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第一节 古希腊的科学3

一、 古希腊早期的科学成就3

第一章 自然科学的萌芽与兴起3

二、 亚里士多德的科学成就4

三、 古希腊晚期的科学成就6

第二节 中国古代的科学7

一、 中国古代的科学成就7

二、 中国古代科学发达的社会原因11

第二章 近代自然科学的发展14

一、 从哥白尼到开普勒：近代天文学革命15

第一节 16、17世纪的科学革命15

二、 从帕拉塞尔苏斯到波义耳：17世纪的化学革命16

三、 从伽利略到牛顿：近代力学革命17

四、 从维萨留斯到哈维：近代人体生理学革命19

第二节 近代科学革命的社会文化动因21

一、 科学研究活动的社会制度化21

二、 若干新的文化价值取向的形成25

第三节 18、19世纪欧洲科学的发展29

一、18、19世纪物理学的革命30

二、18、19世纪化学的革命31

三、18、19世纪生物学的革命33

四、18、19世纪地学的革命34

第三章 20世纪物理学概观39

第一节 爱因斯坦及其相对论40

一、 狭义相对论41

二、 牛顿的绝对时空观41

三、 相对性原理42

四、 伽利略变换43

五、 光传播速度的疑难44

六、 爱因斯坦的假设与洛伦兹变换44

七、 相对论的时空观46

八、 相对论的质速关系48

九、 相对论的质能关系49

第二节 从万有引力到广义相对论49

一、 万有引力定律49

二、 引力质量与惯性质量50

三、 等效原理51

四、 广义相对性原理52

五、 广义相对论的实验检验52

第三节 从量子论到量子力学53

一、 冲破黑体辐射的乌云53

二、 光的波粒二象性55

三、 实物粒子的波动性57

四、 波函灵敏59

五、 薛定谔方程60

六、 海森堡的测不准关系61

第四节 粒子物理与基本相互作用62

一、 粒子世界62

二、 基本粒子的相互作用67

三、 根据相互作用对粒子的分类68

四、 粒子物理即高能物理69

第五节 现代宇宙学70

三、 河外星系71

四、 宇宙中的其他物质71

一、 宇宙概观71

二、 银河系71

五、 相对论宇宙学72

六、 牛顿古典宇宙论的矛盾72

七、 膨胀的宇宙73

八、 大爆炸宇宙学74

九、 宇宙的未来77

第四章 20世纪化学的辉煌79

一、 单质80

第一节 多姿多彩的物质世界80

二、 化合物82

第二节 化学为人类创造新物质88

一、 化合物种类的剧增88

二、 有机合成的魅力89

三、 中外有机化学家的创举91

四、 合成化学的新概念95

第三节 结构决定性质98

一、 原子结构98

二、 分子结构102

三、 晶体结构115

四、 物质结构的测定126

第四节 化学反应的研究129

一、 从自发反应说起129

二、 实现反应的关键——反应速率130

三、 改变化学反应速率的物质——催化剂131

四、 基元反应的研究134

第五节 绿色化学136

一、 绿色化学的兴起136

二、 化学反应的新概念——原子经济反应139

三、 取之不尽用之不竭的可再生生物资源141

四、 安全价廉的溶剂144

五、 功能与环境友好并重的绿色化学产品145

第五章 20世纪生物学的突飞猛进147

第一节 生物学的涵义147

第二节 认识细胞的三个阶段148

一、 细胞的发现与细胞学说的建立148

二、 电子显微镜与细胞的超微结构148

三、 生物膜的结构与功能150

第三节 从经典遗传学到分子遗传学152

一、 孟德尔与遗传的基本规律152

三、 分子遗传学的诞生与发展153

二、 摩尔根与基因论153

第四节 生物大分子研究中的重大突破164

一、 桑格对蛋白质化学结构的贡献164

二、 核酸结构的研究166

三、 生物大分子的人工合成169

四、 重组DNA技术170

五、 人类基因组研究计划172

第五节 分子生物学与其他学科的关系174

一、 分子神经生物学174

四、 分子进化生物学175

二、 发育分子生物学175

三、 分子细胞学175

第六章 地理科学与地理建设177

第一节 地球表层系统177

一、 地球表层系统的特征177

