第1章 科学技术是第一生产力 1
1.1 科学技术革命 1
1.1.1 两次科学革命 2
1.1.2 三次技术革命 3
1.2 人类面临的挑战 4
1.3 第六次科技革命——转型契机 6
1.4 科技创新 8
1.4.1 科学技术是第一生产力 8
1.4.2 创新是引领发展的第一动力 8
1.4.3 创新能力是创新的关键驱动力 10
思考题 11
参考文献 11
第2章 信息——人类沟通的桥梁 12
2.1 信息革命 12
2.1.1 信息 12
2.1.2 信息革命之硬件革命 16
2.1.3 信息革命之网络革命 20
2.1.4 信息革命之软件革命 23
2.2 “互联网＋”——从现实世界到虚拟世界 25
2.2.1 “互联网＋” 25
2.2.2 虚拟现实技术 27
2.3 大数据与云计算——第三次浪潮的华彩乐章 28
2.3.1 大数据的出现 28
2.3.2 大数据的特点 30
2.3.3 大数据的处理 30
2.3.4 云计算 32
2.4 人工智能 35
思考题 39
参考文献 39
第3章 生命与健康——人类存在的基石 41
3.1 生物技术的发展现状 41
3.1.1 生物技术 42
3.1.2 生物技术的发展历史 43
3.1.3 生物技术与人类健康 46
3.2 基因工程——生命的密码 49
3.2.1 基因工程的定义 50
3.2.2 基因工程技术的发展 50
3.2.3 基因工程的研究内容 53
3.2.4 基因工程技术在人类健康中的应用 55
3.3 细胞工程 58
3.3.1 细胞工程的概念 58
3.3.2 细胞工程的发展 58
3.3.3 细胞工程技术 60
3.3.4 细胞工程在医学上的应用 60
3.4 酶工程 69
3.4.1 酶与酶工程的概念 69
3.4.2 酶工程技术的发展 69
3.4.3 酶的催化作用特点 70
3.4.4 酶的生产 71
3.4.5 酶工程在医学上的应用 72
3.5 发酵工程 73
3.5.1 发酵工程的发展历史 73
3.5.2 发酵工程的基本流程 74
3.5.3 发酵工程的培养技术 74
3.5.4 氨基酸的发酵生产 76
3.6 生物技术与其他技术的融合 77
3.6.1 生物信息技术 77
3.6.2 医疗保健服务 78
思考题 79
参考文献 79
第4章 材料——人类前进的标志和里程碑 81
4.1 未来的世界是新材料的世界 81
4.1.1 材料的分类 81
4.1.2 材料的组成、结构与性质 82
4.1.3 未来的材料 91
4.2 纳米材料——未来之星 94
4.2.1 纳米的有关概念 94
4.2.2 纳米技术 94
4.2.3 纳米材料的特性、分类与制造方法 97
4.2.4 纳米材料的未来 101
4.3 3D打印技术——低成本快速成型的希望 104
4.3.1 3D打印技术的概念 104
4.3.2 3D打印技术的发展历程 104
4.3.3 多彩的3D打印技术 105
4.3.4 3D打印技术的应用 107
4.3.5 3D打印技术的重要意义 108
4.3.6 3D打印技术存在的问题 109
4.3.7 3D打印技术未来的发展方向 110
思考题 111
参考文献 111
第5章 能源——人类进步的驱动力 114
5.1 能源的定义及分类 114
5.1.1 能源的定义 114
5.1.2 能源的分类 117
5.2 能源利用现状 118
5.2.1 能源利用历程 118
5.2.2 能源利用现状 120
5.2.3 能源利用面临的挑战 122
5.3 能源结构预测 125
5.3.1 能源需求总量 125
5.3.2 能源需求结构 125
5.3.3 能源需求分布 126
5.4 绿色能源技术 127
5.4.1 太阳能技术 127
5.4.2 生物质能技术 129
5.4.3 风力发电技术 132
5.4.4 核能技术 133
5.4.5 氢能 133
5.5 储能技术 134
5.5.1 储能技术分类 135
5.5.2 能源技术的发展 136
5.6 低碳能源与技术 137
思考题 139
参考文献 139
第6章 高端装备制造——人类发展的阶梯 142
6.1 现今世界的高端装备 142
6.2 神奇的机器人 144
6.2.1 工业机器人 145
6.2.2 军用机器人 147
6.2.3 民用机器人 150
6.3 激光革命与多功能的电子束 151
6.3.1 激光 151
6.3.2 电子束 153
6.4 交通运输——航空航天、高铁与航海 158
6.4.1 航空航天 158
6.4.2 高速铁路 163
6.4.3 海洋工程装备 164
思考题 168
参考文献 168
第7章 科技改变未来 170
7.1 创新——科技力量的本源 170
7.2 中国科技——在创新中崛起 172
7.3 科技与教育 174
7.3.1 教育存在的问题 174
7.3.2 教育与创造力培养 175
7.4 科技创新——布局第六次科技革命 179
7.4.1 科技开放——耗散结构理论 180
7.4.2 科技能力升级——突变理论 181
7.4.3 科技协同——协同学 182
思考题 183
参考文献 184
后记 185