本书围绕数百年来，特别是20世纪以来物理学的发展，全面介绍了物理学各个分支领域的重大突破以及它们对现代科学技术的引领作用，着重阐述了孕育现代物理学发展的科学精神、方法论和世界观。本书结合古今中外科学与人文的具体实例，将自然科学与科学精神作为一种文化进行阐述，对科学的发展规律、思维方式等作了较为开放但又不失其严谨性的探索，实现了科学与人文较为成功的结合。

本书的特色是联系实际、通俗易懂、适应面广。本书在基本没有数学推导的前提下，介绍了物理学的重大进展，包括经典物理学、量子物理学、相对论、物质结构、现代宇宙学、非线性物理学等内容，并介绍了它们的实际应用实例，如超导体、激光、晶体管、全球定位系统、量子通信、聚变能源等；把物理学中奥妙无穷的现象和规律与现代社会中的相关问题结合起来，对诸如“科学否定观”“严谨性的极限”“科技双刃剑”“条件好坏与成就大小”“真理与美”等问题进行了深入浅出的阐述。

希望本书能为广大青年学生、人文社科工作者提供一个了解科学、把握科学思维方法、培养科学精神的途径。

前辅文
绪论
第1章　经典物理学
  1.1　天地运动
   1.1.1　天与地
   1.1.2　牛顿——站在巨人的肩膀上
   1.1.3　能量、动量守恒的时空对称性
   1.1.4　严谨的科学方法论
   1.1.5　牛顿的科学观
  1.2　冷热现象
   1.2.1　温度与热量
   1.2.2　能量守恒的具体表述
   1.2.3　自然现象演化的方向性
   1.2.4　热寂说及其终结
  1.3 以光速传播的电磁波
   1.3.1 发现电磁波
   1.3.2 电磁波谱
   1.3.3 真理与美的关联
   1.3.4 名师指点与自身感悟
   1.3.5 光是一种电磁波
   1.3.6 三维全息照相
  参考文献
第2章 量子物理学
  2.1 原子模型
   2.1.1 原子概念
   2.1.2 发现电子
   2.1.3 汤姆孙原子模型
   2.1.4 卢瑟福原子模型
  2.2 量子假说
   2.2.1 普朗克量子假说
   2.2.2 爱因斯坦光子假说
   2.2.3 玻尔假说
   2.2.4 德布罗意波粒二象性假说
   2.2.5 互补性原理
   2.2.6 上帝是在掷骰子吗?
  2.3 海森伯不确定性原理
  2.4 泡利不相容原理
  2.5 量子纠缠——“幽灵般的超距作用”
  2.6 科学的否定与创新
  参考文献
第3章 量子力学——现代高科技的基石之一
  3.1 趋向导电极限的超导体
   3.1.1 超导体的奇异特性
   3.1.2 超导根源——同性相吸
   3.1.3 迎接超导时代的到来
  3.2 绚丽多彩的激光
   3.2.1 无可比拟的激光特性
   3.2.2 产生激光的条件
   3.2.3 激光——射向现代社会的各个领域
  3.3 晶体管——构筑智慧的细胞
   3.3.1 半导体的物理特性
   3.3.2 PN结
   3.3.3 晶体三极管——放大人类的智慧
   3.3.4 晶体管——微电子产业的基本单元
  3.4 冲刺元器件小型化的极限
   3.4.1 量子点——人造原子
   3.4.2 介观环
   3.4.3 分子电子学
  参考文献
第4章 相对论与现代时空观
  4.1 狭义相对论的创立
  4.2 狭义相对论的基本原理
   4.2.1 光速不变原理
   4.2.2 相对性原理
  4.3 狭义相对论的主要结论
   4.3.1 同时的相对性
   4.3.2 时间延缓
   4.3.3 长度收缩
   4.3.4 质能关系
  4.4 新引力理论——广义相对论
   4.4.1 广义协变原理
   4.4.2 等效原理
  4.5 广义相对论的主要结论
   4.5.1 引力大的地方时钟走得慢
   4.5.2 引力导致空间弯曲
  4.6 广义相对论的部分预言
   4.6.1 星光的引力偏转
   4.6.2 雷达回波延迟
   4.6.3 水星近日点的进动
  4.7 相对论的实验验证及实际应用
   4.7.1 μ子的寿命
   4.7.2 孪生子效应
   4.7.3 全球定位系统
  4.8 相对论的时空观
  4.9 相对论中的科学方法论
  参考文献
第5章 物质结构宇宙之砖
  5.1 物质结构
   5.1.1 电子的发现与原子构成
   5.1.2 越来越多的新粒子
   5.1.3 夸克模型
  5.2 基本相互作用及其统一
   5.2.1 四种基本相互作用
   5.2.2 奇妙的对称性
   5.2.3 标准模型
  5.3 原子能及其应用
   5.3.1 原子核的结合能
   5.3.2 原子能的可能释放模式
   5.3.3 原子能的和平利用
   5.3.4 核武器与世界和平
  参考文献
第6章 膨胀着的宇宙
  6.1 传统宇宙观及其不足
   6.1.1 永恒的宇宙与热力学的矛盾
   6.1.2 夜空为什么是黑暗的——奥伯斯佯谬
   6.1.3 问题的解决
  6.2 哈勃的发现
   6.2.1 波的多普勒效应
   6.2.2 恒星距离的测定
   6.2.3 哈勃的发现
  6.3 宇宙的起源
   6.3.1 大爆炸模型
   6.3.2 宇宙哥白尼原理
   6.3.3 大爆炸模型的观察证据
  6.4 宇宙的命运
   6.4.1 宇宙整体的命运
   6.4.2 恒星的产生与命运
   6.4.3 神奇的天体——黑洞
   6.4.4 人类的命运
  6.5 21世纪宇宙学面临的问题
   6.5.1 暗物质问题
   6.5.2 正反物质的不对称问题
   6.5.3 微观与宇宙世界的统一
  参考文献
第7章 非线性科学及科学认识论
  7.1 非线性系统及其普遍性
  7.2 混沌的本质
   7.2.1 虫口模型
   7.2.2 倍周期分岔
   7.2.3 混沌的基本性质
   7.2.4 混沌理论的应用
  7.3 自然界的几何——分形
   7.3.1 分形维数
   7.3.2 来自简单规律的复杂系统
  7.4 特殊的非线性系统——可积系统
  7.5 混沌因果律及科学认识论
  参考文献
第8章 物理学在未来科技和社会中的作用
  8.1 20世纪物理学遗留的问题及其展望
   8.1.1 引力量子化与大统一理论
   8.1.2 超高能物理及宇宙的起源与演化
   8.1.3 复杂系统的研究
   8.1.4 极端条件下的物理现象
  8.2 物理学在其他自然科学及高新技术中的应用
   8.2.1 生命科学与物理学
   8.2.2 21世纪的信息技术
   8.2.3 21世纪的能源与环境
  8.3 物理学与国防现代化
  参考文献
第9章 科学技术与人类文明
  9.1 重大的发现重要的提示
  9.2 科学技术与人类文明

“十一五”国家规划教材