本书为“中国科技馆科学新视野丛书”中的一本，主要内容：贯通天地的第一次风暴，点燃自然之火和理性之光，开启新时代的现代物理学革命等。书中回顾了伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、玻尔、居里夫人等划时代伟人的科学成就和物理学的发展历程，旨在从中汲取可贵的启示与经验，以对我们把握科学和民族的未来发展有所裨益。

前言/1

一 冲破黑暗的第一次科学革命/1

1.推动地球的巨人——哥白尼/3

2.献身科学的勇士——布鲁诺/6

3.天才的观测家——第谷/7

4.天空立法者——开普勒/8

5.近代物理学之父——伽利略/10

6.近代物理学之集大成——牛顿/14

7.实践是检验科学理论的标准/19

8.科学活动的组织化/20

9.物理学革命带动其他学科发展/24

10.点燃理性之光/28

二 助燃产业革命的火与电/3l

1.蒸汽机的呼唤/31

2.为蒸汽机工作原理作出科学定义/36

3.为天地间各种能量制定法则/39

4.打开奇妙的电、磁世界/42

5.电、磁是一家/49

6.磁生电/51

7.电磁理论之集大成/54

8.开启电气时代/57

9.从“生产→技术→科学”到“科学→技术→生产”/65

10.科学与技术携手改变世界/69

11.催生先进思想的科技火花/71

三 开启新纪元的近代物理学革命/75

1.乌云阴影下的经典物理学/75

2.揭开物理学革命的序幕/77

3.“紫外灾难”引发的“量子闪电”/82

4.冲破“以太乌云” /91

5.识宇宙之宏/106

6.探粒子之微/112

7.发掘物质内部的巨大能量/116

8.新仪器的发明推进科学进步/118

9.引发化学和生命科学的革命/122

四 新技术革命的发动机/129

1.原子能时代/130

2.航空航天时代/135

3.电子技术与信息时代/140

4.军事变革/149

5.激光技术/153

6.超导技术/155

7.物理学的魅力/157

8.回顾与启示/158

1.推动地球的巨人——哥白尼

第一次科学革命的发起者不仅是智慧的学者，而且是勇敢的战士。科学的先驱们必须面对宗教和社会的巨大压力，甚至可能付出生命的代价。

16世纪初，波兰天文学家哥白尼经过长期的观测、研究，发现地心说有根本性的错误，于是提出了“日心说”，向人们描述了以太阳为中心的宇宙模型：太阳位于宇宙的中心，当时已知的5颗行星和地球围绕太阳旋转；地球也是行星，是球形的，它在绕着自己的轴转，并绕着太阳公转依距离太阳的由近及远行星的排列次序是：水星、金星、地球、火星、木星、土星；月亮是地球的卫星，它绕着地球旋转；恒星则在远离太阳的一个天球面上静止不动。哥白尼大体上描绘了太阳系结构的直实图景。

作为一个天主教徒，哥白尼深知这一理论太富于革命性。因担心天主教会的迫害，他迟迟不敢公之于世，直到1543年他逝世前夕才发表了13年前就已完成的《天体运行论》。据说，他只用颤抖的手摸了摸书的封面，就与世长辞了。

《天体运行论》是天文学史上的伟大著作，被恩格斯誉为“自然科学的独立宣言”。哥白尼的天文学思想及其新的宇宙体系，第一次揭示了地球和其他行星围绕太阳运转的客观规律，不仅打破了主宰世界近2000年之久的地心说体系，而且彻底动摇了宗教教义的基础，使“创世说”中有关上帝创造世界的描述成为一派胡言。

哥白尼曰心说带动了一系列观念上的变革。首先，它使地球成为不断运动的行星之一，打破了亚里士多德物理学中天地绝然有别的界限。其次，它破除了亚里士多德的绝对运动概念，引入了运动相对性观念。再次，宇宙中心的转变，暗示了宇宙可能根本就没有中心，而无中心的宇宙是与希腊古典的等级宇宙完全对立的。

日心说也有其时代局限性。例如，哥白尼认为行星的轨道是正圆形，宇宙是有限的球等。但这无损于它的伟大，日心说的这些缺陷后来由开普勒等人加以纠正。

           P3-P5

100年前的1905年，爱因斯坦在瑞士伯尔尼撰写了5篇科学史上的著名论文。其中，《关于光的产生和转化的一个启发性观点》提出了光量子假说及光电效应理论，在量子理论的发展过程中占有极其重要的地位；《分子大小的新测定》推导出计算分子扩散速度的数学公式；《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》提供了原子确实存在的证明；《论动体的电动力学》提出了时空关系的新理论，宣告了相对论的诞生；《物体的惯性是否决定其内能》则根据狭义相对论提出了质量-能量转换的思想。

爱因斯坦的上述论文与当时其他科学家的新发现、新理论，共同拉开了近代物理学革命的帷幕。这场以量子论和相对论为基础的近代物理学革命，几乎渗透到了科学技术的所有领域，并将人类带人到一个新的时代。

回顾历史，我们更加清晰地看到，每一次科学革命：技术革命和产业革命无不打下了物理学的深深烙印。物理学革命及其所引发的一系列科学变革，不仅催生出众多的技术变革，推动了产业和经济的发展，并且极大地深化了人类对物质世界的认识，促进了先进思想、先进文化的孕育与形成，从而深刻地改变了人类的物质生活、精神生活和社会生活。

从伽利略、牛顿、麦克斯韦到爱因斯坦、玻尔、居里夫人等物理学革命的缔造者，无疑是科学史乃至人类历史上的划时代伟人。今天回顾他们的科学成就和物理学的发展历程，我们绝非仅仅是为了感念和追思，更重要的是从中汲取可贵的启示与经验，以对我们把握科学和民族的未来发展有所裨益。