1中国古代的科学与技术 1
1.1 数学 1
1.1.1 算经十书 1
1.1.2 刘徽、祖冲之 2
1.1.3 宋元时期的数学 2
1.2 天文与历法 3
1.2.1 我国古代的天文 3
1.2.2 我国的历法 4
1.3 医药学 6
1.3.1 黄帝内经与扁鹊 6
1.3.2 张仲景、华佗 6
1.3.3 孙思邈 7
1.3.4 李时珍 7
1.4 实用科学技术 8
1.4.1 蔡伦改造造纸术 8
1.4.2 指南针的发明 8
1.4.3 印刷术的发明与完善 8
1.4.4 火药的发明 9
1.4.5 都江堰工程 9
1.4.6 制茶 10
1.4.7 瓷器 10
1.4.8 丝绸 10
1.4.9 造船与航海 10
1.4.10 大运河的开通 11
1.4.11 赵州桥的设计建造 12
1.4.12 五大农书 13
1.4.13 中国17世纪的工艺百科全书《天工开物》 14
1.5 中国科学技术发展的历史转折 15
2数学（上） 18
2.1 古希腊时代 18
2.1.1 毕达哥拉斯 18
2.1.2 欧几里得 19
2.1.3 阿基米德 19
2.2 从中世纪到微积分产生前的数学 20
2.2.1 希腊数学在中世纪的命运 20
2.2.2 数字的表达形式和运算符号 21
2.2.3 笛卡儿与解析几何 21
2.3 微积分的创立 22
2.3.1 创建微积分的先驱者 22
2.3.2 牛顿 23
2.3.3 莱布尼茨 24
2.4 欧拉时代 25
2.4.1 贝努利家族等 25
2.4.2 欧拉 26
2.5 18世纪末到19世纪上半叶的数学群星 27
2.5.1 拉普拉斯、勒让德、傅里叶 27
2.5.2 泊松、雅可比 28
2.5.3 哈密顿、狄利克雷 29
2.5.4 阿贝尔、伽罗华 29
2.6 高斯与柯西 32
2.6.1 高斯 32
2.6.2 柯西 33
2.7 非欧几何 34
2.8 19世纪末的数学 36
3数学（下） 37
3.1 希尔伯特及其问题 37
3.1.1 希尔伯特及其贡献 38
3.1.2 希尔伯特的弟子 39
3.2 积分学的一次革命——勒贝格积分 40
3.3 俄罗斯和苏联的数学 41
3.3.1 彼得堡学派 41
3.3.2 莫斯科学派 43
3.4 冯…诺依曼 45
3.5 布尔巴基学派 46
3.6 费马大定理的358年证明史 47
3.7 国际数学家大会、菲尔兹奖与沃尔夫奖 49
3.7.1 陈省身 50
3.7.2 丘成桐 50
3.7.3 陶哲轩 51
3.8 近代中国的数学与国际华人数学家大会（ICCM） 51
3.8.1 近代中国数学的先驱 52
3.8.2 熊庆来、华罗庚 52
3.8.3 苏步青、周炜良 54
3.8.4 吴文俊、冯康、陈景润 54
3.8.5 国际华人数学家大会 56
4天文学 57
4.1 古代的天文学和托勒密体系 57
4.2 哥白尼及其《天体运行论》 58
4.3 伽利略、牛顿和光学望远镜 59
4.3.1 伽利略与折射望远镜 59
4.3.2 牛顿与反射望远镜 60
4.3.3 现代的光学望远镜 60
4.4 太阳系的发现 62
4.4.1 太阳 62
4.4.2 八大行星 62
4.4.3 天体物理学与行星的发现 66
4.4.4 小行星 67
4.4.5 彗星 68
4.5 恒星及其演化 69
4.5.1 恒星概述 69
4.5.2 恒星的演化 71
4.6 对宇宙的新认识 75
4.6.1 射电天文学和射电望远镜、哈勃望远镜 75
4.6.2 脉冲双星和广义相对论的验证 76
4.6.3 日冕、冕洞和地球的磁层 77
4.6.4 类星体和星际分子 77
4.7 现代宇宙学 78
4.7.1 早期的现代宇宙学 78
4.7.2 哈勃定律和宇宙的加速扩张 78
4.7.3 宇宙形成的大爆炸理论 79
4.8 暗物质和暗能量 81
4.8.1 什么是暗物质 81
4.8.2 什么是暗能量 82
5物理（上） 84
5.1 力学 84
5.1.1 古希腊时代的力学 84
5.1.2 牛顿时代的力学 85
5.1.3 拉格朗日、哈密顿和分析力学 88
5.1.4 近代力学的发展 90
5.1.5 计算力学 99
5.2 热力学的发展 107
5.2.1 卡诺循环 107
5.2.2 能量守恒与转化，热力学第一、第二和第三定律 108
5.2.3 布朗运动和分子运动论 110
5.3 电流的发现、电磁学的创立和发展 112
5.3.1 静电和静磁 112
5.3.2 动电的研究、欧姆定律 112
