Η μεγάλη επανάσταση του 20ού και του 21ου αιώνα στις φυσικές επιστήμες άλλαξε την εικόνα μας για τον κόσμο. Η σχετικότητα, η κβαντομηχανική, η κοσμολογία της μεγάλης έκρηξης και οι πρόσφατες θεωρίες των χορδών και των βρόχων ανέτρεψαν εκ βάθρων την παλιά, στατική και μηχανιστική κοσμοαντίληψη της κλασικής φυσικής, οικοδομώντας μια ιστορική και υλιστική εικόνα της φύσης. Η βιολογία ολοκλήρωσε το έργο τού Δαρβίνου, αποκαλύπτοντας τα μυστικά της ζωής.
Στο Οι μεγάλοι φυσικοί επιστήμονες ο Χρήστος Κεφαλής εξετάζει τη συνεισφορά των πιο επιφανών φυσικών επιστημόνων που θεμελίωσαν και προώθησαν τη μεγάλη επιστημονική επανάσταση, από τον Αϊνστάιν και τον Μπορ ως τον Χόκινγκ και τους άλλους σύγχρονους συνεχιστές τους. Επιχειρηματολογεί ότι η εικόνα του κόσμου που προκύπτει από τις ανακαλύψεις τους έχει στο επίκεντρό της τις έννοιες της αντιφατικότητας, της αυθυπαρξίας και της αυτοεξέλιξης της φύσης, που βρίσκονται στη βάση της μαρξιστικής διαλεκτικής. Ταυτόχρονα υπογραμμίζει τα αθεϊστικά και ριζοσπαστικά συμπεράσματα που συνάγουν από τις θεωρίες τους οι κορυφαίοι φυσικοί.

Στο βιβλίο εξετάζονται συνολικά 23 κορυφαίοι επιστήμονες του 20ού και του 21ου αιώνα. Ο αναγνώστης θα βρει κείμενα για τον Αϊνστάιν, τους πρωταγωνιστές της κβαντικής θεωρίας, Μπορ, Χάιζενμπεργκ, Ντιράκ, και τους συνεχιστές τους Φάινμαν και Γκελ-Μαν. Οι εξελίξεις στην κοσμολογία παρουσιάζονται μέσα από το έργο των Χόκινγκ, Λίντε, Γκαθ, Τούροκ και Στάινχαρντ, αλλά και του Ιμάνουελ Καντ, ο οποίος είχε προκαταλάβει πολλές από τις σύγχρονες ιδέες. Οι προσπάθειες για την ενοποίηση των θεμελιωδών φυσικών δυνάμεων, μέσα από τις θεωρίες των χορδών, των βρόχων, κ.ά., συζητούνται με αναφορά στο έργο των Γουάινμπεργκ, Κάκου, Σβαρτζ, Γκριν, Γκρος, Γουίτεν, Σμόλιν και Ροβέλι. Το βιβλίο ολοκληρώνεται με μια επισκόπηση της συμβολής τριών κορυφαίων βιολόγων, Κρικ, Μάιρ και Ντόκινς.

Ο συγγραφέας επιχειρεί έτσι να αναδείξει τη διαδοχή των επιστημονικών θεωριών ως μια διαλεκτική ανέλιξη αλληλένδετων στιγμών προς την ενιαία γνώση της φύσης.