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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

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