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第一章 数学13

1.1 数学概述13

1.1.1 什么是数学14

1.1.2 数学的分支科学15

1.1.3 数学在自然科学的地位16

1.1.4 现代数学的发展趋势16

1.2 数学的魅力18

1.2.1 诱人的猜想18

1.2.2 神奇的预言20

1.2.3 美妙的和谐21

1.2.4 惊人的简洁24

1.3 古代数学25

1.3.1 数学的起源与早期发展25

1.3.2 古代数学的发展26

1.3.3 中国古代数学家的重要贡献29

1.4 近代数学32

1.4.1 近代数学概观32

1.4.2 17世纪微积分的创立32

1.4.3 非欧几何33

1.5 20世纪的数学35

1.5.1 数学建模35

1.5.2 控制论37

1.5.3 模糊数学38

1.6 数学文化40

1.6.1 数学家大会与数学奖项40

1.6.2 数学人物42

1.6.3 数学之谜47

第二章 物理学49

2.1 物理学概述49

2.1.1 什么是物理学49

2.1.2 物理学的分支学科49

2.1.3 物理学与自然科学和高新技术50

2.1.4 物理学与社会进步51

2.2 经典物理学的建立与发展51

2.2.1 经典力学51

2.2.2 热力学统计物理学53

2.2.3 经典电动力学54

2.2.4 光的电磁理论55

2.3 20世纪初物理学的革命与近代物理学56

2.3.1 经典理论的困难56

2.3.2 19世纪末物理学的三大发现56

2.3.3 物质观的革命——量子论59

2.3.4 时空观的革命——相对论64

2.4 现代高新技术的物理基础67

2.4.1 激光技术67

2.4.2 光纤通信技术68

2.4.3 核技术70

2.4.4 新材料技术74

2.4.5 新能源技术74

2.4.6 扫描隧道显微技术75

2.4.7 空间技术76

2.5 当代物理学的重大基本问题76

2.5.1 宇宙的起源和演化77

2.5.2 物质的结构层次和基本单元79

2.5.3 黑洞与暗物质和暗能量83

2.5.4 不解之谜85

第三章 化学86

3.1 化学概述86

3.1.1 什么是化学86

3.1.2 化学研究的特征87

3.1.3 化学的分支学科87

3.1.4 化学与社会发展88

3.2 化学的发展历史89

3.2.1 化学发展的主要阶段89

3.2.2 化学史上的名人及贡献91

3.2.3 中国化学简史94

3.3 化学与社会95

3.3.1 化学与材料95

3.3.2 化学与环境97

3.3.3 化学与信息99

3.3.4 化学与能源102

3.3.5 化学与医药106

3.4 化学与生活111

3.4.1 化学与衣着111

3.4.2 化学与食品115

3.4.3 化学与居住117

3.4.4 化学与交通120

3.5 化学的未来122

3.5.1 未来化学的作用和地位122

3.5.2 21世纪化学的发展方向125

第四章 生命科学127

4.1 生命科学概述127

4.1.1 什么是生命科学127

4.1.2 生命科学的分支学科128

4.1.3 现代生命科学的发展129

4.2 生命的物质和结构基础130

4.2.1 生命的物质基础130

4.2.2 生命的结构基础134

4.3 遗传与人类基因组计划142

4.3.1 遗传的物质基础143

4.3.2 人类遗传病及防治145

4.3.3 人类基因组计划148

4.4 生物技术及其应用151

4.4.1 基因工程151

4.4.2 细胞工程153

4.4.3 酶工程156

4.4.4 微生物工程158

4.5 生物的进化160

4.5.1 生命的起源160

4.5.2 生物的进化162

4.6 生命与环境166

4.6.1 生态系统166

4.6.2 人和生物圈168

第五章 地理学172

5.1 地理学概述172

5.1.1 什么是地理学172

5.1.2 地理学的研究特点172

5.1.3 地理学的学科体系173

5.1.4 地理学的重要地位173

5.1.5 地理学的发展趋势174

5.2 地球的宇宙环境174

5.2.1 广阔无垠的宇宙174

5.2.2 地球的家族成员176

5.2.3 地球的运动180

5.3 神奇的地球183

5.3.1 地球的物理性质及圈层结构183

5.3.2 地壳与地表形态187

5.3.3 天气变化与气候分布192

5.3.4 海洋水与陆地水201

5.3.5 生物、土壤与自然地理环境的地域分布规律204

5.4 地理与生活206

5.4.1 日常生活206

5.4.2 人在旅途208

5.4.3 国民经济211

5.4.4 灾害防治211

第六章 信息科学216

6.1 信息科学概述216

6.1.1 信息科学的历史216

6.1.2 信息科学的研究内容217

6.1.3 信息科学的发展217

6.2 信息论221

6.2.1 信息论的历史222

6.2.2 信息论的研究内容222

6.2.3 信息论的应用224

6.2.4 信息论的创始人——香农224

6.3 控制论225

6.3.1 控制论概述226

6.3.2 钱学森与控制论228

6.3.3 控制论的应用229

6.3.4 控制论的先驱——维纳231

6.4 计算机科学233

6.4.1 计算机科学概述233

6.4.2 计算机科学的主要领域235

6.4.3 计算机应用技术238

6.4.4 计算机科学之父——阿兰·图灵247

6.5 仿生学249

6.5.1 仿生学的诞生249

6.5.2 仿生学的研究方法与内容250

6.5.3 仿生学的研究范围251

6.5.4 仿生学的现象252

6.6 系统工程253

6.6.1 系统工程概述253

6.6.2 系统工程的应用254

6.6.3 系统工程的发展255