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第一编科学、技术基本概念与原理3

第一章科学技术纵横谈3

第一节科学和技术的基本概念3

一、科学概论3

目 录3

二、技术论5

三、科学和技术的相互关系6

（一）科学技术创新的基础6

（二）技术——科学生长的沃土8

第二节科学与技术体系11

一、科学体系的形成11

二、技术体系的形成14

（一）纵向的部门结构16

三、现代科学技术的体系与结构16

（二）横向的层次结构17

（三）现代科学技术系统的总体结构17

第三节当代自然科学的重大基本问题18

一、物质构成之谜19

二、宇宙的起源及演化23

（一）历史的回顾25

（二）现代宇宙学的诞生26

（三）宇宙膨胀的发现26

（四）宇宙的年龄27

（五）轻元素的起源27

（六）微波背景辐射28

（七）宇宙的物理演化史28

三、地球的起源、演化与地球大系统29

（一）地球的起源与早期过程30

（二）地球的演化31

（三）地球大系统33

四、生命与智力的起源和进化35

（一）生命的本质35

（二）生命的起源40

（三）人类智力的起源与进化41

五、非线性科学和复杂性研究43

第四节当今六大高新技术领域44

一、新材料及其加工技术44

（一）第二个石器时代——现代陶瓷45

（二）电阻为零的超导材料46

（四）胜过“天然”的人造纤维47

（三）轻而坚的复合材料47

（五）智能材料可能产生技术奇迹48

二、现代制造及工程技术49

三、电子和信息技术50

（一）什么是数字化信息革命50

（二）数字化信息革命是一场综合性高技术革命51

四、现代生物技术——当代高技术的最前沿54

五、现代交通运输及航天技术55

（一）一喷而起的火箭56

（二）太空穿梭的航天飞机57

（三）满天星斗的人造卫星57

六、能源和环境技术59

第一节科学精神概述63

一、科学是一种重要的精神生产和精神产品63

第二章科学精神63

二、马克思主义与科学精神的一致性64

第二节科学精神的基本内容66

一、科学的求实求真精神66

（一）事实是科学的依据66

（二）“眼见为实”与实践标准68

（三）科学是追求真理的过程69

（四）真理是不可穷尽的71

（五）求实与求真的统一72

二、开拓创新精神74

（一）没有创新就没有科学74

（二）敢于标新立异，又不盲目怀疑75

（三）为创新创造良好的条件77

（一）竞争是科学发展的重要动力78

三、竞争与协作精神78

（二）依靠集体的智慧攀登高峰79

第三节规律意识与理性精神81

一、从非理性社会到理性社会是人类文明史的伟大转折81

二、从“地心说”到“日心说”——规律意识和理性精神的诞生82

三、从“君本位”到“人本位”——人类进入理性社会的标志83

四、规律的重要特征：普遍性和本质性84

五、关于文化的三个层次85

六、在观念的转变上，要防止精神家园带来的误区86

七、科学精神——科学家价值观念的集中体现88

第四节弘扬科学精神90

一、反对迷信、反对伪科学90

二、科学与迷信的根本对立91

第一节科学方法概述98

第三章科学方法98

第二节观察和实验方法102

一、观察方法及其类型和原则103

二、实验的方法及其特点110

第三节想象、直觉和灵感118

一、想象——科学探索的先导118

（一）想象方法的基本形式120

（二）想象方法在科学研究中的作用125

二、直觉和灵感128

（一）直觉、灵感的特征129

（二）直觉、灵感的实质132

（三）直觉、灵感方法的应用136

第四节逻辑方法137

（一）比较、分类方法的特点和作用138

一、比较和分类138

（二）应用比较——分类方法应遵循的原则143

（三）比较——分类法综述148

二、归纳法和演绎法149

（一）归纳法149

（二）演译法158

（三）归纳和演译的辩证关系162

三、分析法和综合法168

（一）分析法168

（二）综合法177

（三）分析和综合的关系185

第五节假说189

（一）假说的来源190

一、假说及其特征190

（二）假说的不同类型192

（三）假说的特征193

二、假说的提出及其作用195

（一）提出假说应遵守的原则195

（二）形成假说的一些启发性原理196

（三）假说的科学价值198

（四）由科学假说到科学真理201

第四章现代科学理论及方法207

第一节系统论及方法207

一、系统208

二、系统论210

（一）系统论的产生210

（二）系统论的基本原理211

三、系统方法214

（一）系统方法的概念214

（二）系统方法的原则214

四、系统方法的应用举例216

（一）系统方法在“大系统”科学中的应用216

（二）系统分析和决策217

五、系统工程219

（一）什么是系统工程219

（二）系统工程的基本原则220

（三）系统工程的具体方法221

第二节信息论及方法223

一、信息223

（一）信息的概念223

（二）信息的特点224

（三）信息的分类225

二、信息论226

（一）信息论的产生226

（二）申农信息模型226

（三）信息量和负熵228

（四）信息的传输229

三、信息方法230

（一）何谓信息方法230

（二）信息方法的特点230

（三）信息方法的步骤231

（四）信息方法的作用232

四、信息论的应用233

（一）信息论与分子生物学233

（三）信息论在管理和决策的应用234

（二）信息论与医学234

五、从信息论到信息科学235

（一）信息科学的基本内容235

（二）信息科学的研究进展236

第三节控制论及方法238

一、控制238

（一）控制的含义238

（二）可能性空间与选择239

（三）控制的方式240

二、控制论242

（一）控制论的基本原理242

（二）控制系统与控制论系统245

（二）功能模拟方法246

三、控制论的基本方法246

（一）控制论方法的基本特点246

（三）黑箱方法247

（四）反馈方法249

四、控制论及其方法的应用250

（一）工程控制论250

（二）生物控制论251

（三）社会经济控制论253

（四）智能控制与人工智能255

第四节突变理论及方法256

一、突变与突变模型256

二、突变理论的基本内容257

（一）稳定机制257

（三）势函数曲线258

（二）动态图258

（四）尖顶突变模型259

三、突变理论的哲学及方法论意义259

（一）突变理论圆满回答了渐变与突变问题259

（二）突变理论考察了必须过正与不须过正问题260

