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上篇　科学发展前沿3

第一章　物质结构3

第一节 物质的层次和演化3

一、物质的层次3

二、物质的起源和演化4

第二节 物质的微观结构6

一、现代物质科学对经典物理学的突破6

二、物质的深层结构7

三、层子模型8

第三节　基本粒子9

一、怎样感知粒子的存在9

二、基本粒子10

第四节 中微子12

第五节 物质波干涉12

第六节　反物质13

一、反物质的由来13

二、寻找和制造反物质14

三、反物质的用途14

四、自然界有“反物质”吗15

第七节 暗物质16

一、什么是暗物质16

二、暗之星辰——暗星系17

第二章　宇宙空间21

第一节 宇宙起源21

一、大爆炸宇宙学21

二、“宇宙大爆炸”理论的新证据28

三、宇宙的年龄29

第二节 天体演变30

第三节 类星体与黑洞、白洞32

一、类星体32

二、黑洞33

三、白洞34

第三章　地球科学35

第一节 地球起源的几种假说35

一、康德星云说35

二、拉普拉斯星云说35

三、霍伊尔-沙兹曼假说35

四、戴文赛星云说36

第二节 具有圈层构造的地球36

第三节　板块构造学说38

一、魏格纳的大陆漂移学说38

二、海底扩张学说39

三、板块构造学说39

第四节 地壳运动与地质构造41

第五节 冰盖与全球变化42

第四章　大气与海洋43

第一节 热带气旋43

一、热带气旋的形成43

二、热带气旋的划分标准43

三、热带气旋的分布44

四、热带气旋的影响44

五、热带气旋对地球的意义45

第二节 黑潮45

一、黑潮概述45

二、传送热能的海流46

三、奇妙的蛇形大弯曲47

四、黑潮对气候的影响47

第三节 风暴潮48

一、风暴潮概述48

二、风暴潮的主要分布48

三、风暴潮的预测与防范49

第四节 厄尔尼诺与拉尼娜50

一、厄尔尼诺与拉尼娜概述50

二、厄尔尼诺的成因50

三、厄尔尼诺的模型52

四、拉尼娜的成因52

五、厄尔尼诺和拉尼娜对气候的影响53

六、厄尔尼诺与拉尼娜的预测53

第五章　生命科学55

第一节 生命起源学说55

一、生命起源综述55

二、生命起源新假说56

三、生命是否起源于宇宙烟尘57

第二节 对称性破缺58

一、生命起源对称性破缺的含义58

二、萨拉姆相变假说59

三、手性起源学说59

第三节 双螺旋DNA60

第四节 基因组图谱61

一、基因和人类基因组计划61

二、人类基因组计划62

三、人类基因组的研究方向63

第五节 人类脑计划64

一、揭示大脑的奥秘是新世纪人类面临的最大挑战65

二、海量脑研究的数据呼唤新的学科65

三、人类脑计划与神经信息学的缘起66

第六节 遗传密码67

一、基因与遗传密码67

二、遗传学的三大基本定律68

三、生命的中心法则70

第六章　生态危机71

第一节 臭氧层空洞71

一、臭氧层空洞概述71

二、臭氧层空洞形成的原因71

三、臭氧层空洞的影响73

四、国际保护臭氧层合作框架77

第二节 放射线危害与电磁污染78

一、放射线概述78

二、放射线危害78

三、放射线的防护79

四、电磁污染80

第三节 荒漠化80

一、荒漠化概述80

二、产生荒漠化的原因81

三、中国是荒漠化危害最严重的国家之一82

四、我国荒漠化的类型83

五、我国荒漠化的治理84

第四节 沙尘暴85

一、沙尘暴概述85

二、沙尘天气与分类85

三、中国沙尘暴的6个特征86

四、沙尘暴的作用87

下篇 技术发展前沿93

第七章　信息技术93

第一节　微电子技术93

一、芯片技术93

二、光存储器97

第二节　计算机技术101

一、人工智能计算机101

二、服务器107

三、软件技术111

四、多媒体技术114

五、人机交互技术117

第三节 通信技术及网络技术120

一、光纤传输120

二、光复用与光交换124

三、蓝牙技术129

第四节　机器人技术132

一、机器人及其分类132

二、机器人前沿134

三、国外机器人领域的发展趋势140

第五节　视频技术141

一、视频制作与播出技术141

二、流媒体技术143

三、数字视频技术144

第六节　遥感技术145

一、农业遥感技术145

二、环境遥感技术147

三、防洪、减灾遥感技术148

四、遥感考古技术149

第八章　生物技术151

第一节 细胞技术151

一、细胞融合151

二、干细胞152

三、单克隆抗体技术154

第二节 基因技术156

一、克隆技术156

二、转基因技术158

三、PCR技术160

四、癌基因与抑癌基因162

五、DNA重组技术165

第三节 酶技术167

一、固定化酶技术167

二、酶制剂169

第四节 微生物技术（微生物工程）171

一、重组微生物技术172

二、微生物工程技术的其他应用173

第五节 蛋白质工程177

第六节 生物制品178

一、生物制品的分类及其生产状况179

二、生物制品行业的发展前景181

第九章　医疗卫生技术182

第一节 医学技术182

一、病毒182

二、抗病毒基因工程技术183

三、影像医疗技术185

四、治疗心血管病的技术188

五、组织工程技术189

六、冷医学技术192

第二节 医药技术194

一、二氧化碳超临界萃取技术194

二、靶向给药系统制剂196

三、缓释、控释制剂技术201

四、透皮给药系统制剂204

第十章　新能源207

第一节 能源开发技术207

一、石油的勘探方法207

二、天然气的提取208

三、真空中蕴含的零点能209

四、能源用磁性材料的开发211

五、可燃冰的开发212

第二节 电池制造技术214

一、高效燃料电池214

二、环保电池217

