物质世界的探索

从X射线到原子能时代

伦琴发现了X射线

世界上第一张X光照片：伦琴夫人

第一次看见了自己左手的骨骼

英国物理学家克鲁克斯和阴极射线管

法国物理学家贝克勒尔发现放射性是物质的一种特殊属性

居里夫人首次提出“放射性”概念，并与丈夫皮埃尔·居里发现了两种新的放射性物质

居里夫妇设计的第一部放射线探测仪器

英国物理学家约翰·汤姆逊1897年发现了电子，从而打开了探索原子内部世界的大门

约翰·汤姆逊发现电子后借助于想象建立了第一个原子理论模型

电子和电子时代

农民出身的科学家卢瑟福

电子之父——约翰·汤姆逊

曾当过农民的物理学家卢瑟福发现了原子核，提出的原子核模型被称为“第二太阳系”

20世纪之交，科学的迅速发展和突破使许多科学家陷入了短时间的困惑和迷惘之中

盖革计数器

光电倍加管

首次拍到原子的照片

物质形态与分子运动

冷热本质与分子运动

质子的发现

原子的大小和重量

分子原子电子和离子

约翰·汤姆逊于1910年发现了同位素

查德威克发现了击破原子核的中子

利用放射性碳测定年代的方法可以比较准确地测定已经淹灭不载的远古文物的年代

地球诞生以来就已存在的各种类型的辐射，构成了地球上一切生物生存环境的组成部分

地球上存在的放射性物质和人为的核辐射对于构成生物体细胞的分子造成的损害

一头名叫格兰尼的老牛与核辐射科学研究

现代人类为了精确计时而发明的原子钟

1905年爱因斯坦提出了一个惊天动地的质能转换公式，27年后在实验室得到了证实

人类在经历了太阳能、机械能、化学能、电能等能源的利用之后进入了原子能的时代

英国物理学家卢瑟福在实验室里用α粒子第一次把原子核击碎

安德森发现了正电子：能量转变成了质量

约里奥·居里夫妇发现了人工放射性

费米与第一座反应堆

美籍意大利裔物理学家恩里科·费米的“链式反应”理论使原子核裂变反应成为现实

天方夜谭棋盘上的麦粒和雪崩式的核爆炸

德国物理学家奥托·哈恩发现核裂变

原子弹与氢弹的爆炸标志着地球人类掌握使用核裂变与核聚变的巨大能量的时代到来了

探究量子世界

德国物理学家普朗克首先提出量子论

量子理论是20世纪物理学的一场革命。爱因斯坦的光量子学说推动了量子理论的发展

尼尔斯·玻尔在量子理论上的重大贡献

在物理学家J·惠勒讲述的关于量子的故事中，量子像被追问而出的并非事先存在的谜底

法国物理学家德布罗意提出物质波概念

电子衍射实验证实了“物质波”的理论

薛定谔方程为波动力学的建立奠定基础

埃尔温·薛定谔为描述对量子迭加态的思索而设计的名垂科学史的“猫佯谬”思想实验

海森伯的矩阵力学使量子力学更为完善

一批科学家对微观物质世界的不断探索而创立的量子理论引发了20世纪的物理学革命

海森伯从对物质测量能否准确的怀疑中提出的测不准原理动摇了人们对客观实在的认识

海森伯提出“测不准原理”后，玻尔经深思熟虑，提出了描述量子世界的“互补原理”

两个科学巨人爱因斯坦与玻尔之间关于量子理论的世纪大论战

互补与中国哲学思想

现代物理学家对光的波—粒二象性的认识与中国的老、庄哲学

玻尔和中国的太极图

当你问量子是什么的时候你是在提出一个毫无意义的问题。量子学说不回答世界是什么

物质的基本结构和粒子的世界

人类已知的最小尺度物质的基本构造

对物质构成的不断追索与宇宙中的对称性

英国物理学家狄拉克预言正电子的存在

赵忠尧与安德森

科学家们猜测宇宙中可能有反物质存在并试图寻找一个假想的宇宙中可能存在的反星球

等离子态是物质的第四态，宇宙中99.9％的物质为等离子态

宇宙中的中子态

物质的真空态

基本粒子的概念虽然隐含矛盾但寻找基本粒子的努力仍在持续

从原子到夸克：探索基本粒子的不断发现成为20世纪物理学研究中最激动人心的事情

英国物理学家考克罗夫特和瓦尔顿率先制造出发射质子的高压大炮：高能粒子加速器

用100美元造出150万伏的高压发生器

美国物理学家洛伦斯发明了回旋加速器

为了能直接观察到各种基本粒子的情况，格拉泽在威尔逊云室的基础上发明了泡沫室

20世纪物理学的新分支：基本粒子物理学

基本粒子有轻子、夸克和规范子三大家族，它们具有引力、电磁力和强、弱四种作用力

日本物理学家汤川秀树从电磁理论得到启发，于1935年提出了关于核子力的介子理论

捕捉胶子的尝试：基本粒子物理学家们认为胶子有可能将自然界的三种力统一起来

美国物理学家盖尔曼于1962年在日内瓦首次提出了强子的子结构“夸克”概念及模型

1967年首次验证了夸克的存在，到1995年6种夸克均已发现

中国物理学家朱洪元胡宁提出了层子模型

找到顶夸克之后

物质世界里规模最小的实验：两位美国物理学家用激光轰击钾原子将一个电子劈成两半

夸克并不是最小的物质：物理学家们认为夸克还有内部结构

希格斯玻色子

相对论和基础研究的发展

20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦创立相对论是对古老的以太学说革命性思考的结果

爱因斯坦和他创立的狭义相对论

1916年，爱因斯坦发表《广义相对论的基础》，标志着划时代的广义相对论最终完成

相对论与空间弯曲

爱因斯坦关于相对论的一个比喻

相对论中的四度空间与时间维度

世界各国关于什么是基础科学研究的定义

系统工程概念的提出及理论的形成与发展

生物学家贝塔朗菲创立了一般系统论

20世纪80年代兴起的原子团簇科学

作为物质一般属性的质量和能量概念

中国哲学中的阴和阳的概念与现代物理学

对物质构造“子”和“场”的两种认识

物理学研究中的重要分支：声波和声子

光的量子理论、光子的质量和光的压力

试图将自然界四种力统一起来的超弦理论

物理学家对大自然中神奇的对称性与物理学中众多守恒定律间的必然联系曾深信不疑

20世纪在基本粒子理论物理学研究中作出杰出贡献的两位华裔科学家杨振宁和李政道

实验物理学家吴健雄以精确的实验，证实了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒假设

1956年夏天，在国际高能物理会议上杨振宁李政道提出弱相互作用的宇称不守恒假设

量子色动力学建立之后，科学界提出了强、弱和电磁三种相互作用力统一的大统一理论

大统一理论被用以解释早期宇宙的演化，并与超对称等理论相结合，向更深层次发展

英国物理学家狄拉克预言存在磁单极子

美国物理学家卡布勒拉发现了磁单极子

数学是一切科学的基础。20世纪的数学的发展和广泛应用，支持了科学技术的进步

追求简单性与探索复杂性的统一，已成为20世纪后半叶科学家们的共识和努力的目标

20世纪自然科学的发展，深刻地揭示出物理学和数学之间在基础上内在的统一和联系

在物理学的传统中，从柏拉图伽利略到牛顿爱因斯坦，无一不执着追求自然界的对称性

当杨振宁李政道的宇称不守恒假设被吴健雄证实，自然界显露了对称性破缺的魅力

非对称创造了世界：诺贝尔奖获得者温伯格认为，对称性破缺是支配一切现象的原则

东西方科学思想的融合：汤川秀树说，庄子在2300年前就已洞察了现代人类的状况

面对21世纪的挑战，反省西方科学思想中的缺陷，许多科学家意识到新的综合在形成

人类智慧在东方称之为道，在西方称之为科学，两者的交融将产生一种新的科学之道

大地

地球的秘密

地球的形状和体积

地球的年龄约为46亿年，地球的构造是由四大圈层共同组成的

地壳、地幔、地核是地球的三个圈层，它们组成地球球体

陈国达地壳演化理论

莫霍洛维奇界面

贝尔·古登堡1914年发现古登堡间断面

地壳运动：格林尼治与华盛顿距离缩短

多旋回构造运动学说

黄汲清理论是20世纪著名地质学说之一

岩石按成因分为三类，岩石圈划分成板块

地层和断层的研究对人类活动意义重大

从19世纪至今出现过多种大地构造假说

1912年6月年轻的魏格纳首次提出大陆漂移说，沉寂了30余年后大陆漂移说再度兴起

英国科学家A·霍姆斯提出地幔对流说，成为支持大陆漂移说的最有影响力的理论之一

美国海洋地质学家赫斯发现了海底平顶山，他与曲茨共同提出重要的海底扩张理论

1968年摩根、勒比雄、麦肯齐提出板块构造说，以简洁的形式解释了一系列重大问题

1971年摩根提出引起科学界争议的地柱说

1972年地体构造理论的提出解释了大陆构造的许多疑难问题

中国地质学家李四光

德国地理学家克里斯泰勒提出中心地点论，引起地理科学中在计量理论方面的重要革命

计量地理学于50年代初开始形成，60年代末开始成熟，70年代以后构成较完整体系

理论地理学在60年代后进入现代发展期

非线性地球物理学是80年代兴起的新学科

事件地层学强调突变和灾变，着眼于记录在地层中的特殊事件

国际科学联盟发起地圈与生物圈计划

大陆反射剖面合作组织计划具有重要价值

地质年代的划分方法

“第四纪”的意义

地球历史上曾经有过三次大规模的冰期

气候地貌在20世纪60年代成为独立学科

化石是生物遗体或遗迹经过漫长的石化作用后保留在地层中的

岩溶地貌的特征

冰川地貌的形态

火山和火山岛弧

重大火山爆发记录

地震与震级：1935年里克特提出地震标度

地震烈度与7个方面的情况密切相关

“全球地震时序”研究法是由中国人杨伟国于1973年提出来的

天文地质学的提出

环境地质学的研究包括两方面重要内容

莱吉特和鲍恩的两本书总结城市地质学

农业地质学是农学和地质学的边缘科学

医学地质学研究环境与人类健康的关系

水文学的发展历程

水资源水文学研究水资源的质量分析、供需分配和整体工程调度

瑞典弗肯马克于80年代创立比较水文学

城市水文学自60年代以来已经形成水文学领域的一个重要分支

天体撞击地球的大灾变论并非虚构，科学家推测太阳可能有一颗神秘伴星“复仇女神”

布容首先发现地球存在着磁极倒转现象

小行星撞击地球：意大利会议的结论

关心地球未来命运的科学家们如是说

渴望发现

已发现人类最早描绘的地图：巴比伦石刻图、阿那克西曼德地图、毛罗·弗拉地图和禹迹图

中国2000多年前的地理著作《禹贡》

斯特拉波《地理学》

郦道元的《水经注》

《马可·波罗游记》最早向西方介绍中国，它的影响极为深远

明斯特尔《宇宙志》

中国航海家郑和

迪亚斯发现好望角

哥伦布的伟大航行鼓舞了人类的探索精神

根据研究与发现推测，中国人、非洲人以及冰岛人，可能都早于哥伦布到达过美洲大陆

葡萄牙航海家斐迪南·麦哲伦于16世纪首次完成了人类历史上的全球航行

白令发现新海峡

南极大陆的发现

库克与澳大利亚

伽马开辟印度航线

南森四次赴北极探险证实北极有一个海洋

1909年美国探险家皮里第一个到达北极点

挪威探险家阿蒙森成为征服南极第一人

中国测定珠穆朗玛峰高程为8848.13米

大陆漂移首次测量：欧洲与北美正在远离

中国进行南极科学考察，设立长城考察站

尧茂书于1985年进行首次长江漂流探险献出生命，中国长江漂流探险活动前赴后继

对全球进行长期观测的“地球使命”计划

中、美、法、英、日、苏国际考察队横穿南极，行程5986千米

冰天雪地

冈瓦纳古陆分裂形成南极洲，日本南极观测站证实它仍在升高

自从日本科学家首次在南极发现陨石，南极陨石的秘密正在揭开

南极洲的矿物资源

南极的生物

南极的植物

南极海洋丰富的磷虾是最富饶的宝藏

20世纪初，捕鲸船开始进入南极海域

南极洲是企鹅居住的世界，企鹅约有20种

雄企鹅忍饥卧冰60多天，孵育小企鹅

威德尔海豹是科学家最感兴趣的南极动物

锯齿海豹、豹海豹、罗斯海豹和象海豹

在南极栖息的海燕大都来自世界其它地方

衣冠楚楚但行为不轨的南极大鸥和在南北两极安家的燕鸥

极地研究的国际合作

第一次南极会议于1955年在巴黎召开

12国签署南极条约

保护南极海洋生物资源公约草案协商会议

南极发现中生代蛇颈龙化石和4000万年前的有袋类动物化石

天空

大气与人类

地球的大气是由多种气体和悬浮在天空中的液态、固态的杂质组成，主要有氮气和氧气

没有大气，地球上就不会有各种生命活动

太阳的活动与地球气候的变化密切相关

陆地和海洋吸收来自空间43％的太阳辐射

地球表面辐射与大气和太阳辐射相互作用

对流层形成风和雨

平流层时常艳阳天

中间层又叫电离层

热层出现美丽的极光

逸散层空气十分稀薄

自1787年～1950年大气圈层被逐渐发现

大气科学研究对人类的各项活动均有重要影响，20世纪50年代以后它的发展十分迅速

热带大气运动对全球气候变化有决定影响

全球大气研究计划促进卫星气象学的发展

风，就是空气在水平方向上的自由运动

最早给风力定级的人是中国唐代的学者李淳风，他将风力划分为24个方位、8个等级

测风器发明最早是在19世纪的英国和瑞士 地球大气压力分布的规律：气压带和风带

德国布兰德斯是气压系统和现代气象学先驱，他是第一个绘制天气图以供研究气象的人

厄尔尼诺现象为全球带来灾难性气候

肖特、皮叶克尼斯始创厄尔尼诺现象研究

地球的大气环流一般分为三个等级：行星风带，季风、气旋等和海陆风、山谷风等等

挪威人V·皮叶克尼斯提出大气环流定理，1921年他又提出了十分著名的大气环流图案

动力气象学已经成为大气科学的基础学科

动力气象学的发展在半个世纪内形成体系

风云变幻

荷兰气象学家白贝罗提出了著名的白贝罗定律，据此可以更进一步了解风暴发生的规律

常年出现的天气状况被称为气候，根据其成因，世界的气候分为不同的气候带和气候型

德国气象学家苏潘将全球气候区分为35个

德国气象和气候学家柯本1900年首创气候分类法，将全球气候分为湿润与干燥两大类

随季节做有规律变化的风叫作季风，受季风影响地区的气候，气象学上称为季风气候

20世纪40年代应用气候学诞生，它所关注的问题直接关系到人类生产实践和日常生活

热带地区占全球表面积一半左右。热带气象学自60年代以后成为十分活跃的新兴学科

人类农业生产不能不受气候、气象等条件的制约，农业气象学的研究意义深远效益巨大

历史上许多战事成败都与气象有关，军事气象学成为各国大气科学领域倍受重视的学科

近代航空气象学的发展始于20世纪50年代以后，它的最新方向是人工改善气象条件

美国发射第一颗气象卫星着之后，卫星气象学诞生，它使气象研究手段愈来愈高技术化

航海气象学于20世纪60年代以后成为现代学科，“策略航线”选择技术成为尖端技术

亚历山大·洪堡的世界等温线图给比较气象学的创立奠定基础，是自然地理的杰出理论

气团是物理性质较均匀的大块空气，热带风暴是热带洋面上的巨大空气旋涡，两者不同

云可分为四族：高云、中云、低云和直展云

1906年提出国际云型分类法形成统一标准

中国的雨量的等级

雨量器发明在中国

1946年美国人沙佛发明人工降雨造福后人

在闪电经过的通道，气温瞬间可以达到两万度；水滴汽化猛烈膨胀发出巨响，成为雷鸣

人类最早的气象学专著为亚里士多德所作

人类的第一个气象观测站建于意大利

“微爆发”易造成飞机失事，气象学家麦卡锡、詹姆斯·威尔逊于1982年首开研究先例

城市气候学的创立已有170多年的历史

城市气候学关系城市生态环境和生活质量

海洋

寻访生命的故乡

地球是太阳系中唯一的一个“水球”

海与洋的重要区别

日本科学家在深海研究生命起源，认为生命可能起源于强磁环境

海洋是地球上所有生命共同的摇篮

最大的太平洋，包括12个海的大西洋，四大洲之间的印度洋和地球上最小的

北冰洋如果海浪从东非大裂谷汹涌而出，非洲大陆将会变成第五大洋

原始大气凝聚假说

岩浆析出假说和地幔分泌假说的观点

80年代后期美国科学家提出了“彗星说”

詹姆斯·基卢利提出陆壳“大洋化”理论

海岸分为岩岸、沙岸、泥质和珊瑚礁海岸

奎年、希曾等人发现海底存在强大的浊流

英国科学家发现海底雪山和海底瀑布

大洋中脊组成了连绵伸展的海底山脉

日本进行深海调查发现海底板块裂缝

“的里雅斯特”号深潜器在马里亚纳海沟发现深海海底存在大量生物体的活动

海洋学家罗伯特·波义耳证实海洋发光生物

海洋的藻类十分丰富

藻类的营养价值很高

浑身是宝的鱼类和世界著名四大海洋渔场

鲨鱼共有350余种

鲸是地球上最大的哺乳动物，它具有较高级的中枢神经系统，体重超过100吨

南极大洋盛产蓝鲸

逆戟鲸成为各国捕鲸船队追杀的对象

挪威人拉尔生首开捕鲸先例遗害至今

富有智慧的鲸能创作并演唱优美的歌曲

海豚智力水平在动物中超过猩猩和猴子

海豚对人类的帮助

保护军舰的海豚

世界上有14种海狮

打捞坠海火箭的海狮

全球海象数量已经减少到不足300万头

生长在寒带的海豹

海牛就是古代流传的美丽故事中的美人鱼

到海洋最深处去

20年代德国“流星”号进行大西洋考察

美国探险家毕比成为第一个潜入深海的人

“信天翁”号深海考察大洋沉积速度，发现4300米厚的沉积层

英国“挑战者”号创造世界最深采泥纪录

美国太平洋考察活动

苏联“勇士”号在太平洋发现最深的海渊

美国历时15年实施的“深海钻探计划”

瑞士科学家奥古斯特·皮卡德发明的“的里雅斯特”号深潜器1960年首次到达太平洋底

“法姆斯”海底探险——美国和法国等国海洋科学家联合进行大西洋中脊海底探测

“阿基米德”号潜入堪察加海沟创下纪录

“格洛玛·挑战者”号考察船历经15载，获多项重要科学发现，改写了地球演化的历史

深海大洋钻探成功取得77500米地球岩芯

蔚蓝色的诱惑

海洋科学的四大学科

轻视学位但重视实践的近代海洋科学鼻祖——约翰·默里

海洋科学领域中的两个分支——海洋物理学和海洋化学的内容以及未来的发展方向

彼得森倡导海洋研究和开发的国际合作

一生多数业余时间弹钢琴的V·W·埃克曼

H·彼得森始创用放射性元素研究地球化学

美国亨利·斯托梅尔对墨西哥湾流的研究

海洋生物学的重点

海洋地质学的内容

培养出一大批优秀人才的学者沃尔特·蒙克

建立了现代海洋力学理论的V·皮叶克尼斯

军事海洋学

战争促使H·V·斯维尔德鲁普研究军事海洋学，并取得重大成果

海洋生态系的概念

1914年霍尔特发表《大渔业的变化》成为水产资源学重要文献

卫星海洋学

国际海洋法

专属经济区

国际海底区域

海洋技术是21世纪最重要的高技术领域

美国海洋学家率先发展海洋声学层析技术

多国合作执行世界大洋环流实验计划

多国参与1986年开始的全球海洋通量计划

为期10年的热带海洋和全球大气计划

国际耦合海气响应实验在西太平洋进行

1958～1960年中国首次对中国海域进行大规模海洋调查，海洋研究逐渐接近国际水平

前景广阔的大开发

海洋开发和海洋技术自20世纪后半叶迅猛发展，是21世纪科学技术领域的重大主题

中国有1800千米海岸线，是海洋资源富国，渔场面积世界第一

日本无人深潜器创世界纪录，在“黑潮”研究方面居领先地位，海底矿床勘探活跃

海洋生物技术：中国的转基因鱼和美国的虹鳟基因转移技术

海洋是蓝色医药宝库

开发海洋发光生物

海水养殖业自20世纪80年代发展迅速

发展中的海洋农牧化

海洋增养鱼技术包括5项关键性的内容

开发海洋增养虾技术具有远大的经济前景

海洋贝类增养殖技术于90年代获得突破

海藻有多种价值，开发海藻成为技术热点

海藻增养殖技术领先的国家是日本、中国

、朝鲜、美国和菲律宾海洋增养殖工程

开发海洋化学资源

海水镁的纯度高

海水提镁技术的发展

海水镁的最大生产国

海水提铀60年代从日、美、法等国开始

日本开发海水铀成功

英国1964年的失败

海水提碘技术

海水提溴技术

海水提锂技术

海水提钾技术

海水淡化为中东地区的干旱国家带来福音

约瑟夫·科尔纳提出搬运冰山解决淡水不足

从英国女王的命令到“多级闪急法”

世界上已经探明的海洋矿产资源达数十种

英国科学家首先发现并命名锰结核，锰结核的开采将在21世纪构成新兴的海洋矿产业

海底锰结核分布情况对全世界公开发布

日、德、法争先实施锰结核开发计划

中国获得15万平方米的国际海底矿区

日本发明、法国验证连续链斗式采矿系统

日本投巨资研制成功液、气压提升系统

美国、法国研制成功海底自动采矿系统

深海采矿技术的未来

全球海洋中已发现30余处海底热液矿床

“西亚纳”号潜水器1974年发现热液矿床

美国、日本、加拿大迅速勘探热液矿

世界上已探明和开采的主要海洋金属砂矿

各国普遍采用的海洋砂矿的四种基本开采方式

：链斗式、泵吸式、钢索式和空气提升式

围海造地扩展空间

日本是世界海上人工岛技术最发达的国家

海洋工程是人类科技和人文理想的体现

海上人工岛的发展

神户人工岛填海用土石方达8000万立方米

日本再建海上城市

海上工厂的发展将在21世纪获得重大突破

美国工程师设想未来海上城市为金字塔形

莫格里奇和马丁提出英国海上城市的构想

地球生物圈

生命活动的空间

生物圈是地球上一切生物及其生存环境的总称

包裹着地球的大气圈

岩石圈和水圈构成了壮丽的山河大地

经过几十亿年的漫长生命演进地球上形成了种类纷繁的微生物植物和动物组成的生物界

生命的存在不是一个孤立的现象，生命的相互依存造成了地球上的生物带和生物群落

微生物的世界

显微镜使人类得以观察微生物的世界

微生物在地球的每个角落里安然地生活

人类很早就开始利用微生物世界中的真菌

微生物家族对食物各有所好，从它们对氧气的好恶态度可以将之分为好氧菌和厌氧菌

土壤是微生物生活的天堂，即使在荒芜不堪、了无生机的土壤里，微生物仍能生存繁衍

人类食品与乳酸菌

酵母菌与人类的生活

看不见的空中旅行者——浮游微生物和居住在水中的隐士——水中微生物

沼泽中的甲烷菌

醋酸杆菌和食醋

苏云金杆菌

放线菌和抗生素药

球菌、杆菌和螺旋菌造成的传染疾病曾无数次改写了人类历史

即使是在一个单细胞细菌体内，大自然也一丝不苟地安排了一个运转巧妙的生命机制

细菌的自我保护机制

动物的世界

昆虫社会中存在着的某种高度组织化、社会化和精密的分工现象，令人类为之惊叹不已

昆虫是地球生物最早的空中飞行探索者，生存竞争使它们发展出独特的智慧和生存技能

昆虫的口器：为了获取各种各样的食物，昆虫进化出了各式各样形态和构造的“嘴巴”