四、突变理论及方法的应用260

（一）在自然科学领域中的应用260

（二）在社会领域内的运用261

第五节耗散结构理论及方法261

一、耗散结构理论的提出261

二、耗散结构263

三、耗散结构的形成和形成条件264

（二）系统必须远离平衡态265

（一）系统必须是开放系统265

（三）系统内部必须存在非线性相互作用266

（四）涨落导致有序266

四、耗散结构理论及其意义267

（一）耗散结构理论首先体现在对时间问题的探索上267

（二）耗散结构理论讨论了结构有序和无序、平衡和不平衡、稳定和不稳定这几对矛盾相互转化的规律问题268

（三）耗散结构理论还着重讨论了非平衡系统中简单和复杂、局部和整体的辩证关系269

（四）耗散结构理论还着重讨论和非决定、动力学和热力学的关系问题270

五、耗散结构理论的作用271

（一）在自然科学中的应用271

（二）在社会科学领域内的应用271

第六节协同学及方法274

一、协同学的形成274

（一）序参量275

二、协同学的基本概念与内容275

（二）相变与协作现象276

（三）对称性破缺277

（四）涨落与驰豫参量277

（五）绝热消去原理278

（六）自组织与自组织机制279

三、协同学的主要结论281

（一）系统内部的随机涨落是推动系统进行转变的决定因素281

（二）序参量之间的协同与竞争决定着系统从无序到有序的演化过程281

（三）自组织系统的进化由系统的序参量决定282

四、协同学的哲学及方法论意义282

（一）善于从矛盾的个性中把握共性283

（二）协同学巧妙地运用了类比的研究方法284

（一）在自然科学领域的应用285

五、协同学的应用285

（二）协同学在社会领域的应用287

第七节混沌学及方法289

一、混沌学的产生289

（一）彭加勒对混沌的早期探索289

（二）混沌理论的形成291

二、混沌学的基本内容293

（一）动力学系统293

（二）分叉294

（三）对初值的敏感依赖性294

（四）分形296

（五）奇怪吸引子296

（六）混沌的形成298

（一）模型的建立299

三、混沌学的研究方法299

（二）理论描述300

四、混沌学及方法在现代科学中的应用302

（一）混沌与物理学302

（二）混沌学与数学304

（三）混沌学与生物学304

（四）混沌学在经济领域的应用305

第五章科学技术发展简史307

第一节古代的科学技术307

一、古代中国的科学技术307

（一）以元气说为代表的自然学说308

（二）以农、医、天、算为代表的实用科学308

（三）以四大发明为代表的实用技术309

（一）发达的自然哲学311

二、古希腊的科学技术311

（二）辉煌的科学技术成就313

第二节近代科学的兴起和发展316

一、从哥白尼到开普勒的天文学革命316

（一）哥白尼阐述日心说316

（二）布鲁诺传播和发展日心说317

（三）伽利略验证和维护日心说317

（四）开普勒丰富和完善日心说318

二、从伽利略到牛顿的力学革命318

（一）伽利略为经典力学奠定基础319

（二）开普勒等人为经典力学的建立铺平道路320

（三）牛顿建立起经典力学大厦321

（一）数学322

三、近代数学和自然科学的发展322

（二）天文学326

（三）物理学328

（四）化学332

（五）生物学335

（六）地质学337

第三节近代技术革命338

一、蒸汽机的发明和应用338

二、电气技术的发展339

三、内燃机的出现340

四、电信技术的兴起341

第四节现代自然科学的成就342

一、现代科学革命的先驱——物理学革命342

（二）三大发现343

（一）两朵“乌云”343

（三）相对论的创立345

（四）量子力学的建立347

二、现代数学的新进展350

三、现代物理学的新领域352

（一）原子核物理学352

（二）基本粒子物理学353

（三）凝聚态物理学355

四、现代化学的建立355

五、现代生物学的兴起357

六、现代天文学的发展360

（一）天文学发展的几个阶段360

（二）现代天文学的重要分支361

第五节现代技术革命的兴起362

第六章现代科学技术发展趋势与展望366

第一节20世纪科技发展趋势366

一、科学技术加速发展与急剧变革趋势366

二、科学技术发展的整体化趋势367

三、科学、技术、生产一体化趋势369

四、科学技术与社会科学的结合互动370

第二节21世纪科技发展展望371

一、科学技术发展和转化速度，将更为迅速，规模更为宏大371

二、科学技术发展，不仅继续向微观深入，而且走向宏观系统，走向复杂和综合371

三、科学技术发展更加社会化、国际化372

四、科学技术发展的社会影响将空前广泛，愈加深刻372

一、科学与社会关系的认识过程375

第一节科学与社会的相互关系375

第七章 自然科学与社会发展375

第二编科学技术与社会发展概述375

二、科学对社会的作用和影响376

三、社会对科学的作用和影响378

第二节科学与经济379

一、科学与经济的相互关系的认识过程379

二、科学与经济的相互促进作用380

（一）科学对经济的促进作用380

（二）经济发展对科学的作用381

第三节科学与哲学382

一、科学与哲学的关系382

（一）科学与哲学的区别382

（二）科学与哲学的联系383

二、科学推动哲学发展384

三、哲学对科学的发展起到指导作用385

第四节科学与伦理387

一、科学与伦理的关系387

二、科学与伦理之间的矛盾388

第五节科学与政治389

一、科学与政治的区别和联系389

二、科学对政治的影响392

三、政治对科学的影响393

第六节科学与教育395

一、科学的教育功能395

二、科学与教育的社会互动396

第七节科学与宗教398

一、科学与宗教的渊源398

二、科学与宗教的本质区别399

三、正当宗教和鼓吹封建迷信的邪教的区别400

第八节科学与艺术401

一、科学与艺术的渊源401

二、科学和艺术的区别与联系402

三、科学对艺术的影响403

四、艺术对科学的作用404

第八章技术与社会发展406

第一节技术革命对产业革命的影响406

一、技术革命与产业革命的涵义406

二、历史上的三次技术革命406

三、技术革命推动产业的发展407

第二节技术与经济408

一、技术与经济的关系408

（一）技术对经济的正面作用409

二、技术对经济的作用409

（二）技术对经济的负面作用410

第三节技术创新与技术发明、技术改造及经济增长411

一、技术创新的涵义411

二、技术创新的内容412

