具体描述
本书以一种独创、新颖且全面综合的方法对物理学中的理论研究进行了探讨，并以真实的物理学是科学家不断探索和实践的结果的视角阐述主题。作者试图将本书作为大学本科高年级物理课程的补充读物，并假定读者对普通物理的知识已有所了解。利用对7个专题的系列研究，作者着重描述了理论物理学中某些最难的概念、科学家们充满智慧的艰难探索，以及研究和发现所带来的激动和欣喜。这些专题研究包括牛顿运动定律和万有引力定律起源、麦克斯韦方程组、线性/非线性力学与动力学、热力学与统计物理、量子概念起源、狭义相对论、广义相对论与宇宙学。本版在处理方式上与受到读者高度好评的第1版相同，但在第1版的基础上做了全面修订，并增加了许多新的论题。本书适合用作研究生和高年级本科生的教材。译者是在各专题领域工作多年的著名学者。
作者简介
马尔科姆·朗盖尔（Malcolm Longair）教授1941年出生于苏格兰，1967年在剑桥大学卡文迪许（Cavendish）实验室获博士学位。1968—1969年，他作为英国皇家学会的交换访问学者在莫斯科列别捷夫（Lebedev）研究所工作。其后他又六次作为交换学者访问前苏联空间研究所，并在美国多个研究所和天文台担任访问教授。从1980年到1990年，他同时担任苏格兰皇家学会天文学家、爱丁堡（Edinburgh）大学钦定天文学讲座教授和爱丁堡皇家天文台台长。他在1991—1997年期间任卡文迪许实验室副主任，专门负责物理教学工作，并在1997年以后成为卡文迪许实验室主任。朗盖尔教授获得过多项奖项，其中包括在1986年2月获得首届大不列颠学习与丰富生活传播奖。1990年12月，他在电视上作了题为“我们宇宙的起源”的系列讲座，该讲座是皇家科学研究所在圣诞节期间专为青少年开设的。他在2000年千禧年授勋中荣膺高级英帝国勋位爵士封号。朗盖尔教授的主要研究领域为高能天体物理与天体物理宇宙学。他撰写了多部学术著作，并发表了超过250篇研究论文。
目录信息
第1章 引言
1.1对读者的说明
1.2本书的由来
1.3对读者的告诫
1.4物理和理论物理的本质
1.5环境的影响
1.6本书的计划
1.7致歉和鼓励的话
1.8参考文献
专题1 牛顿运动定律和万有引力定律起源
第2章 从托勒密到开普勒——哥白尼的革命
2.1古代史
2.2哥白尼的革命
2.3第谷·布拉赫——天堡之主
2.4开普勒与天体和谐
2.5参考文献
第3章 伽利略与物理科学的本质
3.1引言
3.2作为实验物理学家的伽利略
3.3伽利略望远镜的发现
3.4问题的要点
3.5对伽利略的审判
3.6伽利略相对论
3.7反思
3.8参考文献
第4章 牛顿与引力定律
4.1引言
4.2林肯郡（1642~1661）
4.3剑桥（1661~1665）
4.4林肯郡（1665~1667）
4.5剑桥（1667~1696）
4.6炼金术士牛顿
4.7对古代经典的解读
4.8伦敦（1696~1727）
4.9参考文献
第4章附录 关于圆锥截面和有心轨道的注释
专题2 麦克斯韦方程组
第5章 麦克斯韦方程组的起源
5.1电磁学的发端
5.2法拉第及其力线——没有数学的数学
5.3麦克斯韦怎样导出电磁场方程组
5.4赫兹与电磁波的发现
5.5反思
5.6参考文献
第5章附录有用的矢量场
第6章 改写电磁学史
6.1引言
6.2麦克斯韦矢量方程组
6.3电磁学的高斯定理
6.4与时间无关的场是保守力场
6.5电磁学的边界条件
6.6安培环路定理
6.7法拉第电磁感应定律
6.8本构方程
6.9导出库仑定律
6.10导出毕奥萨伐尔定律
6.11解释介质中的麦克斯韦方程组
6.12电磁场的能量密度
6.13结束语
6.14参考文献
专题3 线性/非线性力学与动力学
第7章 力学与动力学方法
7.1牛顿运动定律
7.2“最小作用”原理
7.3欧拉拉格朗日方程
7.4小振动与简正模式
7.5守恒定律与对称性
7.6哈密顿量与泊松括号
7.7提示
7.8参考文献
第7章附录流体运动
第8章 量纲分析、混沌与自组织临界性
8.1引言
8.2量纲分析
8.3混沌简介
8.4标度律与自组织临界性
8.5超越计算
