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第1章 力学中的物理学思想1

1.1 “静止”和“运动”的经典运动相对性和经典时空观思想2

1.1.1 古希腊的亚里士多德关于物体运动的思想2

1.1.2 从“静止”到“运动”的认识论逻辑关系以及经典运动的相对性思想3

1.1.3 从“平均”到“即时”的极限思想以及经典物理量的连续思想5

1.1.4 从运动轨迹到“s-t图”和“s-t图”的图示以及朴素的时空观思想7

1.1.5 从“基本量”到“导出量”的引人以及对物理量的分类思想12

1.2 牛顿三大定律描绘的经典力学“时钟式”的机械因果观思想13

1.2.1 从亚里士多德到笛卡儿、伽利略和牛顿提出的关于运动的因果观思想13

1.2.2 牛顿第一定律的表述以及惯性的思想和定性的因果观思想16

1.2.3 牛顿第二定律的表述以及动量的思想和定量的因果观思想18

1.2.4 牛顿第三定律的表述和物体相互作用的思想21

1.2.5 牛顿三大定律的公理性和整体性思想22

1.3 从质点运动到刚体运动与质量分布集中度和分散度的思想30

1.3.1 刚体的质心以及质量分布“集中度”的思想31

1.3.2 从平动的“线量”到转动的“角量”的类比思想.33

1.3.3 刚体的转动惯量以及质量分布“分散度”的思想34

1.4 三大守恒定律与时间空间的对称性思想36

本章小结40

思考题41

参考文献42

第2章 热学中的物理学思想43

2.1 热力学系统、平衡态和状态方程体现的物理学思想45

2.1.1 热力学系统体现的初步系统论思想45

2.1.2 “静止”的热动平衡态体现的“静中有动”的统计思想48

2.1.3 温度定义体现的基于实验定律进行演绎推理的抽象化符号化思想50

2.1.4 物态方程和过程方程体现的“物理约束”的思想55

2.2 “弹性小球”的理想模型与热运动包含的统计思想58

2.2.1 “弹性小球”理论模型和气体动理论的思想58

2.2.2 “弹性小球”模型包含的统计物理学思想59

2.3 压强和温度的微观解释体现的随机量的统计“集中度”思想61

2.3.1 压强和温度的微观解释所体现的统计思想61

2.3.2 分子运动统计平均值所体现的随机量的统计“集中度”思想62

2.4 麦克斯韦速度分布函数体现的统计“分散度”思想和统计因果观思想63

2.4.1 麦克斯韦速度分布函数体现的统计“分散度”思想63

2.4.2 麦克斯韦速度分布函数体现的“统计确定性”因果观的思想66

2.5 准静态过程体现的“动中有静”的统计思想67

2.6 热力学第一定律与能量守恒和运动转化的思想70

2.6.1 热力学第一定律是对能量守恒和转化定律认识的深化70

2.6.2 内能的统计定义以及能量重新分配并均分的统计思想72

2.6.3 传热与做功在“量”上的等当性和“质”上的转换性思想74

2.7 热力学第二定律以及熵与“能量品质退降”的统计思想75

2.7.1 热力学第二定律是对自然宏观过程能量转化方向认识的深化75

2.7.2 熵的统计定义与能量品质退降的统计思想77

2.8 热力学的三个基本定律与否定式因果观思想79

本章小结82

思考题83

参考文献84

第3章 电磁学中的物理学思想85

3.1 对“场”的认识的深化与发展是贯穿在整个电磁学中的一条思想主线88

3.2 从力学和静电学的不同研究对象看静电学包含的“从头开始”的思想90

3.3 对电荷连续分布的带电体求场强所包含的“从部分相加得到整体”的思想92

3.4 由电势梯度求电场强度的关系式所体现的描述静电场的非定域思想95

3.5 对电荷对称性分布的带电体求场强所包含的“从整体得到部分”的思想97

3.6 电场中的导体和介质及其包含的电场与物质中电荷相互作用的思想99

