科学、技术与工程导论

“科学、技术与工程导论”作为中国科学技术大学少年班学院的新生课程，从2017 年开始一直开设至今。本书是该课程的配套教材，由中国科学技术大学少年班学院联合其他有本科生的专业学院，系统介绍数学、物理、化学、天文学、地球与空间科学、生物学、统计学、计算机科学、人工智能、工程科学等各专业的历史、基本内涵、学科发展前沿与趋势以及可能的应用方向等，是一部介绍科学、技术和工程各领域前沿进展的概论性教材。既可为本科低年级学生选择专业方向提供支持，也可供高考学生填报志愿时作为参考。

李震宇，中国科学技术大学化学与材料学院教授，曾任少年班学院副院长、党委书记。入选2008年***新世纪优秀人才支持计划,获得科研或教学、育人等各级奖项。现主持中国科大少年班精品课“科学、技术和工程导论”。

序言（ⅰ）

绪论（ 1 ）

0.1 科学与技术简史（ 1 ）

0.2 工程实践（10）

0.3 科学、技术与工程的思维方式（12）

第1 章数学（19）

1.1 导论（19）

1.2 数量（28）

1.3 结构（43）

1.4 空间（53）

1.5 变化（65）

第2 章物理（77）

2.1 理论物理（78）

2.2 粒子物理（80）

2.3 CP 破坏（83）

2.4 量子光学（85）

2.5 凝聚态物理（87）

2.6 超导物理（90）

2.7 软物质物理（92）

2.8 生物物理（94）

2.9 医学物理（97）

2.10 加速器物理（100）

第3 章化学（105）

3.1 化学位于自然科学的中心（105）

3.2 化学从何而来：近代化学之路，原子与分子概念的确立（106）

3.3 物理学的革命：现代化学的诞生与发展（117）

3.4 超越分子的前沿：当代化学与未来化学（128）

第4 章天文学（130）

4.1 什么是天文学（130）

4.2 观天巨眼：天文望远镜（132）

4.3 系外行星探测：寻找另一个地球（142）

4.4 恒星的结构与演化（145）

4.5 黑洞与引力波（154）

4.6 物理宇宙学（165）

第5 章地球和空间科学（176）

5.1 地球和空间科学的发展历史（177）

5.2 地球和空间科学的分支领域（181）

5.3 地球和空间科学的研究方法（183）

5.4 地球和空间科学的前沿方向（186）

5.5 地球和空间科学与其他学科的交叉（203）

第6 章生物学（206）

6.1 生物学简介（206）

6.2 生物学发展及分支领域（208）

6.3 近年重大生物学研究进展例举（210）

6.4 生物学前沿研究热点（226）

6.5 生物学与应用（235）

6.6 生物学与其他学科的关系（239）

第7 章统计学（245）

7.1 什么是统计学（245）

7.2 统计学科发展（248）

7.3 统计学的应用（256）

7.4 统计学的挑战（259）

第8 章计算机科学（262）

8.1 学科研究对象、研究方法和研究问题（263）

8.2 学科演变与新型计算机（271）

8.3 计算思维（274）

第9 章人工智能（279）

9.1 人工智能：从梦想到现实（279）

9.2 人工智能：从定义到领域、流派和技术（292）

9.3 人工智能：过去未去，未来已来（312）

第10 章工程科学（316）

10.1 导言（316）

10.2 力学：工程科学的基础（317）

10.3 精密仪器与机械：没有仪器就没有精密的科学（329）

10.4 能源与动力工程（342）

10.5 安全科学与工程（345）

“科学、技术与工程导论”作为中国科学技术大学少年班学院的新生课程，从2017 年开始一直开设至今。本书是该课程的配套教材，由中国科学技术大学少年班学院联合其他有本科生的专业学院，系统介绍数学、物理、化学、天文学、地球与空间科学、生物学、统计学、计算机科学、人工智能、工程科学等各专业的历史、基本内涵、学科发展前沿与趋势以及可能的应用方向等，是一部介绍科学、技术和工程各领域前沿进展的概论性教材。既可为本科低年级学生选择专业方向提供支持，也可供高考学生填报志愿时作为参考。

李震宇，中国科学技术大学化学与材料学院教授，曾任少年班学院副院长、党委书记。入选2008年***新世纪优秀人才支持计划,获得科研或教学、育人等各级奖项。现主持中国科大少年班精品课“科学、技术和工程导论”。