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1中国古代的科学与技术1

1.1 数学1

1.1.1 算经十书1

1.1.2 刘徽、祖冲之2

1.1.3 宋元时期的数学2

1.2 天文与历法3

1.2.1 我国古代的天文3

1.2.2 我国的历法4

1.3 医药学6

1.3.1 黄帝内经与扁鹊6

1.3.2 张仲景、华佗6

1.3.3 孙思邈7

1.3.4 李时珍7

1.4 实用科学技术8

1.4.1 蔡伦改造造纸术8

1.4.2 指南针的发明8

1.4.3 印刷术的发明与完善8

1.4.4 火药的发明9

1.4.5 都江堰工程9

1.4.6 制茶10

1.4.7 瓷器10

1.4.8 丝绸10

1.4.9 造船与航海10

1.4.10 大运河的开通11

1.4.11 赵州桥的设计建造12

1.4.12 五大农书13

1.4.13 中国17世纪的工艺百科全书《天工开物》14

1.5 中国科学技术发展的历史转折15

2数学（上）18

2.1 古希腊时代18

2.1.1 毕达哥拉斯18

2.1.2 欧几里得19

2.1.3 阿基米德19

2.2 从中世纪到微积分产生前的数学20

2.2.1 希腊数学在中世纪的命运20

2.2.2 数字的表达形式和运算符号21

2.2.3 笛卡儿与解析几何21

2.3 微积分的创立22

2.3.1 创建微积分的先驱者22

2.3.2 牛顿23

2.3.3 莱布尼茨24

2.4 欧拉时代25

2.4.1 贝努利家族等25

2.4.2 欧拉26

2.5 18世纪末到19世纪上半叶的数学群星27

2.5.1 拉普拉斯、勒让德、傅里叶27

2.5.2 泊松、雅可比28

2.5.3 哈密顿、狄利克雷29

2.5.4 阿贝尔、伽罗华29

2.6 高斯与柯西32

2.6.1 高斯32

2.6.2 柯西33

2.7 非欧几何34

2.8 19世纪末的数学36

3数学（下）37

3.1 希尔伯特及其问题37

3.1.1 希尔伯特及其贡献38

3.1.2 希尔伯特的弟子39

3.2 积分学的一次革命——勒贝格积分40

3.3 俄罗斯和苏联的数学41

3.3.1 彼得堡学派41

3.3.2 莫斯科学派43

3.4 冯…诺依曼45

3.5 布尔巴基学派46

3.6 费马大定理的358年证明史47

3.7 国际数学家大会、菲尔兹奖与沃尔夫奖49

3.7.1 陈省身50

3.7.2 丘成桐50

3.7.3 陶哲轩51

3.8 近代中国的数学与国际华人数学家大会（ICCM）51

3.8.1 近代中国数学的先驱52

3.8.2 熊庆来、华罗庚52

3.8.3 苏步青、周炜良54

3.8.4 吴文俊、冯康、陈景润54

3.8.5 国际华人数学家大会56

4天文学57

4.1 古代的天文学和托勒密体系57

4.2 哥白尼及其《天体运行论》58

4.3 伽利略、牛顿和光学望远镜59

4.3.1 伽利略与折射望远镜59

4.3.2 牛顿与反射望远镜60

4.3.3 现代的光学望远镜60

4.4 太阳系的发现62

4.4.1 太阳62

4.4.2 八大行星62

4.4.3 天体物理学与行星的发现66

4.4.4 小行星67

4.4.5 彗星68

4.5 恒星及其演化69

4.5.1 恒星概述69

4.5.2 恒星的演化71

4.6 对宇宙的新认识75

4.6.1 射电天文学和射电望远镜、哈勃望远镜75

4.6.2 脉冲双星和广义相对论的验证76

4.6.3 日冕、冕洞和地球的磁层77

4.6.4 类星体和星际分子77

4.7 现代宇宙学78

4.7.1 早期的现代宇宙学78

4.7.2 哈勃定律和宇宙的加速扩张78

4.7.3 宇宙形成的大爆炸理论79

4.8 暗物质和暗能量81

4.8.1 什么是暗物质81

4.8.2 什么是暗能量82

5物理（上）84

5.1 力学84

5.1.1 古希腊时代的力学84

5.1.2 牛顿时代的力学85

5.1.3 拉格朗日、哈密顿和分析力学88

5.1.4 近代力学的发展90

5.1.5 计算力学99

5.2 热力学的发展107

5.2.1 卡诺循环107

5.2.2 能量守恒与转化，热力学第一、第二和第三定律108

5.2.3 布朗运动和分子运动论110

5.3 电流的发现、电磁学的创立和发展112

