自古以来，人类就一直试图了解周围的世界及其运转的规律。从牛顿力学到热力学、相对论、量子力学、弦理论，从玻尔原子模型到化学键、元素周期表、有机化学等，随着科学的发展进步，人们相继提出了解释世界万物的各种理论。
本书分为物理篇和化学篇，精选了物理学和化学中的基础科学理论，对学科和理论的发展进行了概述。语言通俗易懂，并辅以生动形象的插图，以便读者能轻松明白这些看似深奥的知识。有了本书在手，我们就可以打开物理学和化学世界的大门了！

我们生活在现代文明中，生活中的每时每刻都离不开物理学。为什么这么说呢？因为虽然创造现代文明依靠的是人力，但所用的素材一定是取自于自然的，而探索自然规律的正是物理学。
化学与物理学既是紧密相连的，也是独立存在的。化学在物理学的基础上进一步构筑了自然。
本书将带领大家一起去探索神秘的自然科学，为了能够让大家体会到中高水平科学理论的乐趣，书中的一些内容已达到了大学水平。
本书物理篇的编写着重于阐述物理学的发展历程，并努力让大家对量子力学、基本粒子物理学、大统一理论等有一个全面的了解。化学篇则从量子化学开始带大家领略神奇的化学世界。
我们将依次揭开物理、化学世界的神秘面纱，大家会看到什么呢？我们一起期待吧！相信大家一定能有所收获。
大宫信光

前言
物理篇
第 1 章 牛顿力学
想要统一地球与宇宙的理论 11
01 惯性定律 牛顿第一定律 12
02 方程式 F = ma 牛顿第二定律 17
03 作用力与反作用力定律 牛顿第三定律 21
04 万有引力定律 25
第 2 章 热力学与光学
探索神秘的光和热 29
01 能量守恒定律 热力学第一定律 30
02 熵增 热力学第二定律 34
03 能斯特定理 热力学第三定律 39
04 从热力学第零定律到统计力学 43
第 3 章 电磁学
为什么电中有磁，磁中有电？ 47
01 库仑定律 48
02 磁场学 52
03 电生磁、磁生电 56
04 从场理论到电磁波的产生 60
第 4 章 相对论
物质宇宙基础，时空与物质· 能量关系的理论 63
01 从对称性原理到相对论 64
02 狭义相对论 E=mc2 69
03 广义相对论 73
第 5 章 量子力学 77
01 量子化 78
02 玻尔的原子结构量子论 82
03 从德布罗意物质波到薛定谔方程 86
04 从不确定性原理到哥本哈根诠释 91
05 多世界诠释
我们活在无数个平行世界里 95
第 6 章 基本粒子的探索 99
01 自旋 玻色子、费米子、泡利不相容原理 100
02 反物质 狄拉克之海 105
03 原子核内的强相互作用力 109
04 强子由夸克组成 115
05 轻子、中微子、弱玻色子 120
第 7 章 大统一理论 125
01 规范对称性是对称性帝国的皇帝 126
02 希格斯现象是关键 电弱统一理论 132
03 宇宙大统一理论 136
04 从标准模型理论到超对称理论 140
05 超弦理论 144
化学篇
第 8 章 近代化学
从炼金术到量子化学 151
01 元素和原子的区别 152
02 阿伏加德罗常数和摩尔 156
03 玻尔原子模型 160
04 电子云开启了量子化学之门 164
第 9 章 化学键 169
01 能级 170
02 离子键 电负性 174
03 金属键是共价键的特殊情形 179
04 从电子云重叠到分子轨道法 183
05 成键轨道和反键轨道 187
第 10 章 有机化合物
有机化学的基础 191
01 甲烷 饱和烃 192
02 从乙烷的单键开始到双键、三键 196
03 龟甲状的六角形苯环能够保持稳定的原因 200
第 11 章 元素与物质 205
01 元素周期表 206
02 金属、半导体、绝缘体 210
第 12 章 化学变化 215
01 焓 216
02 反应的自发性 吉布斯自由能 221
03 化学反应速率 活化能 225
04 化学平衡 229
05 电离平衡 缓冲作用 233