第1章 智慧的开发 6
1.1发现发明是人类智慧的产物 7
●发现发明的创造性决定它首先是一种智慧 7
●发现发明的超越性决定它主要是一种智慧 7
●重大发现发明的难以理解性，决定了它对智慧依靠的必然性 7
●认识的由来与最高境界 13
●我们有没有足够的想象力？ 13
●人工智能的启示与科技发展的逻辑 13
1.2感觉、观察、想象、领悟：原始而高级的智慧 13
1.3以史为鉴，走好逻辑、实验这两步 19
●“中国的一百个世界第一”及其思考 19
●发现发明的逻辑 19
●实验：伟大的思想与艺术 19
1.4挑战“极限”，开创新天地 27
●科学无止境，学科有高峰 27
●面向大世界，走出封闭圈 27
●解放思想，创造未来 27
●“信任直觉”，珍惜“人类的原性态” 35
●直觉——“上帝的思维” 35
第2章 感觉的智慧 35
●镭的发现与居里夫人“大胆的直觉” 35
2.1直觉：引导发现的通途 35
2.2美感：充满魅力的向导 43
●明智的选择——“美先于真” 43
●奇妙的统一——美就是真 43
●强大的驱动力与高度的智慧 43
●挡不住的诱惑与精彩的展示 43
2.3情趣：启迪智慧的钥匙 52
●童趣与听诊器、隐形眼镜、充气轮胎等发明 52
●对人类好奇心巨大的回报——电 52
●隐藏的秘密与无畏者的机敏 52
2.4感觉：萌发需求的种子 59
●“把火带回山洞”：人类历史上最伟大的决定之一 59
●跟着感觉走的各类发明 59
●让科技创造的灵感之火永远燃烧 59
●灾难——无情的杀手与严厉的导师 65
●竞争——吃人的老虎与进步的驱动力 65
●“不朽的荣誉”来自警觉、见识和勇气 65
●“恐惧是迷信之祖”，亦是科技之源 65
2.5恐惧和压力：创造发明的动力 65
●战争——毁灭之魔与创造之神 65
●紧紧抓住突现的奇异、反常现象 77
●与“神创论”撞击出来的进化论 77
●凡中求异——对司空见惯的事物投以新的一瞥 77
●灵感光顾处于创造“狂态”的人 77
●“它山之石”可以碰撞出灵感的火花 77
●自由之花——不思而无不思 77
2.6灵感：点亮明灯的火花 77
第3章 观察的智慧 89
3.1达尔文说，只有观察能力，“我可能在众人之上” 89
●达尔文的爱好与亨斯洛的选择 89
●何谓“在众人之上”的观察能力 89
3.2巴斯德的“大目标”与“尽力而为” 96
●巴斯德字典中最重要的三个词：意志、工作、等待 96
●天才：只因“他有一个能聚焦光至燃点的特殊透镜” 96
●不要让“心灵上的微生物”蒙住了我们的眼睛 96
●人类力量的展示与启示 103
●如何捕捉瞬间？ 103
●理解瞬间，建立永存的丰碑 103
3.3捕捉瞬间：10-23秒及其它 103
●决定命运的瞬间 103
3.4把握永恒：太阳历的光荣与启示 111
●尼罗河汛期的确定性与不确定性 111
●星河的启迪与迷惑 111
●中国古代的智慧——测影观天 111
●从永恒中把握永恒 111
●从周期中把握永恒 111
●从比较中把握永恒 111
●冲破坚“壁” 120
●“神话”中的常理 120
●“物镜”与“心镜”——观形与察“神” 120
●显微镜的发明与显微镜下的惊奇发现 120
●血与木的艰难统一 120
3.5寻找共性：血与木的神奇相通 120
3.6辨析差异：四种基本血型的发现 130
●荒唐的事件与伟大发现的由来 130
●针对特定的问题辨析特定的差异 130
●归纳总结，分门别类 130
●比较的方法及其有效运用的关键 130
●寻根究底，深入分析 130
●想象力往往超前于人类现有认识能力 137
●想象的空间大于人类认识和改造世界的领域 137
●想象力的超越性决定了它的无穷性 137
4.1想象力：人类唯一能与大自然的无穷性相对应的能力 137
第4章 想象的智慧 137
●“想象力概括着世界上的一切” 137
4.2飞行：梦想成真之谜 143
●从梦想到行动 143
●从利林塔尔兄弟到莱特兄弟 143
●让探索者着魔的魅力 143
●现实需求的折射与科学性的天才猜测 143
