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| 內容簡介： |
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二十世纪是物理学的世纪，物理学在二十世纪取得了突破性的进展，改变了世界和人们对世界的认识。本书就是由英国物理学会、美国物理学会组织发起的，由各个领域的知名学者（有很多是相关领域的奠基者、诺贝尔奖获得者）执笔的。系统总结二十世纪物理学进展的宏篇巨著，其内容涉及了物理学各个分支学科和相关的应用领域。全书共分三卷27节，书末还附有三位物理学大家对二十世纪物理学的综合思考和对新世纪物理学的展望。
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| 關於作者： |
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Laurie Brown,美国西北大学名誉教授，康奈尔大学博士。布朗教授主要研究基本粒子的理论。自198年起,他开始关注2世纪物理学的历史,特别是核和粒子物理学。他还是 的理查德·费曼的论文指导老师。
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| 目錄：
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卷
章1900年的物理学...................................................... 1
1.1 科学家社团.............................................................3
1.2 物理学家的培养........................................................ 6
1.3 从事研究的物理学家.................................................. 13
1.4 对研究工作的资助.................................................... 15
1.5 黑体辐射.............................................................. 18
1.6 实验设备.............................................................. 19
1.7 物理世界的图景.......................................................23
1.8 现代物理学的萌芽.................................................... 29
参考文献................................................................... 30
第2 章引进原子和原子核.................................................... 36
2.1 前言...................................................................36
2.2转变的10年：1895～1905 ............................................. 43
2.3放射性：1896～1905 ................................................... 46
2.4原子的结构：1897～1906...............................................52
2.5 量子物理学的诞生.................................................... 54
2.6 Niels Bohr—— 量子动力学之父....................................... 59
2.6.1NielsBohr的个人背景和早年经历...................................59
2.6.2迄至1913年的光谱学..............................................61
2.6.3NielsBohr在1913年3月前;先驱者们..............................64
2.6.4NielsBohr的氢原子................................................67
2.6.5NielsBohr思想的冲击..............................................71
2.7先是喜报——旧量子论的更多成就.................................. 73
2.7.1Stark效应.........................................................73
2.7.2Franck-Hertz实验..................................................73
2.7.3Sommerfeld引进两个新的量子数,氢光谱的精细结构..................74
2.7.4Ehrenfest的浸渐原理...............................................75
2.7.5Einstein将概率引入量子物理学.....................................76
2.7.6选择定则和偏振规则................................................77
2.7.7元素周期表........................................................78
2.7.8Pauli不相容原理...................................................80
2.7.9铪的发现..........................................................82
2.7.10第四个量子数;自旋...............................................82
2.8后是噩耗——旧量子论的危机....................................... 83
2.8.1氦................................................................83
2.8.2反常Zeeman效应..................................................84
2.8.3收获..............................................................85
2.9β射线谱学：1906～1914 ............................................... 85
2.10 核模型, 肇始......................................................... 89
2.10.1质子–电子(P-E)模型.............................................89
2.10.2结合能...........................................................91
2.10.31919： 次元素嬗变...............................................93
2.10.4一种新的力——核力的 次暗示...................................93
2.11 1926～1932：核悖论的年代........................................... 94
2.11.1α衰变得到解释...................................................95
2.11.2原子核的大小.....................................................95
2.11.3核磁矩...........................................................96
2.11.4核自旋...........................................................96
2.11.5核统计...........................................................96
2.11.6β谱：1914～1930 .................................................. 97
2.12 中子................................................................. 98
2.12.1 Chadwick ........................................................ 98
2.12.2感生放射性：Joliot-Curie夫妇......................................99
2.12.3中子是什么？....................................................100
2.12.4 个核力理论：Heisenberg......................................101
2.12.5 个核反应理论：Bohr.........................................102
2.13 β 谱：开端的 结................................................... 104
2.13.1 Bohr ............................................................ 104
2.13.2Pauli............................................................105
2.13.3Fermi...........................................................106
2.14 裂变................................................................ 107
2.14.1裂变的发现......................................................107
2.14.2Bohr论铀235...................................................108
2.14.3附言：战前关于从裂变得到原子能的想法...........................109
参考文献.................................................................. 110
