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第1章　绪论1

1.1　自然科学简介1

1.2 自然观及人类自然观演化简史11

1.3　自然科学方法论概述14

1.4　科技教育与人文教育的关系20

思考题23

数学篇24

第2章　数学与文化24

2.1　数学的内容与特点24

2.2　数学发展简史33

2.3　数学与人类文明42

思考题55

第3章　数学与美56

3.1　数学美的几种常见类型56

3.2　正整数与美60

3.3　无理数与美62

3.4　无限世界中的数学美63

3.5　数学方法的优美性66

思考题68

第4章　数学与个人的发展69

4.1　对勤奋与自强精神的培养69

4.2　对其它一些人文素质的培养70

4.3　对审美素质的培养73

4.4　对分析与归纳能力的培养74

4.5　对直觉与想象能力的培养74

思考题76

第5章　数学与哲学78

5.1　数学与哲学的联系和区别78

5.2　数学对哲学的作用80

5.3　哲学对数学的作用85

思考题87

第6章　数学与语言88

6.1　数学语言与一般语言的关系88

6.2　应用数学方法研究语言91

6.3　计算风格学及进一步的关联94

思考题100

第7章　数学与其它人文社会科学101

7.1　数学与文学101

7.2　数学与艺术103

7.3　数学与法学109

7.4　数学与保险学112

思考题113

第8章　几个重要的数学方法及应用114

8.1　混沌学114

8.2　模糊数学119

8.3　模糊数学在研究文学艺术及语言学中的应用122

8.4　数学建模124

8.5　数学在政治学中的应用——选票分配问题126

8.6　数学在史学研究中的应用——考古问题130

思考题132

物理篇133

第9章　物质结构之谜133

9.1　古代的物质观134

9.2　道尔顿和他的原子论137

9.3　原子结构的各种模型139

9.4　原子核的结构147

9.5　粒子物理的进展149

思考题151

第10章　力学的发展152

10.1　古代的力学发展152

10.2　伽利略对力学的贡献156

10.3　17世纪中期力学的发展161

10.4　牛顿的综合与经典力学的建立168

10.5　相对论力学的基本结论和爱因斯坦对科学的贡献175

10.6　微观粒子运动所遵循的规律180

思考题183

第11章　热学的发展185

11.1　热现象的早期研究与热的本质的争论185

11.2　热力学第一定律的建立和永动机的不可实现188

11.3　热力学第二定律的建立191

11.4　分子运动理论的发展193

11.5　统计物理学的发展195

思考题198

第12章　电磁学的发展199

12.1　电磁现象的早期研究199

12.2　库仑定律的发现与验证205

12.3　稳恒电流的获得与研究208

12.4　电磁联系的发现与研究211

12.5　电磁感应现象的发现216

12.6　麦克斯韦电磁场理论的建立221

思考题225

第13章　光学的发展227

13.1　早期的光学知识与应用227

13.2　17世纪光学的发展230

13.3　光的波动理论的确立235

13.4　光的波粒二象性239

思考题242

第14章　人类对宇宙结构及起源的探索243

14.1　古代关于宇宙结构的见解243

14.2　哥白尼的太阳中心说247

14.3　开普勒行星运动三定律251

14.4　康德的星云假说255

14.5　海王星和冥王星的发现257

14.6　宇宙的起源——热大爆炸理论与宇宙膨胀259

思考题263

化学篇265

第15章　化学概论265

15.1　化学在人类社会发展中的作用265

15.2　化学学科简介266

15.3　化学变化遵循的规律268

思考题270

第16章　能源化学272

16.1　全球能源结构和发展趋势272

16.2　能量产生和转化的化学原理275

16.3　化学在煤、石油和天然气开发利用方面的贡献276

16.4　化学对和平利用核能的贡献282

16.5　节能与新能源开发287

思考题291

第17章　环境化学292

17.1　环境与生态平衡292

17.2 自然环境中化学物质的循环295

17.3　大气环境的保护297

17.4　水资源的保护306

17.5　绿色化学313

思考题318

第18章　材料化学319

18.1　金属材料322

18.2　超导材料328

18.3　无机非金属材料331

18.4　合成高分子材料335

18.5　电子信息材料341

18.6　复合材料344

18.7　纳米材料346

思考题348

第19章　化学与生命科学349

19.1　构成生命的最基本物质349

19.2　基因与遗传信息358

19.3　仿生化学362

19.4　生命的起源366

19.5　基因工程368

思考题371

第20章　化学与人类健康373

20.1　药物化学对人类健康的贡献373

20.2　化学家如何开发新药378

20.3　营养化学380

20.4　烟草与毒品的危害390

思考题393

第21章　化学与哲学394

21.1　物质的化学组成394

21.2　物质的结构397

21.3　化学反应400

21.4　化学耗散结构理论403

思考题408

参考文献409