昆虫在地球上的所有动物中，最早进化发展出翅膀。比起鸟类来，昆虫的翅膀更为先进

昆虫一生中的变态

在经过长久的跟踪、研究、分析之后，生物学家终于发现了昆虫的语言——外激素

科学家们已经破译了 200多种昆虫的语言并制成生物诱虫剂

蜜蜂按照一种特殊的社会分工机制过着各负其责、互相配合、相依为命的集体生活

谁把杀人蜂带进南美洲：令美洲人闻“蜂”丧胆的杀人蜂是一个偶然的失误造成的

神奇的超级蚂蚁社会：在某一个蚂蚁合众国里竟生活着3000亿工蚁和100万个蚁后

蚁口余生：爱华斯博士在墨西哥的历险

在2000多年前的古印度，医生们曾将蚂蚁用于外科手术

对亚马孙地区酸雨成因的最新研究表明，酸雨和蚂蚁有关

竹节虫——自然界中最高明的伪装能手

一位美国生物学家从昆虫的基因中发现了昆虫具有抗药性的秘密

地球上的10000多种蝗虫是昆虫外部形态的典型代表，也是对农业危害最大的昆虫之一

蜻蜓是地球上最早在空中飞行的昆虫1

有两层翅膀的瓢虫

蚊子因传播疾病是人类一直试图予以消灭的有害昆虫之一

根据瑞典生物学家尼尔森的最新研究，发现象鼻鱼脑组织的耗氧量竟然超过了人类

美、日科学家发现了一种能够根据环境需要随意变性的热带鱼

判断鱼的年龄

有大约10余种海洋鱼类并非冷血动物

看似海中花草，实为貌似植物的海底动物

鱼中霸王——吃人鱼

珍稀鱼类——中华鲟

海马像马不是马，海马是鱼不像鱼

带电的鱼——电鳐

鸟类的生活空间是广阔的：从大陆到海洋，从高山到平原，自由自在的鸟类振翅翱翔

始祖鸟、原始鸟和孔子鸟：谁是鸟的始祖

鸟羽的构造精巧绝伦，既保暖又助飞行

振翅翻飞悬停滑翔：鸟的四种飞行方式

鸟巢：鸟类为自己营造了各式各样的家园

即使是“和平”鸽也会有穷凶极恶的时候

年复一年，候鸟按时踏上漫漫迁飞之旅

地球上最大的、最不会飞的鸟——鸵鸟

在非洲的布隆迪乡村有一种会打狼的鸟

为了保护35只大鸨鸟，高速铁路延期开工

行动迟缓的龟类，是动物之中的长寿家族

鳄类是地球上现存最大的两栖爬行类动物

毒蛇是最狡猾和最经济的狩猎者和捕食者

哺乳类动物的特征和哺乳动物的分类

灵长类动物之中的袖珍品种——侏狨

地球上最古老的哺乳类动物——鸭嘴兽

隐居在川、滇、黔密林中的中国金丝猴

偶然在非洲原始森林里发现的白猩猩

非洲象和亚洲象

在人迹罕至的密林深处举行的大象葬礼

海豚与人接触易患病

中国台湾生物学家李家维和徐锦源在蜜蜂腹部发现了蜜蜂用以辨别方向的“超顺磁铁”

许多动物都具有利用自然疗法给自己治疗疾病的高超本领

康拉德·劳伦兹对动物印记学习能力的研究

动物所具备的智力

一桩真实而扑朔迷离的印度红蝙蝠杀人案

机警的猎犬

生物学家试图复活猛犸使灭绝的动物再生

植物的世界

地球上丰富的植物

海尔蒙脱的实验揭开了植物饮食的秘密

普利斯特利的实验

植物的光合作用和呼吸对地球生命的意义

水在植物体内为什么会向上流动？

植物寿命的长短、营养的供应、对环境的适应能力和家族的繁衍都取决于根系是否发达

植物的果实分真果和假果以及单果和复果

地球上能形成种子的植物大约有20多万种

植物的花千姿百态争奇斗艳，它们都是植物的生殖器官

世界上最大的花

植物的茎长短不同，但它们的基本功能都是支撑植物并将养分输送到植物的全身

植物的叶子是结构复杂的“养料化工厂”

微观植物家族：单细胞藻类衣藻和硅藻

像树一样的木本蕨类植物——桫椤（树橛）

地球上裸子植物家族只有4纲9目12科800多种但裸子植物森林却占森林总数80％

具有极顽强抗旱能力的橛类植物——卷柏

依附着高大老树生活的附生植物——槲蕨

分布于热带及亚热带地区的裸子植物铁树

银杏是中国独存的2亿7000万年前

的古树

千年不凋的远古活化石植物——千岁兰

历经冰川劫难而硕果仅存的珍稀植物银杉

柏树寿命长耐贫瘠四季青可入药宜于栽种

被子植物是植物进化到目前的最高阶段

竹子生长在东方，分布在中国的南方和东南亚一带，生长速度高于所有植物

珙桐花似白鸽是中国特有的珍稀被子植物

原产于南美洲的王莲是世界上最大的莲花

不仅动物能吃植物，植物也能吃动物：捕食昆虫的“食肉”植物

奇异的洗衣树

生长在热带和亚热带海滨湿地里的奇特“胎生”植物——红树

见血封喉剧毒树

科学研究证明植物也具有喜悦、恐惧等丰富的情感和记忆能力

植物也爱听音乐，它们对贝多芬、巴赫、莫扎特、瓦格纳、海顿以及摇滚乐各有好恶

植物也想跑

由于植物在生物圈中所处的关键地位，植物科学研究将再次成为生物学科研的前沿

植物在严酷的生存竞争中逐渐学会并掌握的“化学武器”

大自然向人类发出了紧急警告：在未来的30年间大约有6万种植物将遭到灭绝的危险

现代农业

育种与栽培

作物育种的基本步骤延续几千年，由于20世纪生物学的发展进入了细胞和分子水平

苏联植物育种学家和遗传学家尼古拉·瓦维洛夫对栽培植物起源中心的研究和贡献

纯系育种方法在作物良种选择和培育中的作用及其局限

农作物的辐射育种

杂种优势在农业上广泛应用于良种培育

回交育种方法

杂交水稻育种的三系

湖南农业科学院研究员袁隆平用一颗海南岛的野生稻开创了中国杂交水稻培育的新纪元

“鲁棉一号”的育成

杂交玉米的诞生

中国水稻专家丁颖1926年培育成功杂交水稻“中山一号”

中国遗传育种学家鲍文奎历时20余年，历尽坎坷，终于培育成功了8倍体黑小麦良种

中国农业科学家、小麦育种学家金善宝

便于收集和贮存大量种质的植物花粉种质资源保存技术

采用低温、超低温保存花粉种质技术

中国在油菜杂种优势利用技术的许多方面处于世界领先地位

用小麦花粉育成植株

中国发展轻型栽培

日本生物学家培育成功三倍体无籽西瓜

西红柿结瘤固氮

远缘遗传物质重组的细胞融合育种技术

单倍体育种

对植物成熟的或未成熟的胚进行人工离体培养的胚培养技术

20世纪生物技术在农业上的应用之一是发明了具有完整个体结构的胚状体：人工种子

无土栽培和营养液

将作物栽种在泡沫板上：20世纪兴起无土栽培法的研究和实践

日本率先开发出工厂化水稻育秧技术

利用组织培养实现植物的快速繁殖技术

利用组织培养技术获取无毒植株的植物脱毒技术，已广泛应用

美国科学家里斯在苜蓿提取物中发现了植物生长激素三十烷醇

野生水稻品种是个宝

日本研究出温室栽培茶树新技术，一年可以收获九次茶叶

贮存种子的新方法

中国和澳大利亚农业科学家联合培育出一种能固氮的小麦良种

国际水稻研究所培育了许多优良稻种，并正培育一种超级水稻

再生纸作稻田地膜

台湾育成超甜玉米

英国的微型马铃薯

联合国粮农组织向全球发出警告：地球上的作物品种正大量消失，这将威胁人类生存

美国育成彩色棉花

土壤与耕作

道库恰耶夫提出发生土壤学的观点，奠定了现代土壤学的基础

威廉斯与生物土壤学

土壤水与植物和大气构成连续的循环过程

不断得到深化和发展的现代土壤化学研究

土壤微生物研究受到世界各国的重视，中国土壤微生物方面的研究与应用取得重要进展

威廉斯的草田轮作制

20世纪40年代，以生物耕作取代机械耕作的免耕技术受到重视

农田小气候的改造直接影响到作物的生长

美国实施推广“残留物管理法”耕作技术

美国农民罗杰·萨尔弗实施的无耕耕作法

日本农业广泛推广使用地膜覆盖栽培技术

欧美的地膜覆盖技术

20世纪70年代以来，中国大力推广地膜覆盖栽培技术，并研制成功植物纤维降解地膜

取代天然土壤的人造土壤、塑料土壤、聚合物土壤和纸屑土壤

澳大利亚人创造生物动态法耕作新法

联合国粮农组织向亚洲推广利用益虫消灭稻田害虫的自然耕种法

1989年日本尝试用小型直升飞机直播水稻

一个法国农民玉米高产秘诀

世界农业灌溉的三种方法：引水灌溉、机械喷灌和定位自动滴灌

过量抽取和使用地下水，将导致灌溉消失

色彩能使作物增产

化肥与农药

中国是最早认识到肥料对土地的作用并广泛使用天然肥料的国家

欧洲农业11世纪开始使用肥料，早期的肥料主要是骨肥和鸟粪

李比希建立农业化学

化肥的发明与发展

20世纪的现代农业进入使用化肥的时代，氮肥、磷肥和钾肥的工业化生产大规模展开

智利的硝石与世界早期矿物氮肥的生产

大型合成氨企业在20世纪的出现以及合成氨工业化生产的发展

微肥的出现和发展

化学农药的使用

1882年，法国植物学家米拉德在葡萄园旁散步时一个偶然发现导致了波尔多液的出现

20世纪现代农业的重大科技成果：开始使用有机化学除草剂

综合防治作物虫害

砒霜的杀虫特性

烟叶的杀虫特性

有机磷杀虫剂

六六六的发明者

农药乐果

农药滴滴涕曾在世界广泛使用，并被用于防治引起伤寒的昆虫

人类与老鼠的战争

防止和杀灭植物病原线虫的各种化学药剂

植物在与危害自己的微生物和昆虫的战斗中，发展了自身的抗虫性和丰富的作战本领

西药阿斯匹林还可以作为新型除草剂使用

生物工程的成果迅速在农用杀虫剂的研制上得到应用，其结果是既有好处也有坏处

农药对人类的报复

以虫治虫可保护环境

用真菌克制象鼻虫

利用昆虫的气味来防治害虫对作物的侵袭

自然界里的平衡：金小蜂克制棉红铃虫

日本利用性信息素诱捕蝗虫取得成功

将污水淤泥变肥料

猪粪太多也会造成环境污染，荷兰开发猪粪再循环技术

当人们逐步认识到化肥的局限时，就转而开发各种高效肥料

畜牧、养殖与渔业

人类6000年前驯养牛从而进入农耕时代

对马的驯化使人类扩大了活动的范围

7000年前野猪开始逐渐被驯化为家猪

英国农学家贝克韦尔与家畜良种培育

1890年，英国人希普首次采用的家畜胚胎移植技术，今天已成为良种培育的基本手段

加拿大动物学家赫尼克发明一个机器母猪

2400年前中国人已掌握了人工养鱼及其人工繁殖技术，今天这一技术仍在不断创新

人类古老的捕鱼技术在20世纪发展出新花样：大规模利用声、光、电诱捕和围捕鱼虾

加拿大大力发展人工养殖鲑鱼技术

虾的人工养殖

利用温水人工养鱼

红墨斗鱼的人工授精

体外人工授精的试管动物使传统的畜牧业生产发生巨大变化

美国的农场主使用电脑帮助饲养奶牛

双胞胎试管牛

牛闻香味多产奶

法国农民养牛新招：给牛按摩加喂啤酒

韩国农民给牛喂药草，培养出一种味道独特的“韩药牛”

科学家利用杂交优势培育良种猪和利用生长激素培育瘦肉型猪

移植卵巢、培育杂交良种鸡、甚至给鸡扎针灸，美、日、德科学家各有高招让鸡多下蛋

英国育成试管鸡

1992年法国农艺研究所的科学家通过模拟家兔受孕，首次成功实现了家兔的单性繁殖

中国科学家人工饲养无菌苍蝇变害为利

2000余年前，中国农民利用马和驴杂交而培育出了杂种家畜骡子

人类开始将野生动物驯化为家畜的时候兽医学即已萌芽，几千年来兽医学研究不断发展

饲料添加剂

园艺及果蔬

园艺与人类生活

园艺和果蔬栽培

中国古代园艺栽培技术的形成与发展

西瓜栽培的起源和自西域传入中国的历史

原产于中国的柑桔

米丘林与果树杂交

20世纪后半叶，生物工程技术在园艺上的应用，给古老的园艺栽培业带来了巨大变化

从采摘雨后森林里的各种野生蘑菇，到人工栽培食用菌，再发展到新法栽培食用菌技术

20世纪40年代后期无土栽培法开始应用于园艺作物栽培

在日本静冈市山脚下有一座“植物工厂”

白蓝菜：杂交种子产生新品种蔬菜

20世纪90年代，世界各地兴起了利用最新生物工程技术培育各种新奇异型蔬菜的潮流

用生物技术培育出的微型异色新奇果蔬

90年代日本研制出撕开就能吃的蔬菜纸

农业机械化

西方发达国家农业机械化的发展进程

农机具的改革与近代欧美农业的技术变革

伴随着蒸汽机的发明，19世纪在英美等西方国家，早期的蒸汽动力拖拉机出现于田野

在20世纪20年代之前，早期出现的各种类型的拖拉机大多是由美国人研制和发明的

1906年美国人霍尔特发明了第一台履带式拖拉机，1924年第一台轮式拖拉机驶向田野

美国的果农首先想到给拖拉机装配橡胶轮胎

1820年英国人布朗发明了第一台收割机，1930年苏联研制出世界上第一台联合收割机

18世纪的播种机

播种机的改进与发展

农用拖拉机与各种中耕机械的结合使用

美国人惠特尼于18世纪发明了轧花机

几千年来人类一直用自己的双手采摘棉花，18世纪末美国人发明了能采摘棉花的机器

以稻米为主食的日本人研制出水稻插秧机

早期的割草机研制成绩和后来的不断改进

19世纪一位苏格兰人发明了玉米收割机

19世纪英国出现脱粒机时曾引起骚乱

在20世纪90年代，经营一个现代化的大型农场所必需具备的各种农业机械的清单

1877年瑞典人发明了第一台牛奶脱脂机

19世纪欧美各国研制的早期挤奶机器

美国人斯汤和丹尼森发明了草莓采摘机器

能够识别水果、蔬菜、蛋的颜色、大小、好坏的自动分拣机器人

19世纪50年代美国人发明了草打捆机

摘苹果的机器人

美国水陆两用拖拉机

柑桔采摘机器人

美国中西部平原“玉米带”和农业机械化

澳大利亚80年代制造出剪羊毛的机器人

日本研制用于养鱼业中的多种机器人

前苏联研制出一种智能型机器人饲养员

机器人从事挤奶工作

家禽加工机器人

果园土壤管理机

21世纪田野里将会出现万能农业机器人

芬兰研制出电脑控制的无人驾驶拖拉机

农业收割机器人

种植业中的机器人

农用飞机于20世纪的最初10年在欧洲和美国飞临田野上空，现在已为各国普遍应用

90年代已出现了会选秧苗的机器人、自动施肥农业机器人、收获番茄和辣椒的机器人

高新技术与农业现代化

20世纪40年代至70年代以推广水稻小麦玉米等高产品种为标志的第一次“绿色革命”

1990年世界粮食理事会第16次部长会议提出了在发展中国家开展第二次“绿色革命”

面向21世纪的可持续发展农业新概念

美国在建国以来的200年的时间里，经历了三次大规模的农业革命，实现了农业现代化

日本实现农业现代化的三个发展阶段

在全球范围内推进的生态农业浪潮

发展中国家也开始重视发展生态农业

中国在发展现代农业的同时推行生态农业

由于生态农业具有的优势而为各国所关注

发展具有中国特色的农林复合生态工程：林粮间作、稻田养鱼以及基塘等生态系统

核农学：随着原子核物理学的发展和放射性技术广泛应用而逐步建立的一门边缘性科学

辐射育种、灭虫和保藏食品技术及其发展

日本建立工厂化蔬菜生产的“洁净农场”

用生物工程技术改变小麦性状及改良玉米

以微生物技术为基础的新型“白色农业”

美国利用生物工程培育的防虫转基因棉花

1994年美国正式批准基因工程番茄上市

科学家将萤火虫的基因植入玉米的细胞

巴西科学家采用先进的生物工程技术提高大豆的抗虫能力，使巴西大豆的产量翻了一番

20世纪发展起来的计算机技术在农业上日益广泛的应用，迅速改变着传统农业的内含

电脑模拟农作物生长的虚拟农场、农业数据库和计算机网络服务：21世纪的农业雏形

电子医生给花治病

英国科学家用基因技术育出防虫害烟草

美国研制的转基因大豆已进入商业耕作

到20世纪90年代，基因工程在农业生产及植物工程的应用上已经取得了多方面的进展

让绿色覆盖大地

几十亿年形成的地球森林生态系统

是哺育人类成长的绿色摇篮

林业的形成和发展与人类文明的历史同步

森林是一个具有生命活力的大系统，林学把森林当作整体来研究

人类重整绿色大地的努力：植树造林

世界各国的植树节

80年代发现的38株古杉改写了中国植树史

从19世纪中叶开始，欧洲的学者逐渐建立了森林土壤学

世界各国在植树造林中都试图寻找并营造生长快速的速生林

人工防护林的发展

人类为保护自己而建设的绿色长城：中国全面启动长江中上游地区人工防护林建设工程

森林和阳光、雨露、风和雾：各国学者自19世纪起对森林气象的研究形成森林气象学

森林不是人类的柴火和木材仓库，森林是地球的肺，森林是地球行云降雨的调节器官

人类的先辈在2000多年前就已经开始了林木育种的实践

李时珍的《本草纲目》与中国林木育种

植物学沿革和“植物学”一词的由来

中外森林植物学研究的历史脉络和成就

林学基础：树木生理学的基本理论和发展

中外学者在对各种林木病害的研究中逐步形成了森林病理学

人类逐渐认识到森林里的鸟兽与森林之间的共生依赖关系

各种特用经济林

17世纪中国的伐木者创造了最早的材积表开森林测量先河

森林昆虫学的研究

21世纪机器人可能接管林业：现代科技手段广泛应用于林业生产

20世纪50年代以后森林工业发达国家开始全面实施森林采伐作业的机械化研究和配套

森林资源利用与发展中的林产化学加工业

世界森林资源调查

1989年全球森林覆盖面积排座次，排出了居前20位的国家名单

1826年德国森林经济学家洪德斯哈根提出了“法正林”的概念

历尽劫难幸存于中国的活化石植物：水杉

建设20世纪的绿色长城——中国“三北”防护林体系工程

广泛应用现代科学技术手段，合理地开发和利用地球森林资源

森林开发利用的方向

木材在不同的使用中要求其具有不同的含水量因而需干燥处理

各种木材胶粘剂

利用木材的边角余料，用粘胶剂压制成的人造板及其制造技术已成为一大新兴林产工业

热带森林被毁灭之后其亿万年来形成的生态系统是无法再生的

泰国发生的森林悲剧

大自然赋予树木以抵抗盛夏酷暑阳光曝晒的自备生物空调系统

花草及矮小的植物在夏天的储蓄水功能

美国应用基因技术培育出一种转基因杨树

人类植树造林已不仅为美化环境，还希望利用生物技术培育方形的树和能生产石油的树

把树苗装入冰制炸弹用飞机空投植树新法

20世纪60年代联邦德国研制的升降式锯机

意大利研制出灵敏的森林火灾红外监测器

美、日、欧开发能扑灭森林火灾的机器人

能源的开发与利用

利用能源的历史

能源是能量的来源，人们把它分为

一次能源与二次能源以及再生性能

源和非再生性能源

人类对自然力的利用从古至今一直在发展和改进着，人们为此发明出了各种各样的方法

人类对能源的利用从使用火开始，迄今已跨越了五个历史阶段，其中有过三次重大转变

机械能与热能可以相互转化的现象被发现，导致了蒸汽机的问世

医生迈亚和科学家焦耳发现能量守恒定律

关于能源的几个概念

可供人类利用的自然资源是有限的，“能源危机”并非耸人听闻

人类对能源的利用能力影响了人口的增长，现代社会中的人口平均能耗正在大幅度提高

煤炭

人类发现和使用煤已有数千年历史，人们以煤作为燃料从事冶炼、烧砖、制陶和酿造等

从使用自然力为主转变到以煤为主要能源，人类在利用能源的历史上完成了第一次革命

采用矿物重选法选矿

用跳汰机和重介质分选机进行选煤，选煤技术向自动化方向发展

实现采煤综合机械化

现代采煤业已拥有成熟的矿井施工技术，矿井开掘规模越来越大，自动化程度普遍提高

露天采煤是早期的采煤方式，现代露天采煤手段已非常先进

利用褐煤与土坯煤技术生产煤球和蜂窝煤

利用煤的气化技术可以生产与天然气相媲美的民用燃料——煤气

煤气生产中采用的鲁奇气化法、柯-托气化法和温克勒气化法

20世纪20年代美国出现了可利用煤炭气化装置进行发电的技术

门捷列夫最早提出进行煤的地下气化设想地下气化法已受重视

经过液化的煤浆燃料有可能代替石油燃料

柏基斯直接液化法和费托合成间接液化法

可怕的煤田瓦斯是可资利用的重要能源

煤炭既是燃料，也是重要的化学工业原料

管道输煤技术出现于19世纪末，20世纪开始建设大型输煤管道

全世界已探明的煤炭储量和中国的煤炭资源状况并不令人乐观，节能已经成为当务之急

世界现代煤炭工业的发展完成了五大转变

石油与天然气

从发现石油、了解石油形成的机理到开发利用石油，是人类能源发展史上的又一次革命

美国人德雷克1859年在宾夕法尼亚州钻出世界上第一口油井，揭开了石油时代的序幕

世界石油资源的分布状况与石油计量方法

20世纪初，美国发明了石油开采旋转钻井法与导向钻井技术

海上石油钻探和开采

海洋石油的生成过程

20世纪60年代中国开始开发建设大庆油田

全球海洋石油和天然气田的分布状况

20世纪70年代以来，世界陆地和海上石油钻探设备在高新技术的支持下得到迅速发展

海上采油技术不断完善，采油平台日益多样化，更先进的深海采油设备正在研制发展中

北海油田的开发使英国的经济得以复苏，北海油田的采油平台多次发生火灾震惊了世界

与陆地相比，海底油气田的开发费用昂贵

中国从20世纪60年代开始对南海、渤海和东海进行油气勘探，并加紧开发海上油气田

石油与天然气的勘探手段已越来越先进

电子系统的应用使石油开采技术效率更高

通过复杂的加工技术从油页岩中提取石油

石油是世界各国工业生产的命脉，石油的储藏和海上运输成为国际最受关注的焦点问题

石油化学工业是现代国民经济的支柱产业之一，炼油厂的规模巨大，炼油能力不断提高

20世纪80年代初，伊朗与伊拉克之间展开激烈的“油轮战”

