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第1章 力学中的物理学思想 1

1.1 “静止”和“运动”的经典运动相对性和经典时空观思想 2

1.1.1 古希腊的亚里士多德关于物体运动的思想 2

1.1.2 从“静止”到“运动”的认识论逻辑关系以及经典运动的相对性思想 3

1.1.3 从“平均”到“即时”的极限思想以及经典物理量的连续思想 5

1.1.4 从运动轨迹到“s-t图”和“s-t图”的图示以及朴素的时空观思想 7

1.1.5 从“基本量”到“导出量”的引人以及对物理量的分类思想 12

1.2 牛顿三大定律描绘的经典力学“时钟式”的机械因果观思想 13

1.2.1 从亚里士多德到笛卡儿、伽利略和牛顿提出的关于运动的因果观思想 13

1.2.2 牛顿第一定律的表述以及惯性的思想和定性的因果观思想 16

1.2.3 牛顿第二定律的表述以及动量的思想和定量的因果观思想 18

1.2.4 牛顿第三定律的表述和物体相互作用的思想 21

1.2.5 牛顿三大定律的公理性和整体性思想 22

1.3 从质点运动到刚体运动与质量分布集中度和分散度的思想 30

1.3.1 刚体的质心以及质量分布“集中度”的思想 31

1.3.2 从平动的“线量”到转动的“角量”的类比思想. 33

1.3.3 刚体的转动惯量以及质量分布“分散度”的思想 34

1.4 三大守恒定律与时间空间的对称性思想 36

本章小结 40

思考题 41

参考文献 42

第2章 热学中的物理学思想 43

2.1 热力学系统、平衡态和状态方程体现的物理学思想 45

2.1.1 热力学系统体现的初步系统论思想 45

2.1.2 “静止”的热动平衡态体现的“静中有动”的统计思想 48

2.1.3 温度定义体现的基于实验定律进行演绎推理的抽象化符号化思想 50

2.1.4 物态方程和过程方程体现的“物理约束”的思想 55

2.2 “弹性小球”的理想模型与热运动包含的统计思想 58

2.2.1 “弹性小球”理论模型和气体动理论的思想 58

2.2.2 “弹性小球”模型包含的统计物理学思想 59

2.3 压强和温度的微观解释体现的随机量的统计“集中度”思想 61

2.3.1 压强和温度的微观解释所体现的统计思想 61

2.3.2 分子运动统计平均值所体现的随机量的统计“集中度”思想 62

2.4 麦克斯韦速度分布函数体现的统计“分散度”思想和统计因果观思想 63

2.4.1 麦克斯韦速度分布函数体现的统计“分散度”思想 63

2.4.2 麦克斯韦速度分布函数体现的“统计确定性”因果观的思想 66

2.5 准静态过程体现的“动中有静”的统计思想 67

2.6 热力学第一定律与能量守恒和运动转化的思想 70

2.6.1 热力学第一定律是对能量守恒和转化定律认识的深化 70

2.6.2 内能的统计定义以及能量重新分配并均分的统计思想 72

2.6.3 传热与做功在“量”上的等当性和“质”上的转换性思想 74

2.7 热力学第二定律以及熵与“能量品质退降”的统计思想 75

2.7.1 热力学第二定律是对自然宏观过程能量转化方向认识的深化 75

2.7.2 熵的统计定义与能量品质退降的统计思想 77

2.8 热力学的三个基本定律与否定式因果观思想 79

本章小结 82

思考题 83

参考文献 84

第3章 电磁学中的物理学思想 85

3.1 对“场”的认识的深化与发展是贯穿在整个电磁学中的一条思想主线 88

3.2 从力学和静电学的不同研究对象看静电学包含的“从头开始”的思想 90

3.3 对电荷连续分布的带电体求场强所包含的“从部分相加得到整体”的思想 92

3.4 由电势梯度求电场强度的关系式所体现的描述静电场的非定域思想 95

3.5 对电荷对称性分布的带电体求场强所包含的“从整体得到部分”的思想 97

3.6 电场中的导体和介质及其包含的电场与物质中电荷相互作用的思想 99

