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目录1

前言1

第一章　科学是什么？1

求知欲2

希腊人5

几何学和数学7

演绎法8

文艺复兴和哥白尼10

实验法和归纳法12

现代科学15

上篇　物理科学17

第二章　宇宙19

宇宙的大小19

早期的测量20

测量太阳系22

更遥远的恒星25

测量恒星的亮度30

确定银河系的大小33

正在扩展的宇宙36

旋涡星系39

星系团41

宇宙的诞生42

地球的年龄43

太阳与太阳系46

大爆炸50

太阳的死亡53

新星与超新星55

恒星的演化61

望远镜68

观察宇宙的窗口68

分光镜70

照相术73

射电天文学74

眺望我们银河系之外78

新天体80

类星体81

中子星86

黑洞92

“空虚的”空间95

第三章　太阳系100

太阳系的诞生100

太阳107

月求111

测量月球114

到月球上去115

火箭技术116

探测月球118

宇航员和月球123

金星和水星125

测量金星和水星127

金星探测器129

水星探测器132

火星133

绘制火星图137

火星探测器139

火星的卫星142

木星143

木星的卫星143

木星的形状和表面148

木星的物质150

木星探测器152

土星154

土星环155

土星的卫星158

最外围的行星162

天王星162

海王星165

冥王星168

小行星群172

火星轨道外的小行星群172

掠地小行星和阿波罗天体176

彗星178

第四章　地球183

地球的形状和大小183

地球是圆球形的183

大地水准面的测量187

地球重量的测定190

地球的层圈193

地震193

火山197

地壳的形成203

液态地核205

地幔206

月球的起源210

液态地球213

海洋214

海流215

海洋资源219

海洋的深度和大陆的变迁222

深海生物232

深海潜水234

冰冠236

北极236

南极——南极洲238

国际地球物理年241

冰川242

冰期的成因246

第五章　大气253

大气圈层253

观测大气253

大气旅行257

空气中的气体264

低层大气264

平流层267

电离层270

磁铁274

磁与电275

地球的磁场279

太阳风283

磁层286

行星的磁层290

流星和陨石292

流星293

陨石295

空气的保持和获得301

逃逸速度301

原始的大气304

第六章　元素309

周期表309

早期的理论309

原子论311

门捷列夫周期表315

原子序数317

放射性元素321

识别元素321

寻找遗漏的元素325

超铀元素327

超重元素329

电子330

周期表的周期性332

稀有或惰性气体333

稀土族元素338

过渡元素340

锕系元素345

气体346

液化346

火箭燃料352

超导体和超流体354

低温学357

高压359

金属364

铁和钢366

新金属369

第七章　粒子375

有核的原子375

识别粒子375

原子核378

同位素380

均匀的构造块380

示踪粒子384

元素的嬗变387

新粒子388

中子389

正电子392

放射性元素398

粒子加速器400

粒子的自旋407

宇宙射线409

原子核的结构410

轻子414

中微子和反中微子416

追踪中微子419

核相互作用421

μ介子423

τ介子426

中微子的质量426

π介子和介子429

强子和夸克429

重子431

夸克理论433

场438

电磁相互作用438

守恒定律440

统一场论444

第八章　波448

光448

光的性质448

光速452

雷达455

穿过空间的光波456

磁单极458

绝对运动459

洛伦兹-斐兹杰惹方程462

相对论462

辐射与普朗克的量子论463

爱因斯坦的粒波理论466

相对论468

时间-空间及469

时钟的佯谬469

引力与爱因斯坦的广义相对论471

对广义相对论的验证473

热475

温度的测量475

热的两种理论477

热为能量478

热和分子运动481

质能互换483

粒子和波486

电子显微术487

电子为波490

不确定原理491

第九章　机器495

火和蒸汽495

早期的技术495

蒸汽机499

电503

静电504

动电507

发电509

电在技术方面的早期应用511

电技术513

电话513

发明电以前的人工照明515

录音515

电灯517

摄影术520

内燃机524

汽车524

飞机529

电子学533

无线电533

电视538

晶体管540

微波激射器和激光器544

微波激射器544

激光器547

能量552

煤与油：化石燃料552

第十章　反应堆552

太阳能558

原子能的战争用途560

核裂变的发现561

链式反应564

第一座原子核反应堆566

核时代570

热核反应572

原子能的和平用途574

核动力船和潜艇575

核电厂577

增殖反应堆578

辐射的危险580

核裂变产物的利用583

放射性沉降物585

受控核聚变反应589