第一章 两种文化的历史演变
  §1-1 源远流长的中华文明
   一、五千年光辉历史的回眸—夏商周断代工程
   二、中国四大发明对世界文明作出伟大贡献
  §1-2 探讨我国科学在历史上逐渐落后的原因——“李约瑟难题”
  §1-3 试论东方哲学与西方哲学的异同
   一、哲学是什么？——东西方不同的“开局”
   二、从《易经》到老庄哲学和元气论
   三、西方哲学为何对近代科学起促进作用？
  §1-4 文艺复兴和科学革命两种文化的分裂
  §1-5 可持续发展呼唤东西方文化的融合
  §1-6 21世纪的科学需要文理相通
  附录1A 谁最早发现美洲？
  思考题
  参考资料
 第二章 经典力学的建立和发展
  §2-1 坐标系位置矢量速度
  §2-2 从哥白尼到开普勒
   一、向地心说挑战——哥白尼创立日心说
   二、开普勒行星运动三定律
  §2-3 伽利略和近代力学的诞生
   一、坚持真理支持哥白尼学说
   二、提出落体定律和惯性运动概念
   三、对科学方法的贡献
  §2-4 牛顿和经典力学的成熟
   一、牛顿简历
   二、牛顿力学三定律
   三、万有引力定律的创立过程
   四、牛顿的自然哲学思想
   五、站在巨人肩上的牛顿
   六、牛顿物理学的局限性
  §2-5 动量守恒定律机械能守恒定律
   一、动量力的冲量动量守恒定律
   二、机械运动的两种量度——动量和动能
   三、重力势能功机械能守恒定律
   四、进一步讨论几个问题
  §2-6 弹性和振动
   一、胡克定律和弹性势能
   二、振动的描述
  §2-7 角动量角动量守恒定律
   一、角动量
   二、角动量守恒定律
   三、轨道形状
  附录2A 刚体的转动惯量角动量转动能
  附录2B 摩擦力
  附录2C 航天技术的新进展火星和土星的探测
  思考题
  习题
  参考资料
 第三章 从静电现象到电磁波
  §3-1 静电和静磁现象的研究
   一、静磁和静电现象的早期研究
   二、库仑定律
   三、从库仑定律的建立看类比方法的重要性
  §3-2 电流的产生及其磁效应
   一、从动物电研究到伏打电堆发明
   二、奥斯特发现电流磁效应
   三、安培对电流磁效应的深入研究
  §3-3 电磁感应定律
   一、电磁感应现象的发现
   二、创造性的科学思维——磁感线与场概念的引入
   三、带电粒子在电场和磁场中所受的力和场强的定义
   四、磁通量
   五、楞次定律
   六、法拉第电磁感应定律
   七、做一个“平凡的法拉第”
  §3-4 麦克斯韦电磁场理论的建立与电磁波的发现
   一、一场伟大的变革
   二、麦克斯韦方程组的建立
   三、预言电磁波实现第三次大综合
  思考题
  习题
  参考资料
 第四章 光的本性是什么？
  §4-1 光的微粒说
   一、牛顿对光的色散的研究
   二、牛顿的微粒说
  §4-2 光的波动说
   一、惠更斯的波动说
   二、光的反射
   三、光的折射
   四、光的全反射
  §4-3 光的干涉衍射偏振
   一、双缝干涉和薄膜干涉
   二、单缝衍射和单孔衍射仪器分辨率
   三、光的偏振
  §4-4 光的波粒二象性
   一、光电效应和爱因斯坦的“光子”假设
   二、康普顿效应
  §4-5 多普勒效应
  §4-6 玻尔公式光的共振吸收激光原理
   一、两能级原子与光的相互作用
   二、爱因斯坦关于受激辐射的预言和激光的发明
   三、激光冷却玻色-爱因斯坦凝骤
  §4-7 激波和切连科夫辐射
  附录4A 光速的测量
  思考题
  习题
  参考资料
 第五章 打开微观世界研究大门的三大发现
  §5-1 x射线的发现
   一、阴极射线的发现及其本性的争论
   二、一种新射线的发现
   三、偶然中有必然
   四、x射线的本性和应用
  §5-2 放射性的发现
   一、贝克勒尔的一个惊人的意外发现
   二、贝克勒尔的“先验观念”和居里夫人的新的突破
   三、α、β和γ三种射线
   四、放射性衰变规律
   五、放射性发现的社会影响和广泛应用
  §5-3 电子的发现
   一、阴极射线本性之争宜告结束
