第一章 究天人之际 1
一、夜观星象 1
二、心怀穹庐 4
三、给世界找个支点：阿基米德的故事 6
四、山雨欲来 13
五、春暖花开 14
六、播种在天涯 17
七、经纬度的确定 18
第二章 物理的天人合一 19
一、从精确测量开始 19
二、还宇宙以和谐 20
三、挑战传统：伽利略的故事 22
四、为物理而生：牛顿的故事 27
第三章 物质的表象 39
一、振动与波动 39
二、光与色的幻影 41
三、光的速度 43
四、光色原理 45
五、光的干涉 48
第四章 电与磁的神话 49
一、古老传说 49
二、神奇的力量 50
三、从驯服电开始 51
四、风筝实验：富兰克林的故事 52
五、库伦定律 53
六、伏打电池及其他 54
七、安培定律和欧姆定律 55
八、电报和电话 56
九、电磁交感：法拉第的故事 57
十、电灯、电影、留声机：爱迪生的故事 60
十一、麦克斯威与无线电 63
十二、电磁波的实验发现和应用 65
十三、力与场的内涵 66
十四、小结 66
第五章 冷与热的感觉 68
一、热现象与温度计 68
二、理想气体状态方程式 71
三、热的本质 72
第六章 宇宙的能量 74
一、蒸汽机的问世 74
二、卡诺的理想热机 75
三、能量守恒定律的发现 77
四、宇宙真的会“热寂”吗？ 80
五、不必杞人忧天 84
六、用理性来还原真实 86
七、永动机：幻想还是谎言？ 87
八、吉布斯：默默无闻的高人 89
九、小结 92
第七章 探索微观世界 94
一、添砖加瓦 94
二、在黑暗中发现那一束光亮 95
三、徘徊在宏观与微观之间 96
第八章 站在理论的前沿 99
一、物理学真的就那么完美吗？ 99
二、打开原子世界的大门：19世纪末物理学的三大发现 102
三、爱因斯坦和他的相对论 113
四、量子历程 126
五、霍金的宇宙思想 134