第一部分 1
第一章 历史的回顾 1
第一节 近代科学的产生和它的发展道路 1
第二节 十九世纪各门科学的主要成就 4
一 物理学 4
二 化学 8
三 生物学 10
四 地球科学 14
五 天文学 16
六 数学 17
二 细胞膜的结构和功能研究 18
第三节 十九世纪的技术和生产的发展 19
第四节 十九世纪科学的概貌和世纪末的物理学危机 24
第二章 物理学的革命 28
第一节 原子物理学的开拓和进展 28
一 二十世纪物理学革命的序幕--X射线、放射性和电子的发现 28
二 原子可变性和同位素的发现 31
三 关于原子存在的争论和解决 33
第二节 狭义相对论和广义相对论的建立 37
一 以太之谜和洛伦兹的解答 37
二 狭义相对论的创立和新的空时观 39
三 广义相对论的建立和它的实验验证 43
第三节 量子论的建立和发展 48
一 紫外灾难和普朗克的量子论 48
第三章 物理学的革命(续) 48
二 爱因斯坦的光量子论和光的波粒二象性 49
三 玻尔的原子结构理论 51
四 旧量子论的困难和物质波的发现 53
五 量子力学的建立 55
二 原子核组成的理论探索和中子的发现 60
第一节 原子核物理学的形成和伟大成就 60
一 原子核人工嬗变的实现 60
第四章 核物理学和粒子物理学的产生和发展 60
三 从重核裂变的发现到原子弹的制造 62
四 热核聚变的发现和受控热核反应的探索 66
第二节 层出不穷的基本粒子 70
一 基本粒子的陆续发现 71
二 基本粒子的种类和性质的研究 74
三 基本粒子理论的探讨和发展 75
四 强大的实验手段--粒子加速器的发展 79
一 划时代发现的序曲 82
第五章 凝聚态物理学的进展 82
第一节 向固体的微观结构进军 82
二 劳厄的发现和布喇格的发展 83
三 晶体的结构分析 84
第二节 对固体导电本质的认识 85
一 固体电子理论的提出 85
一 晶体管的发明 86
第三节 半导体物理和技术的崛起 86
二 固体量子论的继续发展 86
二 半导体技术蓬勃发展 87
三 半导体物理的最新进展 88
第四节 物质的磁性 89
一 对物质磁性的唯象研究 89
二 磁性物理的发展 90
一 向绝对零度趋近 91
第五节 极端条件的引进 91
二 高压下的物质 92
第六节 宏观量子现象 93
一 超导电性的发现及研究进展 93
二 超流性的发现及研究进展 96
第六章 化学发展的新时代 99
第一节 化学元素周期律的科学基础及其发展 100
一 元素周期律的科学阐述 100
二 同位素化学 101
三 元素周期表的新发展 102
第二节 化学键理论的建立和发展 103
一 原子价的电子理论 104
二 建立在量子力学基础上的现代化学键理论 105
三 络合物化学键理论的建立和发展 109
第三节 晶体和分子结构的研究 110
一 X射线衍射分析法的成就 110
二 结构测试和分析方法的发展 111
三 结构分析的重大成果和进展 112
一 化学热力学理论的发展 114
第四节 有关化学反应的几个理论的发展 114
二 化学动力学的发展 116
三 溶液理论的发展 117
四 催化作用及理论的发展 119
第五节 焕然一新的分析化学 120
一 光学分析法 121
二 电化学分析的发展 122
三 色层分析法的建立和发展 122
四 现代分析化学的特点 123
第一节 生命物质组成成分研究的历史 125
第七章 生物化学的蓬勃发展 125
一 关于蛋白质的研究 126
二 关于核酸的研究 127
三 淀粉和纤维素等多糖的研究 128
第二节 新陈代谢途径的基本阐明--二十世纪前叶生物化学的主要成就 128
一 糖酵解的研究历史 129
二 糖元的生物合成 130
三 脂肪和蛋白质的代谢 131
四 三羧酸循环的阐明 133
五 示踪元素的应用和代谢的动态研究 134
第三节 生物能的探讨和ATP的发现 135
第四节 酶和辅酶的研究，生物氧化特点的揭示 136
第五节 光合作用研究的进展 139
一 二十世纪早期的研究 140
三 光合碳循环 141
二 希尔反应 141
四 光合磷酸化 142
五 两种光反应系统与光合作用中心 143
第六节 生命起源的探索 144
一 米勒的模拟实验及其他发展 144
二 团聚体和微球体的研究 145
三 地球外物质及其起源 146
第一节 现代遗传学的产生 148
一 科学基础和理论前提 148
第八章 遗传学的产生和发展及其对进化论的影响 148
二 孟德尔确立的遗传规律及其意义 150
第二节 初创的十年和后来在细胞水平上的发展 152
一 早期的工作 152
二 遗传的染色体学说 153
第三节 向分子水平过渡时的生化和微生物遗传学 156
一 生化遗传学 157
二 细菌和噬菌体遗传学 158
三 遗传物质的化学本质 159
二 遗传学与达尔文主义的对立 160
一 孟德尔的发现对进化论的意义 160
第四节 半个世纪中遗传学对进化论的影响 160
