第二定律的建立
2.7 热力学第三定律的建立和低温物理学的发展
2.8 气体动理论的发展
2.9 统计物理学的创立
第3章 电磁学的发展
3.1 历史概述
3.2 早期的磁学和电学研究
3.3 库仑定律的发现
3.4 动物电的研究和伏打电堆的发明
3.5 电流的磁效应
3.6 安培奠定电动力学基础
3.7 欧姆定律的发现
3.8 电磁感应的发现
3.9 电磁理论的两大学派
3.10 麦克斯韦电磁场理论的建立
3.11 赫兹发现电磁波实验
3.12 麦克斯韦电磁场理论的发展
第4章 经典光学的发展
4.1 历史概述
4.2 反射定律和折射定律的建立
4.3 牛顿研究光的色散
4.4 光的微粒说和波动说
4.5 光速的测定
4.6 光谱的研究
第5章 实验新发现和现代物理学革命
5.1 历史概述
5.2 19/20世纪之交的三大实验发现
5.3 “以太漂移”的探索
5.4 热辐射的研究
5.5 经典物理学的“危机”
第6章 相对论的建立和发展
6.1 历史背景
6.2 爱因斯坦创建狭义相对论的经过
6.3 狭义相对论理论体系的建立
6.4 狭义相对论的遭遇和实验检验
6.5 广义相对论的建立
6.6 广义相对论的实验验证
第7章 早期量子论和量子力学的准备
7.1 历史概述
7.2 普朗克的能量子假设
7.3 光电效应的研究
7.4 固体比热
7.5 原子模型的历史演变
7.6 α散射和卢瑟福有核原子模型
7.7 玻尔的定态跃迁原子模型和对应原理
7.8 索末菲和埃伦费斯特的贡献
7.9 爱因斯坦与波粒二象性
7.10 X射线本性之争
7.11 康普顿效应
第8章 量子力学的建立与发展
……
第9章 原子核物理学和粒子物理学的发展
第10章 凝聚态物理学简史
第11章 现代光学的兴起
第12章 天体物理学的发展
第13章 诺贝尔物理学奖
第14章 实验和实验室在物理学发展中的地位和作用
第15章 单位、单位制与基本常数简史
结束语
附录 物理学大事年表
参考文献

作者介绍

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郭奕玲，江西省南康县人，1931年生于上海，1949年毕业于福建省厦门市双十中学， 1952年毕业于清华大学物理系，留校任教至今，现任清华大学现代应用物理系（后改为物理系）教授。从事研究实验物理学史多年。 主要著作：《物理实验及其在物理学发展中的作用》（