5.3.1 静电和静磁112

5.3.2 动电的研究、欧姆定律112

5.3.3 电磁感应和法拉第的贡献112

5.3.4 麦克斯韦的电磁场理论114

5.3.5 赫兹的贡献116

5.4 光学的发展117

5.4.1 牛顿对光学的贡献117

5.4.2 关于光的本性的论战117

5.5 磁学118

5.5.1 塞曼效应118

5.5.2 各种粒子磁矩的发现和应用119

5.5.3 霍尔效应的深入研究120

6物理（中）122

6.1 世纪之交的三大发现122

6.1.1 X射线的发现122

6.1.2 电子的发现123

6.1.3 放射性的发现124

6.2 爱因斯坦的贡献126

6.3 原子和原子核130

6.3.1 卢瑟福的小太阳系模型131

6.3.2 玻尔及其定态跃迁原子模型，对应原理131

6.3.3 核能和费米、奥本海默132

6.3.4 原子核物理135

6.4 量子力学136

6.4.1 普朗克和旧量子论136

6.4.2 量子力学的建立139

6.4.3 关于量子力学的大论战：索尔维会议143

6.5 宇称的垮台145

7物理（下）148

7.1 低温物理和相变148

7.1.1 绝对零度和超导148

7.1.2 相变149

7.1.3 超导的微观机制151

7.1.4 超流和卡皮查152

7.1.5 朗道154

7.2 基本粒子的探索和量子场论155

7.2.1 汤川秀树的预言155

7.2.2 夸克模型156

7.2.3 关于轻子158

7.2.4 关于光子159

7.2.5 电磁作用与量子电动力学160

7.2.6 关于弱相互作用161

7.2.7 强相互作用和量子色动力学163

7.2.8 关于中微子164

7.2.9 关于标准模型165

7.2.10 希格斯粒子的发现166

7.2.11 基本粒子探索的总结167

7.3 激光制冷和玻色——爱因斯坦凝聚（BEC）167

7.4 应用物理169

7.4.1 电子计算机的发明169

7.4.2 晶体管的发明170

7.4.3 激光器的发明171

7.4.4 爱迪生和特斯拉的贡献173

8化学（上）175

8.1 18世纪以前的化学175

8.2 拉瓦锡——近代化学之父176

8.3 门捷列夫和元素周期表、元素周期律及其现代化178

8.4 无机化学在20世纪的进展181

8.4.1 同位素的应用181

8.4.2 穆瓦桑分离单质氟182

8.4.3 超铀元素的制取182

8.5 有机化学的产生与发展183

8.5.1 维勒人工合成尿素183

8.5.2 有机结构理论183

8.5.3 同分异构现象184

8.5.4 E.费歇尔的贡献185

8.6 天然物有机化学186

8.6.1 萜类化合物、叶绿素与血红素186

8.6.2 胆固醇的研究187

8.6.3 冯·拜耳合成有机染料188

8.6.4 现代有机合成之父R.B.伍德沃德188

8.6.5 E.J.科里的逆合成分析法189

8.7 有机金属化学、元素有机化学和立体化学190

8.8 生命体中的化学192

8.8.1 对糖类的研究192

8.8.2 对发酵和酶的研究192

8.8.3 光合作用193

8.8.4 测定蛋白质结构194

9化学（下）196

9.1 物理化学与量子化学196

9.1.1 物理化学三杰：范托夫、奥斯特瓦尔德、阿伦尼乌斯196

9.1.2 化学反应动力学197

9.1.3 化学反应中的电子转移，非平衡态热力学200

9.1.4 量子化学的创建和发展，鲍林等的贡献201

9.2 高分子化学与软物质，胶体化学204

9.2.1 高分子化合物205

9.2.2 施陶丁格的贡献205

9.2.3 弗洛里、齐格勒、纳塔、白川英树等的工作206

9.2.4 席格蒙迪和胶体化学207

9.3 富勒烯与石墨烯的发现和应用208

9.4 化学分析技术的发展211

9.4.1 20世纪以前的化学分析技术211

9.4.2 阿斯顿发明质谱仪213

9.4.3 X射线衍射技术的应用213

9.4.4 海洛夫斯基发明极谱分析法214

9.4.5 恩斯特创立高分辨率核磁共振法215

9.5 F.哈伯的功与过216

9.6 诺贝尔和诺贝尔奖217

9.6.1 诺贝尔的生平217

9.6.2 诺贝尔奖的推荐和评定程序218

9.6.3 诺贝尔奖评审中的失误和遗憾219

9.7 中国和华裔化学家的贡献220

