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第一章 数学 13

1.1 数学概述 13

1.1.1 什么是数学 14

1.1.2 数学的分支科学 15

1.1.3 数学在自然科学的地位 16

1.1.4 现代数学的发展趋势 16

1.2 数学的魅力 18

1.2.1 诱人的猜想 18

1.2.2 神奇的预言 20

1.2.3 美妙的和谐 21

1.2.4 惊人的简洁 24

1.3 古代数学 25

1.3.1 数学的起源与早期发展 25

1.3.2 古代数学的发展 26

1.3.3 中国古代数学家的重要贡献 29

1.4 近代数学 32

1.4.1 近代数学概观 32

1.4.2 17世纪微积分的创立 32

1.4.3 非欧几何 33

1.5 20世纪的数学 35

1.5.1 数学建模 35

1.5.2 控制论 37

1.5.3 模糊数学 38

1.6 数学文化 40

1.6.1 数学家大会与数学奖项 40

1.6.2 数学人物 42

1.6.3 数学之谜 47

第二章 物理学 49

2.1 物理学概述 49

2.1.1 什么是物理学 49

2.1.2 物理学的分支学科 49

2.1.3 物理学与自然科学和高新技术 50

2.1.4 物理学与社会进步 51

2.2 经典物理学的建立与发展 51

2.2.1 经典力学 51

2.2.2 热力学统计物理学 53

2.2.3 经典电动力学 54

2.2.4 光的电磁理论 55

2.3 20世纪初物理学的革命与近代物理学 56

2.3.1 经典理论的困难 56

2.3.2 19世纪末物理学的三大发现 56

2.3.3 物质观的革命——量子论 59

2.3.4 时空观的革命——相对论 64

2.4 现代高新技术的物理基础 67

2.4.1 激光技术 67

2.4.2 光纤通信技术 68

2.4.3 核技术 70

2.4.4 新材料技术 74

2.4.5 新能源技术 74

2.4.6 扫描隧道显微技术 75

2.4.7 空间技术 76

2.5 当代物理学的重大基本问题 76

2.5.1 宇宙的起源和演化 77

2.5.2 物质的结构层次和基本单元 79

2.5.3 黑洞与暗物质和暗能量 83

2.5.4 不解之谜 85

第三章 化学 86

3.1 化学概述 86

3.1.1 什么是化学 86

3.1.2 化学研究的特征 87

3.1.3 化学的分支学科 87

3.1.4 化学与社会发展 88

3.2 化学的发展历史 89

3.2.1 化学发展的主要阶段 89

3.2.2 化学史上的名人及贡献 91

3.2.3 中国化学简史 94

3.3 化学与社会 95

3.3.1 化学与材料 95

3.3.2 化学与环境 97

3.3.3 化学与信息 99

3.3.4 化学与能源 102

3.3.5 化学与医药 106

3.4 化学与生活 111

3.4.1 化学与衣着 111

3.4.2 化学与食品 115

3.4.3 化学与居住 117

3.4.4 化学与交通 120

3.5 化学的未来 122

3.5.1 未来化学的作用和地位 122

3.5.2 21世纪化学的发展方向 125

第四章 生命科学 127

4.1 生命科学概述 127

4.1.1 什么是生命科学 127

4.1.2 生命科学的分支学科 128

4.1.3 现代生命科学的发展 129

4.2 生命的物质和结构基础 130

4.2.1 生命的物质基础 130

4.2.2 生命的结构基础 134

4.3 遗传与人类基因组计划 142

4.3.1 遗传的物质基础 143

4.3.2 人类遗传病及防治 145

4.3.3 人类基因组计划 148

4.4 生物技术及其应用 151

4.4.1 基因工程 151

4.4.2 细胞工程 153

4.4.3 酶工程 156

4.4.4 微生物工程 158

4.5 生物的进化 160

4.5.1 生命的起源 160

4.5.2 生物的进化 162

4.6 生命与环境 166

4.6.1 生态系统 166

4.6.2 人和生物圈 168

第五章 地理学 172

5.1 地理学概述 172

5.1.1 什么是地理学 172

5.1.2 地理学的研究特点 172

5.1.3 地理学的学科体系 173

5.1.4 地理学的重要地位 173

5.1.5 地理学的发展趋势 174

5.2 地球的宇宙环境 174

5.2.1 广阔无垠的宇宙 174

5.2.2 地球的家族成员 176

5.2.3 地球的运动 180

5.3 神奇的地球 183

5.3.1 地球的物理性质及圈层结构 183

5.3.2 地壳与地表形态 187

5.3.3 天气变化与气候分布 192

5.3.4 海洋水与陆地水 201

5.3.5 生物、土壤与自然地理环境的地域分布规律 204

5.4 地理与生活 206

5.4.1 日常生活 206

5.4.2 人在旅途 208

5.4.3 国民经济 211

5.4.4 灾害防治 211

第六章 信息科学 216

6.1 信息科学概述 216

6.1.1 信息科学的历史 216

6.1.2 信息科学的研究内容 217

6.1.3 信息科学的发展 217

6.2 信息论 221

6.2.1 信息论的历史 222

6.2.2 信息论的研究内容 222

6.2.3 信息论的应用 224

6.2.4 信息论的创始人——香农 224

6.3 控制论 225

6.3.1 控制论概述 226

6.3.2 钱学森与控制论 228

6.3.3 控制论的应用 229

6.3.4 控制论的先驱——维纳 231

6.4 计算机科学 233

6.4.1 计算机科学概述 233

6.4.2 计算机科学的主要领域 235

6.4.3 计算机应用技术 238

6.4.4 计算机科学之父——阿兰·图灵 247

6.5 仿生学 249

6.5.1 仿生学的诞生 249

6.5.2 仿生学的研究方法与内容 250

6.5.3 仿生学的研究范围 251

6.5.4 仿生学的现象 252

6.6 系统工程 253

6.6.1 系统工程概述 253

6.6.2 系统工程的应用 254

6.6.3 系统工程的发展 255