每颗星星的发现、每个研究的新定论都环环相扣，相互关联。作者将引领我们通过书巾40多位物理学家的故事，理解那些科学发现与理论演绎的发展过程和思考逻辑。物理不再只是难懂的符号与公式，而是生活中可以亲近的科学。

高崇文，马里兰大学物理系博士、台湾大学物理系博士后研究员、曼彻斯特大学物理系博士后研究员、台湾中原大学物理系教授、高能物理中心主任、台湾交通大学兼职教授，长期在台湾知名科普网站与杂志《物理双月刊》的“阿文开讲”专栏连载文章。
擅长用轻松有趣的文字，融入科学家的生平和研究历程来讲述物理学发展史以及贴近生活的重要物理知识，还擅长用浅显易懂的方式表达繁复的物理概念，将抽象的概念具体展现或图像化。

第一部分 天文中的物理
尖塔下的星空（一）：从巴格达到开罗
尖塔下的星空（二）：从撒马尔罕到伊斯坦布尔
埃德蒙·哈雷与他的彗星
英法天文台的本初子午线之争
打破苍穹界限的赫歇尔家族
天体力学的先驱：巴伊与拉普拉斯
英法千年恩仇录，谁先发现海王星
里斯本大地震，震出一页新文明史
热爱物理的法国总理阿拉果
丈量日本的伊能忠敬
炮利之道，从腓特烈大帝到拿破仑
斯托克斯用数学描述森罗万象
第二部分 电磁学
电量的单位：库仑
电压的单位：伏特
磁场的单位：奥斯特
电流的单位：安培
电容的单位：法拉
磁通量的单位：韦伯
电感的单位：亨利
电阻的单位：欧姆
磁通量的单位：麦克斯韦
频率的单位：赫兹
磁感应强度的单位：特斯拉
第三部分 热力学
开启热力学大门的卡诺父子
维多利亚时代的物理巨擘：开尔文男爵
开创热力学的普鲁士学者克劳修斯
为科学而生，为原子而死的玻尔兹曼
建立现代统计力学框架的吉布斯
解人所不能解的鬼才——昂萨格
第四部分
20世纪之后的物理
现代物理的推手——洛伦兹
陨落在“一战”战场上的科学家
发现中子的查德威克
大英帝国的原子弹计划
谔谔双士：弗兰克与西拉德
日本的原子弹计划：理研的“二号研究”
F计划
核磁共振之父拉比
孤高的物理学家施温格
东洋的粒子物理学先驱——坂田昌一
引力波的前世今生

