第一编 绪论——走进科技 1
第一章 科学技术的性质和结构 1
第一节 科学技术的概念 1
一、科学的涵义 1
二、技术的涵义 5
三、科学与技术的关系 5
第二节 科学技术是第一生产力 7
一、马克思主义关于“科学技术是生产力”的观点 7
二、邓小平关于“科学技术是第一生产力”的论断 8
三、“科学技术是第一生产力”的内涵 8
第三节 现代科技的体系结构 13
一、科学技术的分类 13
二、现代科技的体系结构 17
三、自然科学三大门类的学科梗概 18
第二章 科学技术发展的历程 24
第一节 古代的科学技术 24
一、古希腊科学和古罗马技术 25
二、中国古代的科学技术 27
第二节 近代科学的发展和技术革命 31
一、太阳中心学说和天体演化理论 32
二、生命世界中多种联系的发现与有机统一 34
三、物理学理论的综合与技术革命的兴起 36
四、化学学科的建立与代工技术革命 39
第三节 现代科学技术的发展 40
一、基础科学理论的巨大进展 41
二、现代科技的迅猛发展 44
第四节 对未来科技的展望 47
一、酝酿自然科学基础理论的重大突破 47
二、高新技术进一步蓬勃发展 48
第三章 现代科技发展的特点 51
第一节 现代科技发展的高速度 51
一、现代科技研究开发的高投入和高产出 51
二、现代科技知识的高增长 53
三、现代科技成果的应用周期越来越短 54
四、科技事业发展的高速度 55
第二节 现代科技的高度分化与高度综合 56
一、现代科技发展的高度分化 56
二、现代科技发展的高度综合 57
三、现代科学与技术日益结合的整体化发展 58
第三节 现代科技与人文社会科学的日益结合 60
一、数学和计算机技术的发展为双方的结合创造了条件 60
二、综合课题的研究促进了双方的结合 61
三、科学技术与人文社会科学日益结成有机整体 62
第二编 当代自然科学的重大基本问题——永无止境的探索 64
第四章 宇宙的起源和演化 64
第一节 人类宇宙观的演变 65
一、牛顿的经典宇宙观 65
二、爱因斯坦的相对论宇宙模型 66
三、标准宇宙模型 67
第二节 宇宙的起源和演化 73
一、宇宙的起源和演化过程 73
二、今日宇宙的年龄 76
第三节 宇宙结构的形成 76
一、星系和星系团的起源与演化 76
二、恒星的起源与演化 79
三、我们的太阳系 81
第四节 宇宙的未来 85
一、宇宙的临界密度 85
二、宇宙未来的命运 86
第五节 人类探索宇宙的新手段 87
一、地基巨型光学望远镜 87
二、空间轨道天文望远镜 89
三、自适应光学系统和射电天文观察 90
第五章 地球的诞生和演变 93
第一节 地球及其起源 93
一、地球概况 93
二、地球的起源问题 94
第二节 地球圈层的形成和演变 97
一、地球的圈层结构 98
二、地球内部圈层的形成和演变 101
三、大气圈和水圈的形成和演变 102
四、生物圈的形成和演变 104
第三节 地球表面的演变 105
一、地表形态及其变化 105
二、影响地表形态变化的因素 108
第四节 地球科学 111
一、地球科学的使命和发展 111
二、板块构造学说 113
三、地球表层学 117
四、地球系统科学 119
第六章 生命的本质和智慧的起源 122
第一节 生命的本质 122
一、生命的基本特征 122
二、染色体、DNA和基因组 125
三、基因是生命的核心 128
第二节 生命的起源 129
一、化学进化 130
二、RNA的世界 133
三、基因进化的分子机制 133
四、真核生物的起源 134
第三节 物种的进化 136
一、物种的形成 136
二、适应和进化形式 138
三、生物进化论的建立和发展 140
第四节 人类的起源和心智的发展 144
一、人类的特征 144
二、人类的起源 147
三、人类心智的起源和发展 149
第七章 物质的结构层次探索 152
第一节 敲开原子世界的大门 152
一、向微观世界进军 152
二、原子结构的经典模型 154
