物理学是真正的汪洋大海。现代社会中的每个人从小就开始接触涉足。从幼儿启蒙读物，小学自然常识，到初中、高中物理课程，物理学滋养哺育着我们的头脑，让我们对身边世界的本来面目有了逐渐深入的认识，更点燃了多少睁大惊奇双眼又满怀渴 望的少年心中求知的明灯。100个问题，对于博大精深的物理学海洋，只能是点点滴滴。本书在编写时，尽量使读者既有远观，大致鸟瞰物理学全貌；又加细看，从伽利略、牛顿到爱因斯坦，直至最新诺贝尔物理学奖项；从粒子物理的极细微世界到宇宙物理的极浩渺天穹；从本学科纯粹的理论思辩到与现代高新科技的渗透结合。
物理学的100个基本问题
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一、物理概述大而话之
物理学的来历——从古希腊哲学说起 什么是物理学——万物之理 先来说“宇”——空间尺度的42个台阶 再来说“宙”——时间尺度的44个数量级 不要胡子眉毛一把抓——谈建立理想模型 伟大头脑的天才产物——物理学中的思想实践 纷绘复杂的统一——基本的自然力 物理学的宪法——守恒律和对称性 二、经典物理走马观花 优美和谐的数学诗歌——开普勒三大定律的发现 理论预测和科学必然——万有引力定律和海王星 物体究竟落在何处——惯性系和非惯性系（一） 继续深究落体——惯性系和非惯性系（二） 能量是什么——一个漫长而曲折的认识过程 最重要的恒定律——漫谈热力学第一定律 一切过程都有一定的方向性——漫谈热力学 第二定律（一） 方向背后的规律——漫谈热力学第二定律（二） 最冷有冷——漫谈热力学第三定律 太太和丈究竟谁错了——伽伐尼电流的发现 机遇偏爱的准备的头脑-电流磁效应的发现 “初生的婴儿有什么用”——法拉第电磁感应的定律 经典物理学的第一次伟大综合——麦克斯韦电磁场理论 光是什么——光的本性认识的争论 继续认识光——波动说的胜利 光是什么波——偏振、横波、电磁波 …… 三、近代物理曙光微现 四、现代物理两大支柱 五、粒子物理绘纭天地 六、宇宙物理心事浩茫 七、技术物理相映生辉 书摘：
书摘 []狄拉克方程——量子力学走马观(三) 量子力学诞生后，有许多物理学家曾致力于发展一种相对论性的理论，但是直到1927年还一直没有相对论性的量子力学形式出现。1928年，狄拉克发表了一个方程，这个方程将狭义相 对论的要求与量子理论结合起来，能更全面地描述电子，这就是相对论性量子力学。 狄拉克于1902年8月8日生于英国布里斯托，早年就读于布里斯托大学，1926年获剑桥大学博士学位。 狄拉克年轻时，就以其在数学和物理学上的贡献名声大噪，成为物理学界一颗引人瞩目的新星。1925年，海森堡提出矩阵力学后，他曾以更一般的非互换量的运算，独立得出相同的结论。1926年薛定谔提出波动力学后，狄拉克则提出了普遍交换理论，以严整的逻辑将两种力学的统一性表示出来。1927年，狄拉克提出电磁场二次量子化理论，这对量子力学来说是个重大进展，当年年底，狄拉克致力于建立相对论性量子力学。 面对着许多物理学家在这个方面不尽如人意的各种结论，狄拉克的目标是要建立一种有物理意义的、具有高度数学美和内在一致性的相对论性量子理论，就其数学形式而言，即要建立一种对时间坐标和空间坐标来说都是线性的微分方程。狄拉克花了两个月时间进行探索，终于找到了答案。正如他所回忆的：“答案来自数学游戏。”然而这个游戏太不容易了，在1928年1月，狄拉克得到一个新的电子波动方程。 这个以后被称为是“狄拉克方程”的电子波动方程，其简洁和优美令人惊讶，它为狄拉克带来了意外的成功：狄拉克在建立方程时，并没有想把电子的自旋引入波函数，然而该方程自动给出了实验所要求的自旋值和磁矩值，还给出了索末菲(A．Sommerfeld，]868—1951)精细结构公式；量子力学中原先是各自独立的重要实验事实，如电子的康普顿(A．Compton，1892—1962)散射、塞曼(P．Zeeman，1865—1943)效应和电子自旋等，通过以狄拉克方程为核心内容的相对论性电子理论统一起来了。 狄拉克方程也带来了新的严峻的问题。该方程描述电子内部运动的矩阵有4行4列，但只要两行两列的矩阵来描述被观察的电子的两个自旋态就够了，即方程给出的态比描述实验情况所需要的态多一倍。进而发现，这一半的态与电子的负能态有关。是把不可观测的负能态排除出去呢，还是接受不可思议的负能态以保持方程的完美性?对物理理论内在一致性和数学形式美的执著追求使狄拉克勇敢地选择了后者，并力图寻求负能态的物理图景。 狄拉克 …… |