理外无物，物中有理
《周易·系辞》里说：“
古者包牺氏之王天下也，
仰则观象于天，俯则观法
于地。”这句话虽然讲的
是伏羲创造八卦，却与整
个自然科学的发展完全吻
合。人类最早发现大自然
运作规律之处，正是头顶
上这片星空。牛顿的力学
体系也是通过研究行星运
动得来的。只有掌握天上
星球的运行法则，人类才
有信心将大河山川、冰雪
云雾、鸟兽百草逐一纳入
自己打造的知识宏厦之中
，所以要讲物理学的演进
，当然要从天文学讲起。
一般说起天文学都是
从哥白尼的日心说开始，
然而把眼光放得更长远一
点，曾经称霸知识界的托
勒密系统才真的算是天文
学的滥觞。而在托勒密系
统与哥白尼的日心说之间
，伊斯兰世界的天文学家
充当着重要的“桥梁”，这
段历史的来龙去脉很少被
提及，所以我在书中特地
写了两篇文章介绍伊斯兰
天文学家的功业。
哥白尼的日心说在开
普勒三大定律的支撑下，
稳稳地成为天文学的基础
，然而行星运动背后的机
制是什么呢？这还有待当
时最伟大的科学家牛顿加
以披露，而相关的巨作《
自然哲学的数学原理》之
所以能顺利问世，却要归
功于埃德蒙·哈雷，他与
牛顿、格林尼治天文台台
长约翰·弗拉姆斯蒂德之
间的恩怨，以及与同时代
的其他科学家的互动都饶
有趣味，“埃德蒙·哈雷与
他的彗星”就是在介绍这
些轶事。
既然提到了格林尼治
天文台，当然就不能不提
与之较劲好几个世纪的巴
黎天文台，“英法天文台
的本初子午线之争”就是
这两个天文台相互竞争的
故事。“打破苍穹界限的
赫歇尔家族”介绍的是发
现天王星的英国天文学家
威廉·赫歇尔与他的妹妹
卡罗琳、儿子约翰的故事
。而“天体力学的先驱：
巴伊与拉普拉斯”介绍的
则是曾担任巴黎市长的法
国天文学家巴伊如何被卷
入大革命旋涡而丧命的故
事；与之对照的是，拉普
拉斯如何在变幻莫测的世
局下成为一代大师的经历
。
英法两国在天文学上
的较劲跟它们在海外殖民
事业上的竞争相比，可以
说毫不逊色。最激烈的是
谁先发现海王星的论战，
双方为了海王星的命名权
争得脸红脖子粗，也是科
学史上难得的一段趣事，
这些都收录在“英法千年
恩仇录，谁先发现海王星
”中。当然，海王星的发
现象征着牛顿力学体系最
辉煌的一次胜利。凭借天
王星轨道的异常，人类发
现了极为遥远、影像极为
模糊的海王星的身影，开
普勒、牛顿等人可以含笑
九泉了。
取得了天上的胜利，
科学家们自然将目光挪到
自身的周遭，最切身的莫
过于我们居住的地球。然
而即使到18世纪中叶，我
们对地震的认识还停留在
近乎原始人的想象中呢！
“里斯本大地震，震出一
页新文明史”这一篇以18
世纪中叶的里斯本大地震
为引子，试图勾勒出启蒙
运动的面貌，也借此介绍
哲学家康德年轻时如何醉
心于牛顿的世界观，进而
创造出令人叹为观止的批
判哲学。
50年后，启蒙运动终
于发酵成了革命的火种，
法国大革命爆发，旧制度
被废除，连度量衡也一同
更新。他们将1米的长度
定义为子午线的千万分之
一，为了测量子午线，他
们送出年轻的科学家从事
这项艰辛的事业，这段故
事就写在“热爱物理的法
国总理阿拉果”中。无独
有偶，就在同一时期，日
本一位退休的酒商为了满
足自己的求知欲，展开徒
步丈量日本的大事业，这
个故事我会在“丈量日本
的伊能忠敬”中加以介绍
。看来东西方还真是志同
道合。
然而到了19世纪，西
欧列强却恃其船坚炮利在
全世界攻城略地，在这背
后科学到底扮演了什么角
色呢？在“炮利之道，从
腓特烈大帝到拿破仑”一
文中，读者可以自行思索
其中的关系。事实上，由
于数学与力学的相互刺激
，科学家发展出了更为精
妙的数学，使上至天上的
彩虹，下至海岸的波浪，
全都能被透彻地理解，让
人类无愧于“万物之灵”的
名号，这些在“斯托克斯
用数学描述森罗万象”中
可窥其一二。
牛顿的世界观一路无
阻地来到了19世纪。随着
科学家孜孜不倦的努力，
更多的现象被涵盖进来，
由此物理学又多了两门学
科：电磁学与热力学。电
学与磁学原本是两门独立
的学科，最开始尝试将电
荷之间的作用力数学化的
是法国一位退伍的工兵上
尉库仑。接着意大利物理
学家、化学家伏打发现将
不同的金属堆在一起会产
生稳定的电流，由此发明
出“伏打电堆”，也就是电
池的原型。稳定的电流来
源加速了电学的进步，更
重要的是，丹麦的奥斯特
在1820年发现了电生磁
的奇妙现象。电与磁不再
被认为是两个独立的现象
。
短短几个月，法国数
学家安培就写出了描述电
流与电流之间磁相互作用
规律的安培定律，才有了
接下来一个又一个的新发
现。例如，法拉第发现电
磁感应现象，欧姆发现电
阻定律，韦伯与亨利等人
尝试研制电报。最后百川
纳于大海，著名的麦克斯
韦方程组彻底揭示了电与
磁的本质。麦克斯韦还更
进一步指出光的本质就是
电磁波。这样一来，光学
与电磁学就合二为一了！
20年后，德国的赫兹
甚

