目 錄 **章 導論 1 **節 關于科學 2 一、科學及科學方法 2 二、科學與偽科學、文化、藝術 及宗教 6 第二節 關于物理學 9 一、物理學的概念 9 二、物理學的分支 10 第三節 物理學中的科學思想及人文 精神 11 一、物理學中的科學思想 11 二、物理學中的人文精神 12 第四節 物理學決定人類的未來 13 一、關于人類 14 二、科技文明中人類的未來 15 本章思維導圖 16 復習思考題 18 第二章 運動的描述 20 **節 亞里士多德的運動 21 一、對運動常識性的看法 21 二、亞里士多德運動的局限性 21 第二節 慣性定律 22 一、中世紀的認識 22 二、笛卡兒的認識 22 三、慣性定律的概述 23 第三節 描述運動的物理量 24 一、位置 24 二、速度 27 三、加速度 28 第四節 落體運動和拋體運動 30 一、落體運動 30 二、拋體運動 32 本章思維導圖 34 復習思考題 35 第三章 對于運動的解釋 37 **節 力使物體產生加速度 38 一、力的定義 38 二、常見的力 38 三、力產生加速度 43 第二節 牛頓第二運動定律 44 一、合力的作用 44 二、牛頓第二運動定律概述 45 第三節 牛頓第三運動定律 46 一、作用力與反作用力 46 二、牛頓第三運動定律概述 47 第四節 牛頓運動定律的應用 48 一、在現代科技中的應用 48 二、牛頓運動定律中的人文思想 50 本章思維導圖 51 復習思考題 53 第四章 牛頓世界觀 55 **節 牛頓統一論 56 一、蘋果和月亮的思考 56 二、牛頓統一論概述 57 第二節 引力：宇宙的起源 58 一、引力：太陽系演化的驅動力 58 二、引力：質量更大的恒星死亡的 誘因 59 第三節 牛頓的機械宇宙觀 60 一、牛頓世界觀 60 二、機械世界觀 61 第四節 牛頓物理學的局限性 62 一、適用范圍的局限性 62 二、時空觀的局限性 63 本章思維導圖 65 復習思考題 66 第五章 動量和能量 68 **節 動量和角動量 69 一、動量和動量守恒 69 二、角動量和角動量守恒 72 第二節 功 75 一、做功 75 二、功率 76 第三節 能量 77 一、能量概述 77 二、能量守恒 80 第四節 未來的能量選擇 81 一、能量效率 81 二、能量的來源 82 三、未來的能量選擇概述 83 本章思維導圖 86 復習思考題 87 第六章 熱現象及熱力學基本定律 89 **節 溫度和熱量 90 一、溫度 90 二、熱量 92 三、熱傳遞 93 第二節 熱力學**定律 96 一、內能 96 二、熱力學**定律概述 97 第三節 熱力學第二定律 100 一、熱機 100 二、熱力學第二定律概述 102 第四節 熵 106 一、熵的物理定義 106 二、熵的人文啟示 109 本章思維導圖 109 復習思考題 111 第七章 光和電磁學 112 **節 波 113 一、波的產生 113 二、波的特征量 115 三、多普勒效應 116 第二節 光 117 一、光的波動性 117 二、光的偏振 120 三、光的本性 122 第三節 電學 123 一、電荷 123 二、電流 125 三、電場 127 第四節 磁學 128 一、磁場 128 二、電磁感應 129 三、麥克斯韋的電磁場理論 131 四、電磁波譜 131 第五節 原子和原子核 133 一、原子模型 133 二、原子核與放射性 136 本章思維導圖 138 復習思考題 140 第八章 相對論和現代時空觀 142 **節 狹義相對論 143 一、運動的相對性 143 二、狹義相對論的基本假設 145 三、狹義相對論的時空觀 146 四、質能等價 151 第二節 廣義相對論 153 一、等效原理 153 二、引力和時空 155 三、相對論與政治及藝術 160 第三節 窺視宇宙 164 一、宇宙的起源 164 二、宇宙暴脹 166 三、暗物質 166 四、暗能量 168 第四節 探尋地外生命 169 一、地球上生命出現的條件 169 二、其他行星出現生命的可能性 169 本章思維導圖 171 復習思考題 172 第九章 量子觀念 174 **節 早期量子論 175 一、普朗克能量子假設 175 二、光的量子化 178 三、光的波粒二象性 180 第二節 物質的量子奧秘 183 一、德布羅意波：實物的波動性 183 二、物質波的實驗驗證 183 三、物質波的統計解釋 184 第三節 量子力學 186 一、量子力學概述 186 二、不確定關系 188 三、量子非局域性 191 四、量子隧穿效應 194 五、量子世界觀 195 第四節 量子場 197 一、量子場論 197 二、量子電動力學 199 三、反物質 201 本章思維導圖 203 復習思考題 205 第十章 物理與人類未來 207 **節 計算機的未來 208 一、用能量擦除記憶 208 二、虛擬現實 209 三、心力控制計算機 211 第二節 人工智能的未來 213 一、無處不在的機器人 213 二、人工智能與工業5.0 216 三、人工智能的未來概述 217 第三節 大數據與社會的未來 221 一、云計算、云存儲及移動 互聯網 221 二、大數據規劃城市 222 三、大數據幫助公共健康 223 四、大數據與私人數據安全 224 第四節 地球的未來 225 一、核武器 225 二、時空旅行和時間機器 226 三、地球的危險 229 第五節 人類的未來 230 一、醫學的未來 230 二、財富的未來 232 三、人類的未來概述 234 本章思維導圖 235 復習思考題 237 參考文獻 239