三、技术创新推动经济增长412

第四节技术与文化414

一、技术与文化的关系414

二、技术与文化的一体化415

第五节技术与军事418

一、技术与军事的关系418

二、现代高技术对军事发展的作用420

一、可持续发展的提出422

第六节技术与可持续发展422

二、技术对可持续发展的作用423

第七节技术与伦理424

一、技术与伦理的特性424

二、生物医学技术与传统的伦理道德的矛盾425

（一）生殖技术与伦理425

（二）性别鉴定、人工流产技术与伦理425

（三）器官移植技术与伦理426

（四）安乐死技术与伦理427

（五）遗传工程技术与伦理427

第八节技术悲观主义和技术乐观主义428

一、现代科学技术带来的问题428

（一）医疗技术的发展使人口增长的速度过快428

（三）化工技术的发展给环境带来污染429

（二）煤炭、钢铁等工业技术的发展使能源资源出现危机429

（四）军事技术的发展产生核战争的威胁430

二、技术悲观主义和技术乐观主义430

（一）技术悲观主义的基本观点430

（二）技术乐观主义基本观点431

（三）技术悲观主义和技术乐观主义在“克隆”和“电脑代替人脑”问题上的分歧431

（四）对技术悲观主义和技术乐观主义观点和主张的评价432

第九节企业技术引进与技术开发433

一、企业技术引进与技术开发的涵义433

二、企业如何进行技术引进和技术开发433

三、促进企业技术开发要做的工作435

第十节技术进步与市场机制、企业437

一、市场机制与技术进步437

二、企业与技术进步438

第十一节技术开发与管理440

一、技术开发与管理440

二、技术开发与决策441

三、技术开发与市场营销442

四、技术开发的力量布局443

第九章科学技术、人才与知识经济444

第一节科学技术与人的现代化444

一、科学技术推动教育现代化445

（一）普及全民教育445

（二）传递科学技术知识446

（三）实现科学技术知识的再生产447

（四）为经济建设服务447

二、科学技术推动思想意识现代化448

（五）促进人的全面发展448

（一）科学意识449

（二）民主和法制意识450

（三）自主意识450

（四）人才和效率意识451

（五）追求真、善、美统一的意识452

（六）改革和开放意识453

三、现代思维方式的内容及特征454

（一）系统思维方式454

（二）整体与部分的统一455

（三）定性化与定量化的统一456

（四）精确性与模糊性的统一457

（五）决定论与非决定论的统一458

（一）现代公民的素质459

一、现代公民的科学素质459

第二节科技人才与科学素质459

（六）多向性思维459

（二）现代公民的科学素质460

二、科技人才的发现与培养461

（一）什么是科技人才461

（二）科技人才的作用462

（三）科技人才的发现462

（四）科技人才的选拔464

（五）科技人才的培养465

三、科技人才素质与企业技术创新466

（一）企业技术创新对科技人才素质的要求466

（二）我国科技人才的突出弱点及其成因467

（三）提高科技人才综合素质的方法468

（二）知识经济时代企业管理的中心环节469

四、职工培训与企业管理469

（一）知识管理的出现469

第三节科学技术与知识经济470

一、知识及其社会作用470

（一）知识的内容470

（二）知识的作用471

二、知识经济与知识经济时代472

（一）什么是知识经济472

（二）知识经济时代的特征473

三、数字化信息革命对知识经济的作用474

（一）什么是数字化信息革命474

（二）数字化信息革命的技术474

（二）知识管理是知识资本的核心476

四、知识资本与知识管理476

（一）什么是知识资本476

五、迎接知识社会的到来477

（一）什么是知识社会477

（二）知识社会展望477

第四节数字化革命与网络经济479

一、网络经济的含义479

二、网络经济的一些基本特征481

（一）新的市场观念481

（二）边际成本递减的法则481

（三）服务的个性化482

（四）世界经济的一体化482

（五）知识经济与网络技术的结合483

三、网络经济带来的机遇和挑战483

（一）网络利益484

（二）网络生存485

（三）网络经济为我国的经济发展提供了机遇486

第十章科技政策487

第一节科技政策制定的基本原则487

一、政策的针对性487

二、政策的清晰性488

三、政策的系统性489

四、政策的时效性490

五、政策的两重性491

第二节科技政策制定的科学方法492

一、历史的方法494

二、比较的方法494

（一）科研计划立项前的工作496

第三节科技工作的全程管理体系496

一、科研计划立项496

（二）项目申报要点及程序498

（三）项目评审程序498

二、科研计划的实施与管理499

（一）科研计划项目的合同管理500

（二）自然科学基金项目与国家科委项目的管理500

三、科研计划项目的鉴定与验收500

（一）检测鉴定501

（二）验收鉴定501

（三）专家评议501

四、科研经费的管理502

（一）技术开发项目的立项503

五、科研项目的开发503

（二）技术开发项目的实施504

（三）技术开发项目的鉴定或验收504

六、科技成果的管理505

（一）科技成果管理的内容505

（二）科技成果管理的范围505

第四节我国的基本国策：科教兴国与可持续发展战略506

一、中国科教兴国战略506

（一）世纪性的历史选择506

（二）科教兴国战略要点507

二、具有中国特色的可持续发展战略508

三、可持续发展战略与科教兴国战略的关系510

第五节国内外的科技政策510

（一）美国511

一、世界一些国家的科学技术政策511

（二）苏联和俄罗斯513

（三）日本515

二、中国科学技术政策516

（一）政策反思516

（二）论21世纪中国科学技术政策518

第十一章科学技术立法与知识产权保护522

第一节我国科技立法的历史与现状522

一、从1949年到1976年的“两起两落”522

二、从1977年到1984年的复兴酝酿523

（一）关于科技成果奖励方面的有：523

三、从1985年迄今的迅速发展524

（三）关于科技人员管理方面的有：524

（二）关于科技成果管理方面的有：524

第二节国外科技立法概况527

第三节科技发展与知识产权保护529

附：我国知识产权法律制度简介530

一、商标法简介531

（一）商标法的概念531

（二）商标法的基本原则531

（三）假冒商标罪的刑事责任533