●现有科技水平的飞跃式延伸 143
●真理常常是在简单性中发现的 153
●简单性与独创性 153
4.3牛顿的简单的设想与巨大成功 153
●太阳光谱——在黑房中的发现 153
4.4跨世纪的话题：“还有一个反地球吗？” 160
●是科学推论？还是科幻小说？ 160
●已得到证实和令人振奋的反物质 160
●我们需要一个反地球吗？ 160
●从寻找“不死药”到寻找“外星人” 165
●不可忽视的“魔性”与幻想 165
●荒谬的目标与科学的方法和丰富的想象力 165
4.5炼丹术的魔性和科学性 165
●为什么“魔法的”炼丹术同时又是“科学的”？ 165
4.6“响尾蛇”导弹和相似式联想 172
●响尾蛇与导弹、夜视仪 172
●大自然的厚爱与探索者的灼见 172
●社会需求和相似式联想 172
●知识水平的提高使人们发现不同事物的相似性 172
●偶然的机遇与意外的联系 172
●“上帝”的智慧与人类的智慧 172
●相互补充与异质同性对比 180
●“流动堡垒”和综合对比联想 180
●矛与盾——永无止境的对抗与异质对比联想 180
●枪的神奇发展与同质异性对比联想 180
4.7“矛”与“盾”的对抗性与对比式联想 180
第5章 推理的智慧 191
5.1“天空立法者”如何揭开宇宙的秘密 192
●宇宙秩序与开普勒的幸运选择 192
●地球与“鲁道夫星表”的最终成功 192
●惊人成就中的“特别美妙”之处是什么？ 192
●“小题目”的大启示：举一反“万”、反“无穷” 199
●卡文迪许是怎么把地球重量“称”出来的？ 199
●2000余年前，一根木杆测出地球的周长 199
5.2测地球与“称”地球 199
5.3他们怎么知道地球是圆的？ 204
●从月食等现象推测地球 204
●太阳、月亮、星星都是球形，地球 204
●冒险家的证明——麦哲伦环球航行 204
●理论推断：以时差换算经度 204
●进一步的试验：让一个球在斜面上滚动 212
●“智力分析”与“对自然真实性的抽象” 212
●“封闭船舱”的运动与地球运动的证明 212
●众说纷纭的比萨斜塔落体实验说明了什么？ 212
●教堂顶上晃动的油灯引起了伽利略的思考 212
5.4“人类思想史上最伟大的成就之一”——伽利略的发现 212
5.5从马车到火车 221
●轨道：“一项真正天才的发明” 221
●性急的“康沃尔巨人”与火车的诞生 221
●斯蒂芬森：火车的改进者与修筑第一条公共铁路的总工程师 221
●“一幅人类天才的勇敢前所未见的最壮观的景象” 221
●“机匠”与科学结合“赐予人类的最高贵的恩物” 232
●从蒸汽泵到纽可门蒸汽机 232
●“理想热机”的追求与蒸汽机的失落 232
●微弱的蒸汽力与古希腊的“空气力学” 232
●早期蒸汽力研究与气压计、安全阀、汽缸、活塞等发明 232
5.6“中国套箱”里的礼物是什么？ 232
5.7宇宙的形状和大小如何？ 241
●“宇宙泡”——爱因斯坦的宇宙形态 241
●现代宇宙学中第一个宇宙模型及其成败 241
●成败皆因“未免太过于大胆” 241
●关于宇宙的新猜测、新质疑 241
●人人都有在“黑幕”中摸索前进的潜能 248
●没有确切初始条件和确切最终结果的奇妙方程 248
5.8智慧：“埋藏在本能猜测的黑幕中” 248
第6章 领悟的智慧 255
6.1“几乎能理解一切”的奥本海默 256
●从“曼哈顿”到“曼哈顿” 256
●在艰难选择和全面平衡中显示才华 256
●大科学呼唤具有综合理解力的人才 256
●科技为什么也是“冒险家的乐园”？ 265
●没有任何实验依据的重大理论 265
●瞄准前沿课题的初学者 265
6.2德布罗意的智慧冒险与“豁然顿悟” 265
●被“革命性变革”引入物理学界的历史系学生 265
6.3令人惊异的法拉第 274
●装订工的杰作与随行者的发现 274
●坚持向牛顿挑战的实验室助手 274
●被迫取得的丰硕成果——苯的发现 274
●“捞到了一样好东西”与“电气元年”的开始 274
●知识之外，“仍旧可以学到许多东西” 274