二、 地球表层系统的演化181

三、 地球表层系统的结构182

四、 地球表层系统研究的重要意义183

第二节 基本地理过程和地理规律186

一、 基本地理过程186

二、 基本地理规律192

第三节 地理系统工作197

一、 地理系统工作的概念197

二、 地理系统工作的建立与发展197

三、 地理系统工作的内容198

四、 地理系统工作的基本方法199

第四节 地理建设201

一、 资源系统建设201

二、 能源系统建设202

三、 水资源建设205

五、 灾害预报与防治206

四、 环境保护与绿化206

六、 城镇及居民点建设207

七、 人口控制210

第七章 信息时代与信息工程215

第一节 微电子技术与电子计算机216

一、 微电子技术216

二、 电子计算机218

第二节 进入信息时代的现代通信221

一、 微波中断通信与卫星通信221

三、 移动通信和个人通信223

二、 光纤通信223

四、 数字通信225

第三节 信息高速公路与互联网226

第八章 激光与新能源230

第一节 激光与激光应用230

一、 激光及其特性230

二、 激光器的结构和原理232

三、 激光器233

四、 激光的应用236

第二节 能源科学与新能源239

一、 能源科学239

二、 核能240

三、 裂变241

四、 反应堆和核电站242

五、 核聚变与可控热核反应245

六、 热核聚变反应装置247

七、 能源与环境250

八、 太阳能工程251

九、 节能技术252

第九章 空间技术与空间科学255

第一节 航天器与人造地球卫星255

二、 人造卫星的发射256

一、 火箭的速度256

三、 三种宇宙速度257

四、 人造地球卫星257

五、 载人航天264

第二节 空间技术和遥感技术267

一、 遥感原理267

二、 空间遥感技术的特点268

三、 遥感器的分类268

四、 多光谱扫描仪269

二、 AMS实验与宇宙学270

第三节 空间科学研究270

一、 对地观测与对天观测270

三、 空间实验271

四、 微重力科学与实验272

第十章 新材料科学技术278

第一节 材料科学概述278

一、 材料的重要性278

二、 材料的发展279

三、 材料的分类280

一、 新型金属材料283

第二节 新型材料283

二、 新型陶瓷286

三、 功能高分子材料290

第三节 纳米材料294

一、 纳米与纳米材料294

二、 纳米结构基元295

三、 纳米材料的性质与应用298

第十一章 现代生物技术304

第一节 现代生物技术的涵义304

一、 一般方法305

第二节 基因工程305

二、 细菌基因工程307

三、 动物基因工程308

四、 植物基因工程309

五、 蛋白质工程311

第三节 细胞工程312

一、 细胞杂交技术312

二、 杂交瘤细胞技术313

三、 细胞培养技术314

二、 酶工程的主要内容316

三、 酶制剂的生产和应用316

第四节 酶工程316

一、 酶的特性316

四、 酶分子的修饰和改造318

第五节 克隆技术318

一、 定义318

二、 培育克隆动物的原理和一般方法319

三、 培育克隆动物的意义320

四、 克隆技术与社会伦理问题320

第一节 蓬勃发展的海洋科学322

一、 海洋科学的范畴322

第十二章 海洋科学与海洋工程技术322

二、 海洋科学的发展及成就323

三、 现代海洋科学研究的特点及趋势325

四、 中国的海洋科学327

第二节 海洋资源的开发和利用328

一、 海洋蕴藏着丰富的资源328

二、 海洋资源的开发利用330

三、 我国海洋资源的开发利用333

一、 危害海洋环境的主要途径334

第三节 海洋环境保护334

二、 全球海洋环境状况336

三、 海洋污染治理与环境保护337

四、 中国海洋环境保护338

第四节 河口、海岸工程339

一、 海岸防护工程339

二、 围海工程340

三、 海港工程341

四、 河口治理工作与海上疏浚工程342

五、 海洋能工程343

一、 数字地球的概念345

第一节 数字地球概述345

第十三章 数字地球345

二、 数字地球产生的必然性348

