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第一章 认识的科学方法 1

1.1 从猜想到真实 2

1.1.1 “别人是怎样理解你的？” 2

1.1.2 “科学真理乘以怀疑” 6

1.1.3 “愿意相信，但根据不足” 9

1.1.4 鬼话是怎样产生的 11

1.1.5 “……鞋匠做肉包，真是糟糕……” 18

1.2 真实与假象能区分吗？ 22

1.2.1 “疑难问题给我带来的快乐比知识赐予我的更多” 23

1.2.2 “为了不损坏它，而不去触动它，还是为了不破坏它，而去建造它……” 24

1.2.3 “老百姓喜欢评论军事事件……” 28

1.2.4 “我看见狐狸和鸭子，森林里面煎包子……” 31

1.2.5 如何创立理论 36

1.2.6 选择方向 39

1.3 认识的工具 42

1.3.1 是鸡生蛋，还是蛋生鸡？ 44

1.3.2 不应强加于大自然，而要探索大自然 46

1.3.3 “只有充实的知识才能理解事物，而真理是埋藏在无底深渊中的” 51

1.4 谬误 54

1.4.1 “不知道不是理由，无知也不能作为借口” 55

1.4.2 “很难想象，让老鼠生活在马背上……” 58

1.4.3 “用谎言作钓铒，把真理诱上钩” 61

第二章 科学创造心理学 66

2.1 科学创造的动机 68

2.1.1 好奇心、自我表现、自我肯定 68

2.1.2 善于惊奇和科学上的反论 70

2.1.3 对科学美的感受 78

2.2 暗礁 79

2.2.1 “如何思维比思维什么更为重要” 79

2.2.2 所谓“伟大发现”的特点 80

2.2.3 盲信与鬼话 82

2.2.4 必须事先了解清楚吗？ 84

2.2.5 “待奉缪斯不宜浮华烦嚣” 85

2.2.6 一个针尖上容得下几个安琪儿？ 87

2.2.7 请按贡献大小奖赏天才吧 89

2.2.8 “看见了胡须，但看不见哲学家” 91

2.3 技艺的秘诀 96

2.3.1 世人未见到的眼泪 97

2.3.2 驾驭想象力 99

2.3.3 科研风格 103

2.3.4 “可靠的”与“不可靠的”研究工作 105

2.3.5 二十世纪末的科研风格 108

2.3.6 电子计算机的作用 111

2.3.7 健全的思想 114

2.3.8 “我不提建议，但还是要说……” 118

2.3.9 错误往往能被立即发现 119

2.3.10 逻辑分析 121

第三章 科学的魅力 124

3.1 对科学美的探求 125

3.1.1 代数方程与和谐协调 125

3.1.2 逻辑结构的美 128

3.1.4 对称性 131

3.1.3 隐藏的内在美 138

3.1.5 自然界不能容忍完完全全的对称 144

3.1.6 拥抱无法拥抱的世界 147

3.2 宇宙是对称的吗？ 149

3.2.1 守恒定律来自空间和时间的对称性 149

3.2.2 为什么心脏长在左边？ 151

3.2.3 在弱相互作用中镜象对称性遭到破坏 154

3.2.4 电荷--镜象对称和反物质世界 156

3.3 内禀对称性 159

3.3.1 规范变换的不变性 160

3.3.2 相同粒子的不可识别性 161

3.3.3 同伴旋对称 164

3.3.4 奇异性 165

3.4 一种对称的历史 166

3.4.1 历史的开端 167

3.4.2 夸克 168

3.4.3 需要给夸克涂上颜色 170

3.4.4 夸克，谁离开谁都不能生存 171

3.4.5 胶住夸克的场 173

3.4.6 被遗忘的宝贝 177

第四章 物理学家们是如何工作的 180

4.1 物理学的任务 181

4.1.1 实验工作者和理论工作者 182

4.1.2 物理学与数学 183

4.1.3 发展道路 186

4.2 量子论是怎样建立的 187

4.2.1 量子世纪的开始 188

4.2.2 是波，还是粒子？ 190

4.2.3 玻尔假说 191

4.2.4 德布罗意猜想 192

4.2.5 量子力学 192

4.2.6 是坐标，还是速度？ 195

4.2.7 波函数的物理意义 197

4.2.8 因果率还有用吗？ 199

4.2.9 不碰粒子而能改变粒子的状态 201

4.2.10 “可以改一改，不过会更糟糕……” 206

4.3 没有计算的计算结果 210

4.3.1 量纲分析 212

4.3.2 广义振荡子 213

4.3.3 怎样猜题？ 215

4.3.4 电动力学在强场时的修正 217

4.4 粒子和场的量子理论 219

4.4.1 原子的量子化 220

4.4.2 转动量子化 222

4.4.3 量子谐振子 224

4.4.4 场的量子化 227

第五章 无物空间、原子核、星星 232

5.1 真空，它是如何构成的？ 233

5.1.1 不接触物体，能推动它吗？ 234

5.1.2 物理真空空间的电磁性质？ 236

5.1.3 “以太”死了，但是“以太”万岁! 238

5.1.4 真空场的量子力学 239

5.1.5 粒子的簇射 241

5.1.6 若隐若现的几何学 242

5.2 真空的不稳定性及核物质的异常态 244

5.2.1 相变 245

5.2.2 真空相变 247

5.2.3 π-介子的冷凝 249

5.2.4 高密度的核物质具有不稳定性 250

5.2.5 π-介子的自由度 250

5.2.6 可能存在超密度核和中子核 252

5.2.7 观察非常态核的可能途径 253

5.3 中子星的命运 253

5.3.1 比一千亿个太阳还要亮 256

5.3.2 中子液体 258

5.3.3 脉冲星的发现 260

5.3.5 中子液体内的π-介子凝聚 262

5.3.4 脉冲星--中子星 264

5.3.6 黑洞 264

结束语 265

名词术语简解 265

5.3.7 夸克星 268