3.7 电场强度和磁感应强度的不同定义方式及电场和磁场的类比思想102

3.8 电场和磁场的“力线”及电磁场的初步物质观思想106

3.9 电场和磁场的互相联系与互相转化及电磁场的因果观思想110

本章小结114

思考题115

参考文献116

第4章 波动和光学中的物理学思想117

4.1 简谐运动和简谐波的特征以及运动的周期性思想119

4.1.1 简谐运动和简谐波以及它们的特征119

4.1.2 简谐运动和简谐波体现的时间、空间变化及能量传播的周期性思想122

4.1.3 周期确定性运动与非确定性运动可以互相转换的思想126

4.2 简谐运动的合成和分解以及机械运动不同形式之间互相转换的思想126

4.2.1 简谐运动合成和分解本质上是不同运动形式之间的互相转换127

4.2.2 简谐运动合成引起运动转化的四种基本类型及其初相位差的决定性作用128

4.3 线性波的叠加和波的能量在介质中重新分布的思想.131

4.3.1 线性波叠加原理和波的独立性原理的思想131

4.3.2 线性波的叠加和能量在介质中重新分布的132

思想132

4.4 多普勒效应与波动频率的相对性思想135

4.5 光的干涉和光的衍射与光的相干性思想137

4.5.1 笛卡儿假设、惠更斯原理与光的波动思想的提出137

4.5.2 杨氏双缝干涉实验与光的相干思想的形成140

4.5.3 菲涅耳衍射理论和实验与光的相干思想的发展141

4.6 光的偏振与介质对光矢量的选择性相互作用思想144

本章小结146

思考题147

参考文献149

第5章 相对论中的物理学思想150

5.1 时空观是物理学中最基本的物理学思想151

5.2 牛顿相对性原理和经典力学的绝对时空观思想153

5.2.1 牛顿相对性原理和伽利略变换下的协变性思想154

5.2.2 牛顿提出的绝对运动和绝对时空观思想156

5.3 狭义相对论的相对性原理和相对时空观的思想159

5.3.1 经典物理学中的不对称性和爱因斯坦对经典时空观的超越159

5.3.2 时间和空间的相对性和统一性是狭义相对论的核心思想162

5.3.3 狭义相对论时空观下的质量观和能量观167

5.4 广义相对论的相对性原理和等效原理以及时空几何化思想171

5.4.1 关于广义相对论的相对性原理的思想171

5.4.2 关于加速度与重力等效的思想171

5.4.3 关于平直空间与弯曲空间的时空几何化思想174

5.4.4 关于与加速度的相对性对应的非线性变换下的协变性思想175

本章小结177

思考题178

参考文献180

第6章 量子物理中的物理学思想181

6.1 “量子化”思想的提出：从“能量子”到“光量子”182

6.1.1 “量子化”思想提出的“革命性”182

6.1.2 “量子化”思想的形成和历史发展的“连续性”183

6.1.3 黑体辐射和经典电磁学理论面临的思想上的“灾难性”184

6.1.4 两个经验公式的提出和普朗克的能量“量子化”假设的思想187

6.1.5 光电效应和爱因斯坦的“光量子”假设的思想189

6.2 “量子化”思想的发展：从“实心带电球”模型到“轨道量子化”模型的思想191

6.2.1 三种原子结构模型的提出191

6.2.2 三种原子结构模型包含的物理学思想的启示194

6.3 “量子化”思想的提升：物质波和波动力学以及概率意义上的因果观思想196

6.3.1 物质波理论和微观客体的波粒二象性思想196

6.3.2 薛定谔的波动方程和波函数的概率性因果观思想199

6.4 海森伯的不确定原理以及现代复杂性科学中的“不确定性”思想204

6.4.1 海森伯的不确定原理与微观粒子的内在“不确定性”思想205

6.4.2 现代复杂性科学中的“不确定性”思想210

本章小结212

思考题213

参考文献214