●“灵感加汗水”不是一个数学公式 286
●“最伟大的人”的悟性 286
●“探求人类需要什么”：新式蓄电池的发明 286
●留声机：偶然得来的重大发明 286
6.4爱迪生的笨与巧 286
6.5“格物致知”：一滴水与两个“世界”的大发现 300
●列文虎克对微生物的发现和理解 300
●溜走的真理与重现、深化、扩张的真理 300
●重新体会“格物致知真正的意义” 300
●关键在于“不寻常的一瞥” 310
●在人工云雾中看到的是什么？ 310
●“白云深处”有什么？ 310
6.6师法自然：“威尔逊云雾室”及其它 310
6.7大师们的启迪与三极管的发明 318
●马可尼的启示与火焰检波器 318
●“爱迪生效应”与二极管 318
●做“莫鲁乔”？还是做“达·芬奇”？ 318
●借鉴大师，超越大师 318
●化神奇为常物、常理 329
●不幸的古德意与幸运的硫化橡胶 329
●从收藏品到橡皮擦、雨衣 329
7.1橡胶：从弹力球到高分子合成材料 329
第7章 选择的智慧 329
7.2牧羊？还是养虎？——选择的原则分析 337
●原始人的选择为什么具有这么强的生命力？ 337
●可行性原则：畜牧业的缘起 337
●实用性原则：家养动物的选择 337
●经济性原则：高科技下的现代畜牧业 337
●实用电视与新条件、新发展、新考验 346
●不期而至的新条件与早期探索者可理解的疏忽 346
●善于发现、创造条件 346
7.3电视的艰难发明之路——条件的选择与选择的条件分析 346
●寻找“已知装置”的失败与收获 346
7.4要不要“克隆”？——选择的困惑 357
●是否会导致一批“非人”（克隆人）的产生？ 357
●克隆在生物学上的意义与危险性 357
●可忧虑，不可犹豫 357
●明朝皇帝们脑海中只有一个已知的世界，而没有“另一个世界” 364
●“小农般的皇帝” 364
●片面认识现实的合理性，忽视现实社会的次要因素所潜在的价值 364
●为什么是哥伦布，而不是郑和发现“新大陆”？ 364
7.5为什么有人在纪念人类登月25周年之际想起了中国明朝的皇帝？——选择的根本性失误分析 364
7.6科技的“进步”与“回归”——选择的可逆性与不可逆性 375
●初始阶段某些特征，很可能成为我们跃进到更高阶段的基本特征 375
●“回归”是一种科学的选择，而不是一种盲目的行为 375
第8章 综合的智慧 385
8.1“综合就是创造”——从弓箭到数控机床 385
●弓箭的综合性及其科学原理 385
●现代日本技术的奇迹靠什么创造的 385
●自动化机床的诞生：综合的意义 385
●综合的秘密——“站在巨人们的肩上” 392
●在严格、能够得到科学验证的基础上统一 392
8.2牛顿力学：“人类认识自然历史中第一次理论的大综合”——综合的前提与基础 392
●超越权威学说和日常感受，寻找事物的普遍性与统一性 392
8.3陶瓷与塑料能比钢还硬——综合的广泛性与综合方法的多样性 402
●现代复合材料的启示：在更广泛的领域自由地选择综合对象 402
●复合材料的特征：准确地寻找事物的结合点 402
●复合材料的先进性与综合方法的科学性、多样性 402
8.4综合不等于融合——从孟德尔杂交实验谈起 410
●常识推出的错误生物理论——“融合杂交论” 410
●无人喝彩的“童话”与世纪初的再发现 410
●孟德尔的发现——“人类思想的成就之一” 410
●对光合作用的研究，揭示了生命体化学反应的奥秘 419
●生物学与化学的结合对学科综合的几点启示 419
●对蛋白质的进一步研究揭开了生命体化学反应的秘密 419
8.5生命神话的破灭与生物化学的建立 419
●以尿素合成开端的有机化合物合成，在两个分离的领域之间架起了第一座桥梁 419
●难以辨认的“上帝的手迹” 419
8.6跨世纪的伟大“工程”——科学与技术的综合及其特点 432
●分子生物学与生物工程的产生 432
●遗传密码的破译与基因工程的产生 432
●生物工程：技术？还是科学？ 432
●一个必须引起高度重视的趋势：科学技术化和技术科学化 432