天文学、电磁学、热力学、量子力学……重要概念与发展节点全解析！
共享40余位物理学大咖的科学观与人生观，如推理小说一般环环相扣、曲折离奇的极简物理史！
既硬核又八卦，既有趣又有料的物理课本，探索物理定律的本质，串联中学物理核心知识点，构建完整理性思维框架！

尖塔下的星空（一）：从巴格达到开罗
天文学源远流长，最早从古巴比伦时代，人类就开始记录行星的运动。古希腊则是第一个建立模型来预测行星位置的文明。1世纪，亚历山大的托勒密完成的行星系统在世界范围内称霸了1400多年，直到哥白尼提出日心说。其实西欧的天文学不是直接从古希腊发源，而是借穆斯林之手辗转学来的。现代天文学的形成其实离不开伊斯兰学者的努力，却少有人提及。
伊斯兰与天文学
天文学在伊斯兰文明中得到重视是由于伊斯兰教独特的需求。首先穆斯林每天需要祈祷五次，称为“礼拜”。为了准时举行礼拜，从先知穆罕默德的时代起就有所谓的穆安津（muezzin），即宣礼员，负责呼唤信徒礼拜，信徒的准确祈祷时间全取决于他。后来发展出穆瓦奇特（muwaqqit）的职位，即计时员，这是一个专门负责以天象来决定礼拜时间的工作。所以天文学自然成了宗教生活中重要的一环。
信徒做礼拜时必须面向麦加的宗教圣殿“克尔白”（意译为“天房”，在麦加大清真寺广场中央，殿内供有神圣黑石），这个方向称为基卜拉（qibla），所以穆安津与穆瓦奇特的工作也包括向信徒指出正确的基卜拉。在后来的几个世纪里，穆瓦奇特和专业的天文学家运用已知的地理数据和数学技巧来决定基卜拉。这使得穆斯林逐渐发展出充足的球面三角学知识。球面三角学在天文学中扮演着重要的角色。
另一个促使伊斯兰文明发展天文学的原因是《古兰经》规定了独特的伊斯兰历法。伊斯兰历是纯阴历，1年有12个月，新月为朔。这使得伊斯兰的节日与其他宗教完全联系不到一起。而由于伊斯兰历完全与季节无关，穆斯林统治者必须采用波斯阳历（又名伊朗历）来征税，政教采用两种历法，让天文学成为宫廷和民间都需要的学问。为了满足伊斯兰教的种种需求，穆斯林逐渐从被他们征服的人民身上吸收古希腊、波斯甚至古印度的天文知识。到了阿拔斯王朝W，穆斯林终于发展出自己独特的天文学。
巴格达的智慧宫与托勒密系统
阿拔斯王朝第二任哈里发曼苏尔执政时，在底格里斯河畔发现了一个叫巴格达的小镇，并于762年迁都至此。该都城建筑宏伟壮观、人口众多、贸易繁盛，与当时大唐的长安、拜占庭帝国的君士坦丁堡齐名。巴格达自然也成为当时的知识文化中心。阿拔斯王朝在第五任哈里发哈伦·拉希德和他的儿子第七任哈里发马蒙执政时期是盛世。马蒙将其父在巴格达建设的图书馆加以扩大，命名为“智慧宫”，使官员朝臣能够从事古希腊学术研究与文献翻译。智慧宫在推广古希腊学术方面功不可没，学者们借鉴波斯、古印度及古希腊的文献，积累了世界各地的各种知识，包括数学、天文学、医学、化学、动物学及地理学，并根据他们的发现加以拓展。
这段时间可以说是古希腊思想在伊斯兰世界最为盛行的时期。托勒密集古希腊天文学之大成的扛鼎之作《至大论》就在当时被翻译为阿拉伯文，后来传回西欧，改名为《天文学大成》。
第一本解决一次方程及一元二次方程的系统著作
第一个称得上伊斯兰天文学家的花拉子米就是在智慧宫展开他的研究生涯的。学者们对他的出身到今天还是众说纷纭，但他的成就则得到世人一致的推崇。
花拉子米最著名的数学著作是约在830年写成的《代数学》，这是历史上第一本解决一次方程及一元二次方程的系统著作。“代数”（algebra）一词就是由该书中描述的一个基本运算方式引申而来。
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