物理学通俗演义

《物理学通俗演义》是一部关于物理学史的科普著作，作者采用中国古代章回小说的体裁创作，通过物理学史中一个个科学家的故事、科学探索与发现的故事、科学家科学研究的故事为读者呈现了物理学全面的历史。作者以宇宙大爆炸为起点，从中国古代墨子与鲁班的故事讲起，既讲述了中国古代科学家的物理学贡献，也讲述了近代物理学的飞速发展历程，收尾则讲到了中国现代的宇宙空间探索。作者以导演的视角，为读者讲述了古往今来这段波澜壮阔的物理学史，给读者带来了一种荡气回肠的阅读体验。

《物理学通俗演义》适合小学高年级及中学生课外阅读，也适合所有对物理世界感到好奇的人士阅读，独特的写作手法将一改你对物理的枯燥印象，减少你学习物理的阻碍，激发你学习物理的兴趣。

高鹏，本科和硕士毕业于哈尔滨工业大学理学院，博士毕业于材料学院，现就职于母校，长期从事教学和科研工作，承担科研项目多项，发表学术论文40余篇，出版教材2 部。工作之余热心科普工作，著有《从量子到宇宙》《时空密码》和《给青少年讲量子科学》等多部科普作品，文风深入浅出，讲解通俗易懂又不失科学的严谨性，受到读者的广泛喜爱。

给岁月以物理，于是一片光明。

《物理学通俗演义》是一部以章回小说形式演绎的物理学史通俗读物，是一部以激发读者物理兴趣为目的的物理学史科普读物。

《物理学通俗演义》介绍了物理学的来龙去脉，介绍了人类探索世界的历史，《物理学通俗演义》书中，没有公式定理，只有科学发现的传奇故事。

鲁班，墨子，阿基米德，伽利略，玻尔，爱因斯坦，薛定谔，泡利，杨振宁，李政道，王淦昌……为你讲述物理课本中、科学史、物理学史中那一个个鲜活的名字后面的故事。

《物理学通俗演义》适合小学高年级及中学生课外阅读，也适合所有对物理世界感到好奇的人士阅读，独特的写作手法将一改你对物理的枯燥印象，减少你学习物理的阻碍，激发你学习物理、探索世界的兴趣。

《物理学通俗演义》适合所有对物理学感兴趣的读者、对这个世界依然充满好奇心的读者阅读。

前言

　　本书是一部以章回小说形式演绎的物理学史通俗读物，是一部以激发读者兴趣为目的的物理学史科普读物。本书介绍了物理学的来龙去脉，介绍了人类探索世界的历史，本书中，没有公式定理，只有科学发现的传奇故事。

　　物理学史就是人类认识世界的历史，好奇心是人类认识世界的驱动力，我们生来就对这个世界充满了好奇，渴望了解这个世界的运行规律，所以，我们要学习物理、掌握物理。

　　念书的时候，如果只是给你一堆没有来由的公式、定理、习题，你的好奇心可能就在“书山题海”中渐渐地被埋没了。实际上，没有哪个公式是从天上掉下来的，一个个枯燥的公式背后，都有一段段生动有趣、激动人心的探索故事。人类几千年来对世界的认识过程，就像一个不断探索迷宫的过程，如果我们能跟着科学家们一起探索世界，了解科学家们探索世界的过程，我们的好奇心不但不会被埋没，还会产生自己也要像科学家们一样去探索世界的动力，这时候，我们就会认真对待学到的每一个公式，我们不但对公式有了兴趣，还有了感情。

　　科学精神对每一个人来说，都是一笔宝贵的精神财富。通读物理学史，可以让我们更好地领悟科学精神。科学探索的过程，科学发现的过程，科学进化的过程，从来都不是一帆风顺的，科学家们也会犯错误，科学家们也会起争论，科学家们也会遇到挫折和困扰，他们如何面对问题，如何走出困境，如何观察思考，如何质疑权威，如何探索求真，如何创新创造，如何做出科学发现，这些不是空洞的说教就能让人领会的。我们只有通过一个个科学家的故事、一个个科学发现的故事去感悟，感悟科学家的思维方式，感悟科学家的研究方法，感悟科学家的坚韧毅力，感悟科学家的勤奋努力，感悟科学家的爱国情怀，感悟科学家为人类做贡献的道德情操，才能最终感悟到真正的科学精神，将其变为自己的精神内核。

　　对于青少年来说，本书也能对物理学习起到很好的辅助作用。初学物理的学生，如果对物理学一无所知，那就像在黑暗中一步步摸索，不知前路几何，一片茫然；而当你对物理学史有了一个全面的了解，面对书本知识就不会产生陌生的恐慌感。本书涵盖了力学、光学、电磁学、热学（热力学与统计力学）、量子力学、狭义相对论、广义相对论、原子物理、核物理、粒子物理以及天体物理等物理学中大部分学科分支，可以让读者在轻松的阅读中领略物理学的全貌。正所谓站得高，看得远，学习物理就像打仗一样，如果有了一个战略全局的把握，在打每一场战役的时候就会胸有成竹，挥洒自如。