二、专利法简介534

（一）专利及其特征534

（二）专利制度与专利法的产生535

三、著作权法简介535

（二）著作权的产生536

（一）著作权的概念536

（三）著作权的性质与特点537

（四）制定著作权法的目的537

（五）著作权法与其它法律的关系538

（六）著作权法的效力539

第十二章我国科技事业蓝图540

第一节我国科技工作的发展战略及部局540

第二节我国科技工作的方针与计划543

一、星火计划544

二、863计划545

三、火炬计划548

（一）计划的性质与宗旨548

（二）计划的主要目标（2000年）549

（三）计划的主要内容550

四、攀登计划551

五、973计划552

第三节深化科技体制改革553

第三编 现代科学技术分类概述557

第十三章现代生物技术557

第一节生物技术的概念及发展简史557

一、生物技术的概念557

二、生物技术发展简史560

第二节现代生物技术的主要内容（基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程）561

一、基因工程562

（一）关于基因工程的基本程序562

（二）基因工程的基本技术563

（三）基因工程的成就与研究展望565

（一）细胞工程的发展简史567

二、细胞工程567

（二）细胞工程的主要技术领域569

三、酶工程570

（一）酶工程概述570

（二）固定化酶与固定化细胞571

（三）酶工程的发展现状与展望573

四、发酵工程574

（一）发酵工程的概述574

（二）发酵技术的特点及其应用575

（三）发酵工程的展望及前景576

第三节破译人类基因之谜：人类基因组计划576

（一）“工程造血生长因子”的成功579

（二）重组人碱性成纤维细胞因子（bFGF）的研究579

一、现代生物技术在我国的发展579

第四节现代生物技术的应用及发展趋势579

（三）无性繁殖（克隆）动物与转基因动物580

（四）太空粮经作物育种结硕果580

（五）抗虫转基因水稻构建成功581

（六）“工程小麦”581

（七）大豆分子育种有新突破581

（八）我国螺旋藻生产居世界前列582

（九）地学生物工程研究取得新进展582

二、国际上生物技术的发展趋势583

三、生物技术发展远景584

第五节生物技术的伦理问题及安全性问题584

一、医疗人生589

第六节生物技术产业化589

二、农业591

三、食品工业591

（一）甜味剂591

（二）饮料酒生产592

（三）食用色素592

（四）维生素或氨基酸添加剂592

（五）单细胞蛋白592

（六）味精592

（七）一些特殊酸在食品工业上的应用592

四、能源工业592

（二）提高酒精发酵效率593

（三）再生能源593

（一）三次采油593

（四）生物氢和生物燃料电池594

第十四章现代医学与健康教育595

第一节现代医学主体的知识结构595

一、现代医学构成的改变及其根源595

（一）现代医学构成的改变595

（二）现代医学构成变化的根源596

二、现代医学主体应具备的知识结构597

（一）具有扎实的科学文化基础知识597

（二）必备的医学专业知识——“生命科学”和“保健科学”系列知识597

（三）具有“哲学和社会科学”系列知识598

（四）具有“数学和技术科学”系列知识598

三、建立合理知识结构的途径和方法599

（一）充分利用在校期间的有利时机和条件系统学599

（二）抓住在职期间的进修轮训机会重点学599

（三）坚持平时个人自学600

第二节高科技与医学的结合601

一、基因工程放异彩601

二、激光医学602

三、医用高分子材料603

四、更新换代的医用内窥镜604

五、现代化的中药生产604

（一）中药资源的开发604

（二）中药材的贮养护605

（三）中药的炮制605

（四）中成药的生产605

（五）中药的质量控制606

（一）模型与模式607

一、医学模式的概念607

第三节现代医学模式的转变607

（二）医学模型与医学模式608

二、医学模式的产生609

三、现代医学模式610

第四节医学诊断新技术613

一、新的化验方法与影像技术613

（一）超声显示像诊断614

（二）X射线计算机断层摄影仪614

（三）核磁共振、计算机断层摄影仪615

二、抗菌素与化学治疗615

三、外科手术治疗上的发展616

（一）国内的情况617

一、医学生物技术617

第五节医学生物技术与人工器官医学工程617

四、原子能、激光、电脑对医学的贡献617

（二）国外的情况619

二、人工器官医学工程620

（一）人工器官（Artificial Organs）620

（二）心血管系统621

（三）泌尿系统622

（四）消化系统623

（五）运动系统624

第六节工程药物研制与生物制药产业625

一、工程药物的发展现状625

（一）国外生物工程药物高新技术发展现状625

（二）国内现状625

（三）对于国内研制生物工程药物的必要性与可能性626

二、异军突起的生物制药产业627

第七节健康教育与人群保健630

一、健康教育的概念630

二、健康教育学理论的建设问题632

三、人群保健633

（一）儿童保健633

（二）青年人保健634

（三）中老人保健635

（四）老年人保健635

第八节控制人口与计划生育635

一、实行计划生育636

二、我国现阶段人口政策636

三、计划生育的行政管理体制637

四、计划生育的宣传工作637

（一）主要成绩：638

五、我国实行计划生育取得的成绩及意义638

（二）意义639

第十五章新材料技术641

第一节材料的概念与分类641

一、材料的概念及其发展641

二、材料的分类641

第二节高性能金属材料642

一、铝及其合金642

二、金属玻璃643

三、有前途的金属——钛644

四、记忆合金644

五、最轻的金属——锂645

一、多彩的陶瓷材料647

第三节神奇的无机非金属材料647

（一）敏感陶瓷648

（二）不能摔破的陶瓷材料648

二、光导纤维649

三、能发电的玻璃649

第四节优越的高分子材料650

一、高分子材料的应用及发展650

二、通用高分子材料651

（一）塑料651

三、功能高分子材料及发展654

（一）离子交换树脂654

（二）螯合树脂654

（三）高分子分离膜654

（七）吸水性高分子材料655

（六）光电高分子材料655

（五）光电导高分子材料655

（四）医用高分子材料655

四、有机高分子新材料656

第五节取长补短的复合材料657