三 遗传学与达尔文主义的结合 161
四 现代进化论--综合进化论 162
第九章 生物学的划时代突破--分子生物学和细胞生物学的诞生和发展 165
第一节 分子生物学的诞生和发展 165
一 分子生物学的孕育阶段 166
二 DNA双螺旋结构的建立 169
三 从遗传密码的解答到基因工程的建立 171
第二节 细胞生物学的产生和发展 176
一 关于细胞概念的发展 177
三 染色体结构的研究 182
四 线粒体的结构和功能的研究 184
第十章 神经生物学的进展 186
第一节 神经系统结构的研究 186
一 神经元理论的建立 186
二 对突触的认识 188
第二节 神经兴奋传导的研究 189
一 神经电传导的早期研究 189
二 膜电位和动作电位离子机理的揭示 190
三 神经化学递质的研究历史 192
第三节 脑功能的研究 195
一 反射学说的发展 195
二 功能区的定位 196
三 脑电活动的发现和进展 198
四 感觉的研究 199
第十一章 地球科学的发展 203
第一节 从大陆漂移说到板块构造说 203
一 大陆漂移理论的历史渊源 203
二 魏格纳大陆漂移说的兴衰 205
三 板块构造说 207
第二节 自然地理综合体研究的兴起 210
一 长期存在的自然地理综合体思想及近代地理学危机 211
二 自然地理综合体研究的兴起 212
三 对自然地理综合体的精确研究 214
第三节 天气预报的进展 216
第一节 太阳 222
第十二章 二十世纪天文学的发展 222
第二节 太阳系 223
第三节 恒星世界 225
第四节 星系世界 230
第五节 宇宙学 232
第十三章 二十世纪的数学 235
第一节 关于数学基础的争论 235
第二节 抽象代数学的兴起 237
第三节 解析数论的发展 238
第四节 拓扑学的发展 240
第五节 微分几何学 241
第六节 古典分析的进步 243
第七节 泛函分析的诞生 244
第八节 动力系统 246
第九节 概率论 247
第十节 回顾与前瞻 249
第二部分 251
第十四章 新兴技术的关键--电子技术的发展 251
第一节 电子器件和线路 252
一 电子管的发明和早期电子技术 252
二 晶体管的发明和现代电子技术 255
第二节 电子应用技术的发展 257
一 电报、电话和广播 257
二 电视 263
三 雷达 266
第十五章 第三次技术革命的标志--计算机的发明和发展 269
第一节 计算机的产生和早期的发展 269
一 先驱者的道路 269
二 从机电计算机到电子计算机 271
三 ENIAC、EDVAC和计算机革命 272
第二节 现代计算机的演变 275
一 第一代计算机 275
二 第二代计算机 275
三 第三代计算机 276
四 第四代计算机 277
五 未来的展望 279
第三节 “软件”的发展 280
一 早期的探索 281
二 软件危机 283
三 软件工程概念的形成 286
四 软件开发技术的完善和正在进行的其他探索 290
第四节 计算机与社会 290
一 对经济的影响 290
二 数据库应用及其对社会的影响 291
三 对教育的影响 292
四 社会对计算机发展的影响 293
第十六章 自动化技术科学的形成和发展 298
第一节 自动化技术的形成 299
一 自动装置的雏形 299
二 自动化技术科学的形成 300
第二节 自动调节系统的发展 301
一 单一过程的局部自动化(单机自动化)和经典控制理论 301
二 初步形成自动化技术工具的体系 303
第三节 实现最佳控制 304
一 现代控制理论的形成 304
二 多机和机组自动化向综合自动化过渡 306
第四节 向广度发展，实现复杂系统和大系统的控制 308
第五节 向深度发展，实现智能控制 309
第十七章 激光技术的产生和发展 313
第一节 激光器的诞生 314
一 受激辐射概念的提出 314
二 微波波谱学的创立 316
三 微波激射器的问世 317
四 激光器的诞生 319
第二节 激光器件与技术的发展 321
一 激光谱线越来越丰富 321
二 大能量激光器 322
三 超短脉冲和巨脉冲激光技术 323
四 自由电子激光器 324
第三节 激光应用的发展 324
一 工业材料加工 325
二 医学治疗 326
三 光通信 326
四 全息照相 327
五 激光分离同位素 327
六 激光核聚变 328
七 激光高能武器 328
八 准直、测距和制导 329
九 计量基准 329
十 在基础科学--物理学、化学、生物学中的作用 330
第十八章 人类探索和利用空间的历史 332
第一节 气球 332
第二节 火箭 334
一 人造地球卫星和宇宙飞船技术的发展 341
第三节 人造地球卫星和宇宙飞船 341
二 人造地球卫星和宇宙飞船应用的发展 346
第四节 航天飞机 353
第五节 遥感技术的发展 355
第十九章 信息论、控制论和系统论的产生和发展 360
第一节 信息论 360
