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第一章 理性的结晶——现代数学科学1

一、当代数学概观1

(一)代数学1

(二)几何与拓扑学3

(三)分析学与微分方程6

二、理解数学8

(一)数学：一种智力游戏9

(二)数学：一种思维艺术11

(三)数学：打开机会大门的钥匙13

三、数学大厦的基础17

(一)数学史上的三次危机17

(二)数学基础及其四大学派19

四、从证明走向实验26

(一)四色定理：新世纪数学的钟声27

(二)实验数学的诞生28

(三)实验数学的意义30

第二章 进化的逻辑——现代系统科学36

一、信息论、控制论与系统论36

(一)信息论36

(二)控制论42

(三)系统论45

二、耗散结构理论与协同学48

(一)耗散结构理论48

(二)协同学52

三、混沌学与新世界图景55

(一)混沌学的诞生及其成就55

(二)混沌概念的历史演变及其本质59

(三)混沌学的重大意义61

(一)复杂性科学的孕育与发展63

四、走向复杂性63

(二)什么是复杂性64

(三)复杂性的各种“定义”67

第三章 石破天惊的发现——现代物理科学70

一、相对论与时空观70

(一)狭义相对论的创立与新的时空观70

(二)广义相对论的建立与引力之谜73

二、量子力学76

(一)量子论的提出与物质波的发现76

(二)量子力学的建立82

(三)量子力学的哲学解释86

三、粒子物理与物质探源89

(一)基本粒子的相继发现90

(二)基本粒子的分类和相互作用94

(三)基本粒子理论的探讨和发展96

四、M理论的兴盛99

(一)弦理论的发展99

(二)M理论的诞生101

第四章 我们来自何处——现代宇宙学104

一、大爆炸：宇宙的起源104

(一)大爆炸：宇宙的开端104

(二)宇宙大爆炸之后的演化106

二、地球的起源与演化109

(一)地球的形成与内部结构110

(二)大陆漂移理论与地球板块构造说112

三、黑洞与宇宙的终结117

(一)黑洞理论117

(二)大挤压：宇宙的终结123

四、霍金的新世界127

第五章 生命的奥秘——现代生命科学135

一、生命的本质、起源与进化135

(一)生命的本质136

(二)生命的起源140

(三)生命的进化143

二、人类基因组计划150

(一)什么是人类基因组计划150

(二)我们发现了什么153

(三)人类基因组计划的ELSI研究158

三、生存的环境160

(一)生理生态学161

(二)种群生态学162

(三)群落生态学163

(四)系统生态学164

(五)应用生态学165

第六章 模仿智慧——现代计算机科学169

一、万能的图灵机169

(一)什么是计算与丘奇——图灵论点169

(二)算法论174

二、时间、空间与计算复杂性175

(一)时间复杂性与NP问题176

(二)空间复杂性与并行计算180

三、DNA计算机183

(一)DNA计算的理论、特点和问题183

(二)DNA计算：计算方式的进化188

四、量子计算机191

(一)量子计算机的概念与发展历程191

(二)量子计算机的计算本质与计算方式193

(三)量子计算机的重大意义196

第七章 技术——科学的延伸——现代技术概览与反思201

一、高新技术：当代技术发展的新前沿201

(一)高新技术的产生201

(二)操作生命——生物工程技术203

(三)克隆生命——复制生命的技术207

(四)新世纪文明的基石——纳米材料技术212

二、人类对现代技术活动的反思215

(一)对技术的哲学反思216

(二)现代技术对人的挤压218

(三)现代技术观对传统技术观的挤压219

三、技术的社会价值221

(一)技术的生产力价值221

(二)技术的社会性价值222

(三)技术的精神文化价值223

第八章 科学问题：未来科学的走向227

一、问题：科学的起点与方向227

(一)科学始于问题227

(二)21世纪100个科学难题229

二、科学的问题及其对未来的影响231

(一)数学问题及其对未来的影响231

(二)物理学问题及其对未来的影响238

(三)生命科学问题及其对未来的影响243

三、反思科学246

(一)科学的本质247

(二)科学的精神248

(三)科学的价值250

参考文献253

后记255