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　物理学の各分野の成立には、歴史的にも論理的にも必然的な関連がある。その相互関係を考察することにより、物理学の鳥瞰図を描くことを試みた。物理学の全分野は、以下の三つの系列に分類できることを示し、その論拠を論理的・歴史的に展開することで、各分野間の相互連関を提示した。
　物理学理論の３系列：
１）時空記述の分野（物質と場の運動法則を時間・空間的に追求）
２）状態記述の分野（時空を捨象した多体系の状態変化と法則に着目）
３）統一記述の分野（１，２を統一して、状態変化を時空的に追求）
これら系列間のつながりを模式的に表し、その模式図から、各分野の理論的役割と相互連関が一つの系列内にとどまらず、他の系列へも影響を及ぼしあって、全体で一つの体系を構成している様子がわかる。この鳥瞰図的構図を見ることによって、物理学全体の理論的構図が浮き彫りになり、新たな視野が開けるであろう。

まえがき

序論　物理学の諸分野の相互連関―３系列の理論的系譜―
　第１節　自然界の階層構造　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第２節　物理学における諸分野の相互連関　　　　　　　　　　　　
　第３節　物理学の特徴：研究対象・方法、および理論体系　　　　

第１部　時空記述の分野
　序章 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
　第１章　力学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　記述方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　理論体系（ニュートン力学）　　　　　　　　　　　　
　　第４節　ニュートン力学の論理構成　　　　　　　　　　　　　
　第２章　解析力学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　解析力学の理論形式の特徴　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　ラグランジュの解析力学　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　ハミルトンの正準方程式　　　　　　　　　　　　　　　
　　第５節　ハミルトン‐ヤコビー方程式　　　　　　　　　　　　　
　　第６節　量子力学へのつながり　　　　　　　　　　　　　　　　
　第３章　電磁気学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　電磁気学の発展史　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　基礎理論体系（マクスウェル方程式）　　　　　　　　　　
　　第４節　マクスウェル方程式の意義　　　　　　　　　　　　　　　
　　第５節　電磁場のエネルギーと運動量　　　　　　　　　　　　　　
　　第６節　電気回路素子の作動はマクスウェル理論から導かれる　　　
　第４章　特殊相対性理論 　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　特殊相対性理論の二つの基礎原理　　　　　　　　　
　　第３節　新しい時間・空間概念　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　ローレンツ変換（時間と空間を交えた座標変換）　　
　　第５節　相対論的力学　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第６節　電磁場・電流の４次元定式化　　　　　　　　　　　
　第５章　一般相対性理論 　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　一般相対性理論の二つの基礎原理　　　　　　　　　　
　　第３節　重力の幾何学化　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　アインシュタインの重力方程式　　　　　　　　　　　
　　第５節　一般相対性理論の検証　　　　　　　　　　　　　　　

第２部　状態記述の分野　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　序章 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第１章　熱学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　熱量と温度の区別　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　気体の研究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第２章　熱力学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節 温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　気体の状態方程式　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　カルノーの熱機関　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第５節　熱力学第１主則　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第６節　熱力学第２主則　エントロピー増大則　　　　　　　
　　第７節　熱力学第３主則　　　　　　　　 　　　　　　　　
　　第８節　相転移　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第３章　分子統計力学 　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　マクスウェルの速度分布則　　　　　　　　　　　　
　　第３節　エネルギー等分配の法則　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　統計力学におけるエントロピー解釈　　　　　　　　　　
　　第５節　量の変化による質の転化と発生　　　　　　　　　　　　
　　第６節　アンサンブル理論　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第７節　エントロピーの情報概念への拡張　　　　　　　　　　　
　　第８節　マクスウェルの魔物　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第４章　量子統計力学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　フェルミ分布　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　ボーズ分布　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　フェルミ統計・ボーズ統計の古典的な極限　　　　　
　　第５節　量子統計についての問題点　　　　　　　　　　　　
　第５章　物性論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　結晶構造を記述する方法　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　固体の物理的性質　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　エネルギー・バンドと半導体　　　　　　　　　　　
　　第５節　極限状態の物性　　　　　　　　　　　　　　　　　

第３部　統一記述の分野
　序章 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第１章　光学・波動論 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法 　　 　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　波動論の基礎 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
　　第３節　波動の特徴を示す基礎原理 　　　　　　　 　　　　　
　　第４節　フーリエ変換　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第２章　量子論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　波動力学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　行列力学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　不確定性関係　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第５節　時空的描像と因果的描像　　　　　　　　　 　　　　
　　第６節　相対論的量子論　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第７節　量子統計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第３章　場の量子論 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　場の量子論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　場の量子論の定式化　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　相対論的場の量子論　　　　　　　　　　　　　　　
　第４章　素粒子論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　素粒子論の発展　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　素粒子論の対象　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　研究方法と素粒子論の発展過程　　　　　　　　
　　第４節　物質の基本粒子・クォーク　　　　　　　　　　
　　第５節　物質の基本粒子・レプトン　　　　　　　　　　
　　第６節　基本的相互作用：ゲージ理論　　　　　　　　　
　　第７節　真空の相転移と質量の起源　　　　　　　　　　　　　　
　　第８節　ＣＰ対称性の破れ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第５章　宇宙論 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１節　研究対象と研究方法　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　一般相対性理論から導かれた宇宙の構造　　　　　　　
　　第３節　ビッグバン理論　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第４節　宇宙の進化とエントロピー　　　　　　　　　　　　　

終論　自然科学の性格と理論転換の論理　　　　　　　　　　　
　　第１節　自然科学とは　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第２節　科学の不完全性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第３節　理論転換（科学革命）の論理　　　　　　　　　　　　

参考文献