第二节 控制论 363
第三节 系统论 367
第四节 信息论、控制论和系统论的关系和展望 370
第二十章 材料生产技术和材料科学 372
一 钢的生产和技术 373
第一节 金属材料生产和研制的新进展 373
二 合金钢及镍铬合金 375
三 铝、镁、钛及其合金 376
四 稀有金属和稀土元素 378
第二节 新型的材料--高分子合成材料 379
一 合成橡胶 379
二 塑料 380
三 化学纤维 382
第三节 重放异彩的无机非金属材料 383
一 陶瓷制品 384
二 玻璃 386
三 水泥 388
第四节 复合材料 389
第五节 关于材料基础研究的进展 391
第二十一章 能源的开发和利用的历史 395
第一节 煤炭能源的发展 395
第二节 石油、天然气能源的发展 396
第三节 原子能的发展 398
第四节 其他能源 399
一 太阳能 399
二 地热能 400
三 生物能 400
四 水能 401
第五节 电能--二次能源 402
五 风能 402
第六节 能源的供需问题 403
第二十二章 发动机和机械制造技术的发展 405
第一节 发动机技术的发展 405
一 蒸汽发动机 405
二 内燃机 407
三 燃气轮机和喷气发动机 410
第二节 机械制造技术的发展 413
一 毛坯 413
二 机床 414
三 刀具材料 417
五 机械手和机器人 418
四 量具 418
第三节 标准化、系列化和通用化的产生和发展 420
一 标准化 420
二 系列化 421
三 通用化 422
第二十三章 建筑技术的发展 423
第一节 建筑材料的发展 423
一 水泥和混凝土 423
二 钢材 424
三 钢筋混凝土 425
四 塑料建筑材料 425
第二节 建筑结构的发展 426
五 其他 426
一 大跨度结构 427
二 高层结构 429
第三节 建筑工艺的发展 431
第二十四章 交通运输技术的飞跃发展 434
第一节 水上运输 434
一 动力装置 435
二 船的结构、性能和制造技术 436
三 专用船 437
四 新型船 438
五 导航、航海仪表和安全技术 438
第二节 铁路运输 439
一 机车和动力置装 440
二 列车的结构和安全技术 441
三 路基和轨道 442
四 桥梁和隧道 442
五 新型高速列车 443
第三节 公路运输 444
一 客车 445
二 货车 446
第四节 航空运输 447
一 运输机的发展 448
第五节 管道运输 450
二 导航和安全技术 450
第二十五章 现代军事技术的发展 453
第一节 第一次世界大战 454
一 一般武器的发展 454
二 海战武器的发展 455
三 空战武器的出现 455
第二节 第一次世界大战后至第二次世界大战 456
一 传统武器的改进 456
二 新武器的出现 458
第三节 第二次世界大战以后 459
一 常规武器的发展 459
二 导弹和反导弹技术的发展 461
四 核武器的新发展 464
三 侦察卫星和其他军用航天器的出现 464
第二十六章 医学科学的迅速发展革新了卫生事业的面貌 467
第一节 化学治疗和抗生素治疗 469
第二节 免疫疗法 470
第三节 内分泌紊乱和激素调节 472
第四节 营养缺乏病与氨基酸和维生素 475
第五节 物理学的成就和诊断、治疗技术 477
第六节 临床和应用医学的几项重大进展 478
一 输血和麻醉 478
二 器官移植和人造器官 479
三 心血管系统疾病 480
四 癌症 481
五 遗传性疾病 482
六 中医中药 483
七 精神病和身心医学 484
八 人口问题和避孕 484
第二十七章 现代农业科学技术的巨大进展 487
第一节 农业 487
一 农业机械化 488
二 选育良种 489
三 改善作物营养 491
四 病虫害和杂草防除 493
第二节 林业 495
二 森林工业的机械化与现代化 497
一 营林科学技术的迅速发展 497
三 林业与森林工业的综合经营 498
第三节 畜牧业 498
一 良种的选育 499
二 人工授精技术的应用 500
三 动物营养研究和配合饲料的发展 501
四 畜禽疾病防治 502
第四节 渔业 503
一 海洋渔业迅速发展 503
二 增、养殖业日益受到重视 505
第一节 环境问题的威胁--历史概况 508
第二十八章 环境问题的威胁和环境科学的兴起 508
第二节 环境治理的实施--基本途径 511
第三节 环境科学的兴起--学术背景 515
结束语--历史的经验和教训 519
一 自然科学的源泉及其发展的社会条件 519
二 科学发展的继承、积累和革命、突破 521
三 科学是“最高意义上的革命力量” 523
四 自然科学没有阶级性，也没有国界，它是全人类共同创造的精神财富 525
五 政治民主和学术自由是科学繁荣的必要保证 528
六 科学工作的准则和科学精神 531
人名索引 534
一 原名索引 534
二 中译名索引 559