5.3.3 电磁感应和法拉第的贡献 112
5.3.4 麦克斯韦的电磁场理论 114
5.3.5 赫兹的贡献 116
5.4 光学的发展 117
5.4.1 牛顿对光学的贡献 117
5.4.2 关于光的本性的论战 117
5.5 磁学 118
5.5.1 塞曼效应 118
5.5.2 各种粒子磁矩的发现和应用 119
5.5.3 霍尔效应的深入研究 120
6物理（中） 122
6.1 世纪之交的三大发现 122
6.1.1 X射线的发现 122
6.1.2 电子的发现 123
6.1.3 放射性的发现 124
6.2 爱因斯坦的贡献 126
6.3 原子和原子核 130
6.3.1 卢瑟福的小太阳系模型 131
6.3.2 玻尔及其定态跃迁原子模型，对应原理 131
6.3.3 核能和费米、奥本海默 132
6.3.4 原子核物理 135
6.4 量子力学 136
6.4.1 普朗克和旧量子论 136
6.4.2 量子力学的建立 139
6.4.3 关于量子力学的大论战：索尔维会议 143
6.5 宇称的垮台 145
7物理（下） 148
7.1 低温物理和相变 148
7.1.1 绝对零度和超导 148
7.1.2 相变 149
7.1.3 超导的微观机制 151
7.1.4 超流和卡皮查 152
7.1.5 朗道 154
7.2 基本粒子的探索和量子场论 155
7.2.1 汤川秀树的预言 155
7.2.2 夸克模型 156
7.2.3 关于轻子 158
7.2.4 关于光子 159
7.2.5 电磁作用与量子电动力学 160
7.2.6 关于弱相互作用 161
7.2.7 强相互作用和量子色动力学 163
7.2.8 关于中微子 164
7.2.9 关于标准模型 165
7.2.10 希格斯粒子的发现 166
7.2.11 基本粒子探索的总结 167
7.3 激光制冷和玻色——爱因斯坦凝聚（BEC） 167
7.4 应用物理 169
7.4.1 电子计算机的发明 169
7.4.2 晶体管的发明 170
7.4.3 激光器的发明 171
7.4.4 爱迪生和特斯拉的贡献 173
8化学（上） 175
8.1 18世纪以前的化学 175
8.2 拉瓦锡——近代化学之父 176
8.3 门捷列夫和元素周期表、元素周期律及其现代化 178
8.4 无机化学在20世纪的进展 181
8.4.1 同位素的应用 181
8.4.2 穆瓦桑分离单质氟 182
8.4.3 超铀元素的制取 182
8.5 有机化学的产生与发展 183
8.5.1 维勒人工合成尿素 183
8.5.2 有机结构理论 183
8.5.3 同分异构现象 184
8.5.4 E.费歇尔的贡献 185
8.6 天然物有机化学 186
8.6.1 萜类化合物、叶绿素与血红素 186
8.6.2 胆固醇的研究 187
8.6.3 冯·拜耳合成有机染料 188
8.6.4 现代有机合成之父R.B.伍德沃德 188
8.6.5 E.J.科里的逆合成分析法 189
8.7 有机金属化学、元素有机化学和立体化学 190
8.8 生命体中的化学 192
8.8.1 对糖类的研究 192
8.8.2 对发酵和酶的研究 192
8.8.3 光合作用 193
8.8.4 测定蛋白质结构 194
9化学（下） 196
9.1 物理化学与量子化学 196
9.1.1 物理化学三杰：范托夫、奥斯特瓦尔德、阿伦尼乌斯 196
9.1.2 化学反应动力学 197
9.1.3 化学反应中的电子转移，非平衡态热力学 200
9.1.4 量子化学的创建和发展，鲍林等的贡献 201
9.2 高分子化学与软物质，胶体化学 204
9.2.1 高分子化合物 205
9.2.2 施陶丁格的贡献 205
9.2.3 弗洛里、齐格勒、纳塔、白川英树等的工作 206
9.2.4 席格蒙迪和胶体化学 207
9.3 富勒烯与石墨烯的发现和应用 208
9.4 化学分析技术的发展 211
9.4.1 20世纪以前的化学分析技术 211
9.4.2 阿斯顿发明质谱仪 213
9.4.3 X射线衍射技术的应用 213
9.4.4 海洛夫斯基发明极谱分析法 214
9.4.5 恩斯特创立高分辨率核磁共振法 215
9.5 F.哈伯的功与过 216
9.6 诺贝尔和诺贝尔奖 217
9.6.1 诺贝尔的生平 217
9.6.2 诺贝尔奖的推荐和评定程序 218
9.6.3 诺贝尔奖评审中的失误和遗憾 219
9.7 中国和华裔化学家的贡献 220
10生物学 225