三、玻尔原子模型和量子理论 155
第二节 质子、中子和原子核模型 157
一、原子核的性质 158
二、几种原子核模型 160
第三节 强子的内部结构和夸克模型 162
一、基本粒子及其分类 162
二、强子结构模型 164
第四节 统一相互作用的前景 169
一、粒子间的相互作用 169
二、统一相互作用之路 172
三、超弦和M理论 176
第五节 揭示物质密码的新武器 179
一、加速器 180
二、探测器 183
第八章 非线性科学与复杂性研究 186
第一节 非线性科学的兴起 187
一、线性与非线性概念 187
二、线性科学与非线性科学 189
三、非线性科学的长期探索与知识积累 190
四、非线性科学的重大突破及研究热潮 192
第二节 混沌现象概述 194
一、混沌概念的演化 194
二、确定性动力学系统的典型混沌现象 196
三、自然界中的一般混沌现象 203
四、混沌的定性特征 207
第三节 分形与分维 210
一、分形几何学的创立 210
二、分形的基本特征与分类 211
三、分形的定量表征——分维 212
四、分形与分维举例 213
第四节 孤立子与相干结构 217
一、孤立波传奇 217
二、相干结构探索 220
第五节 耗散结构理论与自组织现象 221
一、“时间之箭”的再发现 222
二、非平衡多体系统的自组织现象 224
三、耗散结构理论的建立 227
第三编 现代高新技术发展的重要前沿——社会发展的阶梯 232
第九章 现代信息技术 232
第一节 历史的回顾 233
一、语言 233
二、文字和印刷 233
三、电信和广播 233
四、计算机和网络 234
第二节 现代信息技术的基础——微电子技术 235
一、从电子管到三极管到集成电路 236
二、集成电路的应用 237
三、集成电路的设计和制作 239
四、微电子技术展望 241
第三节 现代信息技术的核心——计算机技术 241
一、微型计算机和PC计算机的诞生 242
二、CISC和RISC之争 244
三、新思路和新结构 247
第四节 现代信息传输技术的主干——通信与网络技术 252
一、通信系统 252
二、综合业务数字网 255
三、计算机网络和资源共享 256
四、计算机网络的分类 257
五、网络与分布式计算 260
六、三网合一的大趋势 262
第五节 现代信息科技的崭新页面——多媒体技术 264
一、声音信息的数字化和压缩 264
二、图像、视频信息的数字化和压缩 267
三、多媒体计算机网络 269
第六节 现代信息科技在教育中的应用 271
一、教材的多样化和多媒体化 271
二、新型的课堂教学环境 273
三、新型的仿真、模拟实验教学环境 274
四、信息化的学校 276
五、网上远程教学 277
第十章 现代生物技术 281
第一节 基因工程和人类基因组计划 281
一、基因工程 282
二、人类基因组计划(HGP) 284
第二节 细胞工程 289
一、植物细胞工程 290
二、细胞融合技术 291
三、胚胎工程 293
四、克隆羊多莉 294
五、胚胎干细胞 294
第三节 微生物工程 295
一、微生物工程的发展 295
二、微生物工程的应用 296
第四节 酶工程 299
一、什么是酶工程 299
二、酶的家族和酶制剂 300
三、酶的应用 300
第十一章 新材料与新能源 307
第一节 材料是人类社会发展的物质基础 307
一、庞大的材料家族 307
二、人类社会发展的基石 308
三、科学技术与新材料 309
第二节 现代新材料技术 311
一、高性能金属材料 311
二、新型有机高分子材料 315
三、无机非金属材料 318
四、特殊功能的复合材料 320
五、纳米材料 322
第三节 能源与人类社会 324
一、地球上的能源 324
二、能源与人类社会 327
三、能源更迭与科学技术 330
第四节 当代新能源技术 332
一、核能与核电站 332
二、太阳能的开发和利用 335