一、金属基复合材料657

二、碳纤维的内功659

三、迅速繁衍的复合材料家族660

第六节改变世界的信息材料661

一、新型半导体661

二、超晶体元件662

三、光导纤维663

四、聚合物光盘664

（一）超导材料的发现与发展665

一、超导材料665

第七节层出不穷的新功能材料665

（二）超导材料的优点666

二、医用功能材料667

三、环保材料应运而生668

四、核能材料669

五、“经济实惠”——光电转换材料671

六、高密度电池672

七、材料科学技术的发展趋势672

第十六章能源技术674

第一节能源概况与能源结构674

一、能源的分类674

二、能源利用与能量转换677

（二）我国能源储量和分布678

三、能源的含量与分布678

（一）世界能源储量和分布678

四、能源在经济发展中的地位679

五、能源的发展战略680

第二节各具特色的新能源与能源新技术681

一、核能技术681

二、太阳能技术682

三、地热能技术683

四、风能技术683

五、海洋能技术684

（一）潮汐能利用技术684

（二）波浪能利用技术685

（三）温差能利用技术685

（四）盐差发电技术685

七、氢能——人类最终能源686

（五）海流能的利用686

六、生物质能技术686

第三节合理利用能源687

一、主要措施688

（一）节约能源688

（二）新能源和农村能源688

（三）节约原材料688

（四）资源的综合利用688

二、余热利用新技术689

三、洁净煤技术690

第四节现代节能技术691

一、节能——一个新行业691

（一）联合循环发电693

二、节能的新技术693

（三）节能控制技术694

（二）热电“联姻”694

（四）热力交换技术695

（五）储能新法696

（六）陶瓷材料的贡献697

（七）沸腾床燃烧698

（八）远红外加热698

第五节能源新技术发展展望与可再生能源的开发利用699

一、中国新能源及可再生能源的开发利用699

二、中国新能源和可再生能源利用的发展701

三、能源新技术的发展前景702

（一）建议合理的能源系统702

（三）控制污染，保护环境703

（二）节约能量，提高效率703

第十七章自动化与先进制造技术705

第一节自动化技术的概念及主要应用领域705

一、自动化概念705

二、自动化技术的发展及应用领域705

第二节自动化技术的发展前景709

一、工厂无人化709

二、扩大集成范围的CALS709

三、全局一盘棋的EI和VE711

第三节现代制造业的技术基础与发展模式713

一、柔性制造系统FMS713

二、最先进的生产方式CIMS714

二、CAD/CAM技术发展简史717

第四节计算机辅助设计和制造技术717

一、计算机辅助设计（CAD）与制造（CAM）概述717

三、CAD/CAM系统的组成及基本类型719

（一）大型机CAD/CAM系统720

（二）小型机CAS/CAM系统720

（三）工作站组成的CAD/CAM系统721

（四）PC微机组成的CAD/CAM系统721

四、CAD技术721

（一）二维机械工程图的设计721

（二）曲面造型的数学方法722

（三）实体造型723

五、CAM技术723

（一）计算机辅助工艺过程设计723

（二）数控机床725

（三）CAD/CAPP/CAM集成化726

第五节机电一体化727

一、机电一体化的涵义与重要性727

二、机电一体化产品分类728

三、机电一体化技术对机电产品的影响731

四、典型机电一体化产品简介732

第六节人工智能与智能机器人736

一、人工智能736

（一）人工智能和知识工程736

（二）探索人脑怎样工作的认知科学737

（三）使机器成为专家的专家系统738

（四）扫除人际交流障碍的机器翻译739

二、人工智能的应用研究739

（一）机器人的由来740

三、智能机器人740

（二）机器人的定义741

（三）机器人技术的进程742

（四）机器人技术展望745

（五）机器人的分类748

（六）智能机器人751

第十八章农业科学技术755

第一节农业的发展及农业科技的贡献755

一、农业的概念755

二、农业的发展755

（一）传统农业的概况756

（二）传统农业的发展757

三、现代农业的特点760

（一）持续农业的特点761

（二）持续农业的目标761

第二节持续农业与生态农业761

一、持续农业761

（三）中国持续农业如何发展762

二、生态农业763

第三节现代农业技术的发展764

一、设施农业765

二、薄膜技术766

三、微灌技术767

四、海洋农业768

第四节农业工程与农业机械化770

一、农业工程770

（一）历史的回顾770

（二）时代的需要与发展771

二、农业机械化772

第五节未来农业的展望776

一、适应农业776

二、非耕地农业777

三、环控农业777

四、工厂化农业777

第十九章交通运输和城市建设779

第一节交通运输的演变779

一、铁路运输779

二、公路运输780

三、水上运输781

（一）海洋运输781

（二）内河运输782

四、航空运输783

五、管道运输784

第二节高速公路与现代汽车785

一、现代高速公路785

二、卫星定位系统与电子地图786

三、公路收费自动化787

四、现代汽车大家族788

五、未来的智能安全车789

（一）预防性安全措施789

（二）避免事故的技术措施790

（三）减少损害技术和避免冲撞后灾害扩大技术790

第三节现代城市交通运输系统790

二、交通指挥中心与交通诱导791

一、立交桥与立体车库791

三、未来智能交通792

四、电动汽车与燃氢车793

五、太阳能汽车794

六、地铁与轻轨系统795

七、噪声、废气的污染797

第四节先进列车与高速铁路798

一、铁路与客车列车798

二、高速铁路799

三、摆式列车799

四、磁浮列车800

五、铁路隧道801

六、列车安全正点的保证802

一、水上运输系统803

第五节现代化的水路与海上航运和现代船舶803

二、海上航运804

三、现代船舶807

（一）新型高速船舶的发展现状807

四、我国船舶发展现状809

第六节现代空中旅行工具与航空运输809

一、最安全的旅行工具——飞机809

二、直升机811

三、飞行汽车812

四、航空运输系统813

（一）航线813

（二）航空机队813

第七节未来的运输工具814

（六）空中交通管制814

（四）机务维修814

