自然科学与技术研究方法PDF电子书下载

绪论 1

参考文献 3

第1章 科学发现与技术发明概述 4

1.1科学与技术的概念 4

1.1.1“科学”的概念 4

1.1.2“技术”的概念 8

1.2科学和技术的紧密联系 10

1.2.1科学和技术的起源 11

1.2.2两个传统 12

1.2.3相互的推动作用 13

1.2.4形成紧密联系 14

1.2.5结论 16

1.3科学与技术研究的选题 17

1.3.1科学研究的选题——寻找未知世界 17

1.3.2技术研究与开发的选题 23

1.3.3从科学发现到技术发明再到应用的科研过程——创新 24

1.4光学和光学技术的发展历程 29

1.4.1光学发展史略 30

1.4.2光学技术发展简史 37

1.5生物学和生物技术的发展历程 59

1.5.1生物学的历史 60

1.5.2生物技术发展历史 77

1.6材料科学与材料制造加工技术的发展历程 82

1.6.1材料制造加工技术与人类文明的发展 82

1.6.2材料技术的应用与社会进步 86

思考题 92

参考文献 93

第2章 自然科学的研究方法 96

引言 96

2.1从实验到假说到证实——归纳法 97

2.1.1从实验到定律——归纳法 97

2.1.2归纳法的前提 98

2.1.3归纳法中数学关系的获得 99

2.1.4假说与假设 103

2.1.5证实与知识体系形成 105

2.2演绎——科学预言 108

2.2.1从归纳到演绎 108

2.2.2演绎法在理论体系形成中的作用 109

2.2.3从假说到科学预言——演绎法 112

2.2.4演绎法的一般步骤 116

2.2.5演绎法的前提条件 117

2.2.6演绎中逻辑推理的基本形式 118

2.2.7演绎法在化学学科中的应用 120

2.3假说—演绎法在生物学研究中的应用 121

2.3.1假说—演绎法的概念 121

2.3.2假说—演绎法的一般流程 122

2.3.3假说—演绎法在生物学研究中所涉及的具体研究方法 125

2.3.4假说—演绎法在生物学研究中的应用举例 137

2.4科学研究中的计算机数值计算方法 140

2.4.1科学研究方法中的理论研究，实验研究和计算机仿真研究 140

2.4.2计算研究方法的特点 142

2.4.3数值计算工具 143

2.4.4数值计算方法在光学研究中的应用举例 144

2.4.5计算机数值计算方法研究具体问题的一般步骤 159

2.4.6计算机数值计算方法的局限性 160

2.5数值计算方法在生物学研究中的应用 161

思考题 164

参考文献 165

第3章 新技术研发方法 168

3.1技术演绎法 169

3.1.1技术演绎法研发的案例 169

3.1.2技术演绎的过程 178

3.1.3技术演绎的途径 178

3.1.4技术演绎的层次 180

3.2技术演绎法在生物技术研发中的应用 181

3.2.1第一代测序技术 182

3.2.2第二代测序技术 183

3.2.3第三代测序技术 186

3.3移植法 189

3.3.1技术移植的必要性 189

3.3.2技术移植的可能性 194

3.3.3技术移植的途径 195

3.3.4技术移植的层次 197

3.3.5技术移植的知识产权问题 197

3.4交叉法 199

3.4.1交叉法的形成 199

3.4.2交叉法的概念 206

3.4.3对我们的启示 208

3.5螺旋上升法 210

3.5.1螺旋上升法 210

3.5.2螺旋上升法案例分析 211

3.5.3螺旋上升法中临界点的把握 214

3.6逆向思维法 215

3.6.1逆向思维的概念 215

3.6.2逆向思维的特点 216

3.6.3逆向思维的三大类型 217

3.7计算机辅助设计、仿真与数字化方法 222

3.7.1计算机辅助设计与仿真方法简介 223

3.7.2计算机辅助设计与仿真方法在光信息技术中的应用 225

3.7.3模拟光学系统的数字化方法 229

3.7.4计算机在分子模拟技术和药物设计中的应用 232

3.7.5计算机辅助设计与仿真的局限性 233

思考题 234

参考文献 234

第4章 未来的主要科学与技术的研究领域 239

4.1未来的研究领域 239

4.2爱因斯坦和霍金的思维方法 241

4.2.1背景知识 241

4.2.2爱因斯坦的思维方式 242

4.2.3霍金的思维方式 243

4.2.4小结 245

4.3光学与光学技术的未来研究领域 245

4.3.1太阳能技术 245

4.3.2光子计算机 248

4.3.3光存储 254

4.3.4新波段开发 257

4.4未来生物技术 265

4.4.1转基因食品 265

4.4.2基因工程药物 265

4.4.3基于干细胞的人体组织工程技术——干细胞治疗 266

4.4.4新一代工业生物技术——生物质能利用技术 268

4.5材料科学与技术发展前景 268

4.5.1稀土材料 269

4.5.2高分子材料 270

4.5.3复合材料 271

4.5.4发展前景 273

思考题 274

参考文献 274

后记 278