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第一章 牛顿经典力学体系的建立——利用科学实验方法和数学方法研究自然规律（一）1

1-1 近代科学方法的起源与发展2

1-2 伽利略及实验——数学方法4

1-3 牛顿与微积分9

1-4 牛顿经典力学体系的建立11

第二章 电磁理论的研究与进展——利用科学实验方法和数学方法研究自然规律（二）17

2-1 奥斯特的发现——电产生磁19

2-2 电磁感应定律的发现21

2-3 麦克斯韦电磁场理论的建立24

2-4 赫兹的电磁波实验28

第三章 狭义相对论的建立——逻辑推理法在科学研究中的应用31

3-1 十九世纪经典物理学的发展32

3-2 迈克尔孙-莫雷实验33

3-3 狭义相对论的先驱思想36

3-4 狭义相对论的创立38

3-5 狭义相对论的一些基本结论41

3-6 质能关系式44

第四章 从理想气体到卡诺循环——科学探索中的理想化方法47

4-1 理想模型48

4-2 理想实验56

第五章 对原子结构的探索——模型法在科学研究中的重要作用65

5-1 原子66

5-2 对物质微观结构的漫长探索67

5-3 原子结构模型的提出与演进71

5-4 原子结构的量子力学模型77

第六章 孟德尔遗传定律的发现——数理统计方法在科学研究中的作用81

6-1 孟德尔及其豌豆杂交实验82

6-2孟 德尔的研究和发现86

第七章 探索生命活动——比较与分类方法在科学研究中的应用97

7-1 自然选择98

7-2 植物的光合作用103

7-3 植物向光性研究及生长素的发现105

7-4 维生素的发现106

第八章 人类对生命起源的探索——科学研究中的模拟方法109

8-1 生命起源于何时110

8-2 生命是怎样起源的113

8-3 生命起源的化学进化过程117

第九章 免疫与人体健康——观察法在科学研究中的应用123

9-1 抗体的发现与免疫概念的延伸124

9-2 器官移植免疫129

9-3 免疫失调引起的疾病133

第十章 天体运动研究——美学原理在科学探索中的重要应用137

10-1 古希腊天文学的发展与托勒密的“地心说”138

10-2 哥白尼的《天体运行论》139

10-3 开普勒的行星运动三定律142

10-4 牛顿的万有引力定律144

10-5 爱因斯坦的广义相对论147

第十一章 探索大地构造——科学假说及其检验153

11-2 从大陆漂移说到板块构造学说160

第十二章 有机物化学结构的发现——直觉与灵感在科学探索中的作用167

12-1 有机化学的萌芽与发展168

12-2 有机结构理论的历史发展170

12-3 有机结构理论的建立174

第十三章 基本粒子探索——科学想象比知识更重要181

13-1 X射线与天然放射性现象的发现182

13-2 质子与中子的发现186

13-3 中微子188

13-4 反粒子191

13-5 基本粒子分类194

第十四章 对光的本性的探索——失败反思法在科学研究中的作用199

14-3 光速的测量203

14-4 黑体辐射的“紫外灾难”205

14-5 光的波粒二象性207

参考文献213

后记215