第一编 科学宇宙论的起源 1
第一章 古希腊的天文学 3
1.1 恒星、太阳及行星的运动 3
1.2 柏拉图的问题 6
1.3 亚里士多德体系 8
1.4 地球有多大？ 13
1.5 日心说 16
1.6 改进的地心说 18
1.7 托勒密体系的成功 22
第二章 哥白尼的日心说 28
2.1 欧洲的复兴 28
2.2 哥白尼体系 30
2.3 巩固日心体系 37
2.4 反对哥白尼学说 39
2.5 历史的结论 43
第三章 科学理论的本质 46
3.1 理论的目的 46
3.2 物理科学中正确理论的准则 50
第四章 开普勒定律 56
4.1 开普勒的生平 56
4.2 开普勒第一定律 58
4.3 开普勒第二定律 61
4.4 开普勒第三定律 64
4.5 物理定律的新概念 66
第五章 伽利略与新天文学 71
5.1 伽利略的生平 72
5.2 从望远镜中观测到哥白尼体系的证据 76
5.3 寻求日心体系的物理基础 78
5.4 科学与自由 86
第二编 运动的研究 91
第六章 数学与运动的描述 93
6.1 笛卡儿 93
6.2 恒定速率 96
6.3 平均速率的概念 100
6.4 瞬时速率 102
6.5 加速度 105
6.6 Oresme对平均速率定理的图解法证明 107
6.7 匀加速运动方程 109
第七章 伽利略与自由落体运动学 117
7.1 引言 117
7.2 亚里士多德的物理学 119
7.3 伽利略的《两门新科学》 124
7.4 伽利略对加速运动的研究 128
第八章 抛射体运动 138
8.1 平抛运动 138
8.2 矢量的引入 144
8.3 抛射体运动的一般情况 147
8.4 抛射体运动定律的应用 153
8.5 伽利略的结论 154
8.6 小结 156
第三编 牛顿定律及其世界体系 160
第九章 牛顿运动定律 162
9.1 十七世纪的科学 162
9.2 牛顿传略 165
9.3 牛顿的《原理》 167
9.4 牛顿第一运动定律 172
9.5 牛顿第二运动定律 175
9.6 质量标准 179
9.7 重量 180
9.8 等臂天平 184
9.9 惯性质量和引力质量 185
9.10 牛顿第二运动定律的例题和应用 186
9.11 牛顿第三运动定律 190
9.12 牛顿第三定律的例题和应用 192
第十章 转动 199
10.1 匀速圆周运动的运动学 199
10.2 向心加速度 202
10.3 向心力公式的推导 206
第十一章 牛顿万有引力定律 209
11.1 万有引力定律的推导 209
11.2 受引力作用的行星与开普勒第三定律 216
11.3 卡文迪什实验：引力常数 219
11.4 地球、太阳及行星的质量 222
11.5 对牛顿研究工作的某些影响 225
11.6 万有引力定律的某些推论 227
11.7 利用牛顿的引力理论发现新行星 232
11.8 “波德定律”：行星位置的明显规则性 234
11.9 引力与星系 242
11.10 “我不杜撰假说” 246
11.11 牛顿在现代科学中的地位 249
第四编 物理科学的结构和方法 254
第十二章 概念的本质 256
12.1 引言：变中求不变 256
12.2 科学和非科学 257
12.3 没有唯一的方法 260
12.4 物理学概念：测量和定义 263
12.5 没有物理意义的概念和论点 267
12.6 初级量和二级量 269
12.7 数学定律和抽象 270
12.8 解释 275
第十三章 科学的二元性和成长 279
13.1 创造性的自由奔放 279
13.2 “私人”科学与“公众”科学 281
13.3 物理概念的自然选择 283
13.4 动机 286
13.5 客观性 290
13.6 事实和解释 292
13.7 科学如何成长 295
13.8 这一模型的推论 297
第十四章 定律的发现 308
14.1 关于科学程序的看法 308
14.2 定律表述中的各种因素 314
14.3 物理定律的局限 320
14.4 科学中的选题因素 323
14.5 科学的内容：小结 333
第五编 守恒定律 338
第十五章 质量守恒定律 340
15.1 守恒定律的序幕 340
15.2 逐步完善的一种表述 341
15.3 拉瓦锡的实验证明 343
15.4 质量果真守恒吗？ 346
第十六章 动量守恒定律 349
16.1 引言 349
16.2 动量的定义 351
16.3 动量与牛顿运动定律 355
16.4 关于碰撞的例子 357
16.5 关于爆炸的例子 360
16.6 其他例子 361
16.7 光具有动量吗？ 363
第十七章 能量守恒定律 367
17.1 惠更斯与活力概念 367
17.2 最早的问题：打桩机 372
17.3 功的概念 375
17.4 能量的各种形式 376
17.5 守恒定律，第一种形式及应用 380
17.6 守恒定律的推广 386
17.7 广义能量守恒定律的历史背景；热的本性 394
17.8 迈尔对能量守恒定律的发现 404
17.9 焦耳的能量守恒实验 410
17.10 关于能量守恒定律的总说明 414
第十八章 能量耗散定律 425
18.1 牛顿放弃他的“宇宙机器” 426
18.2 地球冷却问题 429
18.3 热力学第二定律与能量耗散 434
18.4 熵与热寂 437