世界石油输出国组织

输油管道的敷设使原油和成品油的输送成本大幅度降低，世界各国的输油管道越来越长

世界天然气产量越来越大，各国采用先进技术和管理系统来铺设越来越长的天然气管道

大规模的石油开采和勘探表明，未来世界的石油与天然气资源并不像人们想象的那样多

电能的利用

电磁学研究的先驱者丹麦科学家奥斯特

1852年，英国的物理学家法拉第通过一个实验证实了电磁的存在

英国人麦克斯韦在法拉第研究的基础上建立了完整的电磁学理论

电力是由一次性能源转换而得的二次能源，它在人类的能源利用过程中具有特殊的地位

电能比其它任何能源都具有更多的优点

法拉第通过他的磁铁试验发现了发电原理

19世纪初人们开始研制各种直流发电机

交流发电机是许多发明家共同努力的结果

俄国物理学家雅各比制造出第一台船用电动机，西门子对电动机和发电机作了重大改进

偶然失误导致的新发现——发电机变成了电动机。电动机的发明使人类进入了电气时代

1882年法国人德普雷成功地进行了首次直流输电试验，现代电力传输向高压输电发展

变压器发明后迅速得到各国的推广和应用

爱迪生的助手特斯拉发明变压器，使电流的远距离高压传输和用户低电压用电成为可能

平衡电力供需关系的电网技术迅速发展

意大利人伏特1800年发明了化学电池，法国人伯朗台19世纪60年代发明了充电电池

世界上最小的电池和不含汞充电碱性电池

橡胶电池有可能成为未来汽车的新动力

高能量的燃料电池已成为各国研究的热点，美国工程师罗杰·布姆研制出一种巨能电池

节约能源和减少污染的未来磁流体发电

世界各国关于发电的各种奇思异想和试验

核能

核能的利用是人类能源发展史上一次巨大飞跃，它已成为未来能源发展的一个重要方向

受控核裂变的成功为核能利用奠定了基础，各种形式的核反应堆为人类提供了强大动力

1954年苏联建成世界第一座核电站

1991年12月，中国自行设计的第一座核电站一次并网发电成功

与其它的发电形式相比，核能发电的耗费低而污染少，安全性强，因而得到迅速的发展

原子时代不断出现的核事故引起巨大恐慌

使用广泛的压水型反应堆的安全防护

一体化快速反应堆

1979年3月，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站发生严重核泄漏

1986年苏联切尔诺贝利核电站发生有史以来最可怕的核事故，引起全世界的广泛关注

核电站发生意外事故会不会引起核爆炸

世界各国都在研究核废物处理的有效方法

欧洲联合核聚变试验室第一次试验受控核聚变获得重大成功，核聚变能的利用前景广阔

太阳能

太阳是地球上最大的能量源泉，太阳能源理论的创立为人类合理利用太阳能提供了依据

1960年法国人穆肖设计了世界上第

一个太阳能灶，从此各种各样的太阳能灶相继出现

太阳能集热器将太阳辐射能转为热能，有平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等类型

平板集热器被广泛用于家庭太阳能热水器

印度设计了一种可以利用太阳能取暖的墙

第一座被动式的太阳能暖房诞生于1882年，第一座主动式的太阳能暖房诞生于1938年

美国特克博士1949年在多佛建造了著名的太阳房，90年代德国又建造出新型太阳房

日本建造了一座无窗楼，里面却阳光灿烂

美国建成了一座巨大的太阳能热水游泳池

利用太阳能海水蒸馏器进行海水淡化生产

法国科学家特朗比设计建造了一座太阳城

用太阳能加热氨溶液可制造太阳能冷冻机用于家庭空调和冰箱

1988年美国科学家温斯顿设计制造出威力强大的太阳聚光镜

以色列一位名叫罗道夫布洛赫的人最早设想用人工盐水湖储存太阳能，这个设想实现了

利用太阳的辐射能进行的热发电和光发电

1839年贝克雷尔首先进行太阳电池的研制，现代太阳能电池发电已进入广泛应用阶段

日本学者桑野幸德提出了建立全球太阳电池能源网的设想，以应付未来的能源短缺危机

世界各国都在进行各种形式的试验，努力发展充分利用太阳的辐射能量进行发电的电站

美国科学家试验在沙漠地带建设各种形式的太阳能电站，苏联已建成大型的太阳能电厂

德国的太阳能电站和太阳能烟囱发电试验

用太阳光压推动太阳帆的设想和人造月亮

美国人彼得·格拉泽设想在太空建立一个巨大的太阳能电池板以把太阳光能转变为电能

利用地下岩洞和特殊物质来储存太阳热能

波尔·马克利迪发明的一架依靠太阳能电池供电的飞机“太阳先锋”号飞越英吉利海峡

性能优异的非晶硅太阳光电池已逐步取代单晶硅太阳光电池

正在开发的几种新能源

常规能源已经被人类广泛地认识和开发利用，新能源的开发和利用将可能取代常规能源

地热能的利用主要是取暖、灌溉和发电，1904年意大利人首先进行了地热能发电试验

各国建设的地热能发电站规模越来越大

美国、日本和英国率先尝试利用岩浆发电

早期的风能利用

丹麦制造了世界首座风力发电装置，欧美大力进行风力发电试验

利用对流层风力进行发电并非异想天开

生物质能的利用和转换技术处于试验阶段

含油植物有可能成为未来重要的燃料来源

海洋种植燃料的试验

沼气是由生物能源转而来的重要燃料，制取方便安全，在农村地区有广泛的发展前景

世界各国科学家试图从城市污泥中提炼出可供发电的新型燃料

1882年美国建造了世界上第一座水电站，伊泰普水电站成为世界上规模最大的水电站

人类很早就开始利用水能，早期的水能利用方式主要是直接利用水流的冲击力作为动力

世界各国纷纷建设大规模的水力发电站

抽水蓄能发电实现了用电发电的能量平衡

海洋蕴含巨大的能量，潮汐发电发展迅速

法国在朗斯河口建造的的巨型潮汐电站

20世纪50年代后，中国大力发展潮汐发电

利用海水温差能发电的设想正处于试验中

日本24家公司联合进行海洋温差发电试验

法国人阿尔瓦松首先提出海水温差发电的设想，海水温差发电目前已经进入了实用阶段

海洋盐差能发电极具开发的潜力，美国人诺曼博士提出的盐差能发电方案已处于试验中

1964年英国人安德森父子提出的闭式循环温差发电系统1979年在夏威夷海面试验成功

1910年法国最先进行了波浪能发电试验，其后世界各国争相研究波浪发电并建造电站

氢能有可能成为21世纪最重要的能源之一

人体能量被忽略了

未来可代替汽油的各种各样的新型能源

储存量巨大的可燃冰

新材料的世界

金属材料

英国人亨利·贝塞麦发明转炉炼钢法，人类从此进入了钢铁时代

法国人埃鲁发明冶炼优质钢的电弧炼钢法

威廉·西门子和马丁发明的平炉炼钢法

美国人库利吉发明了重要的粉末冶金方法

吹氧转炉炼钢法取代了碱性平炉炼钢法

美国人霍普金斯提出电渣重熔金属精炼法

非熔化状态下的炼铁

1941年，德国人克劳宁格发明了制造复杂构件的壳型铸造法

1958年美国人舒罗耶发明了利用塑料模型进行实型铸造的新技术

奥斯本的静电选矿机

20世纪50年代以后，连续铸钢技术在世界各国得到广泛应用

1480年意大利人达·芬奇即已设计出轧机的草图，现代轧机向自动化和连续化方向发展

泰塔斯宽带钢连轧法

黄金对人类充满了神奇而又巨大的

诱惑力，18世纪以后，全球性的淘

金热潮此起彼伏

合金钢的发明改变了钢铁的局限性，为现代工业提供了保障

马什发现了电热合金

英国人首先研制成功第一种镍基高温合金，现代高温合金的研究和应用得到了长足发展

莫伊桑发现硬质合金碳化钨，施罗特使碳化钨获得广泛应用

1996年美国人开发出一种超高强度合金

耐高温、耐腐蚀和具有高硬度的金属陶瓷

性能优异的高速工具钢广泛用来制造刃具

漂亮的不锈钢材料成为20世纪的骄傲

锻造技术成为一个国家重型机器制造业的标志，1962年中国制造出第一台万吨水压机

铝在早期是一种贵重的金属，霍尔发明了能够大量生产铝的方法

倍受重视的稀土金属

德国人克罗尔发明大规模生产钛的方法，钛金属成为高技术领域中极受重视的金属材料

磁悬浮炉式熔炼技术

金属爆炸焊接法成为继氧乙炔焊接之后又一重要的焊接技术

1963年美国海军偶然发现了记忆合金，记忆合金在航天、医疗等领域获得重要的应用

已被发现的记忆合金有十几种，但开发利用的目前主要有钛镍基合金和铜基合金两大类

多数形状记忆合金无法在高温条件下使用，日本开发出一种钛钯基耐高温形状记忆合金

德国人罗森汉发现了超塑性合金，超塑性合金使复杂形状部件的加工成型变得十分容易

超塑性钛合金具有质轻、强度高、易成型和耐腐蚀等特点，已被广泛用于航空航天领域

减振合金具有减小振动和噪声的特性，已成为宇航、交通、家用电器等领域的重要材料

美国布鲁克赫本研究所发现了能贮存氢气的合金，贮氢合金在未来具有广阔的应用前景

美国人克雷默首先造出被称作金属玻璃的非晶态合金，非晶态合金被广泛用作磁性材料

无机非金属材料

从陶到瓷是陶瓷发展的第一次飞跃，20世纪出现的先进陶瓷是陶瓷发展的第二次飞跃

德国人鲁夫用高纯度氧化铝粉制出了刚玉

人造宝石被用来制造装饰品、手表、唱针

性能优异的氮化硼陶瓷非常容易加工成型

氮化硅陶瓷被广泛用于机械和航天等领域

新型耐高温结构陶瓷氮化硅性能十分优异，其最引人注目的成功应用是制造陶瓷发动机

使用耐高温结构陶瓷材料制造热交换器

1891年美国人阿切逊发明碳化硅（金刚砂）

通用电气公司最早人工合成金刚石成功

苏联物理化学研究所首次研制成功金刚石薄膜，这种薄膜材料被用于医疗、电子等领域

美国一家公司人工合成了大颗粒的金刚石

用添加剂或复合纤维来制造高韧性陶瓷

用来制造各种光源和防弹玻璃的透明陶瓷

比木材强度更高而且阻燃的木质陶瓷

莫来石陶瓷成为备受重视的高温结构材料

用电化学成型法可以制造出各种复杂形状的陶瓷管道和薄膜层

热解碳石墨和玻璃碳

先进的无机涂层技术可有效地增强各种部件的性能并延长其寿命

美国化学家哈纳·克劳斯发明了泡沫陶瓷

可在高温条件下使用的导电陶瓷发展迅速

用于制造高性能集成电路板的介电陶瓷

可以使电能和机械能相互转化的压电陶瓷

半导体气敏陶瓷

未来的纳米陶瓷

利用喷镀技术制造出来的新型导电膜玻璃

1992年美国人研制出来的智能化变色玻璃

美国科学家研制出来的隔音防震超硬玻璃

高分子材料——塑料、橡胶、合成纤维

人类很早就开始学会利用天然高分子材料，人工合成高分子材料改变了人类历史的进程

1862年英国化学家派克士发明用硝酸纤维素制造的最早的塑料，被称作“派克士塑料”

美国印刷商人海特为制造台球发明了赛璐珞，赛璐珞成为第一个用化学改性的天然塑料

1909年贝克兰取得了酚醛塑料（电木）的专利，这是人类第一次成功地人工合成塑料

德国化学家发明用牛奶制取酪素塑料

1922年德国化学家斯托丁杰首先提出了重要的巨分子聚合物学说

飞机制造业和汽车制造业的发展，促使人们研制出被称作有机玻璃的聚甲基丙烯酸甲酯

英国首先合成高压聚乙烯，并很快成为最具影响力的合成塑料

齐格勒的低压聚乙烯

普鲁姆凯脱发明了聚四氟乙烯（特氟隆）

增塑的聚氯乙烯

苏联科学家发现有记忆性能的聚氨脂塑料

日本的一位大学生在实验过程中偶然发现了具有导电性能的塑料

纳塔合成了“梦想的聚合物”——聚丙烯

英国的一个理发师发明了抗高温高压塑料

工程塑料合金已成为应用极为广泛的塑料

用塑料制造的物品充满了每一个领域，它对人类生活产生的影响是任何材料无法替代的

有很高耐冲击强度的弹性体工程塑料合金

各国都在研究废旧塑料再加利用的新方法

塑料制品带来的污染已成为全球性难题，可自行分解的生物塑料是未来塑料的发展方向

新型的化学自毁塑料和光学自毁塑料

早期的橡胶制品来源于天然橡胶，丁钠橡胶的发明使用预示着人工合成橡胶时代的到来

美国杜邦公司发明氯丁橡胶和丁基橡胶

德国化学家首先发明丁苯橡胶和丁腈橡胶

人造丝的发明凝聚了许多科学家的努力，到20世纪初人造丝的产量超过了天然丝产量

吉拉尔首先发明了人造棉，人造棉很快成为代替天然棉纱用于纺织业和服装业的原材料

卡罗瑟斯和希尔发明了尼龙，这一神奇的材料风靡了整个世界

用于服装业的维尼纶

20世纪40年代末人类合成了人造毛，从此各种人造毛代替天然羊毛大量进入服装行业

纺织防皱法使人造纤维织物进入了服装业

英国科学家温菲尔德和狄克发明了涤纶

高分子材料在医疗上具有特别重要的作用

先进的功能高分子材料发展极为迅速

可制造人工肾脏的功能性高分子中空纤维

米尔斯等人发明了醋酸酯纤维纺丝法，这种材料被大量用来制造摄影胶片和香烟过滤嘴

美国的杜邦公司率先推出了具有极高应用价值的耐高温纤维

先进的有机抗燃纤维

宇航工业的发展使碳纤维出现并深受重视

日本研制出耐高温复合纤维和发热纤维

日本一家公司研制出的保温变色复合衣料

抗菌防臭纤维可被用来制造病人穿的服装

清除空气中的二氧化氮气体的酸化纤维素

用作儿童服装和医疗用织物的微细纤维

日本爱迪生公司开发出高效能的除臭海绵

用于超滤分离技术的先进的高分子分离膜

逆向渗透膜使低成本的海水淡化成为可能

用于气体选择和潜水呼吸的气体分离膜

广泛用于汽车玻璃和显示仪表的光控薄膜

高强阻燃淋膜在建筑业和包装业大受欢迎

90年代出现的具有各种性能的有机涂料

用于太空飞行器和房屋建筑上的防火涂层

美国人研制出来的可调节房屋温度的油漆

日本研究利用微生物生产高分子纤维素

超导材料

荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现了奇妙的超导现象，在世界范围内引起震动

当金属变成超导体时磁力线自动排出，超导体内磁感应强度为零的现象称作迈斯纳效应

昂尼斯进行的持久电流实验和成功

解释超导现象的巴库斯理论

约瑟夫逊效应的发现深化了对超导的认识

高温超导体的研究引起全世界科学家的关注，新的发现接踵而来

各种先进的超导材料具有广阔的应用前景

超导车和超导船将引起一场交通技术革命

利用超导材料和技术可以进行无损耗输电

新型复合材料

复合材料产生了单一性材料不具备的功能

美国人首先研制成功用途广泛的玻璃纤维

用玻璃纤维增强的树脂基复合材料玻璃钢

应用在飞机和导弹上的树脂基复合材料

先进的石墨与玻璃纤维合成的跳高用撑竿

第二代纤维增强塑料——碳纤维复合材料

杜邦公司首先实现规模生产的凯芙拉纤维

可以用来制造航天飞机管构件的硼纤维

广泛用作现代武器隐身材料的碳化硅纤维

强度惊人的晶须材料

可以承受高温环境的金属基高强复合材料

陶瓷基复合材料

工业自动化

生产自动化的发展

自动化技术是现代科技中最受重视的高技术领域之一，它彻底地改变了人类的生产状况

金属刨的出现和使用

车床是人类最重要的加工设备，它导致现代机器制造业的出现

人类自19世纪起使用蒸汽锤锻压大型模件

用来加工工件表面的铣床发明于19世纪

磨床的发明与发展

从刨床问世到龙门刨

钻床的发明可追溯到18世纪，它已发展为必不可少的加工机械

1789年美国人惠特尼发明组装部件的生产方法，为后来流水生产线的出现创造了条件

1913年美国的福特发明了世界上第一条汽车装配流水线，并因此获得巨大的经济效益

关于流水生产线和自动化生产线的含义及作用

从第一条流水线问世至今，生产自动化的发展跨越了四个阶段

在自动化生线上采用工业机器人装配汽车

在20世纪发展起来的数控技术提高了工业生产自动化的程度

1952年第一台数控机床问世成为机械工业史上的划时代事件，它推动了自动化的发展

1958年美国研制成功世界上第一台加工中心，它能够自动更换刀具并进行多工序加工

计算机数控技术与计算机群控技术使机械自动化的程度大为提高

1955年第一台数控压力冲孔机问世，数控锻压设备获得发展

微电子控制纺织机械

微电子技术焊接设备

独立制造岛的出现

微电子控制的轻工机械已获得广泛应用

采用微电子技术的机电一体化铸造设备使人类铸造业发生革命，整个过程实现了自动化

计算机集成制造系统成为现代工业的热点

用成组技术提高效率

20世纪60年代柔性制造系统开始出现，这一技术迅速发展成为现代工厂自动化的核心

自动化技术的完美境界——无人工厂终于出现：从这一端输入原料，从另一端输出产品

自动化控制理论与技术

1948年维纳创立了控制论，到60年代控制论已经从经典控制理论发展到现代控制理论

控制的基本概念和含义

工程控制理论的发展

自动控制系统

自动控制系统中的反馈与负反馈控制过程

开环控制

闭环控制

复合控制

伺服机构可直接对机械运动实施准确控制

线性控制系统与非线性控制系统的作用

自动化控制中的两种控制系统：连续控制系统和离散控制系统

继电器控制系统

起监控作用的计算机数据采集和处理系统

最优控制已广泛用于航空航天飞行器设计上和自动化生产控制中

生产中的实时控制

自适应理论与控制

控制系统的鲁棒性

计算机监督控制系统

利用计算机进行控制的直接数字控制系统

现代大型生产企业已采用多级计算机控制系统和分布式计算机控制系统对全局实施监控

现代传感技术的发展与传感器的应用

控制器是自动控制系统中的一种核心装置

遥控技术的发展使人类的能力大大伸展了

新型单回路控制器

可编程序的控制器

随着过程控制技术的应用和发展，工业过程自动化水平不断提高

20世纪70年代模糊理论诞生了，在此基础上发展出来一种新型控制技术——模糊控制

机器学习系统的应用

人工智能是在多学科综合发展基础上产生的，应用于自动化领域便出现了智能控制技术

利用计算机辅助测试可缩短时间提高效率

工业用机械专家系统

自动检测技术的应用

生产过程自动化需要用各种自动化仪表来实现检测、显示和控制

机器人

机器人的诞生与发展

机器人是人类创造的一种机器，也是人类创造的一个伟大奇迹

机器人名字的来历

机器人是机械技术与计算机技术相结合的产物，到20世纪中期它诞生的条件已经成熟

机械手的发展是机器人发展的基础之一

机器老鼠考验了在机器人方面的设计水平

美国人英格伯格和德沃尔于1959年制造出世界上第一台工业机器人，机器人从此诞生

机器人的三原则

第一代机器人属于示教再现型，第二代机器人则具备了感觉能力

机器人发展迅速种类繁多，国际上依据其技术特点和规模大小的不同对它们进行了分类

第三代机器人是智能机器人，它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力

机器人的伤人事故屡有发生，促使科学家们和社会学家们对机器人的犯罪现象进行思考

机器人的构造

机器人的构成与人类构成相似，它是人类模仿自己创造出来的

电子计算机就仿佛是机器人的大脑，它控制着机器人的一切行为

机器人上的感觉器官

给机器人装上能够识别图像信息的视觉系统，使它长上眼睛

让机器人也能够听话和说话，与人类交流起来就真正地方便多了

机器人上的嗅觉器官

机器人的手爪是机器人身上最精彩的部分，它正由简单发展到复杂，由笨拙发展到灵巧

机器人的手指已可以与人手媲美，它能捏住一支花，握住一枚鸡蛋，抓取任意一件东西

电动机、放大器和传感器等构成了机器人的驱动机构，它的作用与人体的肌肉作用相仿

让机器人也像人一样用两条腿走路并非易事，日本的加藤一郎率先攻克了这道技术难关

4只脚的机器人和6只脚的机器人更适合于在地面行走，它们可以上下台阶，跨越沟壑

装上了轮子或履带的机器人机动能力更强，若给机器人装上吸盘则有利于在墙壁上爬行

工业生产中的机器人

工业机器人已经广泛地应用于各种自动化的生产线上，它是机器人家族中最重要的成员

模仿人类关节结构的关节型工业机器人

直角坐标型机器人

圆柱坐标型机器人

活动范围更大的球坐标型工业机器人

焊接机器人是示教再现机器人的典型代表，各种焊接机器人已广泛地应用于工业生产中

现代自动化汽车生产线上的喷漆机器人

各种工业机器人在汽车生产线上大展神威，它们使现代的汽车工业实现了彻底的自动化

自主型双臂机器人

现代电器生产普遍使用机器人进行插件

6足核工业机器人

能够进行设计的机器人和语言启动机械手

由几台机器人进行相互协调作业的系统

现代工业生产中需要用机器人来完成各种困难的检修工作，检修机器人的开发受到重视

各种用途的机器人

日本研制能画像和雕刻的机器人艺术家

加藤一郎研制出弹钢琴的机器人引起轰动

一种艺术机器人小姐

现代化学实验室里已开始使用试管机器人

首届国际机器人奥运会在苏格兰举行

能驾驶汽车的机器人

在核反应堆待命的可处理核事故的机器人

日本自动排椅机器人和走路爬楼梯机器人

邮差机器人在邮电系统和办公室投入使用

中国研制成功大型的仿生步行机器人

警用机器人应用广泛，已在国家公安、银行监守、工厂巡护和家庭防卫等方面发挥作用

各种飞行机器人在空中展翅翱翔，美国于1991年开始举办别开生面的飞行机器人比赛

日本科学家原文雄研制出了能够表达喜、怒、哀、忧、惊、恨等六种情感的人面机器人

导盲犬机器人问世了，它可以带领盲人安全地行走，及时地为盲人提供信息并指明方位

家庭服务机器人可为主人提供多种服务，这种机器仆人使人们的家庭生活变得更加舒适

机器人侍者进入餐馆为食客服务，它还在厨房中为人们制作美餐

机器人在旅馆中服务

1982年美国记者采访了机器人“英雄”Ⅰ号，《人民》杂志对此作了长篇报道引起轰动

美国和日本制造出专供人们娱乐的机器人，它们能进行滑稽的表演，玩技术高超的杂耍

机器人进入商业和广告业，在百货商店为人们提供有礼貌的服务

机器人在公共场所以及特殊场合承担繁重的清洁工作，不仅减轻了负担而且提高了效率

各种各样的体育机器人出现了，它们帮助运动员们进行训练，在提高成绩方面卓有成效

科研人员制造出来蟾蜍形机器人、能说会道的机器人、多功能的以及很小的玩具机器人

日本研制成功蜘蛛形机器人“罗伯特”Ⅰ号

极限作业中替身机器人可上太空可下深海

美国研制出一种能在海洋中游泳的机器金枪鱼

科学家把机器人送往太空工作，让机器人清扫太空垃圾，建造太空站以及修理人造卫星

美国加紧研制具有多种用途的太空机器人

制造超大规模集成电路需要在超洁净室中进行，在这种条件下必须使用机器人进行工作

美国研制会出汗的机器人以供科学实验用

德国制造出世界上第一台全自动的铺路机

麻省理工学院制造出有趣的昆虫机器人

微型机器人

机器人技术正在向微型化和超微型化方向发展，无数微型机器人将在广阔的领域中工作

开发用于检查管道的微型机器人受到重视，形式多样、性能先进的管道机器人正在问世

为适应现代化生产的需要，研制和开发微型工业机器人是工程技术领域的重要任务之一

制造微小的机器是微型机器人发展的前提条件，目前比发丝还细的显微电动机已经问世

超微型机器人可在原子水平上工作并进行精密加工，或在人的血管中穿行杀死病毒细胞

微电子技术

晶体管和半导体材料

1947年巴丁、布拉顿和肖克莱研制出世界第一只晶体管，成为人类微电子革命的先声

硅具有多种优点，而且储量丰富容易加工，因此在微电子工业中成为主要的半导体材料

晶体管越来越小，硅片的集成度越来越高

砷化镓是继硅之后重要的新型半导体材料

超晶格材料，以及半导体超晶格和量子阱

现代集成电路中常用的MOS场效应晶体管

异质结双极晶体管

利用半导体超晶格多层结构制备速度更快也更紧凑的弹道晶体管和高电子迁移率晶体管

静电感应晶体管

共振隧道二极管

放大微波晶体管

超小型的晶体管

日本和美国的科技人员已经成功地利用高温超导材料制造出了两种低电阻的陶瓷晶体管

研制超高速的晶体管

电荷耦合半导体器件

表面声波电子器件

有机分子电子器件

单电子晶体管

量子电子器件

磁泡存储器

微波半导体器件

集成电路的制作技术

微电子技术以集成电路技术为代表，使器件和电路日益微型化是该技术的主要发展方向

1936年奥地利人保·艾斯勒发明了印刷电路，它为后来集成电路的诞生提供了先决条件

真空微电子学

低温微电子学

薄膜刻蚀技术是制作集成电路的关键技术

采用同步辐射X射线的一种新型光刻技术

制造集成电路的光刻工艺深入极细微领域

薄膜新技术——金属有机化学气相淀积法

砷化镓和硅片共用技术提高了芯片的速度

伴随集成电路的发展出现超微加工技术

IBM公司移动单个原子开关电流获得成功

电子束加工法是先进的亚微米级加工技术

分子束外延技术用于生长高质量晶体薄膜

集成电路的线宽以微米来计量的微米技术

集成电路的线宽已向纳米级发展，尖端的纳米技术使人类拥有了利用极微观世界的能力

用于制造各种显示器的等离子体显示技术

采用电子组装新技术以制造出多芯片组件

利用量子力学的隧道效应研制的扫描隧道显微镜，可对芯片表面进行纳米水平上的加工

自动检查硅片表面的装置已进入实际应用

大规模集成电路的设计工作是极为复杂的，采用计算机进行辅助设计后，变得简单多了

微芯片生产对洁净度有极为严格的要求，人员须在洁净车间工作，甚至人员也不能进入

集成电路的发展

美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路

集成电路不断更新换代，发展突飞猛进

用于产生和处理模拟信号的模拟集成电路

数字集成电路是一种数字逻辑电路或系统

薄膜集成电路

微波集成电路

可独立实现单元电路功能的单片集成电路

电子迁移率比硅大5倍的砷化镓集成电路

立体集成电路

微型真空管集成电路于90年代初出现

采用光学传导技术的光电子集成电路

无导线集成电路

科学家开发每秒运算达万亿次的量子芯片

微芯片的发展

计算机革命

计算机的发展

法国人帕斯卡于17世纪制造出一种机械式加法机，它成为世界上第一台机械式计算机

德国人莱布尼兹发明了乘法计算机，他受中国易经八卦的影响最早提出二进制运算法则

英国人查尔斯·巴贝奇研制出差分机和分析机，为现代计算机设计思想的发展奠定基础

布尔代数对计算机作出重要贡献

19世纪末至20世纪初的手摇式机械计算机和按键式机械计算机

英国开尔文发明了一种潮汐预报器

施泰格尔制造畅销的“大富豪”计算机

赫勒里特发明制表机，并创建了IBM公司

布什博士研制出用电机带动齿轮进行模拟运算的微分分析仪

图灵提出重要概念

信息论的创始人香农首次阐明了布尔代数在开关电路上的作用

德国科学家朱斯于20世纪30年代开始研制著名的Z系列计算机

1937年美国人斯蒂比兹在厨房的餐桌上发明了一种K型计算机

美国贝尔实验室研制出M型系列计算机，并率先实现远程摇控

1939年阿塔纳索夫提出了计算机的三原则

控制论之父维纳1940年主张计算机五原则

英国在第二次世界大战中制造“巨人”计算机，它用一大排开关和话筒插座来处理程序

在美国物理学家艾肯的指导下，使用了数千枚继电器的“马克”型全机电式计算机问世

“现代电子计算机之父”——冯·诺伊曼博士

1946年2月15日发生了人类历史上一件划时代的大事：人类第一台电子计算机诞生了

以使用电子管为特点的第一代电子计算机在20世纪40年末和50年代初获得重大发展

第二代电子计算机于20世纪50年代中期问世，以晶体管代替电子管，并增加浮点运算

1952年11月，美国首次将计算机用于预测总统选举结果，计算机的强大功能给人们留下深刻印象

1964年4月IBM 360系统问世，它成为使用集成电路的第三代电子计算机的著名代表

使用超大规模集成电路的第四代计算机

第五代电子计算机被称为“智能计算机”