第3 章量子和量子力学..................................................... 122
3.1 引言................................................................. 122
3.2量子——实验基础(1900～1928) .................................... 124
3.2.1辐射和量子(1900～1913)...........................................124
3.2.2原子结构和光谱线(1913～1921) .................................... 132
3.2.3量子力学效应(1922～1928) ........................................ 137
3.3量子力学的起源和完成(1913～1929)................................. 145
3.3.1“旧量子理论”的原理和失败(1913～1924) ........................... 147
3.3.2哥廷根的量子力学和Schr¨odinger的波动力学(1925～1926) ........... 154
3.3.3物理诠释和数学基础(1926～1933) .................................. 164
3.4微观物理世界(1925～1935)...........................................175
3.4.1量子力学的应用(1925～1932) ...................................... 176
3.4.2量子力学中的因果性、互补性和实在性(1926～1935) .................. 182
3.4.3 量子力学(1932年～ 现在)....................................189
参考文献.................................................................. 192
第4 章相对论的历史....................................................... 211
4.1 引言................................................................. 211
4.2 狭义相对论.......................................................... 214
4.2.1理论的起源：力学.................................................214
4.2.2狭义相对论的起源：光学和电动力学................................217
4.2.3狭义相对论的表述.................................................222
4.2.4相对论后来的发展.................................................229
4.2.5其他的表述方式和形式体系........................................229
4.2.6相对论性速度空间(运动学空间)....................................232
4.2.7粒子动力学.......................................................233
4.2.8刚性运动和连续介质力学..........................................233
4.2.9电动力学.........................................................234
4.2.10相对论热力学....................................................235
4.2.11相对论统计力学..................................................235
4.2.12量子理论和基本粒子.............................................236
4.2.13引力理论........................................................236
4.2.14实验检验和应用..................................................237
4.3 广义相对论.......................................................... 238
4.3.1等效原理.........................................................239
4.3.2度规张量场.......................................................241
4.3.3场方程...........................................................243
4.3.4别种方案.........................................................245
4.3.5关于广义相对论后来的工作........................................246
4.3.6别种表述和基础...................................................247
4.3.7引力能量的问题...................................................249
4.3.8广义相对论的物理解释............................................249
4.3.9精确解和近似方法.................................................250
4.3.10运动方程........................................................251
4.3.11Schwarzschild解和经典检验......................................251
4.3.12黑洞、引力塌缩和奇点............................................254
4.3.13引力辐射........................................................257
4.3.14近期的天文学和天体物理学应用和检验.............................260
4.3.15量子引力........................................................261
4.3.16相对论的哲学地位和公众反应.....................................263
4.4 统一场论.............................................................264
参考文献.................................................................. 266
第5 章核力、介子和同位旋对称性..........................................307
5.1 1930 年前后的物理学................................................ 307
5.1.1物质的构成.......................................................307
5.1.21930年的原子物理学和分子物理学(能量为eV的物理学)............308
5.1.3X射线与Compton效应(能量为keV的物理学).....................310
5.1.4α衰变、β衰变及原子核的分类(能量为MeV的物理学)..............314
5.1.5宇宙射线与Heisenberg1932年的分析..............................315
5.2奇迹年——1932年的新物理学...................................... 317
5.2.1新粒子的发现.....................................................317
5.2.2Heisenberg的原子核中子–质子模型.................................318
5.2.3Fermi的β衰变理论..............................................320
5.3 两个基本的核力理论................................................. 321
5.3.1Fermi场理论.....................................................321
5.3.2汤川介子理论.....................................................324
5.420世纪30年代的宇宙线：QED,簇射和重电子......................327
5.4.1软成分和硬成分...................................................327
5.4.2日本和英国的新介子理论..........................................332
5.5 重电子, 介子及粒子物理学的诞生................................... 337
5.5.1宇宙线重电子.....................................................337
5.5.2重电子衰变与β衰变..............................................340
5.5.3介子与核力.......................................................342
5.5.4穿透辐射.........................................................344
5.6 第二次世界大战期间和战后的发现.................................. 344
5.6.1对重电子的更多怀疑：衰变与俘获..................................344
5.6.2π子的发现.......................................................346
5.6.3更多的粒子发现...................................................347
5.7 结论................................................................. 348
参考文献.................................................................. 348
