前言

“物理学”是一个宏大的课题，它跨越了漫长的时间和广袤的空间，贯穿着繁多的思想。这门学科和古希腊人的自然哲学一样古老，也和美国国家航空航天局（以下简称NASA）、欧洲核子研究组织（以下简称CERN）以及最新的技术一样年轻。它还是一项全球事业。它的许多成果，比如发现希格斯玻色子、探测引力波，都是由大型国际研究团队完成的。

物理学涵盖的范围比地球还要广大。它有一个目标，就是理解整个宇宙，理解宇宙从起始到终末、从夸克到全部时空的一切。物理学通过基本粒子、凝聚态和天体物理学等子领域和伙伴领域，为我们理解自然的各个尺度，推动那些塑造我们日常生活的技术，以及探索生命和包括人类在内的生物的本质提供了很大的帮助。

本书的目的，就是帮助读者深入了解这门大学科。我希望为各位充分展示物理学的样貌，展示这门学科及其历史的相关内容；带你们赏析物理学包含的东西；了解物理学家怎样从事研究，他们的研究为何重要；解读社会如何支持物理学研究，为何要支持这些研究，还有物理学怎样影响着社会；思考物理学将如何回答“万物始于何处？”“我们如何在地球上持续发展？”等人类重大问题。

这本概论吸收了我作为物理研究者、教育者和管理者的职业经验，也吸纳了我在科学推广和科普写作中的诸多成果。我在企业、学术和政府实验室等方面都有过研究经历，用自己实验室的桌面仪器做过“小”物理，也在洛斯阿拉莫斯国家实验室用大型设备做过“大”物理。我参观过许多在物理学史上留下浓墨重彩的地方，比如发现了膨胀宇宙的威尔逊山天文台、新墨西哥州阿拉莫戈多第一次原子弹实验的原址，还有第一次准确测量出光速的巴黎天文台。

我在分享各种物理学的经验与知识时，注重的是让这门学科平易近人。我假设读者只有少量物理学的预备知识，因此在叙述上没有使用数学化的语句，而是采用描摹式、概念式的描写。

如果你在读完《物理学》后，对物理学是什么、物理学和物理学家如何工作以及为何如此工作有了更深的理解，那么本书便成功了。而如果你在读完之后还想了解更多内容，甚至立志要从事物理学或其他科学研究，那本书便可谓双倍成功了。

不过最重要的，还是希望各位喜欢本书。

西德尼·佩尔科维茨
佐治亚州亚特兰大及华盛顿州西雅图
2017—2018年