第一节 古希腊的科学 3
一、 古希腊早期的科学成就 3
第一章 自然科学的萌芽与兴起 3
二、 亚里士多德的科学成就 4
三、 古希腊晚期的科学成就 6
第二节 中国古代的科学 7
一、 中国古代的科学成就 7
二、 中国古代科学发达的社会原因 11
第二章 近代自然科学的发展 14
一、 从哥白尼到开普勒：近代天文学革命 15
第一节 16、17世纪的科学革命 15
二、 从帕拉塞尔苏斯到波义耳：17世纪的化学革命 16
三、 从伽利略到牛顿：近代力学革命 17
四、 从维萨留斯到哈维：近代人体生理学革命 19
第二节 近代科学革命的社会文化动因 21
一、 科学研究活动的社会制度化 21
二、 若干新的文化价值取向的形成 25
第三节 18、19世纪欧洲科学的发展 29
一、18、19世纪物理学的革命 30
二、18、19世纪化学的革命 31
三、18、19世纪生物学的革命 33
四、18、19世纪地学的革命 34
第三章 20世纪物理学概观 39
第一节 爱因斯坦及其相对论 40
一、 狭义相对论 41
二、 牛顿的绝对时空观 41
三、 相对性原理 42
四、 伽利略变换 43
五、 光传播速度的疑难 44
六、 爱因斯坦的假设与洛伦兹变换 44
七、 相对论的时空观 46
八、 相对论的质速关系 48
九、 相对论的质能关系 49
第二节 从万有引力到广义相对论 49
一、 万有引力定律 49
二、 引力质量与惯性质量 50
三、 等效原理 51
四、 广义相对性原理 52
五、 广义相对论的实验检验 52
第三节 从量子论到量子力学 53
一、 冲破黑体辐射的乌云 53
二、 光的波粒二象性 55
三、 实物粒子的波动性 57
四、 波函灵敏 59
五、 薛定谔方程 60
六、 海森堡的测不准关系 61
第四节 粒子物理与基本相互作用 62
一、 粒子世界 62
二、 基本粒子的相互作用 67
三、 根据相互作用对粒子的分类 68
四、 粒子物理即高能物理 69
第五节 现代宇宙学 70
三、 河外星系 71
四、 宇宙中的其他物质 71
一、 宇宙概观 71
二、 银河系 71
五、 相对论宇宙学 72
六、 牛顿古典宇宙论的矛盾 72
七、 膨胀的宇宙 73
八、 大爆炸宇宙学 74
九、 宇宙的未来 77
第四章 20世纪化学的辉煌 79
一、 单质 80
第一节 多姿多彩的物质世界 80
二、 化合物 82
第二节 化学为人类创造新物质 88
一、 化合物种类的剧增 88
二、 有机合成的魅力 89
三、 中外有机化学家的创举 91
四、 合成化学的新概念 95
第三节 结构决定性质 98
一、 原子结构 98
二、 分子结构 102
三、 晶体结构 115
四、 物质结构的测定 126
第四节 化学反应的研究 129
一、 从自发反应说起 129
二、 实现反应的关键——反应速率 130
三、 改变化学反应速率的物质——催化剂 131
四、 基元反应的研究 134
第五节 绿色化学 136
一、 绿色化学的兴起 136
二、 化学反应的新概念——原子经济反应 139
三、 取之不尽用之不竭的可再生生物资源 141
四、 安全价廉的溶剂 144
五、 功能与环境友好并重的绿色化学产品 145
第五章 20世纪生物学的突飞猛进 147
第一节 生物学的涵义 147
第二节 认识细胞的三个阶段 148
一、 细胞的发现与细胞学说的建立 148
二、 电子显微镜与细胞的超微结构 148
三、 生物膜的结构与功能 150
第三节 从经典遗传学到分子遗传学 152
一、 孟德尔与遗传的基本规律 152
三、 分子遗传学的诞生与发展 153
二、 摩尔根与基因论 153
第四节 生物大分子研究中的重大突破 164
一、 桑格对蛋白质化学结构的贡献 164
二、 核酸结构的研究 166
三、 生物大分子的人工合成 169
四、 重组DNA技术 170
五、 人类基因组研究计划 172
第五节 分子生物学与其他学科的关系 174
一、 分子神经生物学 174
四、 分子进化生物学 175
二、 发育分子生物学 175
三、 分子细胞学 175
第六章 地理科学与地理建设 177
第一节 地球表层系统 177
一、 地球表层系统的特征 177
二、 地球表层系统的演化 181
三、 地球表层系统的结构 182
