本书突破传统物理学史编写的框架，转而以科学本质的核心议题为脉络，构建了包括证据的重要性、归纳法的局限、科学发现的过程、研究方法的多元性、发现与发明、从确证到确认等章节。同时，结合物理学的学科特性，以及我国当前科学教育和科技发展的实际需求，特别加入了关于物理学本质和中国古代科学技术成就与科技自信的讨论。在此基础上，针对每一个科学本质问题，精心挑选具有代表性的物理学史案例，通过分析这些案例来揭示其背后的科学本质，并穿插介绍科学哲学的研究成果。将物理学史与科学本质紧密地结合起来，通过讲述历史、分析历史，以历史为镜，旨在提高对科学本质问题的理解和认识水平。