（五）航空港814

（三）经营与管理814

一、未来交通运输技术展望815

二、未来的交通工具816

（一）呼之欲出的智能汽车816

（二）行星列车817

（三）管道列车817

（四）水下列车818

（五）新东方快车818

（六）未来的汽车818

（一）宜人的人居物理环境819

一、未来的居住区819

第八节面向未来的新型建筑819

（二）可防卫的交往空间820

（三）面向老龄化的社区环境设计821

（四）丰富多彩的生活环境设施821

（五）全新的交通观念821

（六）先进的物业管理系统822

（七）智能化的居住生活环境822

二、能源与建筑823

（一）节能显著的自我保温楼823

（二）仿白蚁塔的办公楼823

（三）墙上发电厂824

（一）抗震建筑825

（二）超节能住宅825

三、形形色色的各式建筑825

（三）保温住宅826

（四）可变式住宅826

（五）智能化的住宅826

第九节城市建设的现状及发展对策827

一、城市化与城市建设827

二、中国城市发展与规划828

三、城市与交通问题829

（一）道路容量不足829

（二）汽车增长速度过快830

（三）交通管理的水平低下830

（四）缺乏整体的交通发展战略831

（三）通信832

（四）居住条件832

（一）结构832

（二）交通832

四、第三代城市建设832

（五）用化学技术处理垃圾833

（六）新型墙壁833

五、迈向21世纪城市建设833

第二十章激光技术与纳米技术834

第一节激光与激光技术834

一、激光的特点834

（一）高亮度834

（二）单色性好834

（三）方向性强834

（二）光的受激辐射835

（一）光的自发辐射835

（四）具有良好的相干性835

二、激光的产生835

（三）粒子数反转836

（四）激光谐振腔836

第二节形形色色的激光器837

一、固体激光器837

二、气体激光器838

三、液体激光器838

四、半导体激光器839

五、化学激光器839

第三节激光的应用及产业化839

一、激光应用的分类839

（三）对组织进行烧灼和止血840

（四）对组织进行凝固和封闭840

二、激光在第一类应840

（二）对组织进行气化和融解840

（一）对组织进行切割和分离840

（五）对组织进行离焦照射841

（六）对穴位进行照射841

（七）肿瘤治疗841

（八）耳鼻喉科治疗841

（九）妇科治疗841

三、激光在我们工作和生活中的应用842

四、激光在艺术上的应用842

五、激光全息照相及其应用843

（二）激光照排机844

（一）激光打印机844

六、激光打印机、激光照排机、激光教鞭、激光彩色复印机844

（三）激光教鞭845

（四）激光通信845

（五）用激光来识别条型码845

七、激光的第二类应用就是激光作为科学研究的工具846

（一）X射线激光显微镜846

（二）原子力激光显微镜846

（三）激光探测海底石油846

（四）激光绘海图847

八、激光育种847

九、用激光实现人工降雨847

第四节遥测、遥控、遥感技术848

一、概述“三遥”技术848

十、激光雷达848

二、“三遥”技术的发展趋向850

（一）同计算机技术的关系越来越密切850

（二）由分立走向组合850

（三）信息传输通道的多路化850

三、应用851

（一）遥测技术的应用851

（二）遥控技术的应用852

四、遥感技术853

（一）遥感的概念853

（二）摇感技术的发展853

（三）遥感的作用854

（四）遥感的技术系统855

（五）遥感的分类：855

（七）遥感的应用857

（六）遥感技术的发展趋势857

（八）遥感的物理基础858

（九）遥感技术系统862

（十）遥感图像的种类864

第五节纳米技术的产生及研究范围866

第六节纳米技术的应用867

一、纳米材料的概念867

二、纳米材料的发现867

三、纳米材料制造方法867

四、丰富多彩的纳米材料868

（一）纳米仿生材料868

（二）纳米陶瓷材料868

（四）纳米电子材料869

（三）纳米磁性材料869

五、纳米武器870

（一）纳米信息系统870

（二）纳米攻击系统871

（三）纳米武器的超常性能871

第二十一章宇宙与天文学873

第一节从太阳与恒星说起873

一、太阳873

（一）黑子874

（二）耀斑875

（三）日珥875

（四）日冕875

二、恒星875

（一）引力收缩阶段876

三、恒星的生命演变876

（三）红巨星阶段877

（四）白矮星和中子星阶段877

（二）主序星阶段877

（五）恒星的归宿878

四、恒星的发光机制878

五、恒星的年龄和寿命879

六、恒星的“复活”880

七、“黑洞”881

第二节太阳系883

一、太阳系的组成883

三、行星的分类885

四、类地行星885

二、行星885

五、类木行星886

六、地月系888

七、日食与月食890

八、太阳系的运动892

（一）行星的运动892

（二）太阳的运动892

（三）太阳系中其他天体的运动893

九、太阳系的起源和演化893

第三节浩渺的银河系895

一、星系895

二、银河系概况895

三、巨星和矮星898

四、变星899

五、双星和聚星900

六、星团和星协901

七、星云和星际物质903

八、银河系的运动905

九、河外星系906

第四节宇宙的起源和宇宙学908

一、宇宙的起源和演化908

二、稳恒态宇宙学909

三、宇宙等级模型910

四、正、反物质宇宙模型910

五、暴胀宇宙学911

六、宇宙的无限性911

二、太阳物理913

一、概况913

第五节天体物理学913

三、行星物理914

四、恒星物理和星际介质物理915

五、星系物理916

第六节空间天文学917

一、概况917

二、γ射线天文学917

三、X射线天文学918

四、紫外天文学919

五、红外天文学919

六、哈勃太空望远镜920

二、射电天文学的重大发现922

（一）类星射电源（类星体）的发现922

第七节射电天文学922

一、射电天文学的兴起922

（二）分子谱线和星际脉泽的发现923

（三）射电脉冲星的发现923

（四）3K宇宙微波背景辐射的发现923

（五）双星系统中脉冲星的发现923

三、射电天文新技术923

（一）综合孔径射电望远镜924

（二）大天线技术924

（三）甚长基线干涉仪技术924

（四）脉冲星测量技术924

（五）分子谱线技术924

（一）宇宙大尺度结构和星系形成925