四、 地球表层系统研究的重要意义 183
第二节 基本地理过程和地理规律 186
一、 基本地理过程 186
二、 基本地理规律 192
第三节 地理系统工作 197
一、 地理系统工作的概念 197
二、 地理系统工作的建立与发展 197
三、 地理系统工作的内容 198
四、 地理系统工作的基本方法 199
第四节 地理建设 201
一、 资源系统建设 201
二、 能源系统建设 202
三、 水资源建设 205
五、 灾害预报与防治 206
四、 环境保护与绿化 206
六、 城镇及居民点建设 207
七、 人口控制 210
第七章 信息时代与信息工程 215
第一节 微电子技术与电子计算机 216
一、 微电子技术 216
二、 电子计算机 218
第二节 进入信息时代的现代通信 221
一、 微波中断通信与卫星通信 221
三、 移动通信和个人通信 223
二、 光纤通信 223
四、 数字通信 225
第三节 信息高速公路与互联网 226
第八章 激光与新能源 230
第一节 激光与激光应用 230
一、 激光及其特性 230
二、 激光器的结构和原理 232
三、 激光器 233
四、 激光的应用 236
第二节 能源科学与新能源 239
一、 能源科学 239
二、 核能 240
三、 裂变 241
四、 反应堆和核电站 242
五、 核聚变与可控热核反应 245
六、 热核聚变反应装置 247
七、 能源与环境 250
八、 太阳能工程 251
九、 节能技术 252
第九章 空间技术与空间科学 255
第一节 航天器与人造地球卫星 255
二、 人造卫星的发射 256
一、 火箭的速度 256
三、 三种宇宙速度 257
四、 人造地球卫星 257
五、 载人航天 264
第二节 空间技术和遥感技术 267
一、 遥感原理 267
二、 空间遥感技术的特点 268
三、 遥感器的分类 268
四、 多光谱扫描仪 269
二、 AMS实验与宇宙学 270
第三节 空间科学研究 270
一、 对地观测与对天观测 270
三、 空间实验 271
四、 微重力科学与实验 272
第十章 新材料科学技术 278
第一节 材料科学概述 278
一、 材料的重要性 278
二、 材料的发展 279
三、 材料的分类 280
一、 新型金属材料 283
第二节 新型材料 283
二、 新型陶瓷 286
三、 功能高分子材料 290
第三节 纳米材料 294
一、 纳米与纳米材料 294
二、 纳米结构基元 295
三、 纳米材料的性质与应用 298
第十一章 现代生物技术 304
第一节 现代生物技术的涵义 304
一、 一般方法 305
第二节 基因工程 305
二、 细菌基因工程 307
三、 动物基因工程 308
四、 植物基因工程 309
五、 蛋白质工程 311
第三节 细胞工程 312
一、 细胞杂交技术 312
二、 杂交瘤细胞技术 313
三、 细胞培养技术 314
二、 酶工程的主要内容 316
三、 酶制剂的生产和应用 316
第四节 酶工程 316
一、 酶的特性 316
四、 酶分子的修饰和改造 318
第五节 克隆技术 318
一、 定义 318
二、 培育克隆动物的原理和一般方法 319
三、 培育克隆动物的意义 320
四、 克隆技术与社会伦理问题 320
第一节 蓬勃发展的海洋科学 322
一、 海洋科学的范畴 322
第十二章 海洋科学与海洋工程技术 322
二、 海洋科学的发展及成就 323
三、 现代海洋科学研究的特点及趋势 325
四、 中国的海洋科学 327
第二节 海洋资源的开发和利用 328
一、 海洋蕴藏着丰富的资源 328
二、 海洋资源的开发利用 330
三、 我国海洋资源的开发利用 333
一、 危害海洋环境的主要途径 334
第三节 海洋环境保护 334
二、 全球海洋环境状况 336
三、 海洋污染治理与环境保护 337
四、 中国海洋环境保护 338
第四节 河口、海岸工程 339
一、 海岸防护工程 339
二、 围海工程 340
三、 海港工程 341
四、 河口治理工作与海上疏浚工程 342
五、 海洋能工程 343
一、 数字地球的概念 345
第一节 数字地球概述 345
第十三章 数字地球 345
二、 数字地球产生的必然性 348
三、 构建数字地球的关键技术 349