8.6参考文献
专题4 热力学与统计物理
第9章 热力学基础
9.1热量和温度
9.2热的分子动理论与热质论
9.3热力学第一定律
9.4热力学第二定律的起源
9.5热力学第二定律
9.6熵
9.7熵增原理
9.8合并了热力学第一、第二定律的微分式
9.9参考文献
第9章附录麦克斯韦关系和雅克比行列式
第10章 气体动理论与统计力学的起源
10.1气体动理论
10.2气体动理论（第一版本）
10.3气体动理论（第二版本）
10.4麦克斯韦速度分布
10.5气体的黏滞度
10.6热力学第二定律的统计性质
10.7熵与概率
10.8熵与态密度
10.9吉布斯熵与信息
10.10结束语
10.11参考文献
专题5 量子概念起源
第11章 1895年前的黑体辐射
11.1 1890年物理的状态
11.2辐射发射和吸收的基尔霍夫定律
11.3斯特藩玻尔兹曼定律
11.4维恩位移律及黑体辐射谱
11.5参考文献
第12章 1895~1990：普朗克与黑体辐射谱
12.1普朗克的早期生涯
12.2热平衡中的振子与它们的辐射
12.3谐振子的平衡辐射谱
12.4通向黑体辐射谱
12.5普朗克辐射定律的最初形式
12.6瑞利与黑体辐射谱
12.7黑体辐射定律与实验的比较
12.8参考文献
第12章附录瑞利1900年带原始脚注的文章
第13章 黑体辐射的普朗克理论
13.1引言
13.2统计力学的玻尔兹曼方法
13.3普朗克的分析
13.4普朗克和自然单位
13.5普朗克和h的物理意义
13.6为什么普朗克找到了正确的答案
13.7参考文献
第14章 爱因斯坦和光的量子化
14.1爱因斯坦的奇迹年
14.2关于光的产生和转化的一个启发性观点
14.3固体的量子理论
14.4德拜的比热容理论
14.5再论气体比热容
14.6结束语
14.7参考文献
第15章 量子假说的胜利
15.11909年的情况
15.2盒中粒子的涨落
15.3随机叠加的波的涨落
15.4黑体辐射中的涨落
15.5第一届索尔维会议
15.6玻尔的氢原子理论
15.7爱因斯坦（1916）“关于辐射的量子理论”
15.8故事结语
15.9参考文献
第15章附录存在噪声时对信号的探测
专题6 狭义相对论
第16章 狭义相对论——不变量的研究
16.1引言
16.2几何和洛伦兹变换
16.3三维矢量和四维矢量
16.4相对论动力学——动量和力的四维矢量
16.5描述运动的相对论方程
16.6频率四维矢量
16.7洛伦兹收缩和磁场起源
16.8反思
16.9参考文献
专题7 广义相对论与宇宙学
第17章 广义相对论初步
17.1引言
17.2相对论引力的本质特征
17.3各向同性的弯曲空间
17.4通往广义相对论之路
17.5施瓦西度规
17.6围绕点质量的粒子轨迹
17.7行星轨道近日点进动
17.8施瓦西时空中的光线
17.9黑洞附近的粒子和光线
17.10施瓦西黑洞周围的圆轨道
17.11参考文献
第17章附录各向同性弯曲空间
第18章 宇宙学技术
18.1引言
18.2约瑟夫·夫琅禾费
18.3摄影术的发明
18.4新一代望远镜
18.5天文学基金
18.6电子革命
18.7第二次世界大战的影响
18.8紫外线、X射线、γ射线天文学
18.9反思
18.10参考文献
第19章 宇宙学
19.1宇宙学和物理学
19.2基本宇宙学数据
19.3罗伯逊沃克度规
19.4宇宙观测
19.5历史插曲——稳态理论
19.6标准世界模型
19.7宇宙的热历史
19.8早期宇宙的核合成
19.9最好的宇宙学模型
19.10参考文献
第19章附录空宇宙的罗伯逊沃克度规
后记
索引
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
从排版和编辑的角度来看，这本书的质量也着实不敢恭维。公式的排版常常挤在一起，很多重要的脚注被埋在页脚的角落里，字体选择也显得过于沉闷和老旧。更要命的是，图表的质量低劣得令人发指。那些本该用来阐明复杂空间结构或能级跃迁的插图，画得如同小学生的作品，线条模糊，标签不清，完全起不到辅助理解的作用。在讨论诸如弦理论或圈量子引力这些本来就极其依赖视觉辅助的领域时，这种低劣的图示直接将理解的门槛提高到了难以逾越的高度。我甚至怀疑，这本书是否经过了任何现代学术出版的审美检验。面对这样一份充满技术挑战和视觉障碍的文本，读者很容易产生一种被怠慢的感觉，仿佛作者只是匆匆将手稿丢给了印刷厂，而完全不关心读者的实际体验。
