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上篇 20世纪物理学俯瞰 2

第一章 物质探源——粒子物理、核物理和原子、分子物理基础研究 2

1.1 基本粒子家族 3

1.2 标准模型和各种统一理论方案 6

1.3 原子核物理现状 11

1.4 原子和分子物理前沿扫描 19

1.5 富勒烯物理及研究进展 25

第二章 物质探源——粒子物理、核物理和原子、分子物理研究的实验工具 27

2.1 高能加速器发展简况 27

2.2 微观世界的探测仪器 31

2.3 同步辐射和自由激光 33

2.4 扫描隧道显微镜 36

第三章 等离子体物理学 40

3.1 聚变等离子体物理及其发展展望 40

3.2 空间和天体等离子体物理的发展 46

3.3 低温等离子体物理和技术 48

3.4 等离子体物理与高科技 50

第四章 凝聚态物理 52

4.1 凝聚态理论的重大发展 53

4.2 准晶态物理进展 56

4.3 超晶格与能带工程 61

4.4 超导体——21世纪材料王国的骄子 64

第五章 凝聚态物理续论 69

5.1 磁学和磁性材料 69

5.2 液态物理 73

5.3 纳米物理 80

5.4 介观物理 84

5.5 单原子开关及其他 89

第六章 光物理学 94

6.1 光子学 95

6.2 光纤通信与导波光学 98

6.3 光计算机与非线性光学 102

6.4 量子光学——现代光学的基石 105

6.5 原子的光学粘胶冷却术 108

下篇 21世纪物理学前沿 114

第七章 物质探源的新进展 114

7.1 大型强子对撞机 114

7.2 “上帝粒子”的寻找 118

7.3 探测暗物质与暗能量 122

7.4 探索反物质 127

7.5 广义相对论与大爆炸模型 134

7.6 大爆炸标准模型——暴胀宇宙论 139

7.7 原子核物理最新发展 145

7.8 可控热核聚变的研究进展 151

第八章 凝聚态物理与材料科学 157

8.1 半导体材料和半导体物理 157

8.2 巨磁阻材料和磁隧道结材料 160

8.3 拓扑绝缘体和超导体材料 167

8.4 纳米科技和纳米材料 172

8.5 信息材料 175

8.6 软凝聚态物质材料 178

8.7 复杂材料体系 182

第九章 复杂系统与复杂网络 187

9.1 复杂系统 187

9.2 复杂网络理论 191

第十章 光学与激光技术 197

10.1 21世纪光学 197

10.2 激光技术应用的若干新进展 204

10.3 傅里叶变换光学和PLD动力学 210

10.4 BEC的发现和原理 218

10.5 BEC物理研究进展 223

第十一章 21世纪物理发展态势（一） 229

11.1 爱因斯坦与现代物理的基石 230

11.2 爱因斯坦与现代量子论 236

11.3 相对论的实验检验 240

11.4 微扰超弦论（第一次超弦革命） 246

11.5 超弦第二次革命与M理论 249

11.6 圈量子引力 253

11.7 量子信息学简介 255

11.8 量子纠缠和EPR论证 261

11.9 量子隐形传态（或量子超空间传输） 264

第十二章 21世纪物理发展态势（二） 272

12.1 物理学与三次产业革命 272

12.2 物理学与信息产业集群的兴起 276

12.3 物理学与其他自然科学分支的交叉和融合 283

第十三章 从诺贝尔物理学奖看现代物理发展趋势 288

13.1 诺贝尔物理学奖获奖者的国籍、学科和年龄分布 288

13.2 诺贝尔物理学奖与现代物理学的发展脉络 292

13.3 诺贝尔物理学奖与中国 296

13.4 结语 301

附录 1998—2010年诺贝尔物理学奖 303

参考文献 322