巨型电子计算机有不可替代的作用，已应用于数十个学科领域

现代巨型电子计算机已普遍采用矢量运算

中国研制成“银河”亿次巨型计算机

进入20世纪90年代，采用并行矢量方式的超级电子计算机相继问世，速度越来越快

世界闻名的超级计算机父——西摩·克雷

美国研制成功高超级“蓝色选择”计算机

从20世纪60年代中期开始，电子计算机的研制出现了一个重要的转折：向小型化发展

微机和个人电脑在70年代获得大发展，计算机开始进入家庭

笔记本型电脑问世

超小型智能化计算机

更加小巧新颖的袖珍计算机和手册式计算机开始相继进入市场

介于大型计算机与个人电脑之间的工作站系统有广泛的用途

结构更加合理的大规模并行处理计算机

分布式计算机系统

用脑电波控制的电脑

模糊计算机系统

绿色电脑被倡导

模仿人类大脑功能的神经计算机已经开发成功，它标志着电子计算机的发展进入第六代

人工神经网络系统

对光计算机的研制已取得进展，它比普通电子计算机快1000倍

利用蛋白质的开关特性开发出生物计算机

开发中的DNA电脑

制造高速超导计算机

未来计算机将具多功能

研究中的量子计算机

世界微电子和计算机工业的发祥地，是美国加利福尼亚州的硅谷

中关村电子一条街

新兴的信息产业对人类社会生活及经济发展，有巨大的推动作用

计算机的构成

电子计算机的独特构造使它具备极强的计算、分析和判断的能力，因此被人们称为电脑

电子计算机有模拟式和数字式两大类，从巨型到微型规模俱全

单片微型计算机

电子计算机是由硬件和软件构成的系统，两者的有机结合才赋予了计算机强劲的生命力

电子计算机的硬件设备一般由输入器、存储器、控制器、运算器和输出器等5部分构成

中央处理器包含了运算器和控制器，它是电子计算机的心脏，决定了计算机的运算速度

从霍夫发明第一只微处理器4004到英特尔公司的新奔腾P6问世，仅用了25年的时间

电子计算机中协处理器所具备的功能，以及半导体存储器和随机存取存储器的重要作用

计算机内的接口和总线是用于连接的设备

计算机外设及其输入和输出设备是计算机系统的重要组成部分

在计算机上完成工作后，常用针式打印机或激光打印机输出结果

计算机的外存储器

液晶显示器常用作电子计算机的数据显示

早期的电子显示设备都采用了发光二极管

无键盘微机问世，它以电笔代替了键盘

在个人电子计算机上插入PC传真卡并连接电话线路后，计算机就可以发送和接收传真

中国克服了方块字与计算机接轨的难题，解决了汉字输入技术

计算机必须使用软件

电子计算机全部使用二进制语言进行工作

计算机的程序设计语言可分为三种类型

实施软件工程以研制和发开新的应用软件

在计算机的操作系统中，使用最广泛的有DOS和Windows等

C语言和PASCAL语言是用的设计语言

信息加密技术的应用

计算机病毒是人为制造的一种可以传染的干扰程序，专门攻击和破坏计算机的软件系统

在电子计算机上出现的“特洛伊木马”和“电脑臭虫”

计算机的广泛应用

电子计算机已拥有能够向人类挑战的智力水平，电脑棋手与国际象棋大师对奕成绩不菲

人类利用电子计算机强的大计算能力向永无止境的π值挑战

电脑的汉字识别功能

建立电脑信息数据库

现代化的计算机信息检索系统改变了传统的资料管理检索手段

可接受声音指令的计算机语音识别功能

计算机辅助教学系统从根本上改变了传统的学习方法，是计算机最重要的应用领域之一

计算机辅助企业管理大大提高了经济效益

新兴的知识工程

智能决策支持系统

智能化的专家系统

电子计算机图形技术和图像处理功能在科研和生产中有广泛用途

计算机辅助设计系统已在现代化的工业产品设计中获得普遍应用，产生了革命性的影响

艺术家利用电脑作画可以创造奇妙的效果

电脑翻译为人类不同语言的交流提供方便

电脑不仅可以帮助作家写作，甚至还能够进行独立的创作，它有可能发展成为文化怪杰

现代人工智能发展的重要领域：机器证明

有了电脑以后，作家们终于告别了笔和纸

随着计算机的普及，电子出版物正在兴起

新兴的网络出版物

电子图书不仅提供文字还提供活动的影像和声音信息，传统的书籍概念被彻底地更新了

电子计算机技术的发展使报纸有了新形式——电子报刊出现了

英特尔公司发明了个人电脑变电视的技术

供聋哑人使用的一种会说话的电子手套

计算机已进入国家与社会的经济研究领域

世界各国的航空公司已普遍采用现代化的计算机服务系统来提高工作效率改进服务质量

1995年，美国航空公司率先在民航班机的每个座位上装备了供旅客使用的电脑和电话

电脑作曲是一种智能化的作曲方式，成为作曲家不再是一件难事

计算机模拟具有极高的准确性，已经应用于许多重大的科研领域

电脑化的智能家庭正在由幻想变为现实

科研人员积极开发电脑识别和报警系统

家庭电子拘留系统

在案件的侦破中，计算机可以准确地辨认出罪犯的声音和笔迹，并且迅速地检索出指纹

利用计算机变像技术寻找罪犯与失踪儿童

计算机成为现代考古科学领域的重要工具

依靠电脑数字技术解读2000年前古卷

在计算机的帮助下瘫痪者重新站起来

现代体育训练正在越来越多地借助计算机辅助系统进行分析研究

现代奥运会比赛引进功能强大的电子计算机系统进行管理和控制

电子计算机特别适合家庭教育和娱乐

能够随身佩戴的计算机电子导游器问世了，人们在它的引导下就可以准确地找到目的地

使用磁卡取款的电脑自动出纳机开始普及

随着计算机网络的迅速发展，一种全新的货币形式出现了，使用电子货币的人越来越多

世界的金融行业已普遍实现了计算机联网，银行的各种业务利用计算机实行自动化管理

美国IBM公司推出一种听写式打字计算机

科学家研制供盲人使用的声控计算机

计算机多用户系统

日本电气公司利用先进的计算机技术研制成功一种仿真滑雪系统

1984年世界上第一台多媒体电脑问世，多媒体技术将多种媒介融为一体，风靡全世界

多媒体发展的关键技术是数据的压缩和还原技术，同时还需要硬件与软件多方面的支持

计算机多媒体技术有极为广阔的应用前景，可以在人类工作与生活的各个方面获得应用

利用神奇的计算机成像技术，人们就能够在电脑屏幕上创造出任何能够想象出来的东西

计算机虚拟现实技术问世，通过特制的视觉装置和手套，能够获得身临其境的真实感受

用计算机制造的虚拟真实环境可以有效地帮助人们进行模拟演练

利用先进的电子计算机技术预先设计农作物品种并模拟和分析生长过程，实现虚拟耕作

人工生命研究新技术

用人工生命技术创造生活在计算机屏幕上的生物，它们可以生长、繁殖，并与人类交流

日本富公司制造虚拟宠物Phink

日本电脑虚拟世界中的大众情人伊达恭子

好莱坞用计算机为电影的需要制造出火焰

新开发的电子计算机产品丰富多彩，为不同用途和不同功能设计的个人计算机相继问世

应用日渐广泛的办公室自动化以电子计算机技术为主体，现代社会的办公效率大为提高

计算机由相互独立发展到相互联接，由于联接范围不断扩大，终于出现了一个网络世界

美国于20世纪80年代末正式建立的互联网络已迅速发展成为世界上最大的计算机网络

全球掀起计算机联机热潮，加快入网速度

体育爱好者可在互联网络上追踪体育明星

在互联网络上打国际电话只付市内电话费

1995年北京大学学生成功地利用互联网络诊断出一例怪病

1996年网络计算机应运而生，与现有计算机相比结构更加简单，没有硬盘，售价低廉

计算机网络的迅速发展引起商界重视，出现网络“淘金热”