三、新型光伏电池218

第三节 燃料制造技术219

一、从石油植物中提取燃料219

二、利用微生物制作高效氢燃料和规模储运221

三、乙醇汽油224

第四节　发电技术225

一、受控热核聚变的发电225

二、太阳能发电新产品227

三、煤炭气化复合发电229

四、风能和空气能发电230

五、地热能的开发与利用232

六、垃圾发电235

七、生物质能发电236

第十一章　农业新技术240

第一节 转基因育种技术240

一、转基因育种技术的现状及发展240

二、转基因育种技术的种类242

三、对转基因育种技术的评价243

四、转基因育种技术在21世纪农业发展中的前景244

第二节 DNA分子标记辅助技术245

一、国内外DNA分子标记技术的现状245

二、DNA分子标记技术的类型246

三、在作物育种中的应用前景248

第三节 原位杂交育种技术250

一、原位杂交育种技术类型250

二、在作物遗传育种中的现状及应用251

三、原位杂交育种技术的应用前景254

第四节 太空育种技术255

一、国内外太空育种技术的现状及发展255

二、太空育种技术原理及功能256

第五节 作物化控技术258

一、作物化控技术的现状及发展258

二、作物化控物质——植物生长物质259

三、作物化控技术的作用机理260

四、作物化控技术在我国的应用前景261

第十二章　新材料263

第一节 纺织材料263

一、21世纪的大型纤维PTT263

二、高收缩纤维264

三、抗菌防臭和保健纤维265

四、抗静电及导电纤维267

五、吸水吸湿纤维269

六、蓄热保暖纤维270

七、防紫外线纤维272

八、绿色纺织品——索罗那273

九、赛罗纺技术274

第二节 超导材料274

一、超导材料及分类275

二、超导材料国内外进展276

第三节 高分子复合材料279

一、高分子医学280

二、生物高分子材料282

三、高分子液晶284

四、工程塑料合金286

五、航空航天特种高分子287

六、高分子智能材料288

七、高分子电池289

八、高分子有机磁性材料290

第四节 激光技术292

一、国内外激光产业发展292

二、激光加工技术297

第五节 纳米科技300

一、国内研究进展301

二、纳米材料302

三、21世纪的纳米技术303

四、纳米陶瓷305

五、纳米微电子技术306

六、纳米磁性材料307

七、有机（生化）纳米材料308

八、纳米精细化工310

九、纳米生物医药技术311

十、纳米与分子组装313

十一、纳米光学应用314

第十三章　环保技术317

第一节 空气净化技术317

一、膜技术用于烟气处理317

二、光催化空气净化技术318

第二节 环保织物和涂料319

一、健康织物319

二、新型装饰涂料320

第三节 化学污染处理新技术322

一、清洁铸造——新型环保粘结剂322

二、环保消防技术323

三、环境微生物降解技术324

第四节 污水处理新技术325

一、溢油清理技术325

二、用激光雷达监测海水污染327

三、废水处理技术328

第五节 垃圾再利用技术330

一、用微生物处理垃圾330

二、塑料降解技术331

第六节 赤潮的防治与监测监视技术333

一、赤潮防治技术333

二、赤潮的监测监视技术334

第十四章　海洋资源开发技术335

第一节 海洋能源开发技术335

一、海流能发电技术335

二、海洋温差能和盐差能发电技术336

三、其他海洋能源开发技术337

第二节 海水综合利用技术339

一、海水淡化技术339

二、海水化学物质提取利用技术342

三、利用海洋深层水技术345

第三节 海洋矿产资源开发技术346

一、海底石油和天然气开采技术346

二、大洋多金属结核资源的开发技术348

第四节 海水健康养殖技术349

一、海洋水产生产农牧化技术349

二、利用深层海水建设优良渔场技术352

三、海带及其他经济藻类的养殖技术353

四、贝类和甲壳类动物的养殖技术353

第五节 海洋医药资源开发技术356

一、从海洋生物中提取血液代用品技术356

二、用甲壳素制造人造皮肤的技术357

三、利用鲨鱼制造抗癌药物的技术358

四、利用海洋生物制造治疗心脑血管疾病药物的技术358

第六节 海洋保健品开发技术359

一、杜氏盐藻资源开发技术360

二、螺旋藻资源开发技术360

第七节 海洋新材料开发技术362

一、琼胶和褐藻胶开发技术362

二、甲壳材料开发技术364

第十五章　交通运输365

第一节　公路运输365

一、汽车365

二、智能交通系统（ITS）370

三、公路隧道及桥梁技术373

第二节　铁路运输377

一、火车377

二、隧道工程技术382

第三节　航海运输384

一、轮船384

二、船舶电气化388

三、船舶自动识别系统391

四、新世纪船舶技术的展望392

第十六章　航空航天394

第一节　航天飞机394

一、航天飞机的构成与特点394

二、国外航天飞机技术进展394

三、中国载人航天器的探索——从“神舟1号”到“神舟5号”396

四、航天飞机技术发展展望397

第二节 国际空间站399

一、载人太空实验室399

二、前苏联、俄罗斯的和平号载人空间站399

三、国际空间站402

四、中国空间站技术的展望403

第三节 GPS技术404

一、GPS系统的组成及其定位原理404

二、国外GPS技术的进展405

三、GPS技术在中国的发展406

第四节 地球资源卫星406

一、国外地球资源卫星技术的发展406

二、我国地球资源卫星技术的发展407

三、地球资源卫星技术发展趋势409

第五节 高超声速技术410

一、国内外高超声速技术的发展现状410

二、国内外高超声速技术研发计划411

参考文献414

后记415