第一章 究天人之际 1
一、夜观星象 2
二、心怀穹庐 5
三、山雨欲来 7
四、春暖花开 9
五、播种在天涯 12
六、经纬度的确定 13
第二章 给地球找个支点：阿基米德的故事 15
一、杠杆原理 16
二、浮力定律 17
三、工程技术 22
四、用思想照亮世界 23
第三章 物理的天人合一 25
一、从精确测量开始 26
二、还宇宙以和谐 27
三、罗伯特·胡克：不仅仅是弹性定律 29
四、惠更斯：站在伽利略与牛顿之间 31
第四章 挑战传统：伽利略的故事 36
一、总体印象 37
二、自由落体 39
三、惯性定律 43
四、力的分解与合成 45
五、钟摆的启示 46
六、光速有限 48
七、为物理学奠基 49
第五章 为物理而生：牛顿的故事 51
一、为明天奠基 52
二、重回剑桥 53
三、成就大厦 55
四、还原真实的历史 58
五、《自然哲学的数学原理》 59
六、影响所及 60
七、对牛顿力学的思考 61
八、引领世界 63
九、笃信宗教 63
十、站在巨人的肩上 64
十一、并非结尾 66
第六章 物质的表象 67
一、振动与波动 68
二、光与色的幻影 70
三、光的速度 72
四、光色原理 75
五、光的干涉 78
第七章 电与磁（一）：走出神话传说 79
一、古老记忆 80
二、神奇的力量 81
三、从驯服电开始 83
四、风筝实验：富兰克林的故事 84
五、库仑定律 86
六、伏打电池 87
第八章 电与磁（二）：从科学到技术的蜕变 89
一、磁针转动 90
二、安培定律和欧姆定律 91
三、电报和电话 92
四、电磁互感：法拉第的故事 93
五、电灯、电影、留声机：爱迪生的故事 97
六、麦克斯韦与无线电 101
七、电磁波的实验发现和应用 103
八、力与场的内涵 105
九、经典理论充满生机 106
第九章 冷与热的感觉 107
一、热现象与温度计 108
二、理想气体状态方程式 112
三、热的本质 113
第十章 宇宙的能量 115
一、蒸汽机的问世 116
二、卡诺的理想热机 118
三、能量守恒定律的发现 119
四、宇宙真的会“热寂”吗 123
五、不必“杞人忧天” 128
六、用理性来还原真实 130
七、永动机：幻想还是谎言 131
八、吉布斯：默默无闻的高人 135
九、小结 139
第十一章 探索微观世界 140
一、添砖加瓦 141
二、在黑暗中发现那一束光亮 143
三、徘徊在宏观与微观之间 144
第十二章 打开原子世界的大门：19世纪末物理学的三大发现 148
一、物理学真的就那么完美吗 149
二、X射线的发现 153
三、放射性现象的发现 156
四、电子的发现 163
第十三章爱因斯坦和相对论 167
一、少年时代 169
二、游学瑞士 170
三、体验生存 171
四、不平凡的1905年 172
五、假如你能赶上光速：狭义相对论 175
六、弯曲的时空：广义相对论 177
七、梦想统一场理论 181
八、成名之后 183
九、启示作用 186
第十四章 量子历程 187
一、普朗克：量子论的诞生 188
二、爱因斯坦闯入量子世界 189
三、卢瑟福：原子结构的“有核模型” 190
四、玻尔的原子殿堂：哥本哈根学派 192
五、德布罗意：物质波 194
六、海森堡的“大量子蛋”：矩阵力学 195
七、薛定谔方程：波动力学 197
八、海森堡：测不准原理 198
九、科学是一把双刃剑 199
第十五章 霍金的宇宙思想 200
一、为时间书写历史 201
二、我们从何而来 202
三、霍金的时空观 203
四、《时间简史——从大爆炸到黑洞》 204
五、我们向何处去 206
六、宇宙学是新思想的摇篮 207
七、量子力学和相对论之后现代物理学的新进展 207
参考文献 210
后记 212