三、 构建数字地球的关键技术349

第二节 对地观测技术349

一、 遥感的概念350

二、 遥感的分类350

三、 国外对地观测技术的新进展351

四、 中国对地观测技术的发展与应用354

第三节 全球定位系统357

一、 GPS的发展历史357

二、 GPS的定位原理359

三、 GPS的分类及其应用360

第四节 地理信息系统361

一、 地图与空间信息361

二、 地理信息系统的基本概念363

三、 地理信息系统的组成364

四、 地理信息系统的功能与应用366

第五节 信息高速公路367

一、 信息高速公路的概念367

二、 国家信息基础设施368

三、 国家空间信息基础设施370

一、 数字地球与可持续发展373

第六节 数字地球的应用前景373

二、 数字地球与全球变化、防灾减灾374

三、 数字地球与国家重大工程375

四、 数字地球与远程教育375

五、 数字地球与百姓生活376

第十四章 系统科学和社会系统381

第一节 系统的分类381

一、 自然系统和人造（人工）系统381

二、 实体系统和概念（抽象）系统381

五、 简单系统和复杂系统382

三、 静态系统和动态系统382

四、 开放系统和封闭系统382

第二节 开放的复杂巨系统383

一、 关于复杂性383

二、 把复杂性当作复杂性处理385

三、 开放的复杂巨系统387

四、 开放的复杂巨系统的研究方法388

第三节 自组织、自模拟与自相关模型389

一、 自组织模型389

二、 自模拟模型390

三、 自相关模型391

第四节 耗散结构理论392

一、 耗散结构的相关知识392

二、 耗散结构及其形成条件393

三、 耗散结构理论在各学科中的运用395

第五节 协同、突变与混沌理论396

一、 协同理论396

二、 突变理论397

一、 社会与社会系统398

第六节 社会系统398

三、 混沌理论398

二、 社会系统的分类399

三、 社会系统的特征400

四、 社会系统的发展和变化402

第十五章 科学技术与人类健康404

第一节 科学技术是战胜疾病保障健康的重要武器404

第二节 化学是医药现代化的基础405

一、 化学与药物研究405

二、 新型高分子材料与人工器官407

三、 微量元素与人类健康408

五、 化学分析与临床化验409

四、 自由基与疾病409

第三节 物理学的进步使医疗技术现代化410

一、 超声波技术在医学上的应用411

二、 电子计算机X线断层扫描411

三、 放射性同位素在医学上的应用412

四、 核磁共振成像技术413

第四节 现代生物技术与医学新革命413

一、 现代生物技术在药物生产中的应用413

二、 基因诊断415

三、 基因治疗416

四、 生物技术与器官移植突破418

第十六章 科学技术与经济发展420

第一节 技术创新与企业经济发展420

一、 从“微电子现象”谈起420

二、 技术创新是现代企业获得利润的主要手段422

第二节 技术创新与宏观经济发展423

一、 技术创新与宏观经济增长423

二、 技术创新是产业结构优化的直接动力425

第三节 技术创新与国际经济竞争426

一、 技术创新与企业国际贸易竞争426

二、 技术创新是国家间经济增长差异的主要原因429

一、 国家技术创新系统431

第四节 切实地搞好我国的技术创新工作431

二、 技术创新政策的有效调控432

三、 企业应是技术创新的主体433

第十七章 环境与可持续发展436

第一节 人类面临的环境问题436

一、 环境顾问的产生436

二、 20世纪环境问题的特点437

三、 全球环境问题439

第二节 可持续发展的理论与实践448

一、 可持续发展的基本理论448

二、 可持续发展的实践455

第三节 中国21世纪议程458

一、《中国21世纪议程》的基本思想458

二、《中国21世纪议程》的主要内容458

三、《中国21世纪议程》的特点459

四、《中国21世纪议程》的实施460

第四节 保护环境的工程技术——环境系统工程461

一、 环境系统工程概念461

二、 环境系统工程学的发展与现状462

三、 环境系统工程的研究方法和实例464

主要参考文献468