环球网于1990年问世，它是在互联网络上最流行的提供交互式信息查询服务的子网络

内部网正在发展中它可能取代互联网

计算机网络化的出现，掀起了电子计算机发展史上的第三次浪潮

在网络上使用的一种Java软件

计算机网络实现了人类的信息共享，科学研究的新世纪正在到来

美国人率先提出“信息高速公路”的战略规划，“信息高速公路”的概念已被普遍接受

光纤通信技术和数字压缩技术的改进可扩大通信容量，是“信息高速公路”的关键技术

20世纪90年代的一项环球光纤通信网计划，将亚洲、欧洲和非洲的广大地区连接起来

能够让人们进行精神漫游的电脑空间正在出现

计算机网络带来了新的社会问题，引起科学家和社会学家对“信息高速公路”进行思考

生活在未来的信息社会

电子计算机正在人类社会的几乎所有领域引发一场变革，它正在改变着人类生活的世界

信息技术产品向微型化发展，对微小世界进行加工使人类获得的信息通信能力不断扩大

由于需求的增长，信息产品越来越多样化

信息技术的发展将导致重大的社会后果，许多语言和文化将会消失，而亚文化可能出现

在信息时代里，人们的活动会日益全球化

信息社会的一件小事有可能导致重大后果，蝴蝶效应将起作用

由于足不出户就可以获得丰富的信息，人们会逐渐脱离社会，反社会的行为会变得普遍

失业问题将不可避免

技术的进步可能会使真正的休闲社会出现

人们会创造新的职业，专家也会越来越多

未来的教育会更加发达，教育手段多种多样，学生与教师的关系也可能变得与以往不同

能否掌握计算机是未来贫富的分界点，电子歧视也将由此而生

伴随着计算机技术的应用与发展，一种新的犯罪形式出现了，并引发新的社会治安问题

人类会更懒堕和自私

砸电脑的人出现了

计算机网络遍及全球，赌博更加难于控制

沉浸于不真实的世界

过分依赖计算机可能降低独立判断的能力

信息技术会使家庭变得越来越值得眷恋了

网络上的电影和网络上的电脑电视剧

将于未来的信息社会中出现的干扰和纪念

人类另一副面孔：网络空间中的虚拟人格

信息技术高度发展，办公大楼失去了意义

信息技术的发展，使人们在不久的将来可以把芯片直接植入大脑

描绘一种诱人前景：未来智能生活方式

微软公司总裁比尔·盖茨写下《前面的道路》，预言了人类的未来

视听技术

摄影

法国人尼普斯开创了人类摄影术的先河

塔尔博脱发明了负片

银板照相法将摄影术向前推进了一大步

奥隆发明彩色照片

伊斯曼发明可感光的透明胶片作摄影底片

柯达公司推动了彩色胶片的诞生和发展

照相机通过镜头来摄取景物，镜头的改进对摄影有决定性的影响

冲印黑白照片和彩色照片的基本方法

照相机的镜头已普遍采用防反射处理技术

光圈可调节进光量

在照相机上装设变焦距镜头是世界摄影发展史上的一个重要事件

红外线摄影可以不受日光、烟雾等不利于一般摄影因素的影响

利用缩微摄影技术可以在胶片上记录大量的图像信息，因而被广泛地应用于资料的存储

埃德温·赫伯特·兰德发明一次成像照相机，成为照相机发展史上最令人称道的事件之一

电子式照相机

自动调焦照相机

深受大众喜爱的袖珍照相机和单反照相机

傻瓜照相机使摄影成为最简单不过的事

美能达公司开发新型单镜头反光测量相机

理光公司研制出使用太阳能电池的照相机

引进了现代高科技手段的数字式电子静止照相机将使传统的摄影概念被重新改写

新型的一次性照相机有可能取代傻瓜照相机在未来的照相机市场上占据消费主导地位

数字成像技术可以对照片进行随意修改，这种技术进步也导致新闻的真实性变得模糊

能打印图像的照相机

柯达公司开发一种能拍下声音的照相机

电影

人类进行的早期活动摄影与放映的尝试

历史上最早出现的几种电影摄影机

卢米埃尔兄弟在法国巴黎放映了真正的电影，电影诞生的日子是1895年12月28日

电影院是20世纪人类文化生活中的最重要的娱乐场所之一

令人称道的好莱坞

慢速摄影使人们可以看清高速运动的物体

有声电影的问世使声音与图像合为一体

经过许多人的不懈努力，彩色电影诞生了

舒展的宽银幕电影

绚丽多彩的动画片是电影事业的开创者们献给孩子们的最好礼物

用先进的数字技术处理旧的新闻影片，给挽救过去的无数电影文化遗产带来了希望

使用先进的电脑特技能够制造出令人惊叹的奇妙效果，从而赋予了电影以新的艺术生命

一种可使观众产生身体感受的活动电影

形形色色的新型高科技银幕正在陆续问世，一个全新的电影时代将会迅速地到来

听的享受

收音机的问世使20世纪的世界变得不再寂寞，通过收音机人们听到了来自各地的声音

美国的爱迪生发明了留声机，德国的伯利纳发明了扁平唱片，留声机曾经畅销于世

慢转密纹唱片于50年代取代了78转唱片

灌制唱片的方法随技术进步而改进，过去与现在不可同日而语

立体声唱片最早诞生于20世纪30年代

状如针尖的微型话筒

20世纪初鲁默和杜德尔发明光学录音机

扬声器的发展过程

丹麦人波尔森发明磁性钢丝录音机，导致磁带录音机的问世

用磁带进行录音比钢丝录音前进了一大步

立体声给人们带来了美妙的听觉享受

立体声录音的先驱和数字音响之父

诞生于20世纪的电子乐器正在音乐领域引发一场革命，它所具有的影响力是深远的

20世纪50年代，最早的使用电子管的音乐合成器在美国诞生，它有一个房间那么大

电子音响合成器产生音乐的基本工作原理，它的内部机制与步骤

索尼公司推出新型的超小型数字录音机

日本索尼公司最先制造出首架小型单放机

新型的双耳立体声音响面市，立体声的录制技术从此焕然一新

日本的红外线音响系统与美国的家用数字环绕立体声系统

90年代大量使用的激光唱机是集光学、微电子学、精密机械为一体的现代高科技产品

激光唱盘于20世纪70年代开始出现

生产激光唱盘的材料和制作的基本过程

防止激光唱盘盗版的技术迅速发展，它与引起世界各国关注的知识产权问题密切相关

录相与摄像

1951年录相机问世

盒式录相带的出现

用激光高速复制录相磁带与用普通录相磁带录制三维图像的技术

科技进步促进了激光视盘的飞速发展，数据压缩程度更高的DVD光盘已经开发成功

索尼公司制造出首架手持式摄录机，摄像设备向小型化发展，操作变得越来越方便

能将摄像画面印成照片的电视画面印相机

先进的数码摄录机对胶卷行业产生冲击

只用一块芯片的摄录机和双镜头摄录机

美国开发出一种几乎能够透视一切的毫米波摄像机，人类从此以后可能再无隐私可言

电视

电视诞生是20世纪最伟大的事件之一，历史将记住贝尔德、布劳恩和斯福罗金的名字

苏格兰发明家贝尔德的电视发明活动

早期出现的电子式电视机和机械式电视机

电视节目转播始于20世纪30年代，如今全球的每一个角落都可以收看到电视节目

彩色电视于20世纪50年代开始问世

在全世界，人们看电视的时间正越来越多

现代普通彩色电视接收机的基本工作原理

彩色电视的制式共分为NTSC、PAL和SECAM三种，分别适用于不同的国家和地区

电视信号的传送有微波、电缆、光缆和卫星等方式，传输的技术手段仍在不断改进之中

手中的电视遥控器

遍布全球的现代电视转播网及时地将电视节目传送到世界各地

导弹电视转播

中国的广播电视节目传送业务自60年代至90年代已发展完善

电缆电视首先出现于美国，它已发展成为拥有广大观众的最受欢迎的电视播送形式

数字式电视正在电视领域里引起一场深刻的革命，它向人们预示了未来电视的雏型

全球卫星数字电视革命正在悄悄来临

日本开发出一种可以监视观众的电视机

90年代的新产品：宽屏幕彩色电视机

飞利浦公司开发出可用声音遥控的电视机

多用途电视机将摄像与录相功能集于一身

双向交互式电视

电视机录相机一体化

新型的高清晰度电视正在发展中，旧的电视将被淘汰，人们的视觉享受将获极大满足

发展高清晰度电视的关键之一在传送技术

可欣赏三维活动影像的彩色立体电视

松下公司采用阴极射线管和有源阵列液晶显示技术，开发出可以挂在墙上的扁平电视

夏普公司率先开发液晶显示屏，液晶电视已经进入人们的生活

微光光纤电视系统

电视手表和手掌电视已经出现，成为电视向微型化发展的代表

制造最大的电视机

多用途收音电视机将会像半导体一样普及

图文电视或电视报纸可以为观众提供多种信息服务，并最终将与电子计算机合为一体

会议电视可使不同地点的用户面对面交谈

科学家警告说：看电视过多对儿童不利

使用反暴力色情芯片滤去儿童不宜的内容

20世纪的电信技术

电报

19世纪30年代的创世纪事件：莫尔斯发明了电报，从此为人类打开了电信世界的大门

具有多种优点的莫尔斯电报机成为

电讯业的标准设备，广泛地应用于人类的各个领域

18世纪电报的先驱者们发明了形形色色的电报，为电报的出现和应用作出了不朽贡献

电报首次实际应用——抓捕一名罪犯

1854年美国人犹兹发明了最早的印字电报机，它仿佛一架小钢琴

科克和谢皮斯发明电报密码机，它在通信保密和军事情报工作中发挥了极为重要的作用

电传打字电报机于20世纪30年代开始取代莫尔斯电报机，机械式电传机是其早期形式

五单位自动发报机

电子式电传机于20世纪70年代取代机械式电传机进入电信行业

1881年中国建立了第一条长途电报线路，电报业在中国的发展已经历了百余年历史

从使用凿孔纸条的半自动转报系统到由计算机控制的有中央处理器的程控自动转报系统

电报局中的公众电报

国内公众电报业务和国际公众电报业务可为人类社会的各个领域和各种需要提供服务

用户电报系统在用户安装电报终端，使用起来更加方便，并已向智能用户电报系统发展

广播

广播是20世纪出现在人类社会中的最重要、最有效、也是使用最广泛的信息传播手段

有线广播至今仍是广播的重要方式之一

首次无线电播音出现于1906年12月24日，从此无线电广播迅猛发展，遍及全球各地

调频立体声广播和调幅立体声广播的发展，提高了声音播出的质量，深受人们欢迎

新型的文字广播可提供多种信息服务

1990年日本开播第一家数字无线电台

电话

美国人贝尔1876年发明了电话，他的名字从此被列入人类历史上最伟大的发明者之列

电话机是由送话器和受话器构成的装置，它将声音变成电信号，又将电信号变成声音

18世纪许多发明家对传声器的研究和探索，为电话的出现和改进奠定了技术基础

世界上最早出现的电话机是磁石电话机

老式的共电电话机使用了长达百年之久

贝尔和泰恩特进行了光电话机的试验

拨号盘式自动电话机1891年出现，在将近一个世纪的时间里一直是电话机的主流形式

按键式电话机于20世纪70年代开始流行

现代电话机朝多种服务功能方向发展

录音电话正由磁带录音发展为数字录音

增音机的发明为越洋电话的实现奠定基础

坎贝尔根据法拉第的定律研制出滤波器

普平发明的加感技术使电话传得更远

载波电话于1918年问世，它特别适用于远距离通信，并可同时传送多个音频电话

人工电话交换机最早解决了电话交换问题

磁石式电话交换机是一种原始交换机

共电式电话交换机用信号灯代替了号牌，最大容量可达数千门

在美国火葬场工作的斯特罗杰发明了世界最早的自动电话交换机

步进制电话交换机是自动电话交换机的最早类型，可由用户通过拨号直接进行逐级接续

纵横制自动电话交换机采用集中控制方式实现交换，因而比步进制交换机有更多的优点

准电子电话交换机与半电子电话交换机

程控空分电话交换机采用存储程序控制交换，传送模拟话音信号

程控数字电话交换机全面采用电子计算机进行控制，使电话交换进入了一个崭新的阶段

电脑控制的电话自动服务系统投入使用

传统电信网向智能电话服务网方向发展

美国人威廉格雷发明了公共投币电话

磁卡电话向更先进的智能卡电话发展

20世纪70年代出现使用方便的无绳电话

会议电话可让不同地区的人同时召开会议

贝尔公司最早推出声像具备的电视电话

现代科技的迅速发展使电话具有了可视功能，各种新型的可视电话开始进入人们的生活

空间电话方便旅行

聋哑人使用的电话

用电话遥控电器

新颖的声控电话问世，打电话无须拨号码

小巧的笔式电话

移动电话的出现使人类电信事业攀上新的高峰，它是现代通信领域中高新技术的结晶

美国电报电话公司推出手表式移动电话

科技发展正将现代通信革命推向高潮，新开发的电话产品与日俱增，争先恐后进入市场

有线通信与电信网

有线电通信

世界第一条通信线路架设于1844年，如今通信线路已密如蛛网

靠电线杆支撑的架空明线曾遍布街市和乡村，现已开始逐渐消失

通信电缆的发展已经过了100多年的历史，人们曾试验了各种材料，使用了各种技术

同轴电缆是在现代有线通信中采用的一种最重要的电缆形式，它获得了最广泛的应用

电缆的直埋敷设

电缆的地下管道敷设多用于城市通信线路

隧道敷设是用于布设城市电缆的地下工程

电缆的架空敷设是节省简便的常见方式

电缆的水底敷设

通信海缆将大陆与大陆之间连接起来，敷设海底电缆的伟大工程从18世纪50年代开始

光纤通信是从20世纪70年代发展起来的新型通信方式，是人类最伟大的科技进步之一

通信光纤是一种专门传导光波的纤维媒质，常用的光纤有色散位移与色散平坦单模光纤

随着现代科技的发展和光纤应用领域的不断拓展，具有特殊用途的光纤显得日益重要

通信光缆具有惊人的超大容量传输信息的能力，它在信息时代将发挥越来越重大的作用

光缆的构成与分类

架空光缆、直埋光缆和管道光缆的结构特点及其敷设方式

水底光缆和海底光缆

电信网的出现与完善，使现代的人类社会拥有了迅捷的通信能力

现代电信网中使用的两种基本模式：模拟通信网和数字通信网

通过现代电信网可实现人与计算机之间、以及计算机与计算机之间的非话数据通信业务

综合数字网于80年代出现后，向综合业务数字网过渡，并向宽带综合业务数字网发展

无线电技术与无线电通信

1820年丹麦人奥斯特发现电磁现象，1823年英国人斯特金根据电磁效应发明了电磁铁

1831年法拉第制造出最早的电感器——铁芯线圈，翌年美国的亨利发现了自感应现象

盖斯勒于1858年发明低压气体放电管

电容器的发明

电阻器的问世促进了电子领域的技术进步

德国人赫兹于1888年制成世界上第一个电磁波发射器和接收器

粉末检波器的出现使无线电通信成为可能

洛奇在19世纪末制造出最早的电路调谐

超外差接收原理奠定了无线电接收的基础

英国人弗莱明于1904年制造出世界上第一只电子管，它标志人类的电子时代开始了

美国人福雷斯特于1906年发明了三极管，成为打开人类电子时代大门的最重要的事件

晶体管问世是人类20世纪在电子领域取得的重大进步，它比电子管更小、质量更可靠

马可尼与波波夫成功地进行了世界上最早的无线电通信活动，开创了人类通信的新纪元

自无线电通信问世以来，无线电通信事业迅速发展，中国的无线电通信自1899年开始

马可尼等所进行的最早的无线电通信是波长长于1000米频率低于300kHz的长波通信

中波通信是利用波长为1000～100米，频率为300～3000kHz的电波进行的无线电通信

短波无线电通信所使用的波长为100～10米，它是人类使用最为广泛的无线电通信方式

甚高频段的电磁波具有很强的绕射能力，因此超短波段的通信特别适合于移动通信

微波技术的产生始于20世纪30年代，它的应用与发展促进了诸多领域的科技进步

世界上第一条微波通信线路架设于1931年，迅速发展的微波接力通信系统遍及全球

红外线通信具有容量大、保密性强、抗电磁干扰性好等优点，适于室内和机舱内通信

天线是无线电技术的重要组成部分，无线电发展的需要推动了各种类型的天线相继问世

利用对流层及电离层对电磁波产生的散射作用，实现散射通信

加拿大科学家已于20世纪50年代实现了设想中的流星通信

用于航天器与航天器之间，以及航天器与地面之间的空间通信

卫星通信前景广阔

卫星通信网于20世纪60年代开始出现，30年来已建成的各种卫星通信网可覆盖全球

低轨道卫星移动通信：利用十几颗甚至几十颗运动中的小型卫星为移动通信提供服务

卫星搜寻和营救系统

移动通信可以随时随地进行，它代表了人类通信事业的发展方向

步谈机于20世纪30年代开始出现，它是小型军用移动通信系统

汽车电话系统是移动通信中最重要的形式之一，它是通过特殊的蜂房式通信区来实现的

由现代通信技术发展而来的船舶电话系统

列车移动通信可与普通的电话网联网通信

新型的个人通信网路

移动通信系统中的人工漫游和自动漫游

无线寻呼系统

利用极低频无线电波和激光通信卫星技术实现潜艇深海水下通信

利用激光在大气层和光导纤维中通过光信号传输信息的激光通信

光信息处理机问世

光孤子通信前景广阔

未来的中微子通信

传真

传真是一种利用电信号来传输图像及数字信息的通信方式，是通信技术的一次重要突破

1843年，英国人贝恩发明了传真机。光电管的出现使传真机得以完善并获得实际运用

文件传真机

1925年4月，美国人发明了彩色传真机

气象传真机

报纸传真机使报纸编辑和印刷实现一体化

发送相片的传真机

遥感与遥测技术

20世纪60年代出现用于探测和侦察的遥感技术，现代遥感技术用计算机处理遥感图像

在无线电基础上发展起来的遥测技术，成为航空航天与现代军事领域最重要的探测手段

激光

激光理论的提出与激光器的诞生

20世纪初爱因斯坦提出激光理论，1958年激光被发现，1960年梅曼制成第一台激光器

钱学森为激光定名

激光是通过特殊装置在受激辐射作用下产生的一种超强光束

激光与普通光相比有方向性、单色性和相干性好及亮度强等特点

1968年王之江设计制造了中国的激光器

激光是20世纪人类所取得的最伟大的科技成就之一，它为人类开辟了崭新的科技领域

激光器可分为固体、气体、液体、半导体和染料等五种类型

固体激光器一般小而坚固，脉冲辐射功率较高，应用范围较广泛

半导体激光器

气体激光器以气体为工作物质，单色性和相干性较好，激光波长可达数千种，应用广泛

化学激光器

准分子激光器

利用色心能级系统发射激光的色心激光器

以液体染料为工作物质的染料激光器于1966年问世，广泛地应用于各种科学研究领域

世界第一台自由电子激光器于1977年问世，中国第一台自由电子激光器于1985年问世

量子阱激光器问世后，1990年美国又研制成功畸变量子阱激光器

1992年日本推出一种高输出半导体激光器

超小型的固体激光器

红外激光器已有多种类型，应用范围广泛

X射线激光器在科研和军事上有重要价值

由激光发展而来的新兴学科

古老的光学和新兴的光电子学与现代激光技术的发展密切相关，许多新兴学科由此产生

激光的出现推动了现代量子光学的发展

将激光学与电子学结合起来的量子电子学

激光光谱学是从20世纪70年代发展起来的以激光来探测微观粒子各种物理参量的学科

集成光学是研究集成光路技术的一门学科

非线性光学诞生于20世纪60年代初期

海洋光学着重研究光在海洋中的传播规律，它有重大的实用价值

20世纪70年代随着光纤通信的出现，纤维光学发展为一门学科

光学信息处理的研究

薄膜光学的发展应用

激光在化学领域的应用导致激光化学问世

激光医学的临床应用

激光技术的应用

在激光领域利用计算机辅助进行光学设计

现代工业生产中采用先进的激光加工技术

激光检测技术在工业生产中用于精密测量

利用激光技术实现可控热核聚变，对人类的能源开发有重大意义

激光雷达可以应用于天文观测与气象探测

光探测器是一种用于探测或接受光信息的传感器，已广泛应用

最精确的激光测距

利用激光技术来控制化学反应有重要的利用价值，已在制药工业以及其它领域获得应用

1963年霍尼威尔公司制造出世界上第一台激光陀螺，1976年更先进的光纤陀螺问世了

光纤遥测温度技术

新型激光视听系统

激光可以提高农作物产量，激光育种已取得成效并进入实际应用

利用激光技术实现细胞融合，这一新技术推动了遗传工程的发展

美国的贝尔实验室研制成功了一种可以捕捉细菌的激光“镊子”

用精密准确的激光技术给染色体动手术

开发激光诊断技术以实现癌症的早期发现

用激光照射癌变部位杀灭肿瘤已取得疗效

激光眼科治疗机的问世，是激光技术在医疗上所取得的最初成果

采用激光测定技术可以快速地检查出艾滋病病毒，实现早期确诊

1985年世界第一例激光吻合手术获得成功

激光技术在整形外科手术中大有可为，已经取得良好的应用效果

激光全息摄影的诞生

白光再现反射全息术

用全息照相来存储信息具有极大的优越性

将全息摄影技术装备于机场的安全检查系统，可以发现更加细小以及更加隐蔽的违禁品

用全息技术研究建筑

全息照相显微技术可获得更大的景深范围

激光全息防伪技术

微波全息术利用微波获得目标全息影像

新颖的声全息技术已经获得应用，它是利用声波来拍摄并用激光来再现获得全息照片的

光通信技术的发展，使光纤器件相继问世

将激光技术用于雕刻

将激光用于人类的娱乐，可以增加欢乐的气氛，装点人们的生活

激光进入绘画和微雕艺术领域，创造出前所未有的工艺美术作品

激光教鞭和瞄准装置

激光条形码扫描器

工作方式与普通彩色电视不同的激光彩色电视已经出现，激光全息电视也宣告研制成功

激光电影使用影碟机和激光视盘进行播放在生活中已广泛使用

利用激光技术可以使酒瞬间变成陈年老酿

家用激光厨刀问世，激光还可以为蔬菜去皮

激光避雷技术的应用对电力事业有益

日本研制成功可以预报地震的激光装置

科学家制造出用于清洗文物的激光装置

用激光技术探究远古时期恐龙灭绝的原因

科学家设想制造以激光为动力的光能飞船

用激光探测海底石油

现代建筑

现代建筑的历程

工业革命带来的新的需要和新型建筑材料的发展，促使建筑从古典法式向现代建筑过渡

继洛克克建筑之后，19世纪末以模仿早期各种建筑风格为主的折衷主义建筑开始兴起

1889年3月为纪念法国大革命而建成的埃菲尔铁塔成为早期建筑的杰作和巴黎的象征

早期的新建筑运动开始向折中主义建筑进行挑战，贝伦斯成为现代建筑运动的一代宗师

现代建筑的先声：沙利文功能主义建筑

简洁明快的荷兰“风格派”新建筑思想对现代建筑产生重要影响

新建筑思想开始从欧洲向世界各国传播，现代主义的建筑出现了

德国人格罗皮乌斯主持设计的包豪斯校舍成为现代建筑的经典

英国现代建筑的发展

用钢铁和玻璃设计高层建筑的密斯·范·德·罗，其作品因注重视觉效果而引起法律纠纷

19世纪末美国“芝加哥学派”尝试具有现代精神的高层建筑

空想社会主义者莫尔、傅立叶和欧文设想出来的“乌托邦”城市

英国人霍华德提出一个关于城市规划的浪漫理想“田园城市”

建筑大师赖特提出了“有机建筑”论，他一生设计了许多富于人情味的“草原式”建筑

赖特巧妙地利用自然环境和建筑材料设计完成的流水别墅体现了他的“有机建筑”思想

30年代赖特提出“广亩城市”和“美国人住宅”的概念，尝试解决美国人的居住问题

法国建筑师戛涅提出“工业城市”规划理论，探求大工业城市生产和居住布局的合理性

最有影响的现代主义建筑大师柯布西耶和完美体现他的新建筑五原则的作品萨伏伊别墅

“粗野主义”建筑的代表作：马赛公寓

柯布西耶提出有关城市规划的“现代城市”和“光明城市”设想

柯布西耶在法国设计建造的朗香教堂造型奇异被称为沉思的容器

第二次大战使新建筑从欧洲传播到美国

现代建筑“国际化”彻底取代了“民族化”

20世纪30年代，柯布西耶等人倡议发起国际现代建筑协会，致力于传播现代建筑思想

卫星城起源于霍华德的“田园城市”理想，现代大型城市的周围已经普遍建有卫星城镇

华裔美国建筑大师贝聿铭在他的作品中完美地表现出对中国文化和现代建筑的深刻领悟

贝聿铭设计出风格亲切自然的华盛顿国家美术馆东馆，一改美术馆建筑庄严沉闷的传统

贝聿铭主持设计的巴黎卢浮宫扩建工程，将现代材料和造型与传统建筑完美结合在一起

芬兰建筑师阿尔瓦·阿尔托以设计帕米欧肺病疗养院和麻省理工学院学生宿舍享誉世界

才华横溢的美国建筑师沙里宁巧妙地利用现代建筑材料，将雕塑与建筑完美地融为一体

毕业于包豪斯的布劳耶是格罗皮乌斯的学生，他设计出了造型奇特的美国惠特尼博物馆

意大利建筑师奈尔维以其非凡的艺术想象力和独特的钢丝网水泥壳体建筑技术闻名于世

崇尚高技术的“阿奇格兰姆”建筑小组

第二次世界大战前后北欧现代建筑大发展

建筑风格变化多端的德国建筑师沙龙

美国人哈里森主持设计的联合国总部大厦

美国纽约帝国州大厦成为现代摩天大楼的典范

丹下健三和他的富有象征意味的建筑作品

芝加哥西尔斯大厦成为世界上最高的大厦

日本人山崎实的高层建筑独树一帜，他设计的纽约世界贸易中心被人誉为“世界之窗”