这本书的学术深度毋庸置疑，它无疑是针对专业人士的。然而，它最大的失败之处在于，它彻底放弃了“沟通”的责任。作者的语言风格极其干燥、刻板，充满了行话和内部笑话，完全没有尝试去激发读者的好奇心或热情。通篇读下来，你感受到的不是探索未知的兴奋，而是一种持续的、对自身知识储备不足的焦虑。任何试图用更平易近人的方式来介绍这些宏伟理论的努力，都被作者刻意回避了。它像是一道用最纯净的酸液提炼出的盐，虽然纯度极高，但对于日常烹饪来说，实在是过于苛刻和难以入口。这本书更适合放在图书馆的参考书架上，供那些需要精确查阅某个特定定理或证明的人使用，而非作为一本能带领大众进入物理学殿堂的向导。它更像是对知识的精确记录，而非对思想的生动传达。
我买这本书是希望能找到一些关于当代物理学前沿思想的引导，但它提供的却是一连串的、不加润色的学术论断。它的结构非常松散，章节之间的联系更多依赖于作者的个人思维路径，而不是一个清晰的教学大纲。举个例子，某一章还在讨论宇宙学中的张量分析，下一章可能就突然跳转到了凝聚态物理中的拓扑绝缘体，中间没有任何平滑的过渡，仿佛作者是随机打开一本笔记本来抄写。这种叙事方式极大地破坏了阅读的连贯性，使得读者很难将分散的知识点串联成一个统一的物理图景。每一次转换都需要我停下来，在脑海中重新构建背景知识，这极大地消耗了我的注意力和耐心。对于希望建立宏观理解的读者来说，这种散乱的结构简直是灾难性的。它更像是某个资深研究员在整理自己多年来的研究札记，而不是为新来者准备的导航图。
这本书的阅读体验是相当令人沮丧的，就像试图在没有地图的情况下攀登一座冰封的山峰。我最不能忍受的是作者在处理基础概念时的那种傲慢。他似乎认为，任何值得讨论的物理现象，都必须通过最严格的数学框架来描述，任何试图用类比或直观图像来解释的努力都是对真理的亵渎。因此，书中充满了大量晦涩的定义和极其严格的证明过程，但关于这些概念**为什么**是这样，或者它们**如何**在我们日常经验中体现，却几乎只字不提。我读完关于“对称性破缺”的那部分，脑子里留下的不是对宇宙运行机制的洞察，而是一堆需要反复查阅的希腊字母和矩阵运算。这使得阅读过程变成了一种纯粹的智力挑战，而不是一次知识的愉悦探索。对于那些渴望理解物理世界之美、而非仅仅是掌握其数学结构的人来说，这本书的价值极其有限，它成功地将原本充满想象力的物理世界，变成了一张冰冷的数学试卷。
这本书简直是物理学入门者的噩梦，或者说是高手的盛宴。我翻开第一页，就感觉自己被扔进了一个由抽象符号和复杂公式构成的迷宫。作者似乎完全没有考虑到读者可能对量子场论或者广义相对论只有模糊的概念。他上来就假设你已经对狄拉克方程了如指掌，对黎曼几何的细节了然于胸。整本书的叙述方式极其跳跃，从一个深奥的概念飞到另一个更深奥的概念，中间的逻辑链条往往需要读者自己去脑补。我花了整整一个下午，试图理解其中关于“规范不变性”的那一章，结果发现，所谓的“解释”无非是又引出了好几个我完全不熟悉的术语。这哪里是科普读物，简直就是一本精心包装的教科书，而且是一本只为那些已经站在学术前沿的人准备的参考手册。如果你指望能通过它建立起对现代物理学直观的理解，那你就大错特错了。它更像是对现有知识体系的一次高强度复习，而且是用最精炼、最不留情面的方式呈现的。我建议，只有当你已经掌握了足够多的数学工具，并且对这些理论有了初步接触之后，才敢尝试啃下这本书。
原书四分，翻译扣一分；物理内容在国内的通常教材中都存在，仅有值得称道的是部分物理史部分，以及关于近代天文技术的介绍
原书四分，翻译扣一分；物理内容在国内的通常教材中都存在，仅有值得称道的是部分物理史部分，以及关于近代天文技术的介绍
是针对高年级本科生和研究生的，但也可以作为优秀科普阅读。同时，作者推荐了许多优秀著作。
物理学史
物理学史