10.1 19世纪以前的生物学 225
10.1.1 亚里士多德的生物学理论 226
10.1.2 林奈的分类体系和动植物命名法 226
10.1.3 布丰的《自然的历史》 227
10.2 达尔文及其进化论 228
10.2.1 拉马克的贡献 228
10.2.2 达尔文的环球航行考察 229
10.2.3 达尔文的自然选择学说 230
10.3 细胞学说的建立及其早期的发展 231
10.3.1 施来登和施旺建立细胞学说 232
10.3.2 细胞学说在19世纪的发展 232
10.4 孟德尔、摩尔根和他们的遗传学 233
10.4.1 孟德尔创建遗传学说 234
10.4.2 摩尔根的遗传学说 235
10.4.3 基因突变 237
10.5 细菌遗传学 237
10.5.1 噬菌体遗传学 237
10.5.2 细菌遗传学 238
10.6 蛋白质与核酸 238
10.6.1 胰岛素——第一个人类分离纯化的蛋白质 238
10.6.2 体外合成蛋白质 240
10.6.3 核酸 240
10.6.4 关于RNA 241
10.6.5 具有“遗传”功能的蛋白质 242
10.7 DNA与双螺旋结构 242
10.7.1 DNA双螺旋结构的发现 242
10.7.2 遗传信息传递过程的中心法则和遗传密码编码机理的发现 244
10.8 细胞生物学 247
10.8.1 溶酶体的发现 248
10.8.2 核糖体和线粒体结构的发现 248
10.8.3 抗体的结构与功能 249
10.8.4 放射免疫分析法 250
10.8.5 细胞信号 250
10.8.6 G蛋白的发现 251
10.8.7 蛋白质的地址编码 251
10.8.8 中国生物学家贝时璋关于细胞重建的理论 252
10.9 基因工程 253
10.9.1 伯格的贡献 253
10.9.2 基因控制发育 254
10.10 生物催化剂——酶 254
10.10.1 酶的实质和克雷布斯循环 255
10.10.2 关于ATP 255
10.11 生命起源的研究 256
11人体生理学 258
11.1 血液循环系统与血型的发现 258
11.1.1 16世纪以前人类对血液运动的认识 258
11.1.2 哈维和他的血液循环理论 259
11.1.3 血型的发现 260
11.2 免疫 261
11.2.1 早期的免疫学 262
11.2.2 抗体生成的克隆选择学说 263
11.2.3 免疫应答基因和单克隆抗体 264
11.2.4 先天免疫和获得性免疫 265
11.3 人体的内分泌系统 266
11.3.1 激素的发现 266
11.3.2 神经内分泌学 268
11.3.3 肾上腺 268
11.3.4 前列腺素 268
11.3.5 垂体激素 269
11.3.6 甲状腺 269
11.4 神经 270
11.4.1 19世纪及其以前人类对神经的认识 270
11.4.2 神经元学说 271
11.4.3 大脑的功能 272
11.4.4 生长因子的发现 273
11.4.5 化学传递学说 273
11.5 呼吸 274
11.6 肌肉 274
11.6.1 肌肉中能量代谢的理化机制 274
11.6.2 中国生理学家冯德培 275
11.7 胆固醇 276
11.8 巴甫洛夫及其条件反射学说 277
11.9 看与听 278
11.9.1 视觉机理的研究 278
11.9.2 听觉与平衡的器官 278
11.10 人体糖的代谢 279
11.11 人体的衰老 280
12医学 282
12.1 细菌、病毒与传染病 282
12.1.1 巴斯德 282
12.1.2 病毒 283
12.1.3 鼠疫 284
12.1.4 天花 286
12.1.5 疟疾 287
12.1.6 黄热病 288
12.1.7 结核病 290
12.1.8 脊髓灰质炎 291
12.1.9 麻疹 293
12.1.10 病毒性肝炎 294
12.1.11 朊病毒病 296
12.1.12 艾滋病 297
12.1.13 重症急性呼吸综合症（SARS） 298
12.1.14 埃博拉病毒病 299
12.2 临床医学与药物 300
12.2.1 叩诊法和听诊器的发明 300
12.2.2 X光机 300
12.2.3 心电图机 301
12.2.4 CT机 302
12.2.5 超声医学 303
12.2.6 核磁共振CT机 304
12.2.7 青霉素和链霉素 305
12.2.8 癌症的防治 306
参考文献 315
附录 317