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第一章　经典物理学的巅峰 1

一、经典时空观和经典力学 1

二、物理学的巨笔——麦克斯韦电磁场理论 4

三、以太假说 7

第二章　狭义相对论 11

一、狭义相对论的两个基本原理 11

二、相对论力学中的质能关系 14

第三章 物质结构的哲学思辨和科学初探 17

一、为什么要研究物质结构 17

二、古代人设想的“原子” 21

三、道尔顿和原子论 24

四、对分子的认识 28

五、元素周期表的奥秘 31

第四章　量子力学史话 34

一、第一个基本粒子——电子 34

二、从黑体辐射出来的新奇 37

三、爱因斯坦和光子 41

四、玻尔与原子结构 45

五、德布罗意波 48

六、泡利和不相容原理 51

第五章　粒子物理的前沿 55

一、“盘古开天”新故事 55

二、盖尔曼和夸克模型 59

三、夸克颜色的发现 62

四、格拉肖和粲夸克 71

五、两度辉煌的中微子 74

六、三代夸克和轻子 83

七、重轻子理论的先驱——蔡永赐 85

八、传递力的粒子 89

第六章　对世界的探索和思考 95

一、从对称性看世界 95

二、“CP破坏”现象的新证据 103

三、从物质深层看物质 107

四、弦上的世界 110

五、有反物质世界吗？ 116

六、什么是磁单极子 119

七、终极理论之梦 122

第七章 物理实验和实际应用 127

一、粒子加速器 127

二、粒子探测器 129

三、天外来客——宇宙线 131

四、奇妙的超导电性 134

五、蒙特卡罗模拟 137

六、人造小太阳——受控核聚变 140

七、能看到原子的显微镜 146

八、能照亮月球的激光 149

九、用中子揭开恐龙灭绝之谜 153

十、粒子手术刀 157

十一、玻色—爱因斯坦凝聚 160

十二、重睹宇宙初生的图景 169

十三、北京正负电子对撞机的物理研究和发展 172

尾声：让思想跟上科学技术的进步 182