3.7 电场强度和磁感应强度的不同定义方式及电场和磁场的类比思想 102

3.8 电场和磁场的“力线”及电磁场的初步物质观思想 106

3.9 电场和磁场的互相联系与互相转化及电磁场的因果观思想 110

本章小结 114

思考题 115

参考文献 116

第4章 波动和光学中的物理学思想 117

4.1 简谐运动和简谐波的特征以及运动的周期性思想 119

4.1.1 简谐运动和简谐波以及它们的特征 119

4.1.2 简谐运动和简谐波体现的时间、空间变化及能量传播的周期性思想 122

4.1.3 周期确定性运动与非确定性运动可以互相转换的思想 126

4.2 简谐运动的合成和分解以及机械运动不同形式之间互相转换的思想 126

4.2.1 简谐运动合成和分解本质上是不同运动形式之间的互相转换 127

4.2.2 简谐运动合成引起运动转化的四种基本类型及其初相位差的决定性作用 128

4.3 线性波的叠加和波的能量在介质中重新分布的思想. 131

4.3.1 线性波叠加原理和波的独立性原理的思想 131

4.3.2 线性波的叠加和能量在介质中重新分布的 132

思想 132

4.4 多普勒效应与波动频率的相对性思想 135

4.5 光的干涉和光的衍射与光的相干性思想 137

4.5.1 笛卡儿假设、惠更斯原理与光的波动思想的提出 137

4.5.2 杨氏双缝干涉实验与光的相干思想的形成 140

4.5.3 菲涅耳衍射理论和实验与光的相干思想的发展 141

4.6 光的偏振与介质对光矢量的选择性相互作用思想 144

本章小结 146

思考题 147

参考文献 149

第5章 相对论中的物理学思想 150

5.1 时空观是物理学中最基本的物理学思想 151

5.2 牛顿相对性原理和经典力学的绝对时空观思想 153

5.2.1 牛顿相对性原理和伽利略变换下的协变性思想 154

5.2.2 牛顿提出的绝对运动和绝对时空观思想 156

5.3 狭义相对论的相对性原理和相对时空观的思想 159

5.3.1 经典物理学中的不对称性和爱因斯坦对经典时空观的超越 159

5.3.2 时间和空间的相对性和统一性是狭义相对论的核心思想 162

5.3.3 狭义相对论时空观下的质量观和能量观 167

5.4 广义相对论的相对性原理和等效原理以及时空几何化思想 171

5.4.1 关于广义相对论的相对性原理的思想 171

5.4.2 关于加速度与重力等效的思想 171

5.4.3 关于平直空间与弯曲空间的时空几何化思想 174

5.4.4 关于与加速度的相对性对应的非线性变换下的协变性思想 175

本章小结 177

思考题 178

参考文献 180

第6章 量子物理中的物理学思想 181

6.1 “量子化”思想的提出：从“能量子”到“光量子” 182

6.1.1 “量子化”思想提出的“革命性” 182

6.1.2 “量子化”思想的形成和历史发展的“连续性” 183

6.1.3 黑体辐射和经典电磁学理论面临的思想上的“灾难性” 184

6.1.4 两个经验公式的提出和普朗克的能量“量子化”假设的思想 187

6.1.5 光电效应和爱因斯坦的“光量子”假设的思想 189

6.2 “量子化”思想的发展：从“实心带电球”模型到“轨道量子化”模型的思想 191

6.2.1 三种原子结构模型的提出 191

6.2.2 三种原子结构模型包含的物理学思想的启示 194

6.3 “量子化”思想的提升：物质波和波动力学以及概率意义上的因果观思想 196

6.3.1 物质波理论和微观客体的波粒二象性思想 196

6.3.2 薛定谔的波动方程和波函数的概率性因果观思想 199

6.4 海森伯的不确定原理以及现代复杂性科学中的“不确定性”思想 204

6.4.1 海森伯的不确定原理与微观粒子的内在“不确定性”思想 205

6.4.2 现代复杂性科学中的“不确定性”思想 210

本章小结 212

思考题 213

参考文献 214