文摘

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序言

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宇宙的奥秘：从古至今的科学探索 第一部分：思维的萌芽——古代文明中的自然哲学 本书将带领读者回溯人类文明的开端，探索那些在星空下、在自然万物中寻求秩序与解释的早期思想家。这不是一部枯燥的科学史记录，而是一场关于人类好奇心如何驱动知识积累的宏大叙事。 在美索不达米亚的泥板上，天文学的雏形已然显现。那里的人们记录星辰的轨迹，并非仅仅出于占卜的需要，更是对宇宙规律的初步敬畏与摹写。我们会深入探讨巴比伦的观测者如何建立起精密的历法体系，为后世的几何学与数学发展奠定了坚实的经验基础。 随后，我们将目光转向古希腊。爱琴海沿岸的城邦不仅是民主与哲学的摇篮，更是理性思辨的温床。从米利都学派对“万物之源”的追问——泰勒斯的水、阿那克西米尼的气——开始，人类首次尝试用纯粹的理性而非神话来解释自然现象。我们会细致分析毕达哥拉斯学派如何将“数”提升到宇宙结构的核心地位，揭示了音乐和谐背后隐藏的数学比例，这不仅是物理学的先声，也是艺术与科学交汇的早期范例。 柏拉图的理念世界与亚里士多德的经验观察形成了鲜明的对比。亚里士多德的“四元素说”和基于目的论的自然哲学，在随后的两千年中占据了西方思想的主导地位。我们将剖析其运动理论——重物下落比轻物快，这是基于日常经验的直观结论，但也成为了阻碍科学进步的沉重枷锁。此外，古希腊人对几何学的登峰造极，特别是欧几里得的《几何原本》，将演绎推理的严谨性推向了极致，为所有未来的科学构建提供了理想的思维模型。 本书不会忽略东方文明的贡献。在古印度，数字系统的发展，特别是“零”的概念的引入，是数学史上的一次革命。我们将考察印度天文学家如何运用先进的代数工具来描述行星运动，这些成就往往被西方史家所低估。同时，中国的古代技术，从冶金术到指南针的发明，虽然在理论层面发展相对滞后，却体现了对物质世界深刻的、实用性的理解。 第二部分：黑暗中的微光——中世纪的继承与沉寂 中世纪常被简单地描绘为“黑暗时代”，但实际上，这是一个知识得以保存、吸收和缓慢转化的关键时期。当欧洲陷入分裂时，巴格达的智慧之屋成为了古典知识的守护者。阿拉伯学者们不仅翻译和保存了亚里士多德、托勒密和欧几里得的著作，更是在代数、光学和医学领域做出了开创性的贡献。 我们将重点讨论伊本·海赛姆（Alhazen）在光学领域的成就。他通过严谨的实验方法，推翻了早期认为视觉是眼睛发射光线的理论，并对光的反射和折射进行了深入研究。他的工作是科学方法论成熟的一个重要标志，展示了观察、假设和验证的完整循环。 在欧洲，中世纪晚期的经院哲学，虽然主要关注神学，但也为后来的科学复兴提供了思想工具。学者们开始重新审视亚里士多德的逻辑体系，并试图调和其哲学与神学教义之间的矛盾。这种对逻辑一致性的执着追求，最终孕育出了一种批判性思维，为文艺复兴时期的思想解放埋下了伏笔。 第三部分：理性的觉醒——科学革命的颠覆性浪潮 科学革命并非一个单一的事件，而是一场观念的地震，彻底重塑了人类对自身和宇宙的认知。本书将以哥白尼的日心说为起点，描述这一范式转变的艰难历程。 我们详细分析了哥白尼的《天体运行论》如何挑战了统治千年的地心宇宙观。紧接着，第谷·布拉赫的精确观测数据如何为后来的理论突破提供了无可辩驳的证据。随后，约翰尼斯·开普勒如何从这些数据中提炼出行星运动的三大定律，用椭圆轨道取代了完美圆周的哲学执念，标志着精确数学对宇宙描述的胜利。 伽利略·伽利莱的贡献则具有划时代的意义。他不仅是一个卓越的数学家，更是一位实践者。望远镜的应用，使他发现了木星的卫星、月球的表面特征和太阳黑子，这些都直接动摇了亚里士多德“天上与地下物质构成不同”的观念。更重要的是，伽利略倡导通过实验来验证物理定律，将物理学从思辨的领域拉入了精确测量的领域。 当然，这场革命的高潮在于艾萨克·牛顿。我们将细致解读《自然哲学的数学原理》，探讨万有引力定律如何以统一的数学形式，将天体运动与地面物体的下落完美地结合起来。牛顿的经典力学体系建立了一个机械的、可预测的宇宙模型，这不仅是物理学的里程碑，也深刻影响了启蒙运动的哲学思潮。 第四部分：经典物理学的精炼与拓展——从热量到电磁力的统一 在牛顿体系确立后的一个多世纪里，物理学进入了精细化和系统化的阶段。十八世纪见证了热力学和化学的初步分离，以及对能量守恒概念的逐步形成。 