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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