   二、要敢于突破传统观念
   三、电子发现对现代科学和技术发展的深远意义
  附录5 A卡文迪许实验室
   一、追求卓越不断开拓新的研究领域
   二、善于选择和培养优秀人才
   三、优良的传统和学风
  思考题
  习题
  参考资料
 第六章 物质观的革命——量子论
  §6-1 开创物理学新时代的“量子”概念的提出
   一、背景
   二、观念的根本突玻
   三、量子观念在“非难”中得到发展
  §6-2 第一个钻到原子中心的人——卢瑟福
   一、J.J汤姆孙的原子模型
   二、α粒子探针的奇迹
   三、卢瑟福的“原子核式结构”模型的提出和遭遇
   四、卢瑟福预言核内存在“中子”
  §6-3 和谐的乐章——玻尔模型
   一、行星模型的鉴赏家
   二、玻尔原子结构模型基础
   三、玻尔模型
   四、玻尔模型的贡献与困难
   五、哥本哈根精神
  §6-4 德布罗意与物质波
   一、背景知识
   二、物质波的提出
   三、电子波性的实验验证
  §6-5 描写物质波动的方程及波函数的统计解释
   一、薛定谔波动方程
   二、波函数的统计解释
   三、对量子力学作出重要贡献的其他物理学家
   四、一场在20世纪传为佳话的科学争论
  思考题
  习题
  参考资料
 第七章 统计规律性混沌熵与信息
  §7-1 力学中的机械决定论
  §7-2 混沌
  §7-3 宏观不可逆性与熵的概念
   一、时间箭头与洛喜密特佯谬
   二、概率与熵
  §7-4 麦克斯韦分布和玻尔兹曼分布
  §7-5 物态变化相变潜热和热力学第一定律
  §7-6 从比热容看物质结构
  §7-7 信息与概率的关系——信息量的定义
  附录7A 全球暖化会引发气候突变吗？
  附录7B 地磁异常预兆着磁极反转吗？
  思考题
  习题
  参考资料
 第八章 时空观的革命——相对论
  §8-l 光速不变性和同时性的相对性
  一、力学相对性原理和伽利略变换
  二、测量“以太风”的迈克耳孙-莫雷实验
  三、爱因斯坦的追光佯谬狭义相对论的两个基本原理
  §8-2 洛伦兹收缩洛伦兹变换速度相加定律
  一、由光速不变原理导出洛伦兹收缩
  二、洛伦兹变换
  三、速度相加定律
  §8-3 质量随速度而增大质能关系
  一、质-能等价关系的导出
  二、狭义相对论中的多普勒效应
  三、核的聚变和裂变太阳能原子能
  §8-4 广义相对论简介
  一、等效原理和广义协变原理
  二、有引力场的空间-时间是弯曲的
  三、光在引力场中的红移
  四、光线或无线电波在经过引力场时的偏折
  五、水星轨道近日点的进动
  六、双星的引力辐射
  思考题
  习题
  参考资料
 第九章 天体物理学的新发展（简介）
  §9-1 夜晚的天空为什么是黑暗的？
  §9-2 宇宙大爆炸理论哈勃红移宇宙微波背景辐射及其他
  §9-3 白矮星和中子星
  §9-4 宇宙中的X射线源
  §9-5 r射线暴
  §9-6 黑洞
   一、黑洞及其视界
   二、小黑洞——恒星演化的一种结局
   三、大黑洞——星系和类星体有联系吗？
  §9-7 暗物质与暗能量之谜
   一、天体距离和哈勃常数的测定
   二、宇宙年龄与膨胀是加速还是减速有关
   三、宇宙膨胀平坦性与物质密度的关系
   四、暗物质存在的证据和迷惑
   五、宇宙膨胀正在加速宇宙常数和暗能量之谜
   六、反引力——一种新的猜测
  思考题
  参考资料
 第十章 物理亦文化
  §10-1 现代物理学的认识论
   一、认识论的相对性原理
   二、什么实验最美？
   三、测量与信息
   四、物质结构观的演变
  §10-2 现代物理学的方法论
   一、模型方法的实质
   二、对称性在物理学中的地位
  §10-3从相对真理到绝对真理
  附录10A 人类社会的历史
  附录10B 地球上生物的进化史
  思考题
  参考资料
 结束语人类从何处来？向何处去？
 附录 关于治学之道的若干思考
 参考资料
 习题答案
 附表
  表1 物理常数和天文常数表
  表2 一些稳定核素的丰度及原子质量
  表3 一些放射性核素的衰变类型和半衰期