三、生物质能与氢能 337
四、风能、地热能和海洋能 338
第十二章 空间技术与海洋技术 341
第一节 空间技术发展概况 341
一、空间技术和外层空间 341
二、空间技术的特点及其意义 342
三、世界空间技术发展概况 344
四、我国空间技术的主要成就及展望 351
第二节 运载火箭和空间飞行器 353
一、实现空间飞行的条件 353
二、单级火箭和多级火箭 355
三、航天飞行器 364
第三节 海洋——人类未来的希望 367
一、人类和海洋 367
二、海洋生物资源 369
三、海洋矿产资源 370
四、海洋化学资源 372
五、海洋空间资源 374
六、深海研究 376
七、中国海洋21世纪议程 378
第十三章 激光与光电子技术 380
第一节 揭开激光的神秘面纱 380
一、激光的奇异特性 380
二、激光简史 381
三、激光产生原理 384
第二节 激光的高超本领 387
一、工业上的能工巧匠 387
二、生物和医学上的新生力量 389
三、战争中的神秘武器 390
四、分离同位素和激光核聚变 391
第三节 光电子技术及其应用 393
一、从电子技术到光电子技术 394
二、光电子技术基础 395
三、神奇的信息载体 396
四、巴掌大的图书馆——光盘 399
五、太阳能电池带来新能源 401
六、光计算机 402
第四节 一种全新的光源——同步辐射光源 403
一、何为同步辐射光源 404
二、同步辐射光源发展历程 406
三、中国的同步辐射工作进展 408
四、同步辐射光源和应用 409
第四编 人与自然的协调发展——人类进步的理性抉择 411
第十四章 人口发展与生存环境 411
第一节 人口发展与科学进步 411
一、人口增长的发展阶段 412
二、人口再生产类型和转变过程 413
三、科技进步与人口剧增 416
第二节 人口分布与生存环境 417
一、人口分布特征 417
二、影响人口分布的因素 419
第三节 环境人口容量 421
一、环境人口容量的涵义 421
二、人口增长与资源耗减 422
三、人口—资源关系类型 423
第四节 人口问题对对策 424
一、人口问题 424
二、人口理论 426
三、人口问题对策 427
四、大力开发人力资源 428
第十五章 自然资源利用与环境保护 431
第一节 自然资源是有限的 431
一、自然资源的基本概貌 431
二、自然资源是有限的 433
三、掠夺式的开发留下的思考 435
第二节 合理利用自然资源 437
一、合理开发利用自然资源 437
二、建立资源节约型国民经济体系 438
第三节 现代社会发展与环境 439
一、人类社会发展与环境 439
二、当代环境问题 440
三、现代环境变迁的因素 444
第四节 环境保护与环境工程 444
一、保护环境是人类共同的责任 444
二、环境工程和环境治理 445
三、环境教育 448
第十六章 自然灾害与减灾防灾 450
第一节 自然灾害与人类社会 450
一、当前自然灾害的基本特点 450
二、自然灾害与人类社会的关系 453
第二节 自然灾害的分类和特征 455
一、自然灾害分类 455
二、主要自然灾害 457
三、自然灾害的群发性 460
第三节 自然灾害的成因 462
一、自然灾害的天文因素 462
二、自然灾害的地球内部因素 464
第四节 减灾防灾与科学技术 466
一、减灾防灾与发展经济的关系 466
二、自然灾害对策 467
三、科学技术在灾害预测预报中的作用 468
第十七章 共享未来——走可持续发展之路 470
第一节 可持续发展观概述 470
一、可持续发展观的形成 470
二、可持续发展战略的总体目标 472
三、可持续发展战略体系的本质特征 472
第二节 中国的可持续发展战略 473
一、中国的可持续发展的战略目标和战略要求 474
二、中国的可持续发展战略的阶段目标 475
三、中国实施可持续发展战略的工作进程 476
附录 专业名词和词组中英文对照 479