美国SOM建筑设计事务所广泛与世界各地的建筑师合作，设计出许多著名的高层建筑

由英国人罗杰斯和意大利建筑师皮亚诺共同设计的法国蓬皮杜艺术和文化中心引起争议

丹麦人伍重设计的悉尼歌剧院历经17年得以完成，如今它已成为壳体建筑的经典之作

美国建筑师富勒的球体网架结构模式，为建造大跨度建筑物和快速建造住宅提供了可能

尼迈耶较早向拉丁美洲介绍现代建筑，到20世纪50年代拉丁美洲的现代建筑趋于成熟

由信仰现代主义到反对现代建筑的美国建筑师约翰逊被奉为后现代主义建筑的精神领袖

美国建筑师罗伯特·文丘里大力倡导后现代主义建筑思想，主张传统与现代有机地融合

波特兰大厦

建筑师斯特林设计的富于戏剧意味的德国斯图加特州立新美术馆

1983年日本建筑师矶崎新设计完成的多功能建筑群——筑波中心

反国际化风格的沙特阿拉伯利雅得国际机场建筑充分展示出伊斯兰民族特有的文化传统

加拿大建筑师埃里克森设计的汤姆逊音乐厅成为现代主义之后的风格多样化的建筑杰作

福斯特事务所参照中国的风水观念设计的香港汇丰银行已成为香港现代建筑的代表之作

1987年柏林国际建筑展览体现出反功能主义和关注环境及尊重历史与文化的建筑思想

日本清水公司设想建造一座高2000米的金字塔城市，该设想被称作“空中城市”计划

使用计算机进行全面控制的未来智能住宅

建筑材料和建筑技术

砖是最早出现的和最重要的建筑材料

具有隔热和抗高压功能的砖和新型化学砖

琉璃砖和琉璃瓦被世界各民族广泛用于建筑装饰，琉璃技术在5000年以前已发展成熟

罗马人发明的用火山灰制造的早期混凝土

采用石灰石烧成的天然水泥取代了火山灰

人造水泥的发明

能够在水下凝固变硬的硅酸盐水泥被广泛用来建造大型水下设施

1850年出现了钢筋，1867年法国花匠莫尼尔发明了钢筋混凝土

20世纪初，钢筋混凝土开始成为改变世界景观的新型建筑材料

高强度预应力混凝土

先进的纤维增强混凝土、自应力混凝土和新型聚合物混凝土技术

能弯曲的混凝土特别适于建造桥梁，掺血混凝土比一般的混凝土具有更好的防水性能

人类很早就掌握了十分复杂的拱形建筑技术，现代建筑材料使拱形建筑的跨度越来越大

1961年8月12日民主德国开始修筑标志东西方互相对峙的柏林墙，1989年柏林墙拆毁

历史十分久远的脚手架无法建造摩天大楼，现代建筑业普遍使用效率更高的巨型起重机

1861年法国工程师桑梅耶发明了风钻，使凿岩速度大大加快

挖掘机是建筑业必备的重型机械，现代智能化挖掘机已投入使用

水中焊接和切割金属

日本人发明拆除旧建筑物的静态破裂器

通过计算机和虚拟技术游览未建成的大楼

通过使用标准化建筑部件实现建筑工业化

高层建筑群产生的城市狂风会带来令人恐怖的灾难，人们通过气流试验来解决这一问题

摩天大楼的抗风能力备受人们的重视

使大厦在原址内就地倒塌的爆破拆除技术

建筑物中的服务设施

早期住宅建筑的排水设施和地下公共排污管道系统

建筑中的管道为居民供给生活必需的水电气，同时排出各种废物

洗澡带动了浴池建筑的发展，公共浴池曾经成为重要的社交场所

1597年哈林顿发明抽水马桶，它与

地下排污系统一起为我们带来一个清洁的生存空间

喜欢洗澡的古罗马人使澡堂发展到极致

早期人们主要通过壁炉和火炉等形式取暖

集中供暖的进步和用太阳能及地热供暖

煤气热水器为家居提供了极方便的热水源

用于室内装饰的各种壁纸备受人们的青睐

历史悠久的蜡烛在今天仅被用于宗教活动

排放废气的烟囱

用油毡铺装地板

直到18世纪末地毯只有王宫贵族才能享用，现代工业使地毯成为人人可以使用的东西

油灯照明的时代

19世纪初人们发明并开始使用煤气灯，德国人本生发明了本生灯

可以发出强光的白炽煤气灯生不逢时

斯旺发明了第一只具有实用价值的电灯泡

爱迪生也发明了电灯泡并抢先获得了专利

库利奇发明的钨灯丝和朗梅的惰性气体技术使电灯进一步完善

1853年美国人奥蒂斯首先发明了电梯，高层建筑开始大量出现

前景广阔的智能电梯

1743年法国凡尔赛宫安装了第一部升降机，1894年在美国纽约出现了第一部自动扶梯

富兰克林发现了避雷的方法，迪维什第制造出第一根避雷针

解广润少长针消雷器

最早的灭火器出现于17世纪末，经过几代人的改进，现代灭火器的性能已经十分优越

英国工程师布雷斯韦特制造出了世界上第一辆消防车，为城市灭火提供了现代化的工具

用于危险区域灭火的机器人已投入使用

用于高层建筑作业的机器人和擦窗机器人

各种各样的建筑

居住建筑是人类最早的建筑形式，因地区环境的差别和文化差异形成了不同的建筑样式

多户公寓式住宅

别墅是在家宅之外的独户建筑，其营造风格讲究与自然融为一体

早期纪念建筑主要用于宗教目的，现代纪念性建筑具有使用功能

办公楼兴起于中世纪的欧洲，现代办公楼建筑开始向超高层、自动化和多功能方向发展

旅馆是供离家出行的旅人暂时居住的建筑，高标准的现代旅馆成为现代城市的重要景观

早期音乐厅多为鞋盒形结构，现代音乐厅和露天音乐场已采用了先进的音响和灯光设备

1896年在法国里昂出现了世界上第一家电影院，现代影院建筑向全息电影院方向发展

剧场是一种历史悠久的建筑形式，现代剧场具有复杂的内部设施和良好的外部环境条件

1851年出现专门用于收藏和展览的美术馆，功能完备的现代美术馆建筑已遍布全世界

现代航空业的发展使机场成为客货运输的重要场所，航空港的建筑技术也得到迅速提高

砖石材料与钢筋混凝土混和结构的建筑，其风格朴素自然，但却无法用来建造摩天大楼

监狱是专门用来监禁犯人的建筑，因此按照特殊需要布置格局

多功能建筑受到重视

5000年前出现了原始的地下建筑，现代地下建筑已成为城市规划的个重要组成部分

充分利用钢筋混凝土材料和钢铁材料的大空间骨架结构建筑

用模板浇注建造大楼

1957年建筑师沙夫迪尝试建筑抽斗式住宅，但未能得到普遍应用

1851年由派克士顿设计并于伦敦建造的“水晶宫”开积木式构件快速建筑大楼的先河

人们对大型公共场所的需求带来了大跨度的建筑物，薄膜材料在建筑上的应用越来越多

20世纪50年代后悬挂结构技术被广泛用来建造大跨度桥梁和各种工业建筑及公共建筑

现代薄壳式建筑将传统钢筋水泥结构发展到了极致，其独特的建筑造型充满艺术的魅力

现代印刷技术

中国的毕升和德国的古腾堡是人类印刷史上划时代的人物，他们改变了人类文明的进程

莱诺等人发明铸排机从而替代了手工排版

凸版印刷方法广泛地用于印刷图书和报纸

19世纪逊纳费尔德发明平版印刷，20世纪卢贝尔在此基础上发展出了彩色胶印技术

凹版印刷特别适合于印刷版画、邮票、纸币、画报和明信片

用过滤版的孔版印刷

美国人艾夫斯发明用照相铜版印刷的方法

在500多年前，古腾堡为了能够更快地印刷出《圣经》，制造出了世界上第一台印刷机

人力印刷机械经历了一个缓慢的发展过程

采用滚动方式进行印刷的机器于19世纪相继问世，世界印刷业迎来了大发展的时期

由电脑控制的喷墨印刷系统已经投入使用

照排机从第一代发展到第三代，由手工操作发展到电脑控制，照相排版技术越来越先进

将激光扫描技术应用到照排系统上，照排机由此迈入第四代

用计算机进行编辑排版使沿用数百年的手工铅字排版一去不复返

新式的电子出版系统

8小时出版一本诗集

电子轻印刷系统

印刷装订联动机

建立在三原色理论基础上的彩色复制技术

现代的彩色制版技术已发展出电子照相、银盐感光、电子雕刻和激光扫描等多种方法

防伪印刷术的应用

将全息技术应用于印刷产生模压全息术

食品工程与科学

食品工程与科学在20世纪的兴起与发展，将现代人类的食品工业提高到一个新的水平

人类的食品加工有悠久历史，但食品工业的出现则是晚近之事

食品工艺学与工程学

果蔬贮藏与加工

人类的蛋品加工工艺源远流长，种品繁多

制糖工艺的历史

新型甜味剂出现了

糖果与巧克力制品工艺已经形成专门学科

淀粉的深加工工艺

食用油脂加工技术的发展使各种人造奶油制品出现在食品市场上

20世纪谷物加工技术进入了新的阶段

发酵食品历史悠久，它可划分为三个大类

罐头食品和制冷机问世后，食品保藏技术逐渐发展成为专门学科

自汽水问世后软饮料开始流行，如今各种软饮料的销量直线上升，深受广大消费者欢迎

食品的检验与分析

肉类加工已有悠久历史，在现代食品工业中它是重要组成部分

豆制品的出现和发展

中国古人总结出食疗方法，现代功能性食品在世界范围受到重视

人们常用的乳制品

食品包装在现代食品工业中占有特殊位置，成为新兴的应用学科

食品工业中添加剂的使用日益引人注目

食品化学以研究食品营养成分为主要任务

卫生知识的增加使食品卫生受到了重视

一种古老而神奇的藻类食品——螺旋藻

开发蓝色农业：海洋食品对人类的吸引力

丰富了生活的发明创造

自行车从问世至今已历经200余年，发明家们经过各种设计和摸索才过渡到今天的样式

19世纪60年代自行车从欧洲传入中国，中国现在已发展成为世界上最大的自行车王国

现代科技的发展日新月异，先进的自动变速自行车和有各种新功能的自行车已开始问世

1885年德国人戴姆勒发明了世界上第一辆摩托车，100多年来摩托车风靡世界深受喜爱

拉链的问世只是一个小小的发明，但是整个世界都离不开它

乳罩问世尚不满百年

世界第一条牛仔裤出现于1874年的美国

皮革鞣制法的改进与印刷天然皮革的技术

1856年英国人柏金从煤焦油中发现染料

科学家们利用现代科技成果研制出高技术布料，它具有保护皮肤和医疗保健等多种作用

可变色化妆品颜料

法国研制出防盗香水

法国研制出可杀虫和有香味的多功能服装

会发光的尼龙织物

日本制造出能记忆原来形状的免熨衬衫

新型的充气式运动鞋和装有传器的电子鞋

可防计算机与复印机电磁波影响的防护服

新型游泳衣问世

1975年美国人威廉·米勒发明电子游戏机

美国开发一种可虚景实游的新型电视游戏

可更换刀片的吉利剃刀和电动剃刀的发明

方便的多功能家庭高级装配式浴室面世

1879年美国一个酒店老板发明现金出纳机

由于霓虹灯的出现，人类的都市变得瑰丽

新型的快速充电器和多功能智能型充电器

美国开发可排除干扰的头戴式噪音抑制器

新型迷你电脑激光点唱机

可按需要快速调节色度的电致变色太阳镜

1901年美国人米勒·里斯森发明了助听器

能够使耳聋的人听到声音的电子耳问世了

可为聋哑人解除无言之苦的聋哑人发音器

新型多功能房门问世

电子秤准确方便，它迅速地取代了传统秤

打火机1823年问世，现在越来越精巧美观

有传送和处理信息功能的新型数据环手表

日本研制出可识别语音并回答问话的手表

不使用电池的手表

石英钟表的问世

使用电池的手电筒于19世纪末问世，从此人类结束了手举着火把在黑暗中走路的历史

可避免被蚊虫叮咬的高效驱蚊剂出现了

法国化学家别涅狄克发明安全玻璃制造法

美国开发一种智能型渐变折射率玻璃镜片

德国推出一种可以一次性使用的隐形眼镜

德国生产新式碎纸机

奶瓶出现之后成为哺育婴儿的必备工具

20世纪发展起来的家用电动食品加工机械

面包电烤炉诞生于1909年，已有多种样式

电水壶于1893年问世，现已具备自动功能

1902年英国赫拉克特发明了自动沏茶壶

电炉在人类生产和生活中发挥了重大作用

20世纪40年代美国人斯本塞发明了微波炉

美国开发出可与微波炉媲美的石英灯烤炉

19世纪汤姆逊和内皮尔发明了咖啡渗滤壶

1892年热水瓶问世

表面涂有聚四氟乙烯的不粘锅进入家庭

日本公司研制出一种新型的远红外线煎锅

20世纪方便食品获得大发展，品种已逾万

可以保鲜的速冻食物

美国研制出新型的无污染食品速冻系统

20世纪60年代大豆制成的人造肉进入市场

1869年法国人迈其·莫里埃发明了人造黄油

口香糖问世后越来越多的人开始咀嚼它

19世纪初法国人阿佩尔为协助军队远征发明了罐头，此后各种罐头食品相继走向市场

巧克力的出现可溯源到数百年前的美洲，今天它已是受全世界喜爱的最香甜诱人的食品

1908年池田菊苗因偶然的机会发明了味精

1741年英国一名医生发明了汽水，汽水后来传遍了世界各地

1886年美国药剂师约翰·庞伯顿制造出畅销全世界的可口可乐

法利德别尔格最先从煤焦油中提炼出糖精

使食物保鲜的塑料瓶

天文学家伽利略制造了最早的温度计，瑞典人摄尔苏斯则创立了被广泛使用的摄氏温标

1903年安眠药问世

采用高温发酵法的法国啤酒1873年问世

食用方便的冷冻热菜

干燥冷冻法问世后一些食品可长期保存了

奶粉和炼乳的出现

牙刷的使用和发展

新型的多功能电风扇

1892年电暖炉问世，20世纪各种电暖器相继进入了人们的生活

1830年恒温器出现了，它被普遍地用于电熨斗、电冰箱、电烤箱和空调等家用电器上

1901年布斯发明了吸尘马车，此后吸尘器技术不断改进，各种功能的吸尘器开始问世

世界上第一台缝纫机问世于1790年，到20世纪70年代以后电脑多功能缝纫机出现了

最早的空调机于1881年制成，如今空调机已经走进千家万户

19世纪人们研制出用乙醚、二氧化硫和氨作制冷剂的制冷机

1930年美国工程师米德莱研制出氟利昂

使用氦气取代氟利昂的新一代家用空调机

研制新型的制冷系统

人类第一台电冰箱于1923年问世，现在应用各种新技术的电冰箱不断走进人们的生活

不会破坏臭氧层的第三代氟利昂问世

洗衣机的发展历经200余年，新型洗衣机已实现电脑全自动控制

不用洗衣粉的洗衣机以及洗涤球的妙用

应用超声波技术的全自动微波干衣机

1885年干洗法出现普遍用于毛料洗涤

肥皂是人们保持清洁的必备之物，它从出现至今已走过漫长道路

工业洗涤和生活洗涤导致洗涤剂问世，新的合成洗涤剂纷纷出现

随着城市生活的发展，20世纪90年代垃圾处理机开始进入家庭

可释放负离子的新型电子式空气清新机

采用现代高科技的地毯具有各种新奇功能

指纹鉴别技术具有广阔的应用前景，新型指纹鉴别系统在开发中

袖珍电子计算器1972年问世，它迅速走向市场，功能日益增多

1950年信用卡问世

1564年铅笔问世，它成为一种最方便的书写工具，如今人们的学习和工作都离不开它

自来水笔的发明使整个人类获益匪浅

圆珠笔1938年出现，全世界已经广泛使用

打字机是一种机械书写工具，它的问世与发展为人类的书写和文秘工作带来革命

的影响1964年美国IBM公司制造出世界上第一台文字处理机，具有电脑处理文字的强大功能

1938年卡尔森发明光电复印法，各种新型复印机成为现代办公自动化的重要设备之一

人的生理与心理

了解你的身体

奥妙无穷的人体：如果我们把地球看作一个细胞的话，几乎整个宇宙才能构成一个人体

人体内器官组成的系统各具功能又相互关联和制约，在神经—体液支配调节下有机运转

人体内的100多种细胞联合组成了上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织四大组织

人体是一个规模巨大的生命世界，在这个世界里生活着100多种、100万亿个细胞

人生天地之间，组成人体的各种元素也必然来源于天地；微量元素于人体健康必不可少

一个自愿被切成1871片的杀人犯为人类作出的贡献——美国制成了三维可视人体标本

人的大脑与神经系统

脑是人的意识和潜意识的中心，人脑由大脑、小脑和脑干组成

人体内最长的细胞——神经细胞

人脑的耗氧量有多大

神经细胞是信息的接收部位，信息在神经网上的传递与神经电冲动和神经递质释放有关

早期对人脑的研究主要通过解剖进行，此后科学家发明出各种仪器以研究人的活脑功能

从两个印度狼孩的故事看人的智力发展与头脑先天构造和后天环境影响之间的相互关系

英国生理学家阿德尔发现了人的脑电波

人体的无意识系统与自主神经系统

致幻剂的魔力：使人进入特殊的精神状态

人的痛苦和愉快等主观感受与大脑内奇特的内生吗啡分泌有关

开发人的大脑智力

对人脑神经的深入研究与对网络计算机的研究使科学家相信可以研制出神经网络计算机

人的死亡在医学上被分成为三种：临床死亡、脑死亡与植物人状态，脑死亡又分三种

科学家们在对人类记忆的研究中发现了某种记忆化学物质，或许将来人的记忆可以移植

心脏和血液循环系统

心脏仿佛人体的发动机，它由两个泵组成

动脉和静脉组成了人体血液网络管道系统，动脉输送充氧新鲜血液，静脉回收缺氧血液

血液在显微镜下呈淡黄色，由于红血球的血红蛋白为含铁红色素所以平时看到的是红色

美国研制出比红血球还小的机器装置，日本则研制出能在血管内行走治病的微型机器人

白细胞是无色的，它是人体健康的卫士

血小板是血液中最小的细胞，能凝血止血

1900年兰德斯坦纳发现了人的ABO血型

血液病专家伯纳德通过血液追寻人类历史，科学家由血液血型揭开印第安人的起源之谜

白细胞血型被发现

人体中肾脏的作用相当于血液的清洗工厂

脾脏是人体最大的淋巴器官，淋巴系统是人体内重要的防卫体系

内分泌系统

人体内分泌系统与神经系统共同协调人体机能，内分泌物即激素，可有效应付紧急状态

美国科学家吉耶曼和夏莱21年间从500万只羊脑和200万头猪脑中提取出下丘脑激素

脑垂体生长激素分泌异常会影响发育，并导致巨人症和侏儒症

中世纪欧洲的阉歌手

肾上腺素的应急作用

肺与呼吸系统

所有生命都在呼吸，但呼吸的方式不同

人的上呼吸道是由鼻、咽、喉共同组成的

气管和支气管的树形结构组成了下呼吸道

日益严重的空气污染损害人的肺部健康

一氧化碳对红血球的破坏以及吸烟的危害

透明的空气并不一定是纯净无害的，对有过敏体质的人来说，看不见的花粉会令人窒息

人体的皮肤和毛发

皮肤是身体的外套，皮肤也是最大的器官

皮肤语言：敏感的触觉和温柔的抚摸

皮肤颜色：人类的种族与肤色的差异

在人的皮肤上聚积大量的微生物，有些与人为敌，有些与人为善；皮肤上的汗腺有两种

皮肤的损伤：皮肤是人体的保护膜，它容易受到太阳紫外线的灼伤，也会被严寒所冻伤

毛发其实是一些死去的细胞，发根在生长中将它们不断地挤出去，使毛发变得越来越长

骨骼与肌肉

人体的骨骼系统：婴儿时为350块骨头，成年时为206块骨头，成年人骨重约9000克

运动与关节：骨头支持人体，而关节使人体能够灵活自如地运动

1930年苏联科学家格拉西莫夫发明面貌再造技术重现古人容貌

人类丰富的表情是地球上所有动物都不能比拟的，表情是人类所具有的一种独特的语言

计算机与人体解剖

牙齿是最坚硬的东西，可保存数百万年

结构最复杂的骨架网和中枢神经的主干道

人类灵巧无比的双手

臀部是大骨头最集中和肌肉最发达的区域

强健的腿和脚：在行走和飞跑中人的下肢能承受0.9吨的重量，腿脚助人类周游天下

20世纪科学揭示了肌肉活动原理：人体肌肉主要由蛋白质和水分等组成，分三种类型

眼睛、耳朵、鼻子和咽喉

眼睛是人心灵的窗户，人所获得的信息90％来自于眼睛，哭、笑和眼泪对眼睛都有益

人类的眼睛因种族和遗传而呈现不同颜色

眼睛常常出现的视错觉是大脑的判断失误

色盲的原因是遗传，夜盲则是缺维生素A

最早发现视觉幻象和视错觉的是天文学家

眼睛的感光细胞可以对明暗变化进行调节

人耳怎样辨别声音的音调、音量和音色

人类耳朵的构造：外耳的作用是收集声音

人类耳朵的构造：声音在中耳里的传递

人类耳朵的构造：声音是在内耳被听见的

耳朵的内部构造与人体保持平衡的奥秘

人耳能听到的声音十分有限，这使人能享受宁静；因为有听不见的寂静，才能听见声音

现代社会制造的有危险性的噪音越来越多

鼻子为呼吸系统过滤空气收集嗅觉信息

鼻子吸入气息之后由大脑分辨气味的意义

嗅觉比味觉灵敏1万倍，气味比滋味丰富

女作家海伦·凯勒

鼻子的结构和功能：鼻毛和粘液过滤异物尘埃，鼻窦不仪减轻头部的重量而且产生共鸣

咽喉的作用十分重要，它由三个部分组成

人体的消化系统

人类所需的主要食物与人体的消化系统

唾液有助于食物消化，并对人体卫生有益

人体的食物加工厂——胃的构造和功能

人的胃一日之内即可分泌3000毫升胃酸

舌头如何品尝出甜酸苦辣咸及丰富的滋味

肝脏是人体内最大而且功用最多的器官

兼顾消化和内分泌的胰腺在消化中的作用

食物是在小肠之中最后完成消化与吸收的

人体消化系统中的大肠功能与粪便的排泄

人体的泌尿和生殖系统

人体肾脏的主要功用是过滤清除血液中的毒素和杂质，并将体内的废物从尿里排泄出去

人类男性的生殖器官与女性的生殖器官

精子与卵子结合成受精卵在子宫里形成新生命

男性13～16岁开始进入青春期，睾丸逐渐发育成熟并产出精子，一生可产1万亿精子

女性出生时卵巢里有200万个未成熟的卵子，但只有400～500个能发育成熟准备受孕

女性青春期的性发育从13岁左右开始

男性的性冲动、性行为与阴茎勃起的现象

女性性冲动和性行为与许多因素关系密切

生命形成的过程中，精子的产生和精液的作用是最关键的一环

爱带给人幸福与健康

人的孕育和出生

10月怀胎：在母亲为孩子准备的宫殿里，受精卵找到自己的栖息之地开始了发育过程

胎儿的性别在受精卵时期已经决定，胎儿在子宫里280天的生活和发育分成了若干阶段

人类每一个新生命的诞生都是无比神圣的，每一个母亲的分娩过程都交织着痛苦和喜悦

在人类以往的历史上生男生女一直是个谜，现代科学家发现人的性别是由染色体决定的

人类对自己生育的控制和选择

有意识地改进人口的遗传素质，使人类达到优生优育的新观念

1883年英国生物学家高尔顿创立优生学

20世纪在世界范围内兴起了计划生育运动

20世纪80年代发生在美国的一次奇特的流产

20世纪宫内避孕法和避孕工具发展迅速，50年代口服避孕药问世，避孕措施日益完善

自然避孕法在20世纪70年代受到欢迎

新型电子避孕工具

精液冷冻与精子银行

试管婴儿试验百年史

1978年7月25日23时47分人类第一个试管婴儿在英国诞生

20世纪80年代后试管婴儿技术的发展日益成熟，在世界范围内获得越来越广泛的应用

人的心理世界

科学的心理学研究起步晚，争论和歧义颇多，因为认识人最难

德国心理学家冯特建立第一个心理学实验室，被誉为心理学之父

德国的格式塔心理学

著名心理学家西格蒙德·弗洛伊德开创的精神分析学对20世纪的人类产生了巨大影响

美国心理学家华生开创行为主义心理学

格式塔心理学创始人德国心理学家考夫卡

欧美心理学家在人格测验方面的积极尝试

罗森塔尔效应——美国心理学家的实验表明对学生抱有积极预期能促进学生智力的发展

美国著名心理学家黑伯创立感觉剥夺实验

心理学家对心理学家们的一次别开生面的心理测试揭示了人的观察和记忆的粗疏和误差

人类性心理学的研究历史已有100多年

根据人的心理变化设计的测谎仪用途广泛

美国心理学家卡特尔教授设计了可检测人的个性心理特质和能力的卡氏16种个性问卷

心理学家指出需要是人类心理的重要动机

美国著名人本主义心理学家马斯洛于1943年提出了心理动机论的五个不同的需要层次

智商代表智力吗？很多人对智商非常迷信

古希腊俄狄浦斯王与斯芬克斯的著名谜语

第一次世界大战前，德国心理学家斯特恩最早提出了智商的概念

20世纪初法国教育部组织心理学家制订了比纳-西蒙智力量表

人类疾病与现代医学

发现传染病菌和病毒是现代医学的起点

塞麦尔维斯使西方医学在1847年第一次认识到接触传染致病

理发师兼外科医生

西方外科医学之父巴雷废除16世纪西方医生在外科手术中往伤口里倒沸油的残忍方法

法国微生物学家巴斯德在对传染病的研究中发现人类疾病与微生物和病原菌之间的关系

德国细菌学家罗伯特·科赫证明了一种疾病是一种病菌所致，并发明细菌纯种分离技术

法国医生拉佛朗1884年发现了疟原虫，从而使人们对致病因素的认识扩大到病原虫等

疟疾已危害人类数千年了，英国微生物学家罗斯于19世纪末证实疟疾传播媒介是蚊子

以身试病探明回归热病因的医学家：德国的奥伯梅尔、俄国的穆奇和英国的克里斯蒂

俄国病理学家梅契尼科夫发现白细胞免疫功能，区别出两种白细胞并创立吞噬细胞学说

献身于斑疹伤寒研究的美国著名医学家立克次

1865年英国外科医生李斯特在手术中第一次采用消毒措施，此后开始普及灭菌和消毒

法国人尼科尔探明伤寒病病因是衣虱传染

波兰女医生史帕诺勇敢地挑战伤寒病

德国医学家彼腾科夫勇喝霍乱菌以身实验

1901年第一个获诺贝尔医学和生理学奖的德国细菌学家贝林提出了抗毒素免疫新概念

1897年贝哲林克在烟花叶中发现了病毒

1915年英国细菌学家特沃特发现噬菌体

病毒是最简单的生命，它仅由DNA或RNA核心和蛋白质包膜组成，其本质是蛋白质

最早在显微镜下观察到的病毒；最大和最小的病毒；比病毒还小的“病毒”：亚病毒

性病和梅毒螺旋体

发现百日咳杆菌

美国病理学家劳斯从鸡身上发现肿瘤病毒

肿瘤的发生是由于细胞内的基因调控失常

科学家们通过对细胞内遗传基因的研究初步探明了癌基因的核心秘密并分离出了癌基因

癌症成为20世纪威胁人类生存的主要疾病之一，但癌基因的发现使征服癌症受到怀疑

人体健康细胞和人体生物节律对抗癌具有不可低估的作用

每年全世界因吸烟致癌而死的人达数百万，科学家的研究证实了吸烟与癌症的密切关系

狗吸了卷烟之后

预防三大致癌物质

乌贼墨液含抗癌物质

利用激光和光敏剂的“光动力治癌”新法

“饿死”癌细胞

用“外周血干细胞移植”治疗恶性肿瘤

1981年美国发现艾滋病并命名获得性免疫综合症，1983年法国科学家发现艾滋病病毒

各国科学家对艾滋病的起源及传播提出了各自的研究报告，并积极寻找抵抗艾滋病良方

科学家正在尝试用基因技术抵抗艾滋病

20世纪90年代科学家发现比艾滋病毒更可怕的“埃博拉”病毒，它随时会大面积爆发

现代医学生理学和病理学的研究进展

德国生理及病理学家微耳和于19世纪中期创立了细胞病理学

19世纪显微镜技术和实验方法的发展使人体寄生虫学得以建立

神经递质乙酰胆碱

布朗与戈尔斯坦探明动脉粥样硬化的病因

法国生理学家里歇对过敏现象的研究成果

博尔德对免疫学的贡献——发现溶菌现象

对各种化学物质导致癌症的研究和发现

英国神经生理学家谢灵顿对神经系统功能的研究和贡献

俄国著名生理学家巴甫洛夫对消化系统和高级神经活动的研究

Rh因子与溶血病

古尔斯特兰德对视近调节机理的重大发现

咖啡与杰克·戈尔斯坦对血型转变的研究

1922年美国生理学家厄兰格和加塞用阴极射线示波器第一次拍摄人类神经电脉冲照片

克罗格发现了毛细血管的运动调节机制

迈耶尔霍夫与生物能量偶合概念的提出

20世纪初期实验胚胎学的研究和发展

分子生物学的开拓者之一：森特·焦尔吉

化学家克雷伯斯发现了食物在生物内转化成二氧化碳和水并释放能量的三羧酸循环

三位科学家对视觉生理学研究的贡献，揭开了眼睛如何感受外部世界绚丽色彩的奥秘

三位科学家对神经传递化学机制的探索

布泰南特和鲁齐卡研究和提取性激素

英国药理学家文揭开了前列腺素的奥秘

生物学家柯里夫妇和糖元生物合成的研究

第6号染色体上的人类白细胞表面抗原

斯内尔对免疫机制和排异现象的研究成果

美国物理学家贝克西与内耳功能的研究

中国科学家首次分离出沙眼衣原体获成功

克勒和米尔斯坦对单克隆抗体的发现

男性学在20世纪的兴起，使人们对男性在生殖控制和优生优育中的作用和责任更为关注

现代医学的重要基础学科——医学分子遗传学迅速发展

美国生物学家李普曼与乙酰辅酶A的发现

在古人和前人丰富的经验和研究成果的基础上，20世纪50年代建立起了神经心理学

1897年谢灵顿提出了突触的概念，此后，人们对神经递质和神经突触的研究不断深化

利根川进对抗体多样性遗传机制的研究

对神经调节作用的研究揭示神经肽的机制

病理生理学是一门实验医学，它以在动物中复制与人相似的疾病而展开研究为主要方法

受体学说的沿革与“第二信使”的概念

免疫遗传学的建立生物学与免疫学的结合

抗体是血液中一种能抵抗异物的蛋白质

创立了放射免疫法的美国女科学家雅洛

穆勒发现X射线可诱发果蝇突变，开环境诱变与遗传研究先河

分子生物学的发展使科学家对病毒的研究进入到分子水平上

丹麦免疫学家尼尔斯·耶纳与现代免疫学

鲍林对镰形细胞的研究与分子病理学建立

伴随核技术的发展于20世纪兴起的核医学

1908年世界第一个心理卫生协会成立，对心理健康的关注导致精神和心理卫生学建立

20世纪奥林匹克运动在世界范围内得到广泛的传播，促使运动医学迅速地建立并发展

由传统变态心理学和精神病学中独立出来的现代医学心理学在20世纪的建立和发展

现代医学的先驱之一：法国著名生理学家克劳德·贝尔纳建立了现代实验生理学的框架

现代医疗技术与疾病诊断

伦琴、居里夫妇等科学家在放射性物理学的发现，开创了人类医学史上的放射性新时代

1667年丹尼斯把羊的血直接输给一个男孩；血型的发现促进了20世纪输血疗法的发展

德国细菌学家贝林和日本医学家北里柴三郎于19世纪末在德国共同发明了血清疗法

化学疗法是由德国化学家艾利希首创的

耀雷格发明高烧疗法治疗麻痹性痴呆症

美国医学家惠普尔用肝制剂治疗贫血

塞尔列提和比尼用电休克疗法治疗精神病

急诊医疗在现代医疗体系中的发展与20世纪各发达国家逐步建立的急诊医疗服务体系

整形外科医学是以各种组织移植为手段进行创伤修复、功能重建和器官再造的一门学科

荷兰生理学家埃因托芬发明了心电图

河边腐烂的死尸、犯罪现场的苍蝇与一门特殊的边缘性医学——法医昆虫学的诞生

丹麦医学家芬森发明用红光与紫外

线光学治疗红斑狼疮的疗法

控制胆固醇新方法

18世纪逐渐兴起的电疗法在20世纪获得了广泛应用和发展

现代医学的一门边缘性学科——低温医学和古老的冷冻疗法

美国兴起的按脊疗法

现代医学麻醉医疗发展简史：历史上的麻醉方法、戴维发明笑气麻醉和乙醚麻醉的出现

氯仿麻醉、氧化亚氮麻醉、全身麻醉、局部麻醉及其他各种麻醉方法的不断出现和应用

1929年德国医生福斯曼在自己的静脉中插入一根细细的橡皮管，从而发明心脏导管术

安东尼奥·德·莫尼茨与精神病手术疗法

美国外科医生霍尔斯特德和无菌手术技术

电子计算机技术在20世纪的迅速发展，使医生们得以利用医用传感器诊断和检测疾病

信息时代的医学：计算机通过国际卫星传输治疗方案，医生对千里之外的病人进行诊断

世界各地的传统医学大多都从病人的症状入手进行诊断，而基因诊断技术却有根本不同

在基因中寻找病因

生物学家布朗和戈尔斯坦1983年发现了一种导致冠心病的基因

1984年，美国科学家尝试用人工合成的正常基因移植到人体骨髓中，以治疗遗传疾病

1996年春天美国生物工程专家宣布找到了一种克服基因疗法中存在的重要障碍的方法

用生物工程技术合成的纯化血浆因子8可以医治血友病

首次阑尾炎切除手术

现代医药

人类用药的历史记载，中国可上溯至炎黄二帝时期，在西方始于希腊的希波克拉底时期

中国古代传奇和历史小说中经常可见的神奇麻醉药物“蒙汗药”，原是用曼陀罗花制成

从鸦片里提取出的吗啡和从古柯叶子中提取出的可卡因，本来是用于催眠和镇痛的良药

一个传教士发现秘鲁土著人用金鸡纳树皮治疗疟疾并向人们推广，导致了奎宁广泛应用

1932年德国细菌学家格哈德·多马克发明了人类第一种抑菌药物百浪多息（磺胺药）

1928年弗莱明发现能杀灭葡萄球菌的青霉素菌，1941年钱恩和弗洛里制成首批青霉素

抗生素在人体内是怎样抑制和杀死细菌的

1943年美国微生物学家瓦克斯曼和助手分离出一株灰色的放线菌，由此发现了链霉素

法国细菌学家卡尔美和介林1920年研制成功防止结核病疫苗，这种疫苗被称为卡介苗

利用生物工程技术制备乙型肝炎疫苗

中国医学科学家研制乙肝疫苗获得成功

医治精神病的常用药——安定类药物和镇静剂——溴化剂

阿斯匹林的制取

爱叶克曼从脚气病病因偶然发现了维生素

英国化学家霍普金斯首先提出维生素学说 现代社会人类对药物的依赖受到广告影响

自爱叶克曼和霍普金斯20世纪初提出维生素学说，科学家已陆续发现了20余种维生素

经过近一个世纪的研究和实践，维生素类药物作为健康补药的说法已受到许多专家质疑

1959年联邦德国发生一起震惊世界的化学药物中毒反应停事件

药物的毒副作用

道高一尺，魔高一丈：人类发明的各种抗菌药物为什么在与病菌的战斗中不断受挫？

抗病毒和抗肿瘤良药干扰素的不良反应

数前年来人类一直从大自然中获取治病疗疾的天然药物，今天人们仍从植物中提取药物

20世纪80年代开发研制的抗癌新药TNF

各种各样的现代药物包装和剂型：泡袋剂、磁性药物制剂、微囊剂、气雾剂和药物冲剂

抗生素的含义原为抵抗有害微生物，由瓦克斯曼最先提出，后来将抗生素译成了抗菌素

20世纪伴随药物化学学科诞生而出现的现代药物设计和药物分析，已形成独立的学科

天然药物的化学制取始于19世纪初，在20世纪30年代和50年代有两次较大的发展

现代医药科学应用计算机技术，开发和研制出新型的药物分析系统和自动化验分析系统

美科学家采用基因疗法治疗乳腺癌取得新进展；新兴的“活细胞疗法”增加了治癌手段

20世纪80年代利用生物技术开发研制的治病良药——多肽激素

医疗器械的发展

法国医生雷奈克1816年发明了听诊器；19世纪出现的血压计和20世纪的动态血压仪

德国医学家发明的脑电图及其对人脑各种疾病检测的应用

脑磁图诊断方法

20世纪60年代科学家们研制出了电脑和X光扫描技术相结合的医疗新仪器——CT机

电脑、CT技术和磁共振频谱学的结晶——医用核磁共振技术

动态心电检查仪技术

现代医学超声诊断法的发明和应用；多普勒超声诊断仪和三维超声波扫描新技术的出现

皮下注射器的发明和300年来的发展历程

1891年法国医学博士利昂发明了早产儿培养箱

自1853年法国医生发明第一个内窥镜以来医用内窥镜的发展

1812年法国医生雷卡未埃“重新发明”了医用阴道窥镜

铁肺和人工呼吸器

1932年美国心脏病专家海曼研制出了第一台临床心脏起搏器

能进行外科手术的机器人“外科医生”；机器人走上手术台替代医生做复杂的开颅手术

美国、日本、英国等研制出会生病的模拟患者机器人，可供实习的医生进行医疗练习

能说话的机器人护士

20世纪80年代在一些医院里出现了智能化的护理机器人

医学研究将用电脑模拟取代动物实验；虚拟现实技术使医生可在电子人体上做手术预习

医院里的机器人：能遥控解剖的机器人、帮助残疾人的福利机器人、牙医训练用机器人

电脑帮你制订每日健康食谱辅助减肥；在电脑上医科学生解剖尸体；电脑辅助矫正脸形

将电子计算机用于现代医疗管理中，提高了医院的服务效率

激光清除烧伤的皮肤

超低温冷冻装置

19世纪后期至20世纪初欧洲的牙科器械

人体器官移植与人造器官

在人类医学历史上，公元前就有器官移植的记载，20世纪器官移植的技术有极大发展

1954年、1963年美国进行首例肾和肺移植手术；1967年南非首次做人的心脏移植手术

器官移植先驱卡雷尔

1963年中国医生在上海开创了断肢再植临床手术的成功先例，并在这一领域保持领先

20世纪60年代以来世界医学在断肢再植技术上取得长足发展

1982年瑞典医务人员为一名帕金森症患者进行了第一例人脑内移植手术并获得了成功

首例人脑垂体移植

功能神奇的电脑假肢向智能化方向发展

用两颗心脏活着的人

1982年世界第一例人工心脏移植手术获得成功，到90年代人工心脏已经发展到第二代

救急的人造肝脏和技术复杂的骨髓移植

费歇尔对人造血红素的研究与人造血液

20世纪80年代以来中国的人造血液研究

1984年10月美国加利福尼亚州的医生将一颗狒狒的心脏移植到了出生两周的女婴体内

荷兰医生科尔夫发明了第一个人工肾脏

换一个人造髋关节

人造心脏瓣膜的置换

脐血移植治疗贫血

部件医学的发展前景

采用低温技术保存人体和动物的器官，将有助于解决人体器官移植中的器官保存难题

容器内培育人体器官

日本培育出“猪人”：21世纪人类能否将器官移植的希望寄托在转基因猪等动物身上？

科学家们正在研制利用纺织技术生产人造器官，美国研究人员尝试“编织”活性肝组织

中医

古老的中医学是与现代医学并立的人类医学高峰，中医不仅是治病技术更是辨证哲学

20世纪的世界被神奇的中医针刺麻醉所折服；现代科学已证实了中医的人体经络学说

现代中药学的一个重要分支：中药药理学和传统中医用药中的酒剂及汤剂的发展与演变

子午流注、五运六气和传统中医的时间医学以及20世纪世界范围内掀起的“中医热”