（二）类星体和活动星系核925

四、射电天文学的主要研究领域925

（三）星际分子云和恒星形成926

（四）脉冲星和恒星晚期演化926

（五）银河系大小和哈勃常数的测定927

五、射电望远镜927

第八节天外来客与地外生命探索929

一、不明飞行物（UFO）探索929

二、地外生命探索935

第二十二章航天与空间资源开发941

第一节空间：人类的第四环境941

第二节航天技术与空间开发技术942

一、航天技术的起源942

二、现代航天技术945

（一）航天的定义945

（二）航天技术发展的重要意义945

（三）如何登天946

（四）火箭的发射948

（五）中国火箭技术的发展949

（六）航天器技术951

（七）人造卫星技术958

第三节探索并开发利用太空969

一、探索月球971

（一）月球的环境和特点971

（二）登月计划972

（三）“阿波罗”号飞船登上月球972

二、探测火星974

（一）红色的星球974

（一）“麦哲伦”测绘金星975

三、探索金星、水星975

（二）火星生命之谜975

（二）“水手”探查水星976

四、探测类木行星976

（一）探测木星977

（二）造访土星978

（三）探测天王星和海王星978

五、探测小行星981

六、航天技术的使用效应982

第四节空间技术的发展趋势983

一、天地往返系统方面将有重大的突破984

二、人造卫星将得到更广泛应用和发展984

（一）遥感卫星将进一步大显身手984

三、应用卫星朝大小两个方向发展985

（二）通信卫星将进一步推进全球通信新时代985

四、大型空间站展翅遨翔肩重任986

五、重返月球创业986

第五节向无限的空间进军989

第二十三章大气与气象科学993

第一节大气与大气科学993

一、大气科学的研究内容993

二、大气科学的研究特点和学科分支995

（一）研究特点995

（二）学科分支997

三、大气科学的发展趋势和发展战略998

（一）发展趋势998

（三）战略措施999

（二）总体发展战略999

四、研究大气科学的意义1001

第二节天气与气候预测1002

一、天气与天气系统1002

二、天气预报1003

三、气象综合探测1004

四、数值天气预报1005

五、气候预测1006

（一）气候概念的发展1006

（二）气候变化的原因1007

（三）气候预测1008

第三节形形色色的气象灾害1010

一、气象灾害的基本特征1010

二、我国气象灾害及其防御措施1010

（一）干旱和雨涝1010

（二）低温与霜冻1012

（三）台风1014

（四）冰雹1016

三、气象减灾与可持续发展1017

第四节气候资源1018

一、气候资源的概念1018

二、气候资源的主要特性1019

（一）光、温、水的综合效应1019

（二）时段的有限性和无限循环性1019

（三）在时间上不仅有节律性的周期变化，而且还有异常性1019

（四）空间分布上的区域差异性1020

三、我国的太阳能资源1020

（一）太阳辐射1020

（二）光能资源的合理利用1021

四、我国的热量资源1022

五、我国的水资源1023

六、气候资源开发利用与保护1024

（一）合理利用气候资源发展农林牧业生产1025

（二）采取各种有效措施，提高防御灾害性天气的能力1026

（三）人工调控和改善农田小气候。1027

第五节全球性的气候异常1027

一、气候变暖1027

二、全球变暖对经济和社会的影响1028

三、厄尔尼诺与恩索1029

四、危尔尼诺产生的理论1031

（一）地热上升——“溢出”理论1032

（二）热水堆积——海面倾斜理论1032

（三）负反馈——瓦克环流理论1032

（五）气旋活动假说1033

（四）地球自转假说1033

（六）内外因相结合理论1034

五、恩索的影响1035

（一）对气候的影响1035

（二）对经济和社会的影响1036

第二十四章我们的地球1038

第一节地球的形成与主要特征1038

一、地球从星云中诞生1038

（一）太阳星云的形成1039

（二）太阳星云分化为原始太阳和星云盘1039

（三）星云盘演化为行星系——地球的形成1040

（一）地球的形状1041

（二）地球的结构1041

二、地球的主要特征1041

（三）地球主要的物理性质1043

三、地球上适合生命存在的条件1045

第二节科学认识地球1046

一、古代人看地球1046

二、近代人看地球和地球科学1047

三、今天的地球科学1048

第三节地球环境与生物资源1050

一、地球环境1050

（一）定义1050

（二）地球环境的结构和物质组成1050

（三）地球环境各部分的相互作用1051

二、生物资源1052

（二）生物资源的特性1053

（一）生物资源的概念1053

（三）生物资源的分类1056

（四）生物资源的合理开发利用、保护与发展1057

第四节地球矿产资源1061

一、矿产资源的概念1061

二、矿产资源的特点1061

（一）矿产资源主要是来自地壳的资源1061

（二）矿产资源不可更新1062

（三）矿产资源分布极不均匀1062

（四）矿产资源的共生或伴生性1062

三、我国矿产资源的储量和地理分布1063

（一）我国主要矿产资源的储量1063

（二）我国主要矿产资源的地理分布1064

（一）综合勘探、综合评价是矿产资源保护和合理开发利用的基础1065

四、合理开发利用矿产资源1065

（二）加强矿石物质组分研究和可行性研究，是合理开发利用矿产资源的重要环节1066

（三）适应矿产资源规律的体制改革，是合理利用矿产资源的保证1066

（四）减少资源直接损失1066

第五节合理利用土地资源1066

一、土地资源的概念1066

二、土地资源的经济学意义1067

（一）土地资源是人类基本的生产资料和生存的重要环境条件1067

（二）土地资源是人类获取主要生活资料和物质财富的源泉1068

（三）土地资源是构成人类社会生产关系的重要客体1068

三、我国土地资源的特点1068

（一）土地资源类型复杂多样1068

（二）土地资源丰富，但相对面积小1069

（四）不同适宜性土地的地区分布不均匀1070

（三）山地多，平地少，不宜农用的地多1070

（五）后备土地资源不足1071

四、土地资源的利用和保护1071

第二十五章海洋开发技术1074

第一节海洋资源1074

一、海洋中的化学资源1075

二、潮汐能和波浪能1077

三、海底矿藏资源1081

四、海洋油气资源1084

五、海底邃道，海底电缆和光缆1085

六、海洋倾废1087

