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第一章　绪论 1

第一节 自然科学的对象、性质和作用 1

一、自然科学的研究对象 1

二、自然科学的性质和特点 3

三、自然科学的社会作用 4

第二节 自然科学的体系结构 7

一、自然科学结构的演化 7

二、自然科学的层次结构 12

三、自然科学的学科结构 13

四、自然科学的知识结构 16

第三节 自然科学的历史演进 18

一、科学的起源 18

二、古代自然科学的形成 19

三、近代自然科学的产生及其特点 23

四、现代自然科学的产生及特点 25

第二章　宇宙世界 33

第一节　宇宙的形成和演化 33

一、大爆炸宇宙论 33

二、天体系统及其演化 37

三、银河系 40

第二节　太阳和太阳系 43

一、太阳系的结构与起源 43

二、太阳的特征与演化 49

三、太阳系的行星和卫星 57

第三章　地球环境系统 64

第一节　地球环境 64

一、地球的圈层构造 64

二、大地构造理论 67

三、地表形态及其演化 73

四、地球大气 80

五、地球上的水圈 88

六、地球的土壤与生物 98

第二节　地球环境的演化与自然地理分异 105

一、地壳演变过程与现代自然地理环境的形成 105

二、人类与自然地理环境的相互作用 111

三、自然地理环境的地域分异 119

第三节　环境科学与生态学 123

一、环境问题和环境科学的产生 123

二、环境科学的研究内容 125

三、生态学的产生与研究内容 126

第四章　物质世界的统一性 130

第一节　物质构造之谜 131

一、古人对物质本源问题的探索 131

二、物质结构的层次 132

第二节　物质的运动和力 133

一、力学的起源 133

二、运动学基本原理 135

三、运动定律 143

第三节　分子运动和热 159

一、热学的起源 159

二、热学基础知识 160

三、热力学定律 162

四、统计物理学简介 165

第四节　电磁与光 166

一、电磁学 166

二、光 185

第五章　物质的化学 191

第一节　化学反应的实质及类型 191

一、化学与物质 191

二、化学反应的实质 197

三、化学反应的类型 199

四、化学反应的基本定律 200

第二节　无机界与无机化学 202

一、元素与元素周期律 202

二、放射性与同位素 207

三、晶体与金属 212

第三节　有机物与有机化学 216

一、人类对有机化合物的认识 216

二、有机经典结构理论的建立 219

三、有机化学反应的类型 223

四、高分子材料及应用 225

五、生命物质与生物化学 233

第六章　地球上的生命 241

第一节　生命的起源 241

一、从无机物合成有机小分子 241

二、生物大分子的合成 243

三、多分子体系的原始生命的出现 243

第二节　生命的基本特征与结构 245

一、生命的基本特征和物质基础 245

二、生物世界的基本结构及其层次性 250

第三节　生物的进化 261

一、生物进化的证据 261

二、生物进化与物种形成 266

三、人类的起源与进化 271

第四节　生物的多样性 274

一、生物多样性及其价值 274

二、生物多样性的处理——生物分类学 279

三、生物的主要类群 281

第五节　生物与环境 290

一、生物的环境制约 291

二、生物对环境的适应性 298

三、生物的协同进化 299

第七章　现代自然科学综述 302

第一节　现代自然科学思想 302

一、整体和综合思想 302

二、层次结构思想 305

三、移植思想 307

第二节　现代自然科学研究方法 308

一、科学实验法 308

二、数学方法 311

三、系统科学方法 317

四、信息方法 321

五、控制论方法 324

六、复杂性科学研究方法 326

第三节　现代基础科学的若干重大理论或前沿领域 333

一、相对论 333

二、量子理论 338

三、粒子物理学 343

四、分子生物学 344

第四节　现代技术的前沿领域 347

一、信息技术 348

二、新材料技术 355

三、能源技术 361

四、海洋技术 363

五、空间技术 366

六、纳米技术与纳米材料 370

七、遥感和地理信息系统技术 376

八、生物工程技术 379

第八章 自然科学研究与科学家 385

第一节　自然科学研究 385

一、自然科学研究的目的与类别 385

二、自然科学研究的成果及评价 387

第二节　自然科学家 390

一、自然科学家的产生 390

二、自然科学家在科学技术发展中的地位和作用 392

三、自然科学家的素质 395

四、自然科学家的成长与培养 401

后记 407