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前言1

第一章 从雪花到C60——有限图形的对称性4

1 从雪花谈起4

2 万花筒的秘密7

3 为亭台楼阁分门别类——对称群9

4 镜前遐思——空间的对称元素11

5 利剑斩缠结——旋转轴的空间组合15

6 迷人的柏拉图体18

7 理论物理中的对称图形——柏拉图、开普勒与薛定谔23

8 原子的嫁接——漫谈分子结构28

9 通向C60的道路30

第二章 从墙纸到晶体——周期结构的印记34

1 墙纸的分析——一点阵概念的引入34

2 瓷砖的拼砌——周期结构对于对称轴的制约36

3 走向三维世界——晶体与空间点阵41

4 颠倒黑白引起的思索——对称性的推广48

5 球的世界——堆集结构51

6 杆的天地——键联结构56

第三章 慕尼黑事件及其余波——空间光栅的衍射59

1 慕尼黑事件——科学史上的大事59

2 背景——良好的学术氛围60

3 主角登场——进入角色，渐入佳境61

4 一次关键性的谈话65

5 “物理学最美的实验”66

6 形象思维的拐杖——布喇格方程与厄瓦耳作图法70

7 一件东西，两副面孔——波粒二象性74

8 德布罗意设想的证实——电子衍射77

9 反应堆技术的副产品——中子衍射79

第四章 千秋功罪的盖棺论定——布喇格在卡文迪什实验室82

1 时代风尚82

2 卡文迪什实验室——诺贝尔奖的摇篮83

3 天翻地覆慨而慷84

4 如何将晶体结构“看”出来——晶体结构分析概述86

5 长达25年的持久战91

6 抄捷径抢先——从α螺旋到双螺旋95

第五章 追踪缺陷的足迹——侦破位错的艰难历程102

1 完美与缺陷102

2 蛛丝马迹——晶体衍射强度所提供的线索103

3 金属为什么这样软？——从工艺走向科学106

4 信封背面的计算——理论强度108

5 不约而同的构想——位错的诞生109

6 温故知新——位错的应力场与拓扑性质113

7 现实化的嵌镶结构——位错的排列和分布117

8 肥皂泡的妙用——“看”到了位错120

9 验明正身，缉拿归案——皆大欢喜的结局124

第六章 寻根溯源——晶体是如何生长的？128

1 全景的鸟瞰128

2 多边形外貌引起的思索129

3 驱动生长的落差——化学势132

4 势垒的越过——成核134

5 粗糙晶面与光滑晶面——生长机制的探索136

6 海水冰层厚度的增大——晶体生长中的传热与传质问题142

7 理解形态变化的钥匙——界面形态的稳定性问题143

8 回到雪花——枝晶生长147