第二节 对地观测技术 349
一、 遥感的概念 350
二、 遥感的分类 350
三、 国外对地观测技术的新进展 351
四、 中国对地观测技术的发展与应用 354
第三节 全球定位系统 357
一、 GPS的发展历史 357
二、 GPS的定位原理 359
三、 GPS的分类及其应用 360
第四节 地理信息系统 361
一、 地图与空间信息 361
二、 地理信息系统的基本概念 363
三、 地理信息系统的组成 364
四、 地理信息系统的功能与应用 366
第五节 信息高速公路 367
一、 信息高速公路的概念 367
二、 国家信息基础设施 368
三、 国家空间信息基础设施 370
一、 数字地球与可持续发展 373
第六节 数字地球的应用前景 373
二、 数字地球与全球变化、防灾减灾 374
三、 数字地球与国家重大工程 375
四、 数字地球与远程教育 375
五、 数字地球与百姓生活 376
第十四章 系统科学和社会系统 381
第一节 系统的分类 381
一、 自然系统和人造（人工）系统 381
二、 实体系统和概念（抽象）系统 381
五、 简单系统和复杂系统 382
三、 静态系统和动态系统 382
四、 开放系统和封闭系统 382
第二节 开放的复杂巨系统 383
一、 关于复杂性 383
二、 把复杂性当作复杂性处理 385
三、 开放的复杂巨系统 387
四、 开放的复杂巨系统的研究方法 388
第三节 自组织、自模拟与自相关模型 389
一、 自组织模型 389
二、 自模拟模型 390
三、 自相关模型 391
第四节 耗散结构理论 392
一、 耗散结构的相关知识 392
二、 耗散结构及其形成条件 393
三、 耗散结构理论在各学科中的运用 395
第五节 协同、突变与混沌理论 396
一、 协同理论 396
二、 突变理论 397
一、 社会与社会系统 398
第六节 社会系统 398
三、 混沌理论 398
二、 社会系统的分类 399
三、 社会系统的特征 400
四、 社会系统的发展和变化 402
第十五章 科学技术与人类健康 404
第一节 科学技术是战胜疾病保障健康的重要武器 404
第二节 化学是医药现代化的基础 405
一、 化学与药物研究 405
二、 新型高分子材料与人工器官 407
三、 微量元素与人类健康 408
五、 化学分析与临床化验 409
四、 自由基与疾病 409
第三节 物理学的进步使医疗技术现代化 410
一、 超声波技术在医学上的应用 411
二、 电子计算机X线断层扫描 411
三、 放射性同位素在医学上的应用 412
四、 核磁共振成像技术 413
第四节 现代生物技术与医学新革命 413
一、 现代生物技术在药物生产中的应用 413
二、 基因诊断 415
三、 基因治疗 416
四、 生物技术与器官移植突破 418
第十六章 科学技术与经济发展 420
第一节 技术创新与企业经济发展 420
一、 从“微电子现象”谈起 420
二、 技术创新是现代企业获得利润的主要手段 422
第二节 技术创新与宏观经济发展 423
一、 技术创新与宏观经济增长 423
二、 技术创新是产业结构优化的直接动力 425
第三节 技术创新与国际经济竞争 426
一、 技术创新与企业国际贸易竞争 426
二、 技术创新是国家间经济增长差异的主要原因 429
一、 国家技术创新系统 431
第四节 切实地搞好我国的技术创新工作 431
二、 技术创新政策的有效调控 432
三、 企业应是技术创新的主体 433
第十七章 环境与可持续发展 436
第一节 人类面临的环境问题 436
一、 环境顾问的产生 436
二、 20世纪环境问题的特点 437
三、 全球环境问题 439
第二节 可持续发展的理论与实践 448
一、 可持续发展的基本理论 448
二、 可持续发展的实践 455
第三节 中国21世纪议程 458
一、《中国21世纪议程》的基本思想 458
二、《中国21世纪议程》的主要内容 458
三、《中国21世纪议程》的特点 459
四、《中国21世纪议程》的实施 460
第四节 保护环境的工程技术——环境系统工程 461
一、 环境系统工程概念 461
二、 环境系统工程学的发展与现状 462
三、 环境系统工程的研究方法和实例 464
主要参考文献 468