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1、物理学与人类文明目录第一讲走近相对论41两朵乌云42爱因斯坦的学校生涯43爱因斯坦的丰收年54光行差现象55迈克尔孙实验67突破绝对时空观68相对论的核心观念——“同时”的相对性79动尺缩短与动钟变慢810双生子佯谬811质量公式与智能关系912四维时空94913相对性原理与光速的绝对性914相对论的困难10第二讲原子与核能101周期律102放射性103周期律114电子自旋与泡利不相容原理115中子的发现116裂变与链式反应127原子弹的研制128聚变与热核反应139打破核垄断1310核能的和平利用14第三讲量子的世界141海
2、森堡与矩阵力学142薛定谔与波动力学153最初的论战164测不准关系165能量量子化势垒贯穿176叠加态原理与测量187薛定谔猫态188、EPR效应、隐变量与贝尔不等式18第四讲科学的诞生191地心说192地理大发现193文艺复兴与宗教改革204哥白尼与日心说205布鲁诺与无限的宇宙206望远镜与土星的光环217伽利略的“认罪”声明218第谷的精密观测219开普勒与正多面体宇宙2110行星运动定律的发现22_第五讲物理的初创231自由落体定律232惯性定律(Lawofinertia233相对性原理(principleofrel
3、ativity)234上帝说：让牛顿去吧245经典物理学的《圣经》246牛顿与苹果落地的故事257万有引力定律(Newton’sLawofGravitation258伏尔泰与思想启蒙259这片空间会荒废吗2610走下神坛的牛顿26第六讲弯曲的时空261平行线只有一条吗262惯性的起源273万有引力是时空弯曲的表现28494广义相对论的实验验证295引力波与引力透镜306伟人和凡人30第七讲恒星的演化311赫罗图312恒星的演化313白矮星324脉冲星和超新星爆发325中子星336黑洞的形成34_第八讲黑洞的启示341历史上的黑
4、洞342球对称黑洞353转动的黑洞354激发的黑洞365黑洞热力学366霍金辐射377不等价真空378信息疑难379坚强的天才38_第九讲热学与统计381、历史的火车头382、热本质的争论383、热力学第一定律（能量守恒）393、热力学第二定律（两种表述）394、热力学第三定律（绝对零度不能达到）405、热力学第零定律406气体分子动理论417统计物理学的创立42第十讲时间的性质421、古人对时间的哲学思考422、牛顿与莱布尼茨的不同时空观433、相对论与量子论对时空观的影响434、物理学把时间“空间化”了吗？435、用周期运
5、动度量时间446、用运动定律度量时间——“好钟”447、时间测量的基础——“约定光速”448、异地时钟的校准——“同时”的定义449、“同时”具有传递性的条件4410、“钟速同步”与第零定律4511、绵延的相等——“时间段”相等的定义4512、“约定光速”等价于“约定时空的对称性”4513、奇性疑难——时间的开始与终结4514、奇性疑难——猜想与探索4615、时间箭头——时间的流逝性4616、热、引力与时间4649第一讲走近相对论1两朵乌云1900年,在英国皇家学会迎接新世纪的年会上,著名物理学家开尔文(Kelvin)勋爵作了
6、展望新世纪的发言。在回顾过去岁月之后,他充满自信地说:物理学的大厦已经建成,未来的物理学家只需要做些修补工作就行了。只是明朗的天空中还有两朵乌云,一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克耳孙(Michelson)实验有关。然而,事隔不到一年就从第一朵乌云中降生了量子论,(thequantumtheory)紧接着从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇,物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓”山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。事情还要从19世纪下半叶说起,1870年,在”铁血宰相”俾斯麦(Bismarck)战争赔款,同时
7、迫使法国割让了亚尔萨斯和洛林两个省。当时的德国,急于从一个以农业为主的”土豆王国”,变成一个工业化的强国。德国发展钢铁工业万事具备,就只欠提高冶炼技术这个东风了。炼钢的关键是控制炉温,数千度的炉温,任何温度计都会熔化。于是人们希望从钢水的颜色来辨认温度,这就大大促进了对黑体辐射(blackbodyradiation)(热辐射)的研究。物理学家以谐振子为基础来构造辐射模型。奇怪的是,无论怎么努力理论算出的黑体辐射曲线都不能与实验曲线一致。维恩的模型在长波波段偏离较大。瑞利和金斯的模型则在短波波段偏离很大。这就是开尔文勋爵谈的第一
8、朵乌云－黑体辐射困难。普朗克(Planck)提出了能量量子的概念,给出了著名的普朗克公式E=hn其中E是辐射量子的能量,n是辐射的频率,h是一个常数,就是现在众所周知的普朗克常数。普朗克的论文开创了量子论,标志着近代物理学的开端。年青的爱因斯坦(AlbertEinstein)