我们将探讨热现象的本质之谜——究竟是“热质”还是微观粒子的运动？拉瓦锡在化学领域的革命为能量守恒定律的建立奠定了基础。随后，卡诺对热机的理想化分析，以及焦耳对机械功与热量之间等价关系的确定，共同催生了热力学第一定律。熵的概念，由克劳修斯引入，揭示了时间的方向性，为物理学带来了深刻的哲学反思。 十九世纪是电磁学的黄金时代。在富兰克林、库仑等人的早期探索之后，法拉第通过精妙的实验展示了电与磁之间神秘的联系——电磁感应。然而，真正完成这场统一壮举的是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。我们将解析麦克斯韦方程组的深远意义，它不仅统一了电、磁、光现象，更预言了电磁波的存在，将光确认为一种电磁现象。这标志着经典物理学达到了一个前所未有的完备高度，构建了一个宏伟而优雅的确定性框架。 第五部分：边界的消融——现代物理学的黎明 二十世纪初，在经典物理学的宏伟殿堂内部，开始出现难以调和的裂痕。对黑体辐射的研究、光电效应的解释，以及水星近日点的微小异常，都预示着一个更深层次、更奇异的物理现实正在浮现。 本书将详细阐述阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。狭义相对论如何通过重新审视时间和空间的本质，推翻了牛顿宇宙中绝对时空的观念，并确立了光速不变原理及其著名的质能关系式$E=mc^2$。接着，广义相对论如何将引力解释为时空本身的弯曲，将宇宙学从一个纯粹的哲学问题转变为一个可计算的物理学领域。 与此同时，量子理论的诞生，则彻底颠覆了我们对物质微观世界的认识。普朗克对能量量子化的假设，玻尔原子模型的成功与局限，以及海森堡的不确定性原理和薛定谔的波动方程，共同构建了量子力学的核心。我们将讨论波粒二象性、量子纠缠等概念，这些概念挑战了我们日常的直觉和逻辑，揭示了一个本质上充满概率和不确定性的微观实在。 本书的收尾部分，将聚焦于经典物理学的伟大遗产与现代物理学面临的挑战：如何将广袤的引力场（广义相对论）与微观的量子世界（量子场论）整合为一个统一的理论，即“万有理论”的探索历程。这是一场关于人类认知极限的终极追问。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，很大程度上体现在它对科学方法论的强调上。它不仅仅是在讲述“谁发现了什么”，更是在探讨“他们是如何发现的”。作者对实验设计和理论构建的相互作用的描述，尤其令人印象深刻。比如，在回顾望远镜和显微镜的发明对生物学和天文学产生的颠覆性影响时，作者清晰地展示了“工具的进步如何解放了思想的桎梏”。它并没有将实验视为对理论的简单验证，而是将其视为一种主动的、具有建设性的“提问”方式。书中对数学工具在物理学发展中的作用也有着深刻的见解，它展示了代数、几何、微积分是如何一步步成为物理学家们不可或缺的语言，以及理论的抽象化如何反过来指导了实验方向。这种对“工具与思想互动”的关注，使得这本书超越了一般的历史叙述，具备了方法论指导的价值。当然，也许是篇幅限制的缘故，一些关于物理学与当时其他学科（如哲学、神学）的交叉影响，仅停留在宏观的论述层面，如果能有专门的章节来细致剖析几例关键的跨学科论战，那将会更具启发性。总体来说，这是一部需要反复品读才能领会其深意的学术力作。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来看，这本书的语言风格是比较古典和严谨的，它很少使用那种网络化或非常通俗的表达方式，而是保持了一种教科书特有的、不失温度的客观性。它更倾向于描述“知识的生成过程”，而不是仅仅讲述“知识的内容”。例如，在介绍量子力学的建立时，它没有直接抛出薛定谔方程，而是先详细描述了黑体辐射、光电效应等一系列实验数据是如何一步步“逼迫”物理学家们放弃经典世界的确定性，转而拥抱概率性描述的。这种“在困境中求索”的描写，让我对这些革命性理论的产生有了更深层次的敬意。这本书的结构安排也体现了作者对学科逻辑的深刻洞察。它并不是严格按照时间顺序排列，而是将不同时期的理论放置在能够产生最大思想碰撞的位置上，比如，在讨论经典力学达到顶峰的同时，引入一些早期对不可压缩流体或弹性理论的探索，这能很好地展现出理论的局限性和新领域开创的可能性。如果说有什么可以改进的地方，那就是注释系统略显不足，很多关键的原始文献引用如果没有附带更详细的出处说明或者翻译，对于希望进一步深挖特定文献的读者来说，需要花费额外的时间去查找。