公共卫生和预防医学

17世纪的欧洲工业革命导致了公共卫生与预防医学的建立

开展老年医学的研究

20世纪70年代发展起来的国产医学

康复医学的兴起

1863年2月9日瑞士慈善家杜南创立“伤兵救护国际委员会”后改为“国际红十字会”

卫生毒理学与污染

肆虐数千年的天花在世界范围内被消灭

人类数百年来一直致力于向各种传染病发起猛烈的进攻，但新旧传染病也在围攻着人类

气象医学的研究与人类的各种气象疾病

职业病和职业医学

电子计算机控制的医院自动监护系统

含有微量元素锗的山泉神奇地治愈了癌症

什么是健康？世界卫生组织为你列出了人类健康的新标准

由南丁格尔创立的现代护理学在100多年的历程中逐渐走向生物—社会—心理学模式

1854年英国护士南丁格尔创立第一个战地急救所，在她的努力下护理学成为一门科学

破解遗传的奥秘

生物学的兴起与发展

生物学是研究生命的科学，至今已有数百年历史，人类对生命的认识水平正在不断提高

生物学的里程碑：从19世纪的进化论到20世纪的基因工程

现代科学研究在追索生命本质的进程中，迎来了分子生物学时代

20世纪之后，现代生物学已经发展成为包含众多枝系的庞大学科

19世纪末生物数学问世，数学开始与生物学相结合，渗透到生命科学研究的各个方面

仿生学于20世纪60年代正式确立，仿生学理论的发展使人类的仿生技术得到迅速提高

英国数学家皮尔逊创立了生物统计学

宇宙飞船上的生物学实验已取得初步成果

量子生物学自诞生以来已发展到第三阶段

中国人张颖清提出“生物全息律”理论

德国化学家费歇尔合成了蛋白质多肽结构

20世纪80年代光合作用的探索获得新进展

科学家发现了生物的光周期现象，证明光照时间的长短对植物和动物的生长发育有影响

打开光合作用的“黑箱”：在20世纪，光合作用的奥秘正在被科学家们不断地揭示出来

地球生命的起源

苏联生物学家奥巴林和英国生物学家霍尔丹于20世纪20年代提出关于生命起源的假说

20世纪50年代美国人米勒开始了生命起源的模拟实验，此后一系列模拟实验相继出现

1960年美国科学家福克斯提出生命起源的类蛋白微球体假说

科学家们认为，火山爆发与地球生命的起源可能有着密切的关系

生命并无绝对起始线

一些科学家推测，生命的诞生可能来自于陨星的轰击，海水泡沫则可能充当生命的产房

1996年科学家在深海发现第三类生物

生物与非生物之间并没有一道绝对的界限

地球生命的进化

科学家依据考古发现的生物化石推测早期地球生命的演进史

大约从4亿年前开始生物由海洋络绎登陆

陆地动物出现后逐渐从爬行类发展到哺乳类，更能适应陆地生活

哺乳类动物是一种高级生命形式，就是在庞大的哺乳类动物丛中走出了智慧发达的人类

19世纪初，法国人居维叶和拉马克分别提出有重大影响的“灾变论”和生物进化学说

达尔文提出生物进化论成为震撼世界的大事，被誉为19世纪自然科学的三大发现之一

赫胥黎发表《人类在自然界的位置》

“综合进化论”是更为完善的现代进化理论

细胞的发现和细胞学说

1665年英国人罗伯特·胡克发现了细胞

细胞核和原生质被发现后细胞结构清楚了

19世纪30年代德国植物学家施莱登创立了细胞学说，系统地描述了细胞的结构和作用

1839年德国生理学家施旺发表关于细胞的著作，进一步完善了施莱登创立的细胞学说

细胞的基本构造，植物细胞与动物细胞的组成和各种组织的功能，以及两种细胞的异同

细胞可分为原核细胞与真核细胞两个大类

哈姆和贝尔分别发现了精子和卵子

19世纪科学家们相继在细胞中发现染色体

1882年弗莱明详细描述了细胞的有丝分裂

生殖细胞的减数分裂

X染色体和Y染色体于20世纪初被发现，人们找到了遗传物质

17世纪荷兰人列文虎克用自制显微镜为人类打开微观世界的大门

光学显微镜从17世纪开始发展起来，它成为人类最初认识微观世界时使用的重要工具

1932年首台电子显微镜问世，电子显微镜的发展使人类观察微观世界的能力空前提高

孟德尔的发现与遗传基因

19世纪默默无闻的奥地利人孟德尔通过豌豆实验，发现了自然界中遗传与变异的奥秘

孟德尔建立系统的遗传学说，提出了遗传学第一和第二定律

遗传因子更名为基因

美国生物学家沃·萨顿和波伏里提出假说：染色体是基因的载体

美国生物学家摩尔根阐明关于基因的学说

摩尔根和他的学生们作出了卓越贡献，在20世纪上半叶形成了著名的摩尔根遗传学派

20世纪初生物学家们展开了有关基因的争论，直到分子生物学时代的到来才有了答案

揭示基因的本质

1868年瑞士化学家米歇尔从浓血绷带上发现了核酸，对核酸的研究揭示了基因的本质

美国人莱文发现了DNA和RNA，赫尔希和蔡斯通过研究噬菌体证明基因就在DNA上

四种核苷酸的联接

1950年美国生物化学家查尔加夫发现了碱基的配对互补原则

加罗德发现酶对基因有影响，比德尔等证明酶有控制基因的作用

建立DNA双螺旋结构模型

双螺旋结构模型的创建者克里克所作的自述

1953年3月7日第一个DNA双螺旋模型问世，克里克和沃森完成了一个划时代的创举

DNA双螺旋结构相互平行盘绕像一条扭曲的麻花，它的组合排列具有4个显著的特点

沃森和克里克阐述关于DNA分子的复制假说，即半保留复制

科学家详细描述了DNA的复制过程，生命遗传之谜已经被破解

蛋白质与遗传的关系

美国天文学家盖莫夫对氨基酸的数目和排列发生兴趣，设想4种核苷酸可形成不同组合

1957年克里克提出DNA三联体密码假说

关于半胱氨酸、苏氨酸、丝氨酸及甲硫氨酸等4种氨基酸的基本结构显示图

尼伦伯格等人破译三体密码

遗传密码字典

怎样查遗传密码字典

DNA的复制、转录和表达

科学家发现细胞核内DNA的遗传信息必须由RNA来翻译并带入细胞质以合成蛋白质

RNA的基本结构

信使RNA携带DNA的遗传信息进入细胞质，转运RNA则使遗传信息与氨基酸结合

科学家已详尽了解RNA是如何工作的，最终阐明了DNA、RNA和蛋白质三者的关系

科学家们对所发现的“垃圾基因”现象感到不解，因为DNA上的重复排列似乎多余的

奥乔亚与科恩伯格体外合成RNA和DNA

体外合成病毒DNA已于1967年获得成功

逆转录现象是遗传中心法则的重要补充

探索生命与磷的关系

寻找性别的主宰基因

1990年举世关注的人类基因组工程开始实施，科学家们计划绘制出人类全部基因图谱

女科学家麦卡尔平为人类基因统一命名

1984年同源异形盒基因被生物学家刘易斯等人发现，成为生物学史上一个新的里程碑

能够分辨出基因的超级电子显微镜问世了

遗传与变异

生物在一代一代的遗传中会发生变异

19世纪末荷兰人弗里斯最先阐述突变理论

科学家进行突变实验探索突变的内在机制

突变可以给生物带来好处，也可带来坏处

基因突变、染色体突变和染色体组突变

基因突变是发生在核苷酸链上的错位所致

人类的遗传病是由于基因发生突变造成的

科学家发现，人类遗传病的发病率随母亲的年龄增加而上升

人工诱发突变的利用

人类已经能够认识和控制突变，但人类改造生命的权利引起争论

跨世纪的生物工程

基因工程的诞生

20世纪诞生的生物工程包括5个分支；基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预

1973年美国生物学家科恩将两种不同的基因拼接在一个质粒中，开创了基因工程时代

基因工程4步骤：获取目的基因、重组DNA、将拼好的DNA送入受体细胞并使之表达

制备目的基因方法：用内切酶剪切DNA、人工合成；中国学者提出基因直接导入理论

DNA重组的意义在于使受体细胞接受外来DNA；1970年科兰纳首次人工合成基因成功

将基因射入生物体的“基因枪”，可以将外源基因直接导入完整的细胞而不必去细胞壁

美国女生物学家麦克林托克数十年如一日探索玉米颜色的奥秘终于发现了基因跃迁现象

基因是控制生物性状的基本单位，基因在细胞内和细胞间的移动改变了生物的遗传性状

基因由两条核苷酸链构成的双螺旋结构，其中一条是反义DNA链，可干预蛋白质合成

应用广泛的基因工程

20世纪70年代在美国诞生了世界上第一家基因工程技术公司

19世纪中叶巴斯德提出了发酵的基本原理，从此以后，生物工程经历了7个发展阶段

美国基因工程专利法

植物的无融合生殖

人类开始充当上帝的角色用生物技术创造新的生命——美国科学家的三父四母组装鼠

动物组织培养的先驱：哈里森以及卡勒尔和“卡氏培养瓶”

依据植物细胞的“全能性”美国生物学家首先发明了人工种子；人工种子应用前景看好

20世纪发展起来的生物工程技术可以对基因进行克隆但生物克隆技术也可能带来危险

20世纪80年代后迅速发展起来的单克隆杂交瘤技术生产的单克隆抗体成为抗癌明星

制造生命的养料——蛋白质工程

1983年美国生物学家厄尔默首先提出了蛋白质工程的新概念

历经14年努力佩鲁茨和肯德鲁破译出第一张蛋白质空间结构图

班廷发现了胰岛素

1948年桑格破译了胰岛素蛋白质分子结构；1965年中国科学家首次人工合成牛胰岛素

美国科学家梅里菲尔德发明蛋白质固相合成技术

国际市场上对蛋白质工程产品的商业需求

基因水平上的蛋白质改造和蛋白质翻译后的基因修饰是蛋白质工程研究的两个基本方向

蛋白质工程的应用之一：加酶洗衣粉的研制成功和盒式突变技术

分离“脑袋”蛋白

20世纪70年代后随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助蛋白质设计的技术日趋成熟

蛋白质工程的未来发展将提高植物的光合作用效能，其意义不亚于一场新的绿色革命

科学家正在探索利用蛋白质技术制造生物芯片，从而实现人脑和生物计算机的脑机联接

优化调控生命活动的催化剂——酶工程

酶的发现历史：1878年库恩提出酶的概念；1897年毕希纳发现酶是生化反应催化剂

一种酶只能催化一种生化反应，人类迄今发现的自然界中存在的酶约有3000种左右

美国科学家萨姆纳和诺思罗普发现酶的本质是“蛋白质催化剂”；酶的分类约有6种

20世纪70年代以后酶的固定化技术取得突破，利用微生物生产酶使酶工程迅速发展

20世纪50年代形成微生物酶为主体的酶制剂工业，60年代后酶的固化取得重大进展

20世纪70年代以来新型抗生素生产工艺采用的酶法半合成技术及生物反应器的功能

制备新型甜味剂

把人的基因拷贝到细菌里为人类生产药物

自然界的酶难以提纯因而开始研制人工酶

基因工程的工具酶限制性内切酶、DNA聚合酶和由RNA向DNA传递遗传信息的反转录酶

和平利用微生物——微生物工程

自然界中的大部分微生物是人类的朋友，人类自古以来就利用微生物来发酵和酿制食品

从发酵工程到微生物工程：大规模利用微生物的工业从20世纪20年代才真正开始

生物工程中真正能应用于工业化生产的主要是微生物工程

计算机和生物传感器

微生物具备的6大特点使其倍受生物学家的青睐；人们仍在寻找培养微生物的新方法

微生物工程使人们能在发酵罐里建立制药厂，而微生物发酵将为人类开辟出新的能源

单细胞蛋白质的工厂化生产，将是微生物工程为解决人类对蛋白质需求提供的最佳奉献

微生物工程对人类的新贡献：利用微生物采矿，用微生物生产生物塑料和解毒的微生物

20世纪兴起的生物工程将造福于人类，但是生物技术未来也可能引发一系列社会问题

飞行的历程

鸟的启示

公元前500～400年中国人就开始制作木鸟并试验原始飞行器

风筝起源古代中国，约14世纪传到欧洲

传说戴达罗斯发明“人翅”飞出克里特岛

坠地而亡的先行者们

1250年罗杰·培根记述扑翼机的设想，15世纪达·芬奇作出具体设计，但一直未获成功

1731年俄国梁赞的一位平民发现热气球的飞行原理，此后许多热气球出现在欧洲上空

1783年8月第一只氢气球在法国升空，同年11月热气球第一次载人升空并航行9000米

1897年瑞典的“飞鹰”号探险队遇难之谜

20世纪以后人类气球飞行的著名纪录

早期的欧美科学家利用风筝进行各种科学试验

1852年吉法尔发明飞艇，1919年飞艇首次飞越大西洋，1937年“兴登堡”号飞艇爆炸

飞翔的奥秘

航空器是在大气层内活动的飞行器，各种飞机都是靠空气动力克服自身重力实现升空的

飞机依靠的升力来自翼面上下形成的空气压力差，飞机主要承受的4种外力是其外载荷

飞机结构十分重要，因为在飞行时承受的外力可能导致飞机的机体发生各种各样的变形

稳定性和失速是飞行中的两个重要概念

附面层内的气流会直接影响飞行器的升力

飞机的机动飞行是通过操纵驾驶杆（盘）和脚蹬实现的，飞行员需要熟练掌握驾驶技术

由莱特兄弟设计制造的“飞行者”1号飞机，在人类航空史上首次实现了自主操纵飞行

1911年航空史上的重要事件：肖特的“3·2”型飞机和西科斯基的四发动机飞机问世了

1909年世界第一架轻型飞机在法国诞生

早期各种飞行表演激发了公众的航空热情

1919年6月英国阿尔科克上尉和布朗中尉首次驾机飞越大西洋，英国首相为他们颁奖

1924年4月6日～9月28日，人类完成首次环球飞行，历时176天，行程44312千米

1909～1949年布莱里奥、普勒尔、施罗德、林白、克莱德斯代尔等人创造的飞行纪录

涡轮喷气式发动机

音速与高度有密切关系，音障和热障是阻碍飞机提高速度的因素

波阻就是激波阻力，它是由于飞机对空气的扰动来不及往前传，使空气被压缩而造成的

“黑视”与抗荷装置

埃尔默·斯佩里革新了航空导航飞行仪表，促进航空事业发展

埃德温·林克发明飞行仿真器，它是一种地面模仿飞行的装置

1947年10月14日美国著名试飞员查尔斯·耶格尔驾驶X-1飞机实现了突破音障飞行

涡轮风扇发动机普及

飞机从设计到制造要经过一系列的试验，其中最重要的是风洞、结构、飞行和环境试验

疲劳破坏是威胁飞行安全的最大潜在危险

20世纪40年代后期出现液压助力操纵

不懈的追求

丹尼尔·伯努利

1783年，蒙特哥菲兄弟首创热气球飞行

杜蒙把汽车内燃机装到了飞艇上飞行成功

飞行学家克雷爵士

1896年德国的飞行家里林达尔试飞坠亡

乔治·凯利第一个利用旋臂研究航空理论

亨森、堂·布勒、阿代尔、莫扎伊斯基

德国伯爵齐伯林为研究飞艇辞去中将职务

1900～1902年间莱特兄弟试飞1000余次，研制翼形200余种

谢巴发明自转旋翼机

中国的第一位飞机设计师冯如1912年以身殉职，年仅29岁

科安达与喷气发动机

美国人马蒂莱尔德15岁时自制第一架飞机，毕生从事飞机制造

奥安发明新型发动机

英国空军军官弗兰克·惠特尔试制出涡轮喷气发动机，1941年装备格洛斯特喷气战斗机

冯·卡门提出著名的“卡门涡列”，1943年研制出X-1飞机；他首获美国国家科学勋章

苏联著名飞机设计师雅科夫列夫一生共研制75个型号的飞机

英国设计师哈维兰

早期航空邮递是从法国和英国发展起来的

初期的航空客货运输为人们带来了极大的方便，斑克斯用容克飞机将采矿设备运往非洲

第二次世界大战之后军用飞机改为客机

英国“彗星”号客机连续发生震惊世界的空难，人们在调查中发现了“金属疲劳”现象

60年代后飞机朝着大型化、超音速方向迅速发展，人类航空事业进入蓬勃发展的时代

圣克鲁斯空难造成576人死亡，是20世纪最大的一次空难；1985年世界民航灾难频繁

利用无损探伤技术、涡电流法、X射线检测等技术探测飞机隐患

飞机的检测技术包括：超声脉冲检测、光缆检验、电子剪应力探测和温度记录法检测

可以阻止航空汽油爆炸的AMK去雾油

使用低温燃料可起到冷却飞机表面的作用

用水作动力的飞机灭火枪和新型压敏涂料，成为20世纪90年代出现的飞机安全新技术

世界航空史上销售最快的飞机是欧洲共同体国家共同合作生产的空中客车A-320客机

全电脑化飞行操纵使驾驶变得简单，荧屏代替了复杂的仪表

广泛使用新型材料

新的飞行安全技术使飞机加强了安全性

“翼梢小翼”减弱涡流，减小了飞行的阻力

防止机翼紊流技术

现代飞机采用的电传操纵比机械传动结构简单，灵敏度大为提高

自动驾驶仪系统依靠计算机对飞行状态实施控制，安全并且方便

先进的混合发动机

20世纪50年代后航空客货运量增长迅速

机场的海拔高度与飞机起飞状态相关

航空港一般由飞行区运输区和维修区组成

20世纪规模最大的航空港在美国芝加哥，年吞吐量4000万人次

空中交通管制作用特殊，航空导航的发展和航空导航卫星网络的形成使之有了便捷手段

90年代投入使用的新型导航系统和航空控制系统使民用航空步入了一个新的发展阶段

新的验证和检索技术，不仅大大提高了机场工作人员的效率，同时增强了飞行的安全性

1990年10月中子检测炸药装置投入使用

日本藤田公司计划建造高技术化地下机场

海上机场主要有填海式、浮动式、围海式和栈桥式，1934年美国建成第一个海上机场

美国的“航行者”号首创不加油环球航行

空中“重型载重汽车”飞艇的性能大大超越齐柏林时代的飞艇

可远距离运输的气球

1929年6月12日，美国人艾伦驾驶“薄纱信天翁”号人力飞行器首次飞越英吉利海峡

美国人麦克里迪为人力飞行成功打下坚实的基础，“薄纱兀鹰”号赢得5万英磅的奖金

1988年凯伦罗普洛斯靠人力飞行120千米

1914年哈思设计出现代滑翔机，滑翔在各国开始迅速普及并成为广受人们喜爱的运动

直升机的故事

直升机的原理和早期的直升机研制者凯利、弗拉尼尼、布雷盖

1922年，德保泰扎特的直升机离地而起

悬停是直升机特有的本领；直升机飞行的方向由尾桨控制；直升机的起落架也各有不同

无尾桨直升机比普通的直升机效率大为提高，无尾双旋翼直升机采用两副旋翼实现飞行

1937第一架可操纵直升机诞生，1939年9月第一架实用型直升机经多年研制终于成功

20世纪著名的喷气客机

1969年，法国、英国、德国、西班牙和荷兰组建公司联合研制“空中客车”系列飞机

英法两国的协和式超音速客机昙花一现

苏联的伊尔—62和伊尔—76客机大量出口

1980年苏联的伊尔—86客机投入航线

图波列夫设计局的图—154和图—204客机

英国的三叉戟客机

美国的麦道公司研制的DC—8中短程客机和DC—10中远程客机

1980年MD—80中短程客机交付第一架，1989年11月开始研制MD—90中短程客机

MD—11中远程客机研制费达7亿美元，MD—12大型远程客机研制费高达55亿美元

波音飞机是一个庞大的家族，它拥有707、727、737、747、757、767、777等系列机型

飞机新概念

第二代超音速客机、高超音速飞机、超高音速飞机正在成为发达国家竞相研究的新热点

三层超大型客机将在21世纪20年代投入使用，其先进的设施使飞机如同一座空中城市

德国研制时速650千米的“空中奔驰汽车”，日本也在研制垂直起降式客机和地下客机

英国试制成功了微型豹式喷气客机，美国研制出小型无人驾驶飞机和巨型无人驾驶飞机

新型的防爆飞机和可以自我修复的飞机

节能飞机和太阳能飞机取得初步研究结果

塑料飞机、全复合材料飞机、折叠式飞机和“人鸟”飞机相继问世，试飞均已获得成功

印度研制成功高级轻型直升机，美国研制成功无尾翼直升机和第三代人力推进的直升机

德国研制出性能卓越的袖珍直升机“飞行眼”，美国与德国的水底直升机试验获得突破

航空器的研究开发具有十分广阔的前景，各国科学家不断提出各种设想并进行广泛试验

船

从帆船到轮船

现代考古学的一系列重要发现表明，人类使用人力桨船的历史至少延续了10000年之久

用风力推动的帆船取代了人力推动的桨船，水手们从此可以在辽阔的海洋上乘风而行

从酒船发展到快速帆船，在以往的400年中，帆船的历史曾经有过一个划时代的进步

曾经在中国沿海飘摇了无数年代的帆船，20世纪已逐渐被柴油机驱动的机帆船所取代

帆船统治大海的辉煌岁月结束了，但帆船没有消失，它偶然以崭新的面孔出现在海洋上

用蒸汽机作为动力以取代风帆的最早尝试

发明轮船的先驱者约翰·菲奇、威廉·赛明顿和约翰·史蒂文斯

美国人富尔顿·罗伯特制造出“克莱蒙特”号蒸汽轮船，他因此被誉为“轮船之父”

19世纪20年代初，以蒸汽机为动力的轮船开辟了从欧洲到北美洲的第一条大西洋航线

用钢铁制造大船可以使船体更加坚固耐用，因此迅速取代了千百年来传统的木船制造业

史密斯爵士发明用螺旋桨取代明轮作推进器的动力装置，螺旋桨轮船从此航行在海洋上

经过许多人的努力，新型的船用动力装置燃气轮机于19世纪问世，到20世纪发展完善

船舶家族

世界上第一艘现代化的大型客轮“毛里塔尼亚”号“担负起崇高而力能胜任的使命”