10生物学225

10.1 19世纪以前的生物学225

10.1.1 亚里士多德的生物学理论226

10.1.2 林奈的分类体系和动植物命名法226

10.1.3 布丰的《自然的历史》227

10.2 达尔文及其进化论228

10.2.1 拉马克的贡献228

10.2.2 达尔文的环球航行考察229

10.2.3 达尔文的自然选择学说230

10.3 细胞学说的建立及其早期的发展231

10.3.1 施来登和施旺建立细胞学说232

10.3.2 细胞学说在19世纪的发展232

10.4 孟德尔、摩尔根和他们的遗传学233

10.4.1 孟德尔创建遗传学说234

10.4.2 摩尔根的遗传学说235

10.4.3 基因突变237

10.5 细菌遗传学237

10.5.1 噬菌体遗传学237

10.5.2 细菌遗传学238

10.6 蛋白质与核酸238

10.6.1 胰岛素——第一个人类分离纯化的蛋白质238

10.6.2 体外合成蛋白质240

10.6.3 核酸240

10.6.4 关于RNA241

10.6.5 具有“遗传”功能的蛋白质242

10.7 DNA与双螺旋结构242

10.7.1 DNA双螺旋结构的发现242

10.7.2 遗传信息传递过程的中心法则和遗传密码编码机理的发现244

10.8 细胞生物学247

10.8.1 溶酶体的发现248

10.8.2 核糖体和线粒体结构的发现248

10.8.3 抗体的结构与功能249

10.8.4 放射免疫分析法250

10.8.5 细胞信号250

10.8.6 G蛋白的发现251

10.8.7 蛋白质的地址编码251

10.8.8 中国生物学家贝时璋关于细胞重建的理论252

10.9 基因工程253

10.9.1 伯格的贡献253

10.9.2 基因控制发育254

10.10 生物催化剂——酶254

10.10.1 酶的实质和克雷布斯循环255

10.10.2 关于ATP255

10.11 生命起源的研究256

11人体生理学258

11.1 血液循环系统与血型的发现258

11.1.1 16世纪以前人类对血液运动的认识258

11.1.2 哈维和他的血液循环理论259

11.1.3 血型的发现260

11.2 免疫261

11.2.1 早期的免疫学262

11.2.2 抗体生成的克隆选择学说263

11.2.3 免疫应答基因和单克隆抗体264

11.2.4 先天免疫和获得性免疫265

11.3 人体的内分泌系统266

11.3.1 激素的发现266

11.3.2 神经内分泌学268

11.3.3 肾上腺268

11.3.4 前列腺素268

11.3.5 垂体激素269

11.3.6 甲状腺269

11.4 神经270

11.4.1 19世纪及其以前人类对神经的认识270

11.4.2 神经元学说271

11.4.3 大脑的功能272

11.4.4 生长因子的发现273

11.4.5 化学传递学说273

11.5 呼吸274

11.6 肌肉274

11.6.1 肌肉中能量代谢的理化机制274

11.6.2 中国生理学家冯德培275

11.7 胆固醇276

11.8 巴甫洛夫及其条件反射学说277

11.9 看与听278

11.9.1 视觉机理的研究278

11.9.2 听觉与平衡的器官278

11.10 人体糖的代谢279

11.11 人体的衰老280

12医学282

12.1 细菌、病毒与传染病282

12.1.1 巴斯德282

12.1.2 病毒283

12.1.3 鼠疫284

12.1.4 天花286

12.1.5 疟疾287

12.1.6 黄热病288

12.1.7 结核病290

12.1.8 脊髓灰质炎291

12.1.9 麻疹293

12.1.10 病毒性肝炎294

12.1.11 朊病毒病296

12.1.12 艾滋病297

12.1.13 重症急性呼吸综合症（SARS）298

12.1.14 埃博拉病毒病299

12.2 临床医学与药物300

12.2.1 叩诊法和听诊器的发明300

12.2.2 X光机300

12.2.3 心电图机301

12.2.4 CT机302

12.2.5 超声医学303

12.2.6 核磁共振CT机304

12.2.7 青霉素和链霉素305

12.2.8 癌症的防治306

参考文献315

附录317