物理發(fā)現啟思錄：全2冊簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

    本書(shū)分為三大部分：現代宇宙學(xué)素描、高能粒子物理學(xué)剪影和應用物理擷英，通過(guò)生動(dòng)典型的物理發(fā)現案例，尤其以21世紀以來(lái)的重大發(fā)現為載體，介紹物理學(xué)發(fā)展的新內容、新態(tài)勢，闡明基礎研究與高新技術(shù)的相互促進(jìn)、相互依存的密切關(guān)系——重大的基礎研究突破往往導致新的技術(shù)躍進(jìn)和產(chǎn)業(yè)提升，使讀者感染到科學(xué)家在探求真理中所表現的崇高科學(xué)精神（求實(shí)精神、實(shí)證精神、探索精神、理性精神、創(chuàng )新精神、懷疑精神、獨立精神和原理精神等），從而達到普及科學(xué)思想和科學(xué)精神，陶冶性情，提升人文素養的目的。因此本書(shū)選材新穎、內容豐富、深入淺出、體例別致、文辭優(yōu)美，是一本集科學(xué)普及、科學(xué)精神與人文素質(zhì)教育三位一體的別具創(chuàng )意的優(yōu)秀科學(xué)讀物。

本書(shū)面向所有具有中學(xué)及以上文化水準干部、學(xué)生、工農兵，尤其適用于高等學(xué)?；蛘呗殬I(yè)技術(shù)學(xué)院作為人文素質(zhì)教育、科學(xué)精神教育的教材或參考書(shū)。

張端明  男，76歲，華中科技大學(xué)物理學(xué)院教授、博士生導師，享受?chē)鴦?wù)院特殊津貼。曾任湖北省物理協(xié)會(huì )理事、美國物理學(xué)會(huì )會(huì )員、美國科學(xué)促進(jìn)會(huì )會(huì )員、美國紐約科學(xué)院成員，主要研究方向為基礎物理與凝聚態(tài)物理。多年來(lái)主持并完成國家ji、省部級科研項目20余項，多次獲得國家ji、省部級獎勵，包括自然科學(xué)成果獎、科學(xué)進(jìn)步獎等。他率領(lǐng)課題組構建的脈沖激光沉積動(dòng)力學(xué)被載入國際材料科學(xué)巨著(zhù)《Comprehensive materials processing》第13卷。

