本书主要涉及近代和当代物理的理论及其在生物物理学中的应用。近代和当代物理有两大理论，量子力学和相对论。量子力学在诸多领域中有深入的发展。量子力学应用于电磁场形成了量子电动力学，应用于基本粒子方面形成了量子场论，应用于固体物理形成了能带理论。相对论是研究高速、大质量天体乃至宇宙的理论。书中介绍了量子力学，量子场论的基本理论方法，以及在当代实验仪器中的应用。还介绍了狭义相对论和广义相对论。本书可供生物物理专业硕士研究生使用，也可供物理专业高年级本科生参考。

第1章 量子力学
1.1 近代物理学发展史
1.2 黑体辐射
1.3 量子理论
1.4 波粒二象性及不确定关系
1.5 量子力学量和力学态
1.6 薛定谔方程和一维势阱
习题
第2章 原子模型与光谱
2.1 原子模型
2.2 光谱
习题
第3章 扫描探针显微镜
3.1 隧道效应
3.2 扫描隧道显微镜
3.3 原子力显微镜
习题
第4章 穆斯堡尔效应
习题
第5章 量子计算和量子信息
5.1 纠缠态
5.2 量子隐形传态
习题
第6章 霍尔效应
6.1 经典霍尔效应
6.2 量子霍尔效应
习题
第7章 激光和激光冷却
7.1 玻耳兹曼统计分布
7.2 激光
7.3 激光冷却与捕获中性原子
习题
第8章 X射线衍射
8.1 X射线物理基础
8.2 晶面指数标定
8.3 晶体衍射理论
8.4 X射线衍射实验方法
习题
第9章 超导
习题
第10章 相对论与宇宙学
10.1 相对论
10.2 宇宙理论
习题
第11章 粒子物理与标准模型
11.1 粒子物理
11.2 欧拉-拉格朗日方程
11.3 对称性的描述
习题
参考文献

自2015年起，作者在北
京林业大学讲授生物物理专
业硕士研究生课程“当代物
理”。生物物理专业是交叉
学科，该专业硕士研究生多
数具有较扎实的生物学知识
，物理学的知识相对比较欠
缺。“当代物理”这门课程定
位于向生物物理的硕士研究
生介绍近代的物理学知识和
方法，为以后的科研工作打
下坚实的基础。
近代物理学所包含内容
极其广泛。包括了微观的夸
克等基本粒子，到原子、分
子的结构，再到星系、宇宙
的演化等。考虑到“生物物
理”的学时数及学生的基础
和专业的特点，我们主要选
择了量子力学的基本内容以
及量子力学在其他领域的一
些应用，另外还选择了相对
论和宇宙学、粒子物理标准
模型和量子场论的一些基本
知识和方法作为课程的内容
。在课程中我们也介绍了近
现代出现的一些仪器，例如
隧道扫描显微镜、X射线衍
射仪、光谱仪等。
关于近代和当代物理学
发展的书籍很多，比较有名
的是清华大学张礼先生出版
的《近代物理学进展》。书
中涉及了近代和当代物理学
的诸多方面，不仅具有广度
，同时也具有相当的深度。
作者在讲授“当代物理”课程
时也经常参考张礼先生的《
近代物理学进展》一书。但
该书的广度和难度使得将其
作为生物物理专业研究生的
教材比较困难。一方面是老
师讲授困难，另一方面学生
学习起来也有难度。
本书的内容选取参考了
生物物理专业研究生所用的
实验仪器所涉及的近代物理
知识。内容的选取贴合生物
物理专业研究生的科研需要
，难度不大，适合该专业的
研究生日常学习和科研参考
。
鉴于北京林业大学“当代
物理”的课程一直没有合适
的教材，因此萌生了为这个
课程编写一本适合生物物理
专业研究生的教材。2020
年疫情期间在家授课，不用
通勤奔波，完成了本书。教
材中的很多内容参考了前辈
和同行们的诸多成果。由于
作者水平有限，书中难免有
错误和不当之处，希望前辈
和同行们多多指正，批评。
本教材的出版得到北京
林业大学2020年研究生课
程建设项目的资助（项目编
号：JCCB2028）。
史旭光
于北京
2020年11月