导语

  

内容提要

  

    本书旨在揭示驱动物质文明进步的根本力量——物理精神。
    本书第一部分从物理学的诞生开始，梳理了物理学的发展历程，勾勒出当代物理学的大厦，进而展现了物理科技如何成为现代化学、生物学和医学、心理学、地球科学的基础。
    第二部分讲述了物理科技在战争史、第一和第二次工业革命、信息革命和企业创新中发挥的根本作用，说明了如何将物理科技应用于捍卫国家安全、产业进步和企业创新上。
    第三部分介绍前沿科技——纳米技术、人工智能的缘起、基础和当前进展，展现了自组装是驱动物质、信息和人工智能发展的机制。

    方礼勇
    地球物理学硕士、MBA学位，
    数学博士生学历
    IT行业老兵。连续创业者

第一部分  物理学的进化：从物理学到物理科技
  第1章  综述：用物理制造出来的世界
    1.1  文明是什么：从手工制造到自组装
    1.2  世界是什么：物质、能量、演化与数学
    1.3  技术是什么：材料、信息、制造与合成
    1.4  经济是什么：人工物的生产效率与消费
    1.5  物理精神：通过测量驱动物质、信息与人工智能自组装
  第2章  探究第一原理的理论物理学
    2.1  孕育期的物理学：自然哲学
    2.2  第一次物理革命：牛顿力学与机器宇宙
    2.3  能量的发现：热力学与电磁学
      2.3.1  热力学：能量与统计
      2.3.2  电磁学：电、磁、光与场
    2.4  第二次物理革命：能量与物质的量子作用
      2.4.1  能量即物质：狭义相对论
      2.4.2  基础物质：原子内部结构
      2.4.3  量子理论：从量子力学到量子电动力学
    2.5  至微物质：物质基本结构与演化机制
      2.5.1  粒子物理学的诞生与发展
      2.5.2  标准模型与物理理论大统一的尝试
    2.6  至大物质：宇宙的诞生与演化
      2.6.1  宇观观测技术与新天文学的诞生
      2.6.2  当代宇宙演化理论
  第3章  建立技术第一原理的介观物理学
    3.1  原子结构与分子构造：原子理论的拓展
      3.1.1  原子的电子组态
      3.1.2  分子与化合物的构造
    3.2  解剖固态物质：固态物理学
      3.2.1  物质的力学性质：晶体的几何结构
      3.2.2  物质的导电性：固体能带理论
      3.2.3  物质的磁性：荷电粒子的自旋与相互交换
    3.3  构造固态物品：半导体元器件
      3.3.1  N型半导体与P型半导体
      3.3.2  二极管与三极管
      3.3.3  单晶硅、分立元件、集成电路与芯片
    3.4  探究物质的不同物态：凝聚态物理
      3.4.1  凝聚态物理的核心概念
      3.4.2  低温下的物质：超导体与超流体
      3.4.3  其他状态下的物质举例
    3.5  构造光子：光子的能量、信息与操控
      3.5.1  激光与激光器
      3.5.2  光导纤维与光纤通信
      3.5.3  光子操控
      3.5.4  非线性光学
      3.5.5  量子光学与量子信息光学
    3.6  操控微观：显微镜技术
      3.6.1  光学显微镜
      3.6.2  电子显微镜
      3.6.3  原子力显微镜
      3.6.4  微观操控技术的重要性
  第4章  科学重建：奠基在物理科技上的新科学
    4.1  化学：从焙烧、电离到合成
      4.1.1  炼丹术和炼金术
      4.1.2  近代化学的诞生
      4.1.3  现代化学的重建
    4.2  医学与生物学：从性命、机器到基因编辑
      4.2.1  古代医学：性命的禁区
      4.2.2  近代医学：人是机器
      4.2.3  现代医学：测量与精准医药
      4.2.4  现代生物学：基于分子的观测与编辑
    4.3  心理学：从个人内省、行为反射到认知科学
      4.3.1  近代心理学的诞生
