目录 1
第一讲 人类在宇宙中的位置 1
1.1 人类在宇宙空间中的位置 1
1.1.1 速率法测量距离 1
1.1.2 反射法测量距离 1
1.1.3 三角视差法测量距离 6
1.1.4 光学法测量距离 7
1.2 人类在时间中的位置 18
1.2.1 时间的间接估算 18
1.2.2 利用放射性计测时间 20
1.2.3 利用陨石计测太阳系年龄 25
1.2.4 利用光推算星体年龄 25
1.2.5 宇宙的历史 26
1.3 现实社会中的人类 28
1.4 有限资源、有限地球环境制约下，人类历史进步的新思考 34
2.1 中世纪宗教势力的专横与亚里士多德经院主义哲学体系的禁锢 37
第二讲 物理学发展史上的首次大综合及物理学发展初期的几种思辨方法介绍 37
2.2 物理学初始发展时期的几种思辨方法 42
2.2.1 悖论的思辨方法 42
2.2.2 理想实验——理性思维与实验检验相结合的方法 49
2.2.3 牛顿力学建立与机械观的形成 56
2.3 天体运动的日心说和开普勒行星运动定律 58
2.3.1 地心说与日心说 58
2.3.2 开普勒行星运动定律 63
2.3.3 牛顿运动定律和万有引力定律的建立 67
2.4 牛顿力学的发展及其哲学思考 71
第三讲 作为科学基础的牛顿力学 78
3.1 质点运动学 78
3.2 质点动力学 88
3.3 力的时间和空间累积效应 94
3.4 动能定理功能原理机械能守恒定律 98
3.5 刚体的运动 108
3.6 力学中的守恒定律与对称性 115
3.7 振动与波动 117
3.8 牛顿力学的方法论及其哲学思考 126
第四讲 热学与能源工程 132
4.1 热学发展简史 132
4.2 热力学物理基础 145
4.2.1 几个基本物理概念 145
4.2.2 热力学第一定律 147
4.2.3 气体状态方程与等值过程 148
4.2.4 循环过程与卡诺循环 153
4.2.5 热力学第二定律 158
4.3 “热寂论”问题 168
4.4 能源工程 170
4.4.1 机械能间的转换工程 170
4.4.2 热能和机械能间的转换 173
4.4.3 化学能源的利用 178
4.4.4 电能变为其他能 181
4.4.5 光能变为其他能 184
4.4.6 核能 189
5.1 可逆与不可逆 194
第五讲 自然界的秩序和方向性 194
5.2 熵的微观讨论及推广 195
5.3 耗散结构理论 201
5.3.1 耗散结构理论 201
5.3.2 耗散结构中熵的变化问题 203
5.3.3 耗散结构形成的条件 204
5.3.4 耗散结构理论的一般意义 205
5.3.5 时间箭头的讨论 205
5.3.6 熵概念的深化与发展 207
5.3.7 熵理论的深化和演化 214
第六讲 近代科学的重要基础——电磁学 217
6.1 电磁学发展的轨迹 217
6.1.1 “天上”与“人间”和“定性”与“定量” 217
6.1.2 “静”与“动”的电磁互生 223
6.1.3 伟大的综合——电磁场理论的建立 228
6.1.4 从局域于电路到辐射向空间 235
6.2.1 静电场 236
6.2 电场与磁场的基础知识 236
6.2.2 磁场 245
6.3 电磁感应与电磁波 250
6.3.1 电磁感应基本定律 250
6.3.2 动生电动势与感生电动势 252
6.3.3 电磁场方程与电磁波 257
6.3.4 作为物质一种形态的电磁场 262
第七讲 信息科学的进步 265
7.1 电子工程发展的新潮流 265
7.2 个人计算机与网络 269
7.2.1 个人计算机（微机）的应用和发展 269
7.2.2 网络技术的发展 275
7.2.3 互联网网络和社会 279
7.2.4 下一代的互联网 288
第八讲 物理学发展中的革命风暴 292
8.1 引言 292
8.2.1 伽利略相对性原理和坐标转换 301
8.2 相对论简介 301
8.2.2 迈克耳孙实验与洛伦兹解释 304
8.2.3 爱因斯坦相对论的建立 309
8.2.4 广义相对论提出的问题 319
8.3 量子论的产生和量子力学的发展 327
8.3.1 量子论的产生 327
8.3.2 原子光谱的规律 334
8.3.3 玻尔的氢原子模型 336
8.3.4 量子力学的发展 341
第九讲 新世纪对材料科学提出的挑战和期望 350
9.1 材料科学是科学创新的基础 350
9.2 材料工程中几种常用材料的介绍 351
9.2.1 金属材料（metallicmaterials） 352
9.2.2 无机材料（inorganicmaterials） 354
9.2.3 有机材料（organicmaterials） 355
9.2.4 儿种特殊功能材料 357
9.3.1 复合材料（compositematerials） 359
9.3 材料的复合化 359
9.4 结构材料 361
9.5 特殊用途材料 366
9.5.1 能源相关的材料 366
9.5.2 环境保护相关的材料 368
9.5.3 与信息通信相关联材料 371
第十讲 原子核与基本粒子 381
10.1 核结构与核裂变 381
10.2 “基本”粒子的性质及其规律 388
第十一讲 我国科学家在基础物理研究方面的介绍 406
第十二讲 社会科学中的分形 425
12.1 应运而生的分形论 425
12.2 分形论基础知识 430
12.3 自然分形与社会分形 442
第十三讲 21世纪科技发展新趋势：生物－物理大融合 451
引言 451
13.1 从物质到生命 452
13.2 生物技术 464
13.3 “Bio-x”的介绍 478
第十四讲 物理现象的非物理思考与非物理事件的物理思考 491
14.1 物理现象的非物理思考 491
14.2 非物理事件的物理思考 501
第十五讲 物理学研究中的常用思想方法介绍 523
15.1 分析与综合 523
15.1.1 分析与综合的关系 523
15.1.2 物理学中常用的几种分析方法 525
15.2.1 归纳和穆勒五法 529
15.2 归纳与演绎 529
15.2.2 演绎法 545
15.3 类比 547
15.3.1 类比推理的两个基本环节 547
15.3.2 类比在科学认识中的作用 549
15.4 从原型到模型的方法 557
复习思考题与习题 560
参考书目 576