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宇宙篇 1

第一章 太阳系 1

一、太阳 3

二、美丽的蓝色行星——地球 7

三、类地行星 9

四、类木行星 14

五、小行星带 20

六、彗星及奥尔特星云 22

七、发现冥外类行星天体 24

八、太阳系的热点问题 26

第二章 恒星世界 27

一、恒星的性质 27

二、恒星的诞生与演化 30

三、聚集的恒星群——星系和星团 35

第三章 黑洞 38

一、科学家的预言 38

二、黑洞的观测与发现 40

三、致密恒星（黑洞）的喷流 43

四、黑洞的分类 44

五、白洞 50

六、虫洞 51

第四章 宇宙的起源与演化 53

一、人类对宇宙的认识 53

二、起源演化和宇宙大爆炸 57

三、宇宙大爆炸模型 61

四、宇宙未来的命运 64

五、至大和至小理论的结合 65

第五章 20世纪60年代的四大发现 66

一、射电天文学的兴起 66

二、神秘的类星体 67

三、星际空间的有机分子 69

四、微波背景辐射 71

五、脉冲星 72

综合测试 73

地球篇 78

第一章 现代地质学 78

一、地质学概述 78

二、地球的构造 82

三、大陆漂移 84

四、赫斯的“海底扩张”学说 84

五、大陆漂移与海底扩张的证据 85

六、板块构造 90

第二章 地震 91

一、地震学概要 91

二、地震活动概况 92

三、地震成因 97

四、地震预报 99

第三章 地质学提供的灾变证据 102

第四章 环境与能源 109

一、环境 109

二、能源 113

综合测试 116

物质篇 121

第一章 物质的10种物态 121

第二章 认识原子世界 125

一、探索微观世界 125

二、打开原子世界的大门 126

三、原子世界探秘 127

第三章 原子核内幕 133

一、原子核还能分割吗 133

二、人工核反应与质子的发现 136

三、打开原子核“皇宫”的钥匙 137

四、原子核的结构 138

第四章 核能利用 140

一、核反应的重要发现 140

二、核裂变——巨大的能量宝藏 144

三、氢核聚变——取之不尽的清洁能源 151

第五章 粒子世界 153

一、步入“基本粒子”世界 153

二、基本粒子家族 156

三、粒子的相互作用 159

综合测试 161

生命篇 166

第一章 生命的起源与生物的进化 166

一、关于生命起源的论争 166

二、化学进化说 168

三、达尔文的生物进化论 169

四、达尔文之后的进化论 170

第二章 生命系统的层次结构 175

一、生命的特征与生命系统的复杂多样性 175

二、生态系统的结构 178

三、细胞的作用 181

四、探索遗传的奥秘 186

五、生命的分子基础 188

第三章 现代生物技术 193

一、生物技术的兴起 193

二、基因工程及其应用 196

三、克隆羊技术 200

第四章 人类基因组计划以及面向未来的生命科学 205

一、人类基因组计划的启动与实施 205

二、后基因组时代的生命科学与生物技术 207

三、生物技术面临的严肃课题 209

综合测试 212

技术篇 215

第一章 纳米技术的进展 215

一、纳米与纳米技术 215

二、纳米材料的奇异特性 216

三、微型机器人 219

四、未来的理想超级纤维——碳纳米管 221

第二章 低温和超导研究的进展 222

一、低温超导现象及特性 222

二、对超导机理的探索 223

三、超导应用好梦难圆 224

四、“高温”超导热和它对BCS理论的挑战 225

五、逼近绝对零度 226

第三章 激光技术和光纤通讯 231

一、激光与激光器的发明 231

二、激光器的工作原理 233

三、激光器的分类 233

四、激光的特性与应用 234

五、光导纤维与光纤通信、光纤传感技术的兴起 236

第四章 可控核聚变的研究现状与前景 238

一、可控核聚变是未来的主要能源 238

二、人工控制核聚变 239

三、可控热核反应的点火条件 241

四、磁约束和惯性约束 241

五、激光聚爆和粒子束聚爆 242

第五章 现代材料科技的概况 243

一、概述 243

二、信息功能材料 244

三、能源功能材料 245

四、复合材料 247

第六章 计算机与人工智能 250

一、从电子技术到光电子技术 250

二、智能与技巧——自动化技术 255

三、现代信息技术的核心——计算机技术 258

四、计算机发展的方向——人工智能 268

综合测试 275

专题篇 280

第一章 空间、时间与万有引力 280

一、四维空间 280

二、狭义相对论 281

三、广义相对论 288

第二章 量子世界的奥秘 298

一、量子力学的前夜 298

二、量子力学的诞生 299

三、波动方程与矩阵力学 304

四、几个基本概念和原理 306

综合测试 310

探索篇 311

第一章 宇宙探秘 311

一、探索“宇宙弦” 311

二、宇宙中的暗物质和暗能量 313

三、探讨外星存在生命和智慧的可能性 317

四、恒星际航行的三大难关 318

第二章 引力与时空 320

一、寻找引力子与引力波 320

二、探索以太的兴衰 324

三、真空及其物质性 325

第三章 生命世界探秘 328

一、生命起源之谜 328

二、恐龙灭绝之谜 330

三、关于寒武纪生物大爆发 332

第四章 物质世界探秘 334

一、神秘的中微子 334

二、质子衰变之谜 335

三、追寻“基本粒子”的本原 336

四、弦和超弦理论——物质结构新理论 339

五、大统一和超统一 341

六、寻找磁单极子的里程 344

七、孤粒子 348

选择填空题参考答案 349

参考文献 350