本书旨在揭示驱动物质文明进步的根本力量——物理精神。本书第一部分从物理学的诞生开始，梳理了物理学的发展历程，勾勒出当代物理学的大厦，进而展现了物理科技如何成为现代化学、生物学和医学、心理学、地球科学的基础。第二部分讲述了物理科技在战争史、第一和第二次工业革命、信息革命和企业创新中发挥的根本作用，说明了如何将物理科技应用于捍卫国家安全、产业进步和企业创新上。第三部分介绍前沿科技——纳米技术、人工智能的缘起、基础和当前进展，展现了自组装是驱动物质、信息和人工智能发展的机制。
方礼勇，长春地质学院应用地球物理学学士、北京大学国发院EMBA、武汉大学应用数学博士。曾任联想集团信息服务群组研发总监，北京壹人壹本联合创始人；资深IT专家，北京信息服务业25年有突出贡献人才。
第一部分物理学的进化：从物理学到物理科技1
第1章综述：用物理制造出来的世界2
11文明是什么：从手工制造到自组装3
12世界是什么：物质、能量、演化与数学6
13技术是什么：材料、信息、制造与合成9
14经济是什么：人工物的生产效率与消费12
15物理精神：通过测量驱动物质、信息与人工智能自组装15
第2章探究第一原理的理论物理学18
21孕育期的物理学：自然哲学20
22第一次物理革命：牛顿力学与机器宇宙23
23能量的发现：热力学与电磁学27
231热力学：能量与统计28
232电磁学：电、磁、光与场30
24第二次物理革命：能量与物质的量子作用32
241能量即物质：狭义相对论33
242基础物质：原子内部结构34
243量子理论：从量子力学到量子电动力学35
25至微物质：物质基本结构与演化机制39
251粒子物理学的诞生与发展39
252标准模型与物理理论大统一的尝试41
26至大物质：宇宙的诞生与演化45
261宇观观测技术与新天文学的诞生45
262当代宇宙演化理论48
第3章建立技术第一原理的介观物理学54
31原子结构与分子构造：原子理论的拓展56
311原子的电子组态56
312分子与化合物的构造59
32解剖固态物质：固态物理学60
321物质的力学性质：晶体的几何结构60
322物质的导电性：固体能带理论63
323物质的磁性：荷电粒子的自旋与相互交换66
33构造固态物品：半导体元器件69
331N型半导体与P型半导体70
332二极管与三极管71
333单晶硅、分立元件、集成电路与芯片72
34探究物质的不同物态：凝聚态物理74
341凝聚态物理的核心概念74
342低温下的物质：超导体与超流体78
343其他状态下的物质举例81
35构造光子：光子的能量、信息与操控84
351激光与激光器84
352光导纤维与光纤通信86
353光子操控87
354非线性光学90
355量子光学与量子信息光学91
36操控微观：显微镜技术92
361光学显微镜92
362电子显微镜93
363原子力显微镜95
364微观操控技术的重要性96
第4章科学重建：奠基在物理科技上的新科学98
41化学：从焙烧、电离到合成99
411炼丹术和炼金术100
412近代化学的诞生100
413现代化学的重建104
42医学与生物学：从性命、机器到基因编辑108
421古代医学：性命的禁区108
422近代医学：人是机器110
423现代医学：测量与精准医药112
424现代生物学：基于分子的观测与编辑114
43心理学：从个人内省、行为反射到认知科学119
431近代心理学的诞生121
432行为心理学三阶段124
433认知科学的诞生127
44地球科学：从观察归纳到探测反演133
441近代地质学133
442现代地球科学136
第二部分物理科技的应用：物质文明的第一生产力142
第5章资源之争：战争的制胜力143
51操控生物能量：士兵、战车与战马144
511驯化中的马和步兵方阵144
512游牧民族的骑术霸权147
52操控人造火：火枪与火炮150
521始于中国的火枪与火炮151
522火炮与城堡的科技进化154
523枪炮的自动化与杀戮机器156
53操控波与粒子：无线电与原子弹158
531钢铁机器与无线电之战158
532原子弹：还原一切为物质与能量160
533以物理科技优势冰封战争164
54新军事竞争：从微电子到量子信息165
第6章宏观经济：工业的驱动力173
61发明时间与空间：科技与工业革命的准备174
611统一时间的诞生174
612绝对空间的发明176
613特殊的材料：玻璃177
62真空与机器：第一次工业革命179
621真空的发明179
622蒸汽机的发明竞赛181
623英国纺织业的逆袭183
63化学与电磁力：第二次工业革命185
631元素、电化学与合成化学186
632电的工业化使用188
633德国的工业化超越191
64信息物理化：第一次信息革命193
641信息的发明195
642信息物理化与计算革命200
643美国的称霸和中国的崛起208
65量子信息化：第二次信息革命217
651硅基半导体的极限219
652量子信息科技的兴起220
653角逐量子信息科技制高点223
第7章微观经济：企业的颠覆力226
71工匠：探索材料物理与工程227
711早期工匠：神秘制造技艺的守护者227
712现代工匠：先进材料和加工工具的创造者231
72流水线：组装自动化制造237
721美国制造体系：可互换部件的系统化238
722福特流水线：机器系统的自动化组装239
723丰田精益制造：回归工匠243
73工业研究实验室：基础研究才是护城河245
731工业研究实验室的起源与德国合成化学246
732美国的工业研究实验室249
733基于物理原则：看懂谷歌与华为253
74硅谷模式：以物理科技颠覆旧经济255
741早期硅谷——无线电发烧友255
742缔造半导体产业257
743新经济：个人电脑、生物科技与信息科技259
第三部分物理精神在当下：自动化组装世界263
第8章纳米科技：自下而上的物质自组装264
81自下而上的理念与国家意志264
811费曼：终极问题是操作原子制造各种物品264
812纳米科技的兴起与全球行动267
813新模式：科学、技术、制造一体化269
82自下而上地组装物质世界274
821自下而上：材料科学的第三次革命276
822物质自组装：从纳观、微观到宏观279
第9章人工智能：始于思维测量的知识自组装286
91人类智能物理化的理念与追求287
911役使万物：从驯化、制造到机器自动化287
912测量思维：哲学、数学、逻辑、认知与计算290
92用物理智能实体实现知识自组装303
921物理化智能：人工智能的三次浪潮303
922定义人工智能：理性地行动310
923实现人工智能：构造理性Agent313
924知识自组装：智能机器的自学习317
结语：物理——无尽的前沿320
参考书目325
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