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第一篇 科学技术发展简史1

第一章 古代科学技术萌芽与世界首次生产力高潮1

第一节 古代中国科学技术的萌芽1

一、石器的制造1

二、火的使用1

三、农牧业、手工业、建筑业和交通的发展1

四、科学知识的萌芽2

第二节 古代埃及和希腊科学技术的萌芽2

一、尼罗河两岸的沃土2

二、人类历史上最早的历法之一2

三、古埃及人最伟大的技术成就3

四、古代西方科学技术的汇合点3

第三节 古代中国科学技术体系的形成4

一、古代中国天文学的杰出成就4

二、世界数学史上最光辉的一页4

三、古今闻名的四大发明5

四、世界生产力发展的首次高潮5

第二章 近代科学技术的发展与世界生产力的更大发展7

第一节 蒸汽机的发明与世界第二次生产力高潮7

一、近代自然科学的诞生7

二、蒸汽机的发明和完善7

三、近代第一次产业革命8

第二节 化工技术发展与世界第三次生产力高潮8

一、焦炭的发明8

二、化学方法制造酸碱的发明9

三、诺贝尔的发明和贡献9

第三节 电力技术发展与世界第四次生产力高潮9

一、能量守恒与转化定律的发现9

二、以电力技术为主导的产业革命11

第三章 现代科学技术革命与世界第五次生产力高潮12

第一节 现代科学革命12

一、现代物理学革命12

二、现代天文学革命13

三、现代生命科学革命14

四、现代系统科学革命14

第二节 现代技术革命15

一、新材料技术革命15

二、新能源技术革命16

三、信息技术革命16

第三节 科学技术是第一生产力17

一、生产力诸要素的变革17

二、生产力结构的变革18

三、科学技术认识的飞跃18

第二篇 现代基础科学概论20

第一章 现代物理学20

第一节 现代物质科学21

一、物质形态21

二、物质结构24

第二节 相对论27

一、狭义相对论28

二、广义相对论34

第三节 量子力学36

一、微观粒子的基本特征36

二、微观粒子的描述方法38

三、量子场论40

第四节 统一理论42

一、四种基本相互作用力43

二、规范场统一理论44

三、超引力统一理论47

四、超弦统一理论48

第二章 化学与环境科学51

第一节 化学的地位和作用51

一、化学是一门创造性的学科51

二、化学是一门中心的、实用的学科52

三、20世纪化学的几项重大成就52

第二节 化学的分支学科及与其他学科的交叉渗透55

一、化学的分支学科55

二、化学与其他学科的交叉渗透59

第三节 化学的前沿领域61

一、反应过程与控制61

二、合成化学61

三、基于能量转换的化学反应62

四、新反应途径与绿色化学62

五、设计反应62

六、纳米化学与单分子化学63

七、复杂体系的组成、结构与功能间的关系63

八、物质的表征、鉴定与测试方法63

第四节 环境科学概述64

一、环境问题的产生64

二、环境科学的诞生66

三、环境科学的内容与任务67

四、环境保护与社会可持续发展68

第三章 现代生命科学71

第一节 生命的基本特征与生命的本质71

一、生命的基本特征71

二、生命的物质基础72

三、生命的本质73

第二节 生命的起源与进化75

一、生命的进化起源75

二、生物进化的历程及机制76

三、人类的起源79

第三节 人类智力的起源和进化81

一、智力的定义81

二、脑的进化81

三、智力的进化83

第四节 生命现象的多层次研究84

一、分子生物学84

二、量子生物学88

三、细胞生物学89

四、生态学91

第五节 思维与智能奥秘的探索93

一、神经活动的多层次研究93

二、大脑功能学95

三、神经网络与计算神经科学96

第四章 天体的起源与演化99

第一节 宇宙的层次结构99

第二节 宇宙的起源与演化101

第三节 星系的形成与演化105

一、星系的构成特点105

二、银河系106

三、星系的形成和演化108

第四节 恒星、太阳的形成与演化109

一、恒星的形成109

二、恒星的性质和演化109

三、太阳系的组成111

四、太阳系的形成和演化114

第五节 行星、地球的形成与演化115

一、行星的特征和分类115

二、地球是太阳系中唯一有生物的天体116

三、月球的性质和特点116

四、行星、地球、月球的生成和演化118

第五章 现代地球科学121

第一节 地球的概况121

一、地球的起源和年龄121

二、地球的形状及其物理性质123

三、地球的结构和组成126

第二节 地球的演化129

一、圈层结构的形成和演变129

二、地壳运动的变化和地震131

三、气候冷暖交替及多四季论136

第三节 全球构造理论137

一、魏格纳的大陆漂移学说137

二、赫斯—狄兹的海底扩张说138

三、勒皮顺的板块构造学说139

第四节 地球资源的开发141

一、地球陆地资源的开发141

二、海洋资源的开发143

第六章 现代数学147

第一节 拓扑学147

一、拓扑学的对应问题147

二、平面布线问题148

第二节 运筹学151

一、运筹学的产生与发展151

二、运筹学的研究对象和学科性质151

三、运筹学的主要内容和应用152

第三节 离散数学154

一、集合（经典集合）154

二、数理逻辑157

三、代数系统159

第四节 模糊数学及其应用161

一、精确数学的局限性与模糊现象161