评分☆☆☆☆☆

拿起这本厚重的书，最直观的感受就是内容的密度和深度。这不是一本追求“轻松阅读”的书籍，它的文字密度很高，需要读者投入相当的注意力去消化每一个论断。我发现作者在引用一手资料时非常谨慎和精准，不像有些科普读物那样为了追求戏剧性效果而过度简化或夸大历史人物的观点。相反，它更像是在搭建一个严谨的证据链条，引导读者去思考“为什么”当时的科学家会得出那样的结论，而不是简单地接受“是什么”。比如，在讨论麦克斯韦方程组的形成过程时，作者花费了大量篇幅来对比和分析法拉第的直观图像与数学形式之间的张力，这种细致入微的分析，对于希望理解科学理论是如何从直觉走向精确化的读者来说，是无价之宝。但话说回来，这种深度也带来了一定的阅读门槛。对于完全没有物理学基础的读者，可能会在面对大量早期的数学描述时感到吃力。它对概念的追溯非常彻底，甚至会回溯到一些我们现在看来已经过时的理论模型，并详细阐述它们在当时的历史合理性。这种“历史的同情心”非常可贵，它教会我们不要用今天的知识去傲慢地评判过去。唯一的遗憾是，涉及到一些哲学层面的讨论时，比如科学实在论与工具论的争辩，篇幅略显不足，如果能再深入挖掘一下这些理论冲突对科学实践的影响，这本书的层次感会更强。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版，说实话，第一眼看上去就很有“学术感”，不是那种花里胡哨的封面设计，而是非常务实的那种，一看就是正儿八经的教材或参考书。纸张的质地也挺舒服，阅读的时候不会觉得刺眼，长时间盯着看眼睛也不会太累。不过，我得说，这个版本在某些插图的清晰度上略显不足，尤其是一些早期的物理实验示意图，如果能用更现代的印刷技术来重制一遍，视觉体验上会更上一层楼。内容上，对于初学者来说，它涵盖的知识点非常全面，从前苏格拉底的自然哲学思辨，到伽利略的实验方法论的确立，再到牛顿力学的辉煌成就，都有比较详实的论述。作者在讲述这些历史事件时，并没有简单地罗列时间线和人名，而是深入剖析了当时的社会背景和思想冲突，这让整个“历史”读起来不再是干巴巴的知识点堆砌，而更像是一部充满人性挣扎与智慧光芒的史诗。我尤其欣赏它对科学范式转移的探讨，那些关键性的转折点，比如从经典物理到量子力学的过渡，被梳理得脉络清晰，让读者能真切感受到科学进步的艰辛与必然性。当然，对于那些已经对物理学史有一定了解的读者，可能在前三分之一的部分会觉得有些平铺直叙，但正是这种扎实的铺垫，才使得后半部分对相对论和量子力学“革命”的描述更具冲击力。总的来说，这本书作为一本入门或进阶的工具书，是相当称职的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏掌握得非常好，如同一个经验丰富的导游，既知道在哪里停下来仔细欣赏细节，也懂得何时该加快步伐跨越那些已知的平坦路段。我最喜欢的是它对“边缘人物”和“被遗忘的角落”的关注。很多物理学史的书籍往往只聚焦于那些“巨匠”，将历史塑造成几个天才的“灵光乍现”。然而，这本书却花费了不少笔墨去介绍那些在主流叙事中被边缘化的学者，比如那些在女性科学家群体中做出了关键贡献却鲜为人知的人物，或是那些在不同国家和学术流派中独立发展的科学思潮。这极大地丰富了我对物理学发展图景的理解，让我意识到科学史是一个多元且复杂的生态系统，而不是单线条的进步。此外，书中的时间轴梳理得井井有条，即便是跨越了地域和学科的知识传播，作者也能用清晰的逻辑将其串联起来，避免了读者在阅读时产生知识断裂感。唯一让我感到有些困扰的是，在某些章节中，作者在同一页面内频繁地在不同历史时期之间跳跃，虽然这可能意在展现不同思想的并行发展，但对于需要构建线性记忆的读者来说，偶尔会需要反复翻阅才能确定某个理论的具体时间背景。总体而言，它成功地将科学史写成了一部关于人类认知边界拓展的精彩群像剧。