Theoretische Konzepte der Physik

"Dies ist kein Lehrbuch der theoretischen Physik, auch kein Kompendium der Physikgeschichte ... , vielmehr eine recht anspruchsvolle Sammlung historischer Miniaturen zur Vergangenheit der theoretischen Physik - ihrer "Sternstunden", wenn man so will. Frei vom Zwang, etwas Erschöpfendes vorlegen zu müssen, gelingt dem Autor etwas Seltenes: einen "lebendigen" Zugang zum Ideengebäude der modernen Physik freizulegen, ... zu zeigen, wie Physik in praxi entsteht... Als Vehikel seiner Absichten dienen dem Autor geschichtliche Fallstudien, insgesamt sieben an der Zahl. Aus ihnen extrahiert er das seiner Meinung nach Lehrhafte, dabei bestrebt, mathematische Anachronismen womöglich zu vermeiden... Als Student hätte ich mir diese gescheiten Essays zum Werden unserer heutigen physikalischen Weltsicht gewünscht. Sie sind originell, didaktisch klug und genieren sich auch nicht, von der Faszination zu sprechen, die ... von der Physik ausgeht. Unnötig darauf hinzuweisen, das sie ein gründliches "konventionelles" Studium weder ersetzen wollen noch können, sie vermögen aber, dazu zu ermuntern." #Astronomische Nachrichten (zur englischen Ausgabe)#1

Malcolm Longair, CBE, FRS, FRSE is Jacksonian Professor Emeritus of Natural Philosophy and Director of Development, Cavendish Laboratory. He has held many highly respected positions within the fields of physics and astronomy. He was appointed the ninth Astronomer Royal of Scotland in 1980, as well as the Regius Professor of Astronomy, University of Edinburgh, and the Director of the Royal Observatory, Edinburgh. He was head of the Cavendish Laboratory, the Physics Department of Cambridge University, from 1997 to 2005. He has served on and chaired many international committees, boards and panels, working with both NASA, the European Space Agency and the ERC. He has received much recognition for his work over the years. His main research interests are in high energy astrophysics, astrophysical cosmology and the history of physics and astrophysics. He has chaired numerous committees for specific science projects, including the Planck and Euclid missions of ESA. His major books, in addition to the present volume, include Theoretical Concepts in Physics (3rd edition 2020), High Energy Astrophysics (3rd edition 2011), Quantum Concepts in Physics (2013), the Cosmic Century: A History of Astrophysics and Cosmology (2008) and Maxwell's Enduring Legacy: A Scientific History of the Cavendish Laboratory (2016).

1 Einführung.- 1.1 Eine Erläuterung für den Leser.- 1.2 Die Entstehung der vorliegenden Vorlesungsreihe.- 1.3 Eine Warnung an den Leser.- 1.4 Was ist theoretische Physik?.- 1.5 Der Einfluß unserer Umgebung.- 1.6 Inhalt der Vorlesungsreihe.- 1.7 Entschuldigungen und Worte der Ermutigung.- Fallstudie 1. Die Ursprünge des Newtonschen Gravitationsgesetzes.- 2 Tycho Brahe, Kepler und Newton - die Ursprünge des Newtonschen Gravitationsgesetzes.- Fallstudie 2. Die Maxwellschen Gleichungen.- 3 Die Entstehung der Maxwellschen Gleichungen und ihre experimentelle Bestätigung.- 4 Wie man die Geschichte des Elektromagnetismus umschreiben könnte.- Fallstudie 3. Mechanik und Dynamik.- 5 Zugänge zur Mechanik und Dynamik.- Fallstudie 4. Thermodynamik und statistische Mechanik.- 6 Einfache Thermodynamik.- 7 Die kinetische Gastheorie und die Entstehung der statistischen Mechanik.- Fallstudie 5. Die Ursprünge des Quantenbegriffs.- 8 Theorie der Hohlraumstrahlung bis 1895.- 9 1895-1900: Planck und das Spektrum der schwarzen Strahlung.- 10 Plancks Theorie der Strahlung des schwarzen Körpers.- 11 Einstein und die Quantisierung des Lichts.- 12 Schluß der Geschichte - eine weitere klassische Arbeit von Einstein.- Fallstudie 6. Spezielle Relativitätstheorie.- 13 Spezielle Relativitätstheorie - Eine Studie zur Invarianz.- Fallstudie 7. Allgemeine Relativitätstheorie und Kosmologie.- 14 Einfiihrung in die allgemeine Relativitätstheorie.- 15 Kosmologie.- 16 Epilog.- Literaturverzeichnis und weiterführende Lektüre.- Namen- und Sachverzeichnis.