第二节现代海洋科学1089

一、海洋科学1089

二、现代物理海洋学1091

三、现代生物海洋学1093

四、现代化学海洋学1095

第三节海洋开发的主要技术1097

一、海洋环境探测技术1097

二、海洋生物资源开发技术1098

（一）海洋渔业养殖技术1099

（二）海洋渔业增殖技术1101

（三）海藻及其食物资源的开发技术1102

（四）海洋农业牧化技术1104

三、海洋矿产资源开发技术1104

（一）海洋石油、天然气勘探技术1105

（二）海洋石油、天然气钻井技术1106

（三）海洋石油、天然气开采技术1107

（四）海洋石油、天然气储运技术1108

四、海洋工程技术1109

第四节我国海洋开发的发展趋势1109

一、我国海洋技术及其产业化概况1109

（一）海洋环境观测服务1110

（二）海洋生物技术及水产业1111

（三）海洋石油业1111

（四）海水资源利用1111

（五）大洋矿产1112

（六）海洋可再生能源发电1112

二、我国海洋高新技术和海洋产业发展的趋势1112

一、环境的含义1114

第一节环境1114

第二十六章环境保护1114

（一）宇宙环境（空间环境）1115

（二）地理环境1115

（三）地质环境1115

二、环境的基本类型1116

三、环境的基本特性1117

（一）整体性与区域性1117

（二）变动性和稳定性1117

（三）资源性与价值性1118

第二节环境科学与环境保护1118

一、环境科学1118

（一）环境科学的定义和内容1118

（二）环境科学的形成与发展1119

（三）环境科学分支1120

二、环境保护1122

（一）环境保护的目的、内容和任务1122

（四）环境科学的地位与作用1122

（二）环境保护是我国的一项基本国策1123

（三）环境保护基本国策必须长期坚持下去1124

第三节影响现代环境变化的主要因素1124

第四节全球性的环境问题1126

一、臭氧层变薄1126

二、温室效应1127

（一）地球变暖的原因1127

（二）地球变暖的影响1128

（一）全球性的酸雨问题1129

（二）我国的酸雨问题及其对策1129

三、酸雨1129

四、有毒化学品和危险废物污染1131

（一）警惕有毒化学品的污染1131

（二）加强危险废物的管理1132

五、水资源短缺1132

第五节中国人口压力与日益恶化的生态环境问题1133

一、我国人口的特征1134

（一）人口素质1134

（二）农村劳动力剩余问题突出1135

（三）区域人口发展的不平衡性1135

二、我国人口与环境关系的基本矛盾1135

（一）人均资源少1135

（二）经济发展的大国模式1136

（三）经济发展水平低与高速发展的影响1137

第六节保护生态环境与自然资源的开发利用1140

一、生态环境问题严峻1141

（一）森林资源贫乏1141

（二）草地退化严重1141

（三）耕地质量下降1141

（四）荒漠化现象严重1142

（五）生物物种减少1142

二、合理开发利用自然资源1143

第七节环保技术与环保产业1144

一、环保技术1144

（一）废水处理技术1144

（二）大气污染治理技术1147

（三）固体废物治理技术1150

二、环保产业1151

（一）生态农业技术1151

（二）绿色食品技术1153

（三）清洁生产技术1155

第八节自然灾害及其防治1157

一、自然灾害的特点1157

（一）区域性特点1157

（二）群发性特点1158

（三）周期性特点1158

（四）社会性特点1158

二、我国主要自然灾害概况1158

（一）干旱灾害1158

（三）冰雹灾害1159

（二）暴雨和洪涝灾害1159

（四）台风灾害1160

（五）低温冷冻灾害1160

（六）地震灾害1160

（七）滑坡灾害1161

（八）泥石流灾害1161

（九）水土流失灾害1161

（十）森林火灾1162

（十一）沙漠化灾害1162

（十二）中国的生物灾害1162

三、自然灾害的防治1162

（一）干旱的减灾对策1162

（四）台风灾害的减灾对策1163

（三）冰雹灾害的减灾对策1163

（二）暴雨与洪涝的减灾对策1163

（五）低温冻害的减灾对策1164

（六）地震灾害的减灾对策1164

（七）滑坡灾害的减灾对策1164

（八）泥石流灾害的减灾对策1165

（九）水土流失灾害的减灾对策1165

（十）森林火灾防治对策1165

（十一）沙漠化灾害的减灾对策1166

第九节依靠科学技术减灾1166

一、工程措施1166

二、非工程措施1168

第十节中国21世纪议程与全国生存环境建设规划1169

一、《中国21世纪议程》的主要内容1169

二、《中国21世纪议程》的特点1170

（一）生态环境建设的指导思想和奋斗勘目标1172

三、全国生态环境建设规划1172

（二）全国生态环境建设总体布局1173

第二十七章现代国防科技1176

第一节现代国防科技的含义和研究内容1176

一、现代国防科技的含义1176

二、现代国防科技研究的内容1177

（一）核武器1177

（二）常规武器装备1178

（三）军用卫星1178

第二节国防科技的重要作用1179

（一）在武器侦察和探测方面1179

一、加速武器装备现代化1179

三、现代军事技术发展的特点1179

（四）电子对抗技术1179

（二）在武器运载和射程方面1180

（三）在武器命中精度方面1180

（四）在武器的威力方面1180

（五）在武器的技术保障方面1180

二、促进军队指挥自动化1180

三、推动作战方式的变革1181

四、促使后勤保障向技术密集型发展1181

五、加快国防工程的构筑1182

六、进一步提高综合国力1182

第三节现代作战方式的革新1183

一、非接触性作战1183

（一）精确战1185

二、非线式作战1185

（二）点穴战1186

（三）瞬时战1187

（四）瘫痪战1187

（五）电子战1188

（六）全维战1189

（七）特种战1189

三、信息战1190

（一）信息威慑1191

（二）信息肢解1191

（三）信息遮断1191

一、现代侦察监视技术1192

第四节世界军事技术的发展现状和趋势1192

（五）信息封锁1192

（四）信息渗透1192

（一）空间侦察监视技术1193

（二）空中侦察监视技术1193

（三）地面侦察监视技术1194

（四）水下侦察监视技术1195

（五）现代侦察监视技术的发展趋势1196

二、隐身技术1196

（一）隐身飞机1196

（二）隐身导弹1196<