引  言 6

緒論 8

【閱讀材料 緒論-1】關(guān)于錢(qián)學(xué)森之問(wèn)和李約瑟問(wèn)題 19

【閱讀材料 緒論-2】馬克思主義的科技發(fā)展觀(guān) 21

【閱讀材料 緒論-3】科學(xué)與技術(shù) 24

第一部 現代宇宙學(xué)素描 26

第1章 人類(lèi)首次發(fā)現引力波 26

第一節 科學(xué)世界的春雷 26

第二節 廣義相對論與引力波的預言 30

第三節 廣義相對論的實(shí)驗驗證 33

第四節 引力波發(fā)現的曲折 37

第五節 引力波探測的國際競爭及其啟示 41

【閱讀材料1.1】關(guān)于LIGO項目立項過(guò)程 44

【閱讀材料1.2】邁克爾遜干涉儀和激光干涉儀 45

【閱讀材料1.3】關(guān)于科學(xué)精神的若干論述 47

【閱讀材料1.4】第二次發(fā)現引力波 51

第2章 近代物理學(xué)的建立 56

與宇宙學(xué)萌芽 56

第一節 宇宙創(chuàng )生的傳說(shuō) 56

第二節 古代希臘和古代中國關(guān)于宇宙結構的探索 58

第三節 近代宇宙學(xué)的黎明—星云說(shuō) 62

【閱讀材料2.1】關(guān)于宇宙創(chuàng )生的種種傳說(shuō) 65

【閱讀材料2.2】古代天文觀(guān)測和歷法的發(fā)展 69

第3章 觀(guān)測宇宙的梯級結構壯麗圖景 73

第一節 “量天尺”——測量天體距離的常用單位 73

第二節 宇宙梯級結構之第一級——銀河系 76

第三節 宇宙梯級結構的第二級——星系群 82

第四節 宇宙梯級結構的第三級——超星系團 84

第4章 現代宇宙學(xué)的發(fā)軔——愛(ài)因斯坦的宇宙學(xué)方程 88

第一節 現代宇宙學(xué)的基石——愛(ài)因斯坦的宇宙學(xué)方程 88

第二節 多普勒效應與哈勃定律 94

第三節 宇宙測量的標尺與宇宙加速膨脹的發(fā)現 100

【閱讀材料4.1】近30年來(lái)太空天文望遠鏡發(fā)射概況 108

第5章 大爆炸標準模型及它所描述的宇宙演化圖像 123

第一節 伽莫夫的大爆炸模型 123

第二節 奇怪的微波背景從何而來(lái) 128

第三節 大爆炸標準模型早期演化的物理圖像 132

第四節 早期宇宙學(xué)與星系時(shí)代 141

第五節 暗物質(zhì)與宇宙早期的演化 147

【閱讀材料5.1】射電天文學(xué)的興起 152

【閱讀材料5.2】銀河系未來(lái)演變的預測 154

第6章 大爆炸標準學(xué)說(shuō)面臨的主要問(wèn)題 161

第一節 視界問(wèn)題 161

第二節 暗物質(zhì)問(wèn)題 167

第三節 暗能量的問(wèn)題 171

第四節 反物質(zhì)問(wèn)題 176

第五節 磁單極子問(wèn)題 180

【閱讀材料6.1】暗物質(zhì)及其科學(xué)探測 185

【閱讀材料6.2】反物質(zhì)及其探測 195

【閱讀材料6.3】磁單極子的尋找 199

【閱讀材料6.4】球狀星團問(wèn)題 203

第7章 大爆炸學(xué)說(shuō)的最新發(fā)展——暴脹宇宙論 205

第一節 暴脹宇宙論的提出 205

第二節 暴脹產(chǎn)生的根源——真空自發(fā)破缺 208

第三節 暴脹宇宙論的物理圖像 213

第四節 新暴脹宇宙論 219

第五節 新暴脹論中的反物質(zhì)、磁單極子和均勻性問(wèn)題 222

第8章 現代宇宙學(xué)的若干思考 228

第一節 宇宙到底有多大 228

第二節 宇宙膨脹動(dòng)力從何而來(lái) 231

第三節 宇宙之外還有什么 234

第四節 人擇原理和造化之手 236

第五節 宇宙學(xué)演變?yōu)榫芸茖W(xué) 243

第六節 宇宙學(xué)發(fā)展的未來(lái)方向 246

【閱讀材料8.1】暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中扮演的角色 249

第二部 高能粒子物理學(xué)剪影 253

——神秘失蹤的中微子 253

第9章 色彩斑斕的微觀(guān)世界 253

第一節 宇宙的最小磚石——基本粒子 253

第二節 基本粒子王國的三代騎士 257

第三節 粒子間的相互作用——微觀(guān)世界的經(jīng)緯 260

第四節 亞原子粒子與夸克 262

第五節 色味俱全的基本粒子王國 264

【閱讀材料9.1】電子的發(fā)現與基本粒子探測設備（現代超級照相機） 273

【閱讀材料9.2】在強相互作用的漸進(jìn)自由 277

第10章 筆尖下冒出的幽靈粒子—中微子 282