      4.3.2  行为心理学三阶段
      4.3.3  认知科学的诞生
    4.4  地球科学：从观察归纳到探测反演
      4.4.1  近代地质学
      4.4.2  现代地球科学
第二部分  物理科技的应用：物质文明的第一生产力
  第5章  资源之争：战争的制胜力
    5.1  操控生物能量：士兵、战车与战马
      5.1.1  驯化中的马和步兵方阵
      5.1.2  游牧民族的骑术霸权
    5.2  操控人造火：火枪与火炮
      5.2.1  始于中国的火枪与火炮
      5.2.2  火炮与城堡的科技进化
      5.2.3  枪炮的自动化与杀戮机器
    5.3  操控波与粒子：无线电与原子弹
      5.3.1  钢铁机器与无线电之战
      5.3.2  原子弹：还原一切为物质与能量
      5.3.3  以物理科技优势冰封战争
    5.4  新军事竞争：从微电子到量子信息
  第6章  宏观经济：工业的驱动力
    6.1  发明时间与空间：科技与工业革命的准备
      6.1.1  统一时间的诞生
      6.1.2  绝对空间的发明
      6.1.3  特殊的材料：玻璃
    6.2  真空与机器：第一次工业革命
      6.2.1  真空的发明
      6.2.2  蒸汽机的发明竞赛
      6.2.3  英国纺织业的逆袭
    6.3  化学与电磁力：第二次工业革命
      6.3.1  元素、电化学与合成化学
      6.3.2  电的工业化使用
      6.3.3  德国的工业化超越
    6.4  信息物理化：第一次信息革命
      6.4.1  信息的发明
      6.4.2  信息物理化与计算革命
      6.4.3  美国的称霸和中国的崛起
    6.5  量子信息化：第二次信息革命
      6.5.1  硅基半导体的极限
      6.5.2  量子信息科技的兴起
      6.5.3  角逐量子信息科技制高点
  第7章  微观经济：企业的颠覆力
    7.1  工匠：探索材料物理与工程
      7.1.1  早期工匠：神秘制造技艺的守护者
      7.1.2  现代工匠：先进材料和加工工具的创造者
    7.2  流水线：组装自动化制造
      7.2.1  美国制造体系：可互换部件的系统化
      7.2.2  福特流水线：机器系统的自动化组装
      7.2.3  丰田精益制造：回归工匠
    7.3  工业研究实验室：基础研究才是护城河
      7.3.1  工业研究实验室的起源与德国合成化学
      7.3.2  美国的工业研究实验室
      7.3.3  基于物理原则：看懂谷歌与华为
    7.4  硅谷模式：以物理科技颠覆旧经济
      7.4.1  早期硅谷——无线电发烧友
      7.4.2  缔造半导体产业
      7.4.3  新经济：个人电脑、生物科技与信息科技
第三部分  物理精神在当下：自动化组装世界
  第8章  纳米科技：自下而上的物质自组装
    8.1  自下而上的理念与国家意志
      8.1.1  费曼：终极问题是操作原子制造各种物品
      8.1.2  纳米科技的兴起与全球行动
      8.1.3  新模式：科学、技术、制造一体化
    8.2  自下而上地组装物质世界
      8.2.1  自下而上：材料科学的第三次革命
      8.2.2  物质自组装：从纳观、微观到宏观
  第9章  人工智能：始于思维测量的知识自组装
    9.1  人类智能物理化的理念与追求
      9.1.1  役使万物：从驯化、制造到机器自动化
      9.1.2  测量思维：哲学、数学、逻辑、认知与计算
    9.2  用物理智能实体实现知识自组装
      9.2.1  物理化智能：人工智能的三次浪潮
      9.2.2  定义人工智能：理性地行动
      9.2.3  实现人工智能：构造理性Agent
      9.2.4  知识自组装：智能机器的自学习
结语：物理——无尽的前沿
参考书目