英国豪华客轮“泰坦尼克”号触冰山沉没

大西洋航线最后的豪华客轮“法兰西”号

威力巨大的拖轮

船舶清道夫挖泥船

用于人类通信领域的水底电缆敷设船于19世纪开始大放异彩

集装箱货运船从20世纪50年代兴起，现代海运业已普遍采用

海上石油运输船舶的兴起和发展大大促进了世界经济的繁荣，也刺激了巨型油轮的出现

1978年3月美国的“阿莫戈·卡迪兹”号超级油轮失事，将22万吨原油全部泄入海中

自第二次世界大战以后，用油轮改装的液货船广泛地用于运输流质与半流质货物

独特的滚装货运船大量用于军事目的

用于科学研究的海洋调查船出现于19世纪

英国首先使用专门运送液态天然气的货船

能够穿越冰海的现代破冰船出现于20世纪50年代，第一艘核动力破冰船是“列宁”号

给船装上翅膀——水翼艇发明于19世纪，现代水翼艇已经使用飞机喷气发动机来推进

日本研制的超高速货船在水面以惊人的速度行驶，它有水翼型混合式和气垫型混合式

1959年英国人科克雷尔发明了第一艘气垫船，它在政府大厅飘浮，并飞越英吉利海峡

法国开发的“绿宝石”号海上高速渡轮

造船与航海

船是人类用于浮水航行的交通工具，一艘船所必须具备的要素是：浮力、稳定性和强度

一艘钢铁大船的诞生要借助各种先进的技术力量，经过无数人的努力和无数道复杂工序

能够减少船的横摇和纵摇的先进造船技术

为了保障船舶安全，一艘新船在诞生前都要进行试航和室内试验

古代人掌握的航海技术以丰富的感性经验为重，水手必须学会凭借自然天象和景物导航

英国人约翰·哈里森于18世纪发明了航海天文钟，后世的航海者们从此有了精密计时器

历时两千余年，依靠灯塔指引航向仍然是一种可靠的航海方式

浮标导航：从发出声信号的木制和铁制浮标到使用光信号的浮标

锚锭的出现和变化

航海用指南针的进步：从中国发明的指南针、航海罗盘到提供真北基准的现代陀螺罗经

1930年回声测深器取代传统的铅锤测深法

美国科学家费森顿发明了利用声波对水中的物体进行检测和定位的声纳探测与导航技术

多普勒测速仪可以精确测算出船只航行的速度，使现代大型船舶进出港口变得十分容易

坎贝尔发明了计算航船所处纬度的六分仪

奥米加导航系统

利于港口和航道安全的船舶交通管理系统

船用黑匣子

美国国防部研制的罗兰远程无线电导航系统成为世界上用户最多的导航系统之一

美国的卫星全球船舶定位导航系统

全球海上遇险与安全系统于1992年实施

船用微机化的多功能雷达信息自动标绘处理系统和使用广泛的台卡链式导航系统

港口的吞吐规模日益发展扩大，世界上能够接纳数十万吨级巨型船舶的港口越来越多

连接两大洋的巴拿马运河1914年正式开通

1869年开通的苏伊士运河成为国际航道

世界第一大港口——荷兰的鹿特丹港

潜水与深潜器

让潜水员们身穿潜水服下潜到深深的海底，从设想到实现经过了许多人的不懈努力

法国海军少校库斯陶于1943年发明水中呼吸器，它已经成为所有潜水人员的标准设备

第一个申请专利的“潜水木桶”

世界上第一个实用潜水钟于1717年由彗星发现者哈雷爵士发明

自航式潜水钟的使用

科学家借助先进的材料制造出从水中直接获得氧气的人工鳃

20世纪50年代以后出现了各种深潜船和海底考察试验站

探测和打捞海底沉船上的宝藏，激励人们不断发展更好的潜水技术，研制更好的潜水船

塔形潜水器的发展

瑞士皮卡德父子50年代造出了著名的“的里雅斯特”号潜水器

专门用作海底试验和考察的潜水综合体

严重威胁潜水员生命的高压潜水病是人类必须解决的问题

美国人林克实施一项著名的“海中人”计划，尝试建设水下住房

“的里雅斯特”号寻找沉没的核潜艇

美国海军使用深潜器成功打捞坠海氢弹

潜水机器人“圣甲虫”10号寻找“黑匣子”

贝比和巴尔顿制造了绳吊式球形潜水器

法国和芬兰载人潜水器探查6000米海底

20世纪90年代几种海底机器人投入使用

各国竞相开发研制无人遥控式潜水机器人

美、日、法等国家用于深海考察研究的水下实验室到20世纪90年代已发展到第三代

在人类探索海洋奥秘、海底寻宝、开发海洋矿产资源中，水下机器人越来越受到重视

日本建造了著名的“深海2000”号和“深海6500”号深潜器

美国建成划时代的“深潜Ⅰ”号深潜器

法国的新型游览潜艇

中国独立研制建造的第一艘载人深潜救生艇于1988年投入使用

1912年首航被冰山撞沉的“泰坦尼克”号巨型客轮73年后为“阿尔文”号深潜器发现

美国研制全铝制艇体的“铝船”号深海潜艇，试航期间救回“阿尔文”号名声大噪

未来的船

未来船舶设计建造的两个发展方向：大型水下船舶和采用核动力以提高未来船舶的速度

重新利用风力辅助推动的现代快速帆船

21世纪将建造的潜冰船可开辟从欧洲到美洲的最短航线，实现在冰下穿过北极的梦想

船舶推进装置的革命：第一艘用超导电磁推进取代传统螺旋桨推进器的超导电磁推进船

火车

蒸汽动力的到来

古希腊工程师希罗发明的蒸汽空心球证明了蒸汽可以带来动力

德国物理学家葛利克和英国人萨弗里发明矿用蒸汽真空抽水机

纽科门制造出带有往复运动活塞的蒸汽机

瓦特发明的蒸汽机为现代工业带来了强大的动力，人类步入一个崭新的时代

火车的黄金岁月

用马牵引的有轨列车

英国人德里维斯克发明了人类历史上第一辆载客蒸汽动力火车

布伦金索普的齿轮轨道式蒸汽机车和布兰顿的有腿防滑蒸汽机车

斯蒂芬生使“火车”的名字流传到全世界

乔治·斯蒂芬生修建了世界上第一条公共蒸汽火车铁路线

“旅行”号蒸汽火车走完世界上第一条铁路

斯蒂芬生驾驶他的“火箭”号蒸汽火车在竞赛中取得划时代的胜利，火车的时代到来了

越来越多的铁路和火车——铁路运输迅速成为处于工业革命中的英国的经济大动脉

美国移民为开发西部而修建了从巴尔的摩到俄亥俄的贯通北美大陆的铁路大干线

有高速运输能力的火车改变了美国南北战争的格局，成为年轻的美国人热爱的新鲜事物

从杜兰德在北京修建铁路到1880年中国人自己修建了唐山至胥各庄的第一条铁路线

詹天佑设计开通了北京至张家口铁路线

打通西北至西南的宝成铁路干线建成通车

1971年1月1日，工程艰巨的四川成都至云南昆明的中国西南铁路大干线建成通车

高速运行的火车轰鸣着，彻底改变了人们的思维方式和生活节奏

受人喜爱的火车司机

早期不完善的火车给人类带来的灾难

美国人乔治·威斯汀豪斯研制的火车用空气制动机和伊莱·詹尼发明的列车车厢自动挂钩

美国总统哈利森规定火车须安装安全设备

从格斯特纳设计的铁路客运车厢到设施完善的现代铁路客运列车

铁路信号设施的完善

火车站成为一座城市中最重要的人口出入门户和物资集散地

从雷诺兹的铸铁轨道到标准化工字形钢轨

钢轨的铺设方式和杰索普发明的铁路道岔

从机械轨道检查车到高速电子轨道检测车

铁路车票的变化：从旅客路运单到使用电子技术的磁卡式车票

美国建成的世界上第一个编组站自动化系统大大提高了作业效率

铁路运营综合管理自动化系统的建立使用

高效率的现代化铁路集装箱运输改变了传统的铁路运输格局

登山缆索轨道车

火车只能沿铁路线运输这一巨大的局限性使它无法构成一个灵活的陆上交通运输系统

用于缓解城市交通状况的高架独轨铁路

越来越快的火车

人们通过改进火车设计和使用先进技术使蒸汽动力火车越来越快

用电力取代蒸汽推动火车高速行驶的设想

具有战略意义的重载铁路首先出现在美国

德国人西门子在柏林设计完成了第一条电气化铁路，世界电气化铁路的发展日趋完善

靠自身供电的电传动式内燃机车取代了功能低下的蒸汽机车成为了铁路的新主人

轻轨铁道运输系统以地铁、高架铁路和有轨电车等方式有效地缓解了大城市交通困难

1964年10月1日，日本建成了世界上第一条现代高速铁路线——东京至大阪新干线

在充分体现高新技术的超高速铁路线上，行驶着时速超过300千米的新型现代化列车

通过改进车体外形以减小空气阻力的方法和减小摩擦阻力的技术提高列车的运行速度

法国开发的第一代高速列车和时速300千米的第二代高速列车

德国的城市特别快车

瑞典的倾斜高速列车

用来控制高速火车行驶的先进电子技术和火车卫星导航系统

各国竞相开发研制空气悬浮式列车，尝试通过克服车轮与钢轨的摩擦阻力以提高车速

德国率先进行的磁吸引式悬浮列车试验和英国投入使用的低速磁力悬浮式无人驾驶列车

日本国营铁路进行超导磁悬浮列车运行试验，“MLU002”原型车时速可高达500千米

美国磁悬浮列车计划

21世纪的地下真空磁悬浮超音速列车计划和未来水下列车的设想

日本研制时速550千米超导磁浮流线型车

美国人安德森研制的新型载人运输系统

苏联最早进行的管道运输技术试验将导致极有使用前景的未来气压与磁力管道运输系统

地铁运输和铁路隧道

1863年1月，世界上第一条地铁运输系统在英国伦敦投入运营

世界各国纷纷修建城市地下铁路运输系统

世界上10个最大的地下铁路运输系统

铁路隧道的出现和世界铁路隧道的发展

世界十大铁路隧道

一百多年来的梦想成为现实：连接英国和欧洲大陆的英吉利海峡海底铁路隧道贯穿通车

日本韩国合作开掘对马海峡海底铁路隧道

专为火车而建设的铁路桥梁的完善与世界各国最著名的铁路桥梁

法国巴黎地铁站使用清洁机器人清扫车站

日本东京至新泻铁路干线上的大清水山岭铁路隧道是当今世界上最长的山岭铁路隧道

1865年英国建成世界第一条水下铁路隧道

日本青函隧道是世界最长的海底铁路隧道

即将开掘的连接欧非大陆的海底铁路隧道

汽车

汽车的历程

轮子的发明改变了人类在陆地运动的方式，人们曾有过四轮马车和两轮马车的黄金岁月

法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车，蒸汽成为推动车辆运动的工具

发明家们研究制造使用各种燃料的内燃机

德国人狄塞尔的重要发明：压燃式柴油机

德国工程师戴姆勒发明往复式汽油内燃机

戴波梯维尔的内燃机动力汽车实验失败了

1886年1月29日，本茨设计制造出世界上第一辆真正的汽车

戴姆勒制造的敞篷汽车被人称作无马马车

杰里纳克的女儿梅塞德斯小姐和轰动一时的“梅塞德斯”小轿车

汽车燃油方式的重要改进：从早期汽车上使用的表面汽化器到迈巴赫发明的喷雾汽化器

19世纪末，并不完善的汽车开始成为受人欢迎的商品，优雅而宁静的马车时代过去了

法国人帕哈德第一次将发动机安装在汽车的前部，从而确立了现代汽车车身的基本结构

轿车车身造型的演变

汽车的电起动装置

汽车制动系统的历史演进：从箍带式制动器和鼓式制动器到兰奇斯特发明的盘式制动器

约翰·邓洛普的发明和充气轮胎的历史

美国人福特制造出大众化的T型经济汽车

亨利·福特使“轿车”的名字传遍全世界

哈利·维克斯研制的汽车液压动力转向装置

功能先进而采用特殊造型的比赛用车轮胎

用变速器改变输出功率以使汽车能够适应不同载荷和道路状况

德国人汪克尔设计了应用广泛的发动机

汽车减震器：从四轮马车的减震弹簧到现代汽车的液压悬挂系统

使汽车更加完善的各种各样的重要发明

英国人菲利普·沃恩发明了重要的滚珠轴承

世界上第一辆出租汽车首先出现在纽约

贝克发明汽车安全带

用新型制冷剂取代氯碳氟化物用于汽车冷气系统以减少环境污染

最早的包租汽车业务

早期使用的用蒸汽作为推动力的公共汽车

城市公共运输和有轨电车的雏形：从美国纽约的马拉有轨街车到蒸汽动力街车的出现

英国人首先采用邮政汽车取代了马拉邮车

西门子发明电车后有轨电车遍及世界

无轨电车成为城市最重要的公共交通车辆

用内燃机作动力的公共汽车出现在德国

载客数量越来越大的现代大型公共汽车

性能优异设施齐全的日本高速长途客车

庞纳赫设计的第一辆客车和现代高速客车

载货卡车的发展：汽油动力货车、柴油动力货车、自卸式货车和现代高速重型载货卡车

最早的载货运输业主和世界载货卡车之最

最早进入中国的汽车和慈禧太后的汽车

中国第一家汽车制造厂和中国第一辆汽车

20世纪30年代中国的以木炭为燃料的汽车

最早用作战争的越野吉普车和现代吉普车

1953年7月，长春第一汽车制造厂建立

权力与地位的象征：中国的“红旗”轿车

汽车的影响力

为汽车而建造的公路

红绿灯的发明和完善

不同的规矩：靠右侧行驶还是靠左侧行驶

中国的汽车右行规则

法国最早实行汽车驾驶考试和颁发执照

世界各国为了保障行车的安全发明了形形色色的指示路标

各国处罚违反交通规则人员的各种办法

对付司机酒后开车人员的一项重要发明

世界上第一位酒后开车而被判罪的驾驶员

汽车使年轻人因迷恋速度而过早的死亡

世界各国采取的公共汽车售票管理办法

人们从厌烦汽车到疯狂地喜欢和热爱汽车

汽车改变了世界各国经济格局和生产方式

汽车在今天已经成为权力和财富的象征

1990年世界拥有汽车数量前10名的国家

汽车带来的交通便利使城市规模越来越大

汽车的便利促使农民生产出更多的农副产品，同时也缩小了城市与乡村生活之间的差别

越来越多的车轮带来一个拥挤骚乱的城市

拥挤的公路交通使飞机运输的高效率降低

修建高速公路是各国解决交通问题的良方

回到公共交通车辆以解决城市交通的困境

对汽车的反抗和排斥：城市步行街的设置

汽车也改变了人们的消费观念和购物方式

汽车的出现使加油站迅速兴起并不断完善

想尽办法在城市中停放越来越多的汽车

美国人的汽车文化

坐在汽车上渡过一生

从旅行拖车到法国人发明的汽车住宅，汽车成为流动中的家园

海因曼创设的专为汽车而存在的汽车旅馆

汽车崇拜：从汽车作为交通工具到围绕汽车进行的比赛和收藏

汽车发明初期的野外汽车比赛和场地赛车

1907年6月进行的从中国到巴黎的世界上最早的汽车拉力赛

感受汽车最高的速度和检验世界汽车技术水平的方程式汽车大赛

世界一级方程式汽车大赛的各种比赛规则

充分展示汽车的最高制造技术和想象力、价值百万美元的一级方程式汽车大赛用汽车

汽车帝国

1926年6月，德国人卡尔·本茨和威廉·戴姆勒联合成立著名的戴姆勒—奔驰汽车公司

庞大的汽车家族——美国的福特汽车公司

1904年12月，亨利·罗伊斯和查理斯·罗尔斯联合生产高贵典雅的罗尔斯·罗伊斯轿车

1925年6月6日，瓦尔特·克莱斯勒改组马克斯威尔汽车公司成立了克莱斯勒汽车公司

路易·雷诺和法国的国营雷诺汽车公司

阿尔芒·标致创立了法国标致汽车股份公司

德国的大众汽车公司

菲亚特汽车公司

世界头号汽车企业——美国通用汽车公司

1934年丰田喜一郎创立日本丰田汽车公司

本田宗一郎创本田技研工业股份有限公司

未来的汽车和汽车技术

节约能源和提高使用效率的未来轻型汽车

未来汽车将使用多种清洁燃料以减少污染

汽车发明初期进行的电动汽车开发和试验

人们重新考虑开发和研制新型的电动汽车

电动汽车发展的关键在于高性能的蓄电池

前景广阔的以氢燃料电池为动力源的汽车

通用汽车公司开发的“冲击”型电动汽车

日本技术人员研制开发磁悬浮行走的汽车

可供用于未来汽车制造的各种新型材料

新型汽车上将要采用的各种安全措施

可依靠自动导航设施安全抵达目的地的无人驾驶智能汽车

美国莫勒国际公司研制出供家庭使用的M400型家用飞行汽车

美国决定采用高效率的智能车辆公路系统

装有卫星导航系统的汽车已经制造出来

声控导航系统使用语言驾驶汽车成为可能

现代汽车中的电子化发展日新月异

福特公司发明的浮动幻影汽车仪表盘

用于汽车防盗功能的现代电子追踪系统

掌握运载信息的集装箱运输监视系统

能减少环境污染的汽车废气净化技术

武器的发展

枪

用手点火的火绳枪和靠燧石发火的燧石枪

冯·德雷泽发明了从后面装填子弹的击针枪

德国的一位铁匠戈特发明直线式线膛枪，16世纪后出现了可使子弹旋转飞行的来复枪

1871年，毛瑟兄弟发明使用金属壳子弹的毛瑟步枪，20世纪初又出现了毛瑟反坦克枪

现代自动步枪和突击步枪取代了老式笨拙的步枪，小口径自动步枪又取代了远射程步枪

马克沁发明的重机枪和麦德森轻机枪取代了早期的手摇机枪，并迅速改变了战争的进程

联邦德国研制的发射无壳子弹的G11步枪

可通用的子弹和实现不同射击目的的枪族

1835年，柯尔特发明了著名的左轮手枪

德国人首先发明了用于近战突击的冲锋枪

声名卓著的毛瑟手枪很快便被性能优异的自动手枪取代了，未来自动手枪向智能化发展

火炮

从炮口装填和发射球形弹药的早期滑膛炮

反后坐力装置和使炮弹旋转飞行的线膛炮

早期的炮弹不能爆炸，1421年出现装有导爆索的炮弹，博克塞的发明使炮弹得以完善

17世纪榴弹炮出现在欧洲，现代榴弹炮已发展成为发射多种炮弹的多功能压制性武器

弹道平直的加农炮和采用变装药的加榴炮

早期滑膛迫击炮和先进的车载线膛迫击炮

戴维斯发明用于反坦克作战的无坐力炮

苏联研制出威力强大的“喀秋莎”火箭炮

反坦克炮出现在第一次世界大战后期，广泛用于第二次世界大战，战后被坦克火炮取代

1914年俄国制造出世界第一门自行火炮，1996年德国装备先进的PZH2000自行榴弹炮

第二次世界大战后各国迅速研制新型的火箭炮，美军装备了功能先进的M270型火箭炮

1906年，德国研制出世界上第一门防空高射炮，70年代出现了先进的自行高射炮系统

用来对付远距离活动目标的末制导炮弹

在导弹出现以前，人类设计出自身重量极大、射程极远、射速极快而且造价昂贵的大炮

20世纪60年代，加拿大人杰拉尔德·布尔开始研制超级大炮，90年代初期被迫下马

战车

公元前26世纪的苏美尔人首先发明和使用马拉战车，荷马时代马拉战车被骑兵取代了

依赖铁路进行机动作战的重型装甲列车

1916年9月，英国人斯文顿发明的“大游民”坦克首次出现在法国索姆河英德战场上

埃奇沃思的履带装置改变了车辆行走方式，霍尔特发明的履带式拖拉机成为坦克的前身

第一次世界大战证明了坦克是一种威力强大的武器，战后各国开始研制并装备各种坦克

第二次世界大战使坦克成为陆地战场的主宰，德军在战场上使用了无线电遥控爆破坦克

20世纪50年代坦克的技术性能迅速提高，60年代出现了具有单一战斗特征的主战坦克

70年代以后世界各国主战坦克的装甲防护、电子火控系统及武器性能进一步完善提高

坦克上的大炮分为滑膛炮和线膛炮，目前最大的坦克用火炮是125毫米滑膛炮或线膛炮

1991年2月在海湾战争中，美军装备的M1A1新锐坦克打败了苏联制造的T—72坦克

坦克的装甲：多功能复合装甲，以色列人发明的爆炸式装甲和美国研制的贫铀坦克装甲

坦克使用的穿甲弹、破甲弹和碎甲弹，美军在海湾战争中首次使用新式贫铀脱壳穿甲弹

现代机器人坦克已经进入实战阶段，美国兰德公司研制出无人驾驶机器人坦克“恶魔”

英国人制造出用于输送步兵的装甲输送车

第二次世界大战后的装甲输送车辆分化为轮式和履带式两种，并实现了通用化和系列化

法国人1954年制造出第一辆AMX-VCI步兵战斗车，步战车从此成为新型的战斗车辆

法国人1954年制造出第一辆AMX-VCI步兵战斗车，步战车从此成为新型的战斗车辆

先进的美国M113A2履带式装甲输送车和苏联制造并装备的БТР—80轮式装甲输送车

苏联生产的БМП—2履带式步战车和美国制造的协同M1坦克作战的M2履带式步战车

舰艇

古老的海战靠撞击和士兵跳船近战决定胜负，16世纪，大炮使木制战船的时代结束了

19世纪初叶的战船开始使用蒸汽动力推进，并装备了钢铁装甲、旋转炮塔和爆炸炮弹

战船进入辉煌的无畏舰时代，日德兰海战使各国开始制造装有大口径火炮的巨型战列舰

第二次世界大战前，战列舰是海上吨位最大、火力最猛的战舰，主宰海洋达200年之久

早期的巡洋舰主要用于海上巡逻和护航，现代巡洋舰被用于防空、反潜和远程攻击作战

1866年怀特黑德发明了用于攻击舰艇的鱼雷，1877年英国制造出世界上第一艘鱼雷艇

1893年英国建造出世界第一批鱼雷艇驱逐舰，现代驱逐舰向核动力和多功能方向发展

两次世界大战促使护卫舰迅速发展，70年代后出现了导弹护卫舰和第一艘隐形护卫舰

用于登陆作战的舰艇

1910年11月14日，美国人埃利第一次驾驶飞机在军舰上起飞成功，航空母舰出现了

航空母舰取代战列舰成为海洋新的主宰者

早期舰载战机靠空气式、炸药式或液压式弹射器起飞，现代战机使用蒸汽式弹射器起飞

航空母舰上使用的两种飞行甲板和阻拦索

二次大战后，美国建造了“小鹰”、“福莱斯特”和“中途岛”三级常规动力航空母舰

具有极强攻防能力的现代航空母舰战斗群

美国首先建造出世界上第一艘核动力航空母舰“企业”号，航空母舰进入核动力的时代

美国海军的“尼米兹”级核动力航空母舰“罗斯福”号是目前世界上最先进的航空母舰

第二次世界大战后苏联建造的航空母舰

法国的常规动力和第一代核动力航空母舰

在海湾战争中，航空母舰的卓越表现证明航空母舰仍然是一种具有战略影响的巨大力量

德雷贝尔最先设计的牛皮潜艇和布什内尔的人力潜艇“海龟”号

麦克林托克和沃森设计的“亨莱”号人力潜艇几经磨难最后沉没

莱克发明双壳体潜艇结构和重要的潜望镜

早期潜艇以蒸汽机为动力，霍兰发明的汽油机-电池动力潜艇成为现代潜艇的动力模式

装备火炮的早期潜艇以攻击水面舰艇为主

早期的潜艇曾尝试携载水上飞机用于作战

为潜艇提供新鲜空气并排出废气的呼吸桅

德国在第一次世界大战中建造“U”型潜艇并于第二次世界大战期间进行大规模潜艇战

专门用于攻击潜艇的各种反潜深水炸弹

战后苏美两国的常规潜艇得到迅速发展

美国海军设计建造的世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号宣告核动力潜艇时代的到来

改进潜艇造型减小阻力以提高水下的速度

第二次世界大战之后，美国迅速研制并装备攻击型核动力潜艇，已经发展了6代13级

美国海军攻击型核潜艇“长尾鲨”号沉没

苏联研制出性能优良的攻击型核动力潜艇，并相继发展了4代

英国从60年代开始研制出四代攻击型核动力潜艇，法国70年代开始发展攻击型核潜艇

“乔治·华盛顿”号潜艇在水下成功地发射“北极星”导弹，标志着弹道导弹核潜艇问世

美国的弹道导弹核潜艇已经发展到第四代

前苏联的弹道导弹核潜艇共发展了五代

艇外携带和水面发射巡航导弹的第一代常规动力巡航导弹潜艇

第二代核动力巡航导弹潜艇把导弹装进舱内，但仍然从水面发射

可从水下垂直发射巡航式导弹的第三代、第四代巡航导弹核潜艇

战机

第一次世界大战初期，飞机开始出现在战场上，空战时代到来了

1918年，德国设计制造的“容克”装甲强击机开始用于战争

早期战机用手抛炸弹实施轰炸，1921年后火力猛烈的轰炸机受到重视并得到优先发展

活塞式战机曾经一统天下，这种依靠螺旋桨推进的飞机在第二次世界大战期间大显身手

1942年7月27日，德国研制成功世界上第一架喷气式战斗机，战机进入了喷气式时代

早期的战机靠无线电波束导航，这种方法延续到第二次世界大战

空降兵与空降作战

1919年，英国人沃森-瓦特发明第一