本书综观人类文明进步的全局，结合古今中外科学与人文的具体事例，将自然科学和科学精神作为一种文化进行阐述，对科学的发展规律、思维方式等作了较为开放但又不失其严谨性的探索，实现了科学与人文比较成功的结合。
通俗易懂、适应面广和联系实际是本书的特色。在基本上没有数学演绎的前提下，介绍了物理学中惊心动魄的重大成果，如天体运动、电磁场理论、相对论、宇宙学、混沌学、超导体、激光、晶体管、全球定位系统等。本书还联系实际，对诸如“科学否定观”“严谨性的极限”“科学双刃剑”“条件好坏与成就大小”“真理与美”等问题进行了深入浅出的阐述。
盼望本书能为广大青年学生、人文社科工作者和管理人员提供一个了解科学知识、把握科学思维方法、树立科学精神的途径。

绪论
第1章 经典物理学
1.1 天地运动
1.1.1 天与地
1.1.2 牛顿力学
1.1.3 能量动量守恒与时空对称
1.1.4 严谨的科学方法论
1.1.5 牛顿科学观
1.2 冷热现象
1.2.1 温度与热量
1.2.2 热力学第一定律
1.2.3 热力学第二定律
1.2.4 热寂说的终结
1.3 电磁波
1.3.1 电磁波的产生
1.3.2 电磁波谱
1.3.3 真理与美
1.3.4 扎实基础引领重大突破
1.3.5 光是一种电磁波
1.3.6 三维全息照相
参考文献
第2章 量子物理学
2.1 原子模型
2.1.1 原子概念
2.1.2 电子的发现
2.1.3 汤姆逊原子模型
2.1.4 卢瑟福原子模型
2.2 量子假说
2.2.1 黑体辐射和普朗克量子假说
2.2.2 爱因斯坦光子假说及光电效应理论
2.2.3 氢原子光谱及玻尔理论
2.2.4 德布罗意波粒二象性假说
2.2.5 波粒二象性假说的验证
2.2.6 对波粒二象性假说的进一步说明
2.3 海森堡测不准原理
2.4 科学的否定观
参考文献
第3章 量子力学——现代高科技的基石之一
3.1 趋向导电极限的超导体
3.1.1 超导体的奇异特性
3.1.2 超导原理
3.1.3 超导时代即将到来
3.2 绚丽多彩的激光
3.2.1 激光的特性
3.2.2 激光原理
3.2.3 激光——射向现代社会的各个领域
3.3 晶体管——构筑智慧的细胞
3.3.1 半导体的物理特性
3.3.2 P—N结
3.3.3 晶体三极管——放大人类的智慧
3.3.4 晶体管——微电子产业的基本单元
3.4 冲刺元器件小型化的极限
3.4.1 量子点——人造原子
3.4.2 介观环
3.4.3 量子波导
参考文献
第4章 相对论与现代时空观
4.1 狭义相对论的创立
4.2 狭义相对论的基本原理
4.2.1 光速不变原理
4.2.2 相对性原理
4.3 狭义相对论的主要结论
4.3.1 同时的相对性
4.3.2 时间延缓
4.3.3 长度缩短
4.3.4 质能关系
4.4 新引力理论——广义相对论
4.4.1 广义协变原理
4.4.2 等效原理
4.5 广义相对论的主要结论
4.5.1 引力大的地方时钟走得慢
4.5.2 引力导致空间弯曲
4.6 广义相对论的一些预言
4.6.1 星光的引力偏转
4.6.2 雷达回波延迟
4.6.3 水星近日点的进动
4.7 相对论的其他实验验证及实际应用
4.7.1 肚轻子的寿命
4.7.2 孪生子效应
4.7.3 全球定位系统(GPS)
4.8 相对论的时空观
4.9 相对论中的科学方法论
参考文献
第5章 宇宙之砖物质结构
5.1 物质结构
5.1.1 电子的发现与原子构成
5.1.2 越来越多的新粒子
5.1.3 夸克(Quark)模型
5.2 基本相互作用及其统一
5.2.1 四种基本相互作用力
5.2.2 奇妙的规范对称性
5.2.3 标准模型
5.3 原子能及其应用
5.3.1 原子核的结合能
5.3.2 原子能的可能释放模式
5.3.3 原子能的和平利用
5.3.4 核武器及其小型化
参考文献
第6章 膨胀着的宇宙
6.1 传统宇宙观及其不足
6.1.1 永恒的宇宙与热力学的矛盾
6.1.2 夜空为什么是黑暗的——奥伯斯佯谬
6.1.3 问题的解决
6.2 哈勃(E.Hubble)的发现
6.2.1 波的多普勒效应
6.2.2 恒星距离的测定
6.2.3 哈勃的发现
6.3 宇宙的起源
6.3.1 大爆炸模型(Big Bang)
6.3.2 宇宙哥白尼原理
6.3.3 大爆炸模型的观察证据
6.4 宇宙的命运
6.4.1 宇宙整体的命运
6.4.2 恒星的产生与命运
6.4.3 神奇的星体——黑洞
6.4.4 人类的命运
6.5 2l世纪宇宙学面临的问题
6.5.1 暗物质问题
6.5.2 正反物质的不对称问题
6.5.3 微观世界与宇宙的统一
参考文献
第7章 简单性与复杂性的奇遇——非线性物理简介
7.1 非线性系统及其普遍性
7.2 混沌的本质
7.2.1 虫口模型
7.2.2 倍周期分岔
7.2.3 混沌的基本性质
7.2.4 混沌的应用
7.3 自然界的几何——分形
7.3.1 分形维数
7.3.2 来自简单规律的复杂系统
7.4 特殊的非线性系统——可积系统
7.5 混沌因果律
参考文献
第8章 物理学在未来科技和社会中的作用
8.1 20世纪物理学遗留的问题及其展望
8.1.1 引力量子化与大统一理论
8.1.2 超高能物理及宇宙起源
8.1.3 复杂系统的研究
8.1.4 极端条件下的物理现象
8.2 物理学在其他自然科学及高新技术中的应用
8.2.1 物理学与生命科学
8.2.2 21世纪的计算机
8.2.3 21世纪的通讯、能源与交通
8.3 物理学与国防现代化
参考文献
第9章 科学与人类文明
9.1 重大的发现重要的提示
9.2 科学技术与人类文明