●人类认识史的飞跃及其主要经验 447
●从“无人区”到“大都市” 447
8.7从控制论看自然科学与人文社会科学的结合 447
●进军“无人区” 447
●天才游荡者的猛醒 447
8.8综合技术将使未来的汽车更轻巧、更美观、更舒适 462
●从达·芬奇的奇想到“奔驰”的成功 462
●福特的发明与汽车技术体系的形成 462
●新的技术综合与汽车发展的前景 462
●丁肇中的“恐慌”与“希望” 481
●贝尔和贝尔实验室 481
●卡文迪许与卡文迪许实验室 481
●两位培根和他们的实验思想 481
9.1实验室：现代文明的发祥地 481
第9章 证明的智慧 481
9.2“四色定理”及数学证明的意义 505
●百年难题的解答与由此而提出的新难题 505
●数学证明有利于数学的自我发展，这种发展不仅仅是生产“智能奢侈品” 505
●数学实验能帮助人们超越科学技术条件的制约，超越的结果，往往导致“笔尖下的新发现” 505
●数学模拟能帮助人们克服物质手段的缺陷，径直到达理想研究的目的 505
●“我们在月球上散步了” 517
●二三百亿美元的大“赌”——“搏” 517
●走出“摇篮”的非凡力量与智慧 517
●走出“摇篮”的早期理论论证 517
9.3阿波罗登月：来自太空与超越太空的证明 517
9.4神农尝百草与当代化学药物的新挑战 540
●对药物进行科学定义，并考察它的特点、用药方式及其对人体的作用 540
●设想新分子，探索活性物质 540
●药效、结构与活性的几种证实方法 540
●对超前证实等方式的思考 540
●时间之箭：“在某种意义上标志着科学的传统看法的终结” 548
●时间之箭的新发现：热力学与熵 548
●问题的由来与玻尔兹曼之死 548
9.5时间之箭的艰难证明 548
9.6夸克：没有“发现”的发现 558
●粒子：从“小家庭”到大家族 558
●盖尔曼的“粒子周期表” 558
●“大自然的恶作剧”——神秘的夸克 558
●已经登场的夸克和应该引起的思考 558
●向海洋进军：梦想与希望 561
●蓝色的聚宝盆 561
●“聪明地去了解海洋”——海洋考察 561
10.2海洋：不再是一个传说中的龙王爷的世界 561
●1961年，激光焊接视网神经；1962年，一束激光从地球射到月球上 569
●是特殊现象？还是必然趋势？ 569
9.7激光：价值证明的典范 569
●1958年，肖洛、汤斯打破41年的沉寂 569
●1960年，梅曼成为世界上第一台激光器的发明人 569
第10章 开发的智慧 584
●处理信息：信息科学与信息技术 585
●应用之妙，在机更在人 585
●传递信息：Internet、信息高速公路及其它 585
●捕捉信息：经验、知识与传感技术 585
●信息：尚待深入认识的财富 585
10.1信息：当代最大的财源开发领域 585
10.3太空：人类新文明的方向 613
●太空：人类活动的新空间 613
●卫星：太空开发的先驱与典范 613
●空间站与航天飞机 613
●探测太阳全系，观测1亿个银河 613
●日趋成熟的开发技术 637
●迎接新的能源革命 637
10.4新能源开发，大有可为 637
●不断发现的新能源 637
10.5机器人：人类智力的进步与人工智能的开发 653
●可训练的手 653
●有“感觉”的机器人 653
●智能机器人 653
●机器人：不是童话故事中的角色 653
●深刻的矛盾与深远的意义 668
●希望与迷惘 668
●营养学家忠告：食物中营养素的含量已经低到了危险的程度 668
10.6农业：从“温饱产业”、“滞后产业”走向“健康产业”、“前沿产业” 668
10.7生命：当代与未来新文明的主角 682
●微生物开发 682
●仿生技术 682
●人类基因破译——传给21世纪的最大财富 682
10.8最高的荣誉属于谁——诺贝尔与诺贝尔奖断想 699
●火药、炸药、安全炸药 699
●“改良”与“革命” 699
●“技术扩散比技术创新更重要 699
●科学奖、文学奖、和平奖、经济学奖 725
后记 725