物理学发展日新月异, 量子物理、复杂系统、粒子物理和宇宙学等领域的新发现与理论层出不穷, 传统教材难以让学生及时掌握前沿进展; 同时, 物理学的核心价值不仅在于现象描述, 更在于对称性、守恒定律、相对性原理等背后的思想方法与理论框架. 这些是物理学发展的根本动力, 贯穿各分支学科, 但传统教学中, 学生对其起源、演化及前沿关联缺乏全面深刻的认知. 本课程通过精选前沿课题、阐释系统的物理思想, 帮助学生理解当代物理学的重要进展, 培养其科学思维、逻辑分析能力与科学精神, 使其敢于开展学术争论, 为未来科研及工作奠定思想与逻辑基础. 课程内容涵盖物理学各分支的最新研究成果, 同时关注量子信息科学、生命科学中的物理问题、能源科技物理基础等交叉领域; 通过整合学术资源, 以丰富的内容与新颖的形式, 帮助学生实现知识与思维的双重提升. 适逢教育部物理学领域”101 计划”核心教材建设项目启动, 我们将课程部分内容整理成本书, 具体包括: “原子核物理前沿” “量子场论中散射振幅的一些进展” “激光核物理” “Weyl 半金属理论和拓扑材料计算预测” “物理学中的演生现象” “拓扑绝缘体与量子反常Hall 效应” “重费米子物理简介” “非晶态物质之`谜' “ “写给物理学家的生成模型” “随机热力学与非平衡涨落定理简介” “有限时间热力学: 从理想模型到应用” “量子混沌” “热学超构材料的理论与应用” “量子力学基本问题: 诠释、测量与Bell 不等式” “量子通信” “量子信息学基础” “物理宇宙学” “引力波探测” “自由电子激光: 从`星球大战' 的利器到打开新科学大门的钥匙” “浅谈激光聚变”. 需要说明的是, 本书各章节由不同作者撰写, 写作风格与阐述方式各具特色, 未刻意追求统一化与模式化. 这既是特点, 也是”研究性教学” 的尝试, 希望学生能够体会和欣赏不同的风格.

孙昌璞 ---------------------------- 孙昌璞 理论物理学家, 中国科学院院士, 发展中国家科学院院士, 中国工程物理研究院研究生院创院院长. 曾任东北师范大学教授、中国科学院理论物理研究所研究员和北京大学客座讲席教授. 曾获国家自然科学奖二等奖和全国先进工作者等奖项和荣誉称号. 长期组织参与我国物理学科战略规划工作, 现任中国物理学会副理事长, 国家自然科学基金委员会监督委员会副主任等. 著有《量子力学现代教程》和《经典杨-米尔斯场理论》等.

第一章原子核物理前沿 许甫荣￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 1 第二章量子场论中散射振幅的一些进展 冯波￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 16 第三章激光核物理 王旭￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 42 第四章Weyl 半金属理论和拓扑材料计算预测 万贤纲￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 57 第五章物理学中的演生现象 张广铭、于渌￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 77 第六章拓扑绝缘体与量子反常Hall 效应 王亚愚、薛其坤￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 87 第七章重费米子物理简介 杨义峰￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 107 第八章非晶态物质之\谜" 管鹏飞￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 119 第九章写给物理学家的生成模型 王磊、张潘￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 133 第十章随机热力学与非平衡涨落定理简介 全海涛、潘瑞￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 148 第十一章有限时间热力学: 从理想模型到应用 董辉￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 174 第十二章量子混沌 黄亮￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 193 第十三章热学超构材料的理论与应用 须留钧￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 213 第十四章量子力学基本问题: 诠释、测量与Bell 不等式 孙昌璞￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 225 第十五章量子通信 蔡庆宇￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 254 第十六章量子信息学基础 周端陆￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 267 第十七章物理宇宙学 黄庆国￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 280 第十八章引力波探测 胡彬￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 294 第十九章自由电子激光: 从\星球大战" 的利器到打开新科学大门的钥匙 孙智斌、江怀东、姜晓明￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 309 第二十章浅谈激光聚变 朱少平、罗民兴￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 330 各章作者简介￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ ￠ 357