第6 章固体结构分析....................................................... 360
6.1 1912 年以前的晶体学和X 射线...................................... 360
6.2 晶体X 射线衍射的发现..............................................362
6.3 实验技术.............................................................368
6.4 结构测定的方法......................................................373
6.5 精确结构分析........................................................ 383
6.6 中子衍射.............................................................387
6.7 电子衍射.............................................................393
6.8 表面晶体学.......................................................... 395
6.9 不 晶体和非晶体................................................. 400
6.9.1线度增宽.........................................................400
6.9.2层状结构的错排...................................................401
6.9.3有序—无序转变...................................................401
6.9.4冰的结构.........................................................402
6.9.5晶体位错.........................................................403
6.9.6非晶态结构.......................................................405
6.9.7准晶.............................................................408
6.10 晶体结构分析的影响................................................410
6.10.1内聚能和弹性....................................................410
6.10.2光学和介电性质..................................................410
6.10.3铁电性..........................................................411
6.10.4超导性..........................................................414
6.10.5无机化学........................................................415
6.10.6有机化学........................................................417
6.11 生物分子结构....................................................... 419
6.12 国际晶体学联合会及相关机构...................................... 430
参考文献.................................................................. 432
第7 章热力学与平衡统计力学.............................................. 442
7.1引言——19世纪背景............................................... 442
7.2 量子理论的影响......................................................444
7.2.1黑体辐射.........................................................444
7.2.2固体的振动比热...................................................445
7.2.3经典和量子统计...................................................445
7.2.4气体比热.........................................................447
7.2.5Bose-Einstein凝聚................................................449
7.2.6Fermi-Dirac统计的应用...........................................449
7.3 理论形式的发展......................................................450
7.3.1Gibbs系综.......................................................450
7.3.2Einstein的涨落处理...............................................451
7.3.3第二定律的数学背景：Carath′eodory方法...........................452
7.3.4统计力学中的平均值方法(Darwin-Fowler方法)......................452
7.4 热力学第三定律......................................................453
7.4.1历史回顾.........................................................453
7.4.2 T → 0时的相平衡................................................454
7.4.3熵的量热估计和统计估计..........................................456
7.4.4甚低温的获得.....................................................456
7.4.5负温度...........................................................457
7.5 相变和临界现象......................................................458
7.5.1引言.............................................................458
7.5.2液–气临界点......................................................458
7.5.3铁磁的Curie点...................................................460
7.5.4流体的微观临界行为：临界乳光....................................460
7.5.5二元合金的临界行为...............................................462
7.5.6二级相变的Landau理论：普适性..................................463
7.5.7气体凝聚的统计力学：Mayer-Yvon理论.............................465
7.5.8Ising模型：Onsager的革命........................................466
7.5.9调和：标度和普适性的经验推导....................................472
7.5.10至尊的重正化群(RG)............................................475
7.5.11自避行走及聚合物构象...........................................478
7.5.12具有其他有趣特征的模型.........................................479
7.5.13渗流过程........................................................479
7.5.14自相似性与分形..................................................481
7.6 其他论题.............................................................482
参考文献.................................................................. 484
第8 章非平衡统计力学：变幻莫测的时间演化..............................493
8.1 变迁与巩固的阶段................................................... 493
8.1.1不可思议的 初十年...............................................493
8.1.219世纪的遗产....................................................494
8.1.3正在形成中的学科定义............................................497
8.2 三个时期的历史......................................................498
8.2.1 期：从Boltzmann方程到主方程...............................500
8.2.2第二期：从主方程到混沌肇端(1940～1975) .......................... 508
8.2.3第三期：1975年～20世纪90年代.................................521
参考文献.................................................................. 528
图片来源确认与致谢...........................................................531
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