　　《现代物理学前沿选讲（第2版）》从宇观、微观和宏观三方面分别介绍一些关于现代物理学前沿发展的概况。大到宇宙的结构，其过去发展的历史和未来发展的趋势；小到组成物质的原子和亚原子结构：中间涉及极端条件（低温、高压、强电磁场）下物质所表现出的各种新现象和新规律．既试图扼要地讲述相关的物理内容，也尽可能介绍一些现代物理学发展过程中的故事。希望引起读者了解和学习物理的兴趣，认识物理对于发展社会物质文明和精神文明的意义，体会研究物理学的方法。
　　现在的这本小书是以授课讲义为基础，经过修改、补充、整理出来的。书中所介绍内容涉及51个诺贝尔奖（包括近12年的诺贝尔物理学奖）的有关内容。
　　本书可供大学低年级学生或讲授有关课程的大、中学教师参考，也可供对现代物理学前沿发展有兴趣的读者作为高级科普读物来阅读。

内页插图

第1讲前言
1.1 大家都可以来了解现代物理学前沿
1.2 为什么要选修物理学
1.3 现代物理学中的不同专业
1.4 现代物理学的前沿
1.5 关于参考书
第2讲时空观念的变化——从牛顿到爱因斯坦
2.1 引言
2.2 牛顿的时空观和决定论
2.3 宇宙学原理
2.4 白夜佯谬
2.5 爱因斯坦的贡献
第3讲相对论浅释
3.1 历史背景
3.2 狭义相对论
3.3 动尺缩短和动钟变慢
3.4 速度的合成
3.5 质能（质量和能量的）等价关系
3.6 爱因斯坦的引力理论（广义相对论）
3.7 广义相对论的三个关键性检验及其他
第4讲我们的宇宙一膨胀的宇宙
4.1 爱因斯坦方程的宇宙解
4.2 哈勃定律
4.3 热大爆炸宇宙论
4.4 宇宙残余的背景辐射
4.5 暗物质和暗能量
4.6 天体物理观测卫星的应用
4.7 宇宙学的自然单位制和普朗克尺度
第5讲我们的宇宙——宇宙演化简史
5.1 宇宙的创生时期（0〈t〈10-43s）
5.2 普朗克时期（t-10-43s）
5.3 大统一时期（tpl〈t〈10-35及暴胀时期（10-35s〈t〈10-32s）
5.4 夸克-轻子时期（10-32s〈t〈10-6s）
5.5 强子-轻子时期（10-6s〈t〈1S）
5.6 辐射时期和核合成时期（1s〈t〈2×l0年）
5.7 星系时期（2×lO年〈t〈10年）
5.8 恒星时期（t〉10年）
5.9 关于人择原理
第6讲量子物理学的发展
6.1 宇观物理学中的微观粒子
6.2 经典物理学在微观世界出了问题
6.3 量子观念的提出
6.4 原子结构和光谱的研究引到旧量子论
6.5 新量子力学的第一个方案——矩阵力学的产生
6.6 新量子力学的第二个方案——波动力学的产生
6.7 波函数的统计诠释
6.8 海森伯的不确定关系
6.9 相对论性量子力学的提出
6.10 2012年的诺贝尔物理奖——量子世界里的粒子控制
第7讲微观世界的层次
7.1 中子的发现和原子核组成的确定
7.2 大量强子的发现
……
第8讲基本粒子的标准模型
第9讲对称性和守恒量
第10讲微观物理学和宇观物理学的联系
第11讲宏观物质世界的复杂性
第12讲量子流体和量子光学
第13讲激光冷却和捕获原子
第14讲数量子堆尔效应
第15讲高压物理学
习题
数学附注
外国人名及专用名索引
书中出现的诺贝尔奖索引

精彩书摘

　　1.1 大家都可以来了解现代物理学前沿
　　我们今天开始上这个课。这个课的名字很大：现代物理学前沿选讲。其实这个课可以在任何水平上来讲。比如说，如果给研究生开这个课，给他们介绍一些可能的研究方向，我想是很合适的；如果在你们上大学三年级或四年级时讲，给你们进一步选择专业做参考，也是可以的。我们现在就和刚进大学的同学们讨论这方面的问题，是不是太早一点呢？我想也未必。记得在大概1947、1948年的时候，我还在清华大学念书，课余曾经给工人夜校的青年工人们讲过一点科学知识，有几次我就试着跟他们谈了一些关于物质的组成和运动的问题。工人们知道我是物理系的，跟我提出了许多他们听到和想到的物理问题。我看他们的兴趣还挺广，就跟他们谈了一些有关相对论和宇宙起源的、当时还算相当前沿的物理知识，他们好像也可以理解。事实上，对于希望了解物理学的青年人来说，重要的不是知道许多描写现代物理学前沿问题细节的高等数学公式和推导这些公式的数学技巧，而是了解：有关这些问题，我们今天已经从物理上解答了多少？还有些什么问题需要我们继续努力去寻求解答？也就是说，当你们面临物理学这一大片原野时，尽早鸟瞰一下这片原野开垦的大致情况和前沿在哪里，还是很有必要的。所以我说这种问题可以在任何水平上来讨论。当然，随着学习的深入，会要求大家从定性的鸟瞰进入定量的描述。所以，随着对象的不同，讲这个课的方式也不一样。如果是跟高年级同学来讲或跟研究生同学来讨论这方面的问题，那么就会有许多数学牵涉进来，像线性代数、微积分、高等代数、高等几何等一些中学没有教过的数学。对于还没有学过这些数学的同学，开始的时候可以对有关公式的推导跳过去，但是把问题记下来，等到你们在数学课上或自己看数学参考书学到有关知识时，再联系起来加以解决。这时，你们就会像遇到久已向往的人那样，感到由衷的喜悦。不过，考虑到大多数同学的学习进度，在开始的半个学期，我还是尽量只用中学已经学过的那些数学知识。实在要用到一些高等数学的观念时，简单的我就在黑板上临时说明，复杂的就在书末以数学附注的形式从头开始加以介绍。写这些附注的目的，完全是为了同学们现在和将来学习时参阅方便，既不试图代替专门的数学课程，也不追求系统完备。另外，我假设同学们都掌握了中学时代应当掌握的那些基础物理知识。不过，如果有同学听讲的时候感到有问题不太清楚，请随时举手示意向我提问，或者先记下来，等到课间休息时或课后再来和我讨论。要是时间来不及，自己下课后再去查书也是可以的。
　　1.2 为什么要选修物理学
　　我不知道我们同学选学物理这个学科都经过了一些什么考虑。我只回想起当初我是为什么要选修物理的。我记得初中时候教物理的老师很好。他上课的时候，我听不懂时向他提一些问题，有的问题他当时就解释了，有些问题一时解释不了的，他就让我课后上他的休息室去，并且把他大学时的教科书翻出来。我还记得就是《Dufr物理学》。他借给我，让我自己看。我看后经过自己的思考，并且自己动手做了些计算，搞清楚了原来不懂的问题，感到很高兴。从那个时候开始我就对物理有了兴趣。后来上高中时，我也常找这位老师或到校图书馆借物理方面的书自学。越学兴趣越大，后来考西南联大时就选择了物理系。我想同学们选修物理多半也是因为你们对物理有了兴趣。
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