　　希望本书能够激发广大读者尤其是青少年对科学的热情，也希望本书能成为青少年在通往物理学习道路上的垫脚石，这正是我的初衷所在。

　　由于本人能力所限，疏漏和不足之处在所难免，敬请读者朋友批评指正。

高　鹏

2023 年7 月

引　子 // 1

第一回 九攻九防 鲁班墨子大对战

强弓劲弩 精巧机械创典范 // 3

第二回 浮力定律　阿基米德辨金冠

铜镜聚光　火烧战船靠太阳 // 8

第三回 齿轮传动　马钧重造指南车

丈天量地　张遂实测子午线 // 13

第四回 四大发明　创古代科技辉煌

东学西渐　助欧洲文艺复兴 // 19

第五回 天体运行　哥白尼勇提日心说

星空无限　布鲁诺坦然受火刑 // 25

第六回 十年一日　布拉赫发现超新星

天空立法　开普勒首创三定律 // 31

第七回 自由落体　伽利略挑战权威

斜面实验　动力学正式发端 // 37

第八回 鼠疫肆虐　英国大学放长假

运动定律　牛顿揭开力之谜 // 44

第九回 苹果落地　引牛顿思绪万千

牛顿胡克　谁发现万有引力 // 53

第十回 棱镜分光　牛顿探阳光真相

微粒波动　谁知道光的本质 // 59

第十一回 光的折射　小现象引出大秘密

最小作用　大自然懒得多费劲 // 65

第十二回 九牛二虎　空心球壳难分离

压强传递　杯水挤破大水桶 // 71

第十三回 壶盖跳动　气压也能生动力

矢志不移　瓦特改良蒸汽机 // 78

第十四回 向天引电　风筝实验惊心魄

闪电入地　大楼竖起避雷针 // 85

第十五回 扭秤实验　库仑巧妙测电力

库仑定律　平方反比显神奇 // 91

第十六回 电势有序　伏打发明起电堆

慧眼识珠　戴维发现法拉第 // 98

第十七回 电流生磁　奥斯特发现磁效应

师徒反目　法拉第陷入剽窃门 // 106

第十八回 电磁感应　法拉第发明发电机

场与力线　物理学建立新图像 // 114

第十九回 偶遇奇缘　小花园里订终身

电磁理论　麦克斯韦建大厦 // 121

第二十回 千里挑一　爱迪生发明白炽灯

交直之战　特斯拉险胜爱迪生 // 130

第二十一回 能量守恒　焦耳定热功当量

熵增无序　热力示时间箭头 // 141

第二十二回 电流振荡　赫兹发现电磁波

原子之争　玻耳兹曼留遗恨 // 147

第二十三回 发现电子　原子还能再分割

隔物透视　未知射线掀热潮 // 157

第二十四回 铀盐感光　无意发现核辐射

夫妻同心　合力探究放射性 // 164

第二十五回 大海捞针　居里夫妇苦寻镭

原子衰变　放射谜团终破解 // 170

第二十六回 炮弹回弹　卢瑟福发现原子核

质子中子　原子核内部有乾坤 // 178

第二十七回 一波三折　光本性再生疑团

石破天惊　量子论横空出世 // 185

第二十八回 惊世骇俗　爱氏开创相对论

质能等价　人类发现能之源 // 193

第二十九回 四维一体　闵氏揭时空奥秘

时空弯曲　爱氏探引力之源 // 201

第三十回 争分夺秒　广义相对论问世

火线传书　史瓦西黑洞得解 // 210

第三十一回　毛遂自荐　玻尔拜师卢瑟福

一鸣惊人　原子轨道量子化 // 218

第三十二回 推光及物　德布罗意拉开大幕

群星闪耀　量子力学正式登场 // 225

第三十三回 思想交锋　玻尔论战爱因斯坦

世纪之争　叠加纠缠如坠迷雾 // 233

第三十四回 中子大炮　费米轰击周期表

魔盒打开　人类发现核裂变 // 242

第三十五回 生死时速　德美赶制原子弹

紧急叫停　费米险泄核机密 // 248

第三十六回 军方介入　费米造出反应堆

惊天巨响　地球腾起蘑菇云 // 257

第三十七回 回形计划　卡门携钱赴欧洲

师拜同门　杨李相会芝加哥 // 267

第三十八回 统一梦碎　爱因斯坦抱憾而去

希望重燃　杨米尔斯奠基一统 // 276

第三十九回 三人齐心　杨李吴打破宇称

百折不挠　钱学森归国建功 // 286

第四十回 仰观星空　宇宙起源有新说

迷雾重重　从何处来去何方 // 297

主要参考文献 // 306