邏輯與發現：物理學領域經典範例啟示錄

序言

第1章 獨立時空與經典基本作用力1
1.1品質引力2
1.1.1起源：地心引力與大地球狀2
1.1.2物體重量度量問題3
1.1.3杠杆平衡問題4
1.1.4《機械力學問題》之解答4
1.1.5阿基米德之解答5
1.1.6伽利略傾斜平衡理論10
1.1.7牛頓力學之解答11
1.1.8自由落體運動14
1.1.9時間度量問題20
1.1.10動力的作用問題24
1.1.11牛頓引力定律24
1.1.12獨立時空參照系與牛頓力學29
1.1.13通向萬有引力定律之路33
1.2電磁力36
1.2.1電磁實驗定律及光干涉實驗38
1.2.2麥克斯韋電磁場理論42
1.2.3獨立時空參照系下的麥克斯韋電磁場假設60
1.2.4赫茲電磁波實驗63

第2章 關聯時空與經典基本作用力64
2.1關聯時空問題64
2.1.1光速參照系問題64
2.1.2邁克耳孫-莫雷實驗65
2.1.3電流磁效應存在性問題66
2.1.4麥克斯韋方程組形式變化問題68
2.2洛倫茲變換與麥克斯韋方程組形式不變性68
2.3愛因斯坦狹義相對論72h
2.3.1空間位置與距離度量73
2.3.2經典力學之空間與時間74
2.3.3慣性參照系75
2.3.4狹義相對論基本假設75
2.3.5時空關聯77
2.3.6從基本假設到洛倫茲變換81
2.3.7閔可夫斯基關聯時空M88
2.3.8關聯時空動力學理論93
2.3.9關聯時空電動力學理論106
2.4愛因斯坦引力理論113
2.4.1廣義相對論之基本思想113
2.4.2愛因斯坦初步近似解117
2.4.3施瓦西幾何117
2.4.4牛頓引力理論與愛因斯坦引力理論比較119
2.5愛因斯坦自述相對論的發展途徑121

第3章 離散質能觀125
3.1發現原子結構與重組現象125
3.1.1發現分子結構重組現象126
3.1.2發現X射線128
3.1.3發現核輻射132
3.1.4發現電子143
3.1.5發現原子核151
3.1.6發現質子152
3.1.7發現中子156
3.2對熱的認識過程159
3.2.1熱現象159
3.2.2熱與功163
3.2.3熱現象與分子動力學165
3.2.4麥克斯韋發現氣體分子速率分佈律171
3.2.5熵174
3.2.6玻爾茲曼發現內能分佈律與玻爾茲曼可置換度177
3.3輻射能之離散性196
3.3.1發現量子196
3.3.2發現光子206
3.3.3關於輻射的組成及其本質之觀念的演變過程214
3.3.4發現氫原子核外電子離散能級223
3.3.5愛因斯坦解決普朗克公式的有效性問題230
3.3.6粒子波動說241

第4章 量子力學與原子結構理論248
4.1矩陣量子力學248
4.1.1海森伯發現量子力學變數的乘法規則249
4.1.2玻恩和若爾當重述海森伯量子化條件254
4.2量子微分運算元理論257
4.3波動量子力學262
4.3.1薛定諤波動方程262
4.3.2波函數264
4.3.3薛定諤波函數觀念之由來266
4.3.4矩陣量子力學等價於波動量子力學268
4.4狄拉克相對論電子波動方程269
4.5希爾伯特空間運算元理論272
4.5.1包含波函數的希爾伯特空間276
4.5.2波函數的概率內涵277
4.6狄拉克量子動作原理280
4.7海森伯測不准原理283
4.8玻爾解釋量子力學291
4.9原子結構理論299
4.9.1基本原子模型299
4.9.2宏觀尺度物質結構理論302
4.9.3原子結構複雜性303
4.9.4原子量子數305
4.9.5原子週邊電子分佈圖320

附錄：部分相關往事323
A.1部分邏輯學往事323
A.2部分物理學往事328
索引333
後記336