二、模糊概念及模糊集162

三、模糊逻辑和模糊语言165

四、模糊理论的应用167

五、模糊控制和模糊技术171

第七章 管理科学174

第一节 管理科学的基本概念174

一、管理的五大职能175

二、现代管理的四个特点175

三、管理中应普遍遵循的原则177

第二节 系统论177

一、系统的基本概念178

二、系统的特征179

三、系统分析方法182

第三节 信息论184

一、信息概念184

二、通信系统184

三、信息的量度185

四、信息方法187

第四节 控制论187

一、基本概念188

二、控制系统188

三、控制论的主要方法189

四、管理中的控制190

五、各种控制论简介191

第五节 管理组织192

一、管理组织原则192

二、管理组织结构194

三、管理组织效应195

第八章 非线性科学198

第一节 自组织理论198

一、耗散结构理论199

二、协同学202

三、超循环理论203

第二节 孤立子204

一、孤立子204

二、孤立子的研究和应用205

第三节 混沌207

一、内在随机性207

二、混沌的特点209

第四节 分形211

一、特征尺度211

二、无标度性211

三、分维212

第三篇 当代高新技术前沿214

第一章 微电子与计算机技术214

第一节 微电子技术简介214

一、微电子技术的发展史214

二、微电子技术的特点与分类216

三、微电子技术发展趋势217

第二节 微电子技术应用218

一、微电子与计算机218

二、微电子与经济建设219

三、微电子与军事220

第三节 计算机技术简介221

一、计算机发展简史221

二、计算机基础知识223

三、计算机技术的应用226

第四节 现代人工智能技术227

一、什么是人工智能227

二、人工智能的应用228

三、人工智能的发展趋势230

第五节 计算机技术发展方向231

第二章 信息技术233

第一节 信息技术的发展史233

一、历次信息技术革命233

二、现代信息技术的构成234

三、现代信息技术的特点与趋势235

第二节 信息技术的现状236

第三节 信息技术的应用238

一、通信技术238

二、通信网络243

三、多媒体通信245

四、信息高速公路247

第四节 信息技术的前景与问题249

第三章 现代生物技术252

第一节 基因工程252

一、基因工程的基本原理253

二、基因工程的核心技术254

三、基因工程的应用成果256

第二节 微生物工程259

一、微生物工程的过程和原理259

二、微生物工程的研究应用261

第三节 细胞工程264

一、细胞工程的主要内容264

二、细胞工程的开发和应用265

第四节 生化工程和酶工程269

一、生化工程的基本内容269

二、生化工程的主要技术270

第五节 生物技术的发展趋势272

一、生物技术的应用前景272

二、人类基因组计划276

三、生物技术的发展趋势277

四、生物技术的规范化管理278

第四章 新型材料技术280

第一节 新型金属材料281

第二节 新型陶瓷、高分子和复合材料285

一、新型陶瓷材料285

二、高分子材料288

三、复合材料289

第三节 超导技术及其应用290

一、超导体的物理特性290

二、库柏对和BCS理论291

三、超导体技术的应用292

第四节 纳米材料294

一、纳米科学技术294

二、纳米材料295

第五节 智能材料与材料设计297

一、智能材料297

二、新材料设计301

第五章 能源和能源利用新技术303

第一节 能源及其分类303

第二节 人类对能源的利用304

第三节 核能的开发和利用306

一、原子核裂变能的利用307

二、受控热核聚变能310

第四节 再生能源及其利用313

一、太阳能313

二、地热能314

三、生物质能315

四、风能316

五、氢能316

六、潮汐能317

第五节 煤炭利用新技术、节能新技术318

一、煤炭利用新技术318

二、余热回收利用技术320

三、电子电力技术320

四、节能新技术320

第六章 激光与激光技术322

第一节 激光产生的基本原理322

一、激光的产生322

二、激光的特性326

三、激光器的基本构成327

第二节 步入人类生活的激光技术328

一、激光育种328

二、激光医疗328

三、激光通信329

四、激光艺术330

第三节 走向产业化的激光高技术331

一、激光加工331

二、激光信息存储332

三、激光计量333

四、激光检测334

第四节 日显神威的激光武器335

一、激光致盲武器335

二、激光制导335

三、激光雷达336

四、光电对抗337

第五节 高新技术的支撑点337

一、激光核聚变337

二、激光分离同位素338

三、光子计算机339

四、原子激光340

第七章 空间科学技术342

第一节 空间开发简史342

第二节 空间飞行原理346

一、三个宇宙速度346

二、火箭工作原理347

第三节 空间科技的应用349

一、导弹及其分类349

二、卫星及其应用351

三、载人航天飞行355

四、行星际探测358

第四节 空间技术的未来359

一、空间工业生产360

二、空间发电站361

三、空间的开发设想361

四、地外文明的寻找363

参考书目367