逻辑与发现

《逻辑与发现——物理学领域经典范例启示录》展示的是从公元前350 年左右到1930 年左右期间物理学领域的一系列先贤在物理学发现过程中智慧地使用逻辑这门工具的真实而经典的事迹。这些先贤包括古希腊的亚里士多德、阿基米德；包括伽利略、牛顿、库仑、法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦；包括玻尔兹曼、汤姆孙、普朗克、卢瑟福、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克；等等。所展示的事例包括对时空和引力的认识过程；包括对电磁力的认识过程；包括对光子、电子、原子、原子核、质子和中子的发现过程；包括建立电磁场理论、相对论和量子力学的过程。通过这些典范事例所展示的核心内容是这些先贤不断自己说服自己的说理过程；是他们不断追问自己如此一来的理由到底是什么、为什么可以如此、为什么一定这样、为什么不会那样等一系列问题的逻辑推理的过程；是逻辑这门工具在智慧者驾轻就熟的使用中帮助他们排除一切...

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《逻辑与发现——物理学领域经典范例启示录》展示的是从公元前350 年左右到1930 年左右期间物理学领域的一系列先贤在物理学发现过程中智慧地使用逻辑这门工具的真实而经典的事迹。这些先贤包括古希腊的亚里士多德、阿基米德；包括伽利略、牛顿、库仑、法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦；包括玻尔兹曼、汤姆孙、普朗克、卢瑟福、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克；等等。所展示的事例包括对时空和引力的认识过程；包括对电磁力的认识过程；包括对光子、电子、原子、原子核、质子和中子的发现过程；包括建立电磁场理论、相对论和量子力学的过程。通过这些典范事例所展示的核心内容是这些先贤不断自己说服自己的说理过程；是他们不断追问自己如此一来的理由到底是什么、为什么可以如此、为什么一定这样、为什么不会那样等一系列问题的逻辑推理的过程；是逻辑这门工具在智慧者驾轻就熟的使用中帮助他们排除一切不具备必然导致关系的迷雾，沿着正确的思维路径前行并最终达到令自己心悦的境地的过程。

序言
第1章 独立时空与经典基本作用力 1
1.1 质量引力 2
1.1.1 起源：地心引力与大地球状 2
1.1.2 物体重量度量问题 3
1.1.3 杠杆平衡问题 4
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序言
第1章 独立时空与经典基本作用力 1
1.1 质量引力 2
1.1.1 起源：地心引力与大地球状 2
1.1.2 物体重量度量问题 3
1.1.3 杠杆平衡问题 4
1.1.4 《机械力学问题》之解答 4
1.1.5 阿基米德之解答 5
1.1.6 伽利略倾斜平衡理论 10
1.1.7 牛顿力学之解答 11
1.1.8 自由落体运动 14
1.1.9 时间度量问题 20
1.1.10 动力的作用问题 24
1.1.11 牛顿引力定律 24
1.1.12 独立时空参照系与牛顿力学 29
1.1.13 通向万有引力定律之路 33
1.2 电磁力 36
1.2.1 电磁实验定律及光干涉实验 38
1.2.2 麦克斯韦电磁场理论 42
1.2.3 独立时空参照系下的麦克斯韦电磁场假设 60
1.2.4 赫兹电磁波实验 63
第2章 关联时空与经典基本作用力 64
2.1 关联时空问题 64
2.1.1 光速参照系问题 64
2.1.2 迈克耳孙-莫雷实验 65
2.1.3 电流磁效应存在性问题 66
2.1.4 麦克斯韦方程组形式变化问题 68
2.2 洛伦兹变换与麦克斯韦方程组形式不变性 68
2.3 爱因斯坦狭义相对论 72h
2.3.1 空间位置与距离度量 73
2.3.2 经典力学之空间与时间 74
2.3.3 惯性参照系 75
2.3.4 狭义相对论基本假设 75
2.3.5 时空关联 77
2.3.6 从基本假设到洛伦兹变换 81
2.3.7 闵可夫斯基关联时空 M 88
2.3.8 关联时空动力学理论 93
2.3.9 关联时空电动力学理论 106
2.4 爱因斯坦引力理论 113
2.4.1 广义相对论之基本思想 113
2.4.2 爱因斯坦初步近似解 117
2.4.3 施瓦西几何 117
2.4.4 牛顿引力理论与爱因斯坦引力理论比较 119
2.5 爱因斯坦自述相对论的发展途径 121
第3章 离散质能观 125
3.1 发现原子结构与重组现象 125
3.1.1 发现分子结构重组现象 126
3.1.2 发现 X 射线 128
3.1.3 发现核辐射 132
3.1.4 发现电子 143
3.1.5 发现原子核 151
3.1.6 发现质子 152
3.1.7 发现中子 156
3.2 对热的认识过程 159
3.2.1 热现象 159
3.2.2 热与功 163
3.2.3 热现象与分子动力学 165
3.2.4 麦克斯韦发现气体分子速率分布律 171
3.2.5 熵 174
3.2.6 玻尔兹曼发现内能分布律与玻尔兹曼可置换度 177
3.3 辐射能之离散性 196
3.3.1 发现量子 196
3.3.2 发现光子 206
3.3.3 关于辐射的组成及其本质之观念的演变过程 214
3.3.4 发现氢原子核外电子离散能级 223
3.3.5 爱因斯坦解决普朗克公式的有效性问题 230
3.3.6 粒子波动说 241
第4章 量子力学与原子结构理论 248
4.1 矩阵量子力学 248
4.1.1 海森伯发现量子力学变量的乘法规则 249
4.1.2 玻恩和若尔当重述海森伯量子化条件 254
4.2 量子微分算子理论 257
4.3 波动量子力学 262
4.3.1 薛定谔波动方程 262
4.3.2 波函数 264
4.3.3 薛定谔波函数观念之由来 266
4.3.4 矩阵量子力学等价于波动量子力学 268
4.4 狄拉克相对论电子波动方程 269
4.5 希尔伯特空间算子理论 272
4.5.1 包含波函数的希尔伯特空间 276
4.5.2 波函数的概率内涵 277
4.6 狄拉克量子动作原理 280
4.7 海森伯测不准原理 283
4.8 玻尔解释量子力学 291
4.9 原子结构理论 299
4.9.1 基本原子模型 299
4.9.2 宏观尺度物质结构理论 302
4.9.3 原子结构复杂性 303
4.9.4 原子量子数 305
4.9.5 原子外围电子分布图 320
附录：部分相关往事 323
A.1 部分逻辑学往事 323
A.2 部分物理学往事 328
索引 333
后记 336
· · · · · · (收起)