第一節 β衰變中“能量失竊案”震動(dòng)學(xué)術(shù)界 282

第二節 漫長(cháng)的中微子追蹤之路 287

第三節 中微子之父泡里傳奇 292

第四節 泡里的失誤 299

【閱讀材料10.1】科學(xué)權威對科學(xué)發(fā)展的作用 303

第11章 中微子教父費米及其弱相互作用理論 307

第一節 費米普適弱相互作用中微子理論 307

第二節 弱相互作用是上帝的錯誤嗎？ 310

第三節 中微子教父費米的靚麗人生 316

【閱讀材料11.1】物理學(xué)中的對稱(chēng)性C、P和T 321

【閱讀材料11.2】弱相互作用宇稱(chēng)不守恒的發(fā)現——上帝竟然是“左撇子” 325

第12章 環(huán)繞中微子的疑云怪霧 330

第一節 中微子有靜止質(zhì)量嗎 330

第二節 太陽(yáng)中微子失竊案 336

第三節 中微子振蕩的物理圖像 339

第四節 弱相互作用中的CP不守恒的發(fā)現 345

第五節 反物質(zhì)世界的尋找 355

第六節 完美理想的中微子通信 363

第13章 中微子的靜止質(zhì)量與中微子天文學(xué)的興起 369

第一節 中微子的靜止質(zhì)量到底為多大？ 369

第二節 中微子的質(zhì)量來(lái)自希格斯粒子 371

第三節 中微子天文學(xué)的興起與展望 375

第14章 中微子在科學(xué)界掀起驚天巨浪 382

第一節 歐洲科學(xué)家宣布發(fā)現中微子超光速運行 382

第二節 中微子超光速烏龍記余波蕩漾 387

第三節 大亞灣實(shí)驗發(fā)現新的中微子振蕩模式 391

第四節 為什么科學(xué)家認定中微子只有三味呢？ 397

第五節 惰性中微子——第四代中微子存在嗎？ 401

第三部 應用物理擷英 408

第15章 現代物理發(fā)展態(tài)勢與量子信息學(xué)的興起和發(fā)展 408

第一節 愛(ài)因斯坦與現代物理的基石 408

第二節 愛(ài)因斯坦與量子信息學(xué)的問(wèn)世 413

第三節 量子糾纏和EPR論證 415

第四節 量子隱形傳遞 420

第五節 量子信息學(xué) 427

【閱讀材料15.1】普朗克和玻爾對量子論的貢獻 433

【閱讀材料15.2】愛(ài)因斯坦對于現代量子場(chǎng)論發(fā)展的貢獻 435

【閱讀材料15.3】量子不可克隆定理簡(jiǎn)介 436

【閱讀材料15.4】量子密鑰技術(shù) 439

第16章 物理學(xué)、技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命 444

第一節 物理學(xué)與三次產(chǎn)業(yè)革命 444

第二節 物理學(xué)與信息產(chǎn)業(yè)集群的興起（上） 450

第三節 物理學(xué)與信息產(chǎn)業(yè)集群的興起（下） 456

第四節 物理學(xué)革命與新能源產(chǎn)業(yè)的興起（上） 465

第五節 物理學(xué)革命與新能源產(chǎn)業(yè)的興起（下） 470

第17章 凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)（上） 480

第一節 半導體材料和半導體物理的最新發(fā)展 480

第二節 巨磁阻材料和磁隧道結材料 486

第三節 拓撲絕緣體和超導體材料 495

第四節 光學(xué)納米材料 502

第五節 光學(xué)信息材料 506

第六節 軟凝聚態(tài)物質(zhì)材料 509

第18章 凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)（下） 514

第七節 復雜材料體系 514

【閱讀材料18.1】霍爾效應 523

【閱讀材料18.2】奇妙的巴氏球 524

【閱讀材料18.3】二十個(gè)未來(lái)最有潛力的新材料（ppt） 536

第19章 從諾貝爾物理學(xué)獎看現代物理發(fā)展趨勢 542

第一節 物理學(xué)與其他自然科學(xué)分支的交叉和融合 542

第二節 諾貝爾物理學(xué)獲獎?wù)叩膰?、學(xué)科和年齡分布 547

第三節 諾貝爾物理學(xué)獎與現代物理學(xué)的發(fā)展脈絡(luò ) 560

第四節 諾貝爾物理學(xué)獎與中國 564

【閱讀材料19.1】21世紀激光光學(xué)新發(fā)展 573

【閱讀材料19.2】BEC物理研究進(jìn)展 582

【閱讀材料19.3】超弦論 591

【閱讀材料19.4】1998-2010諾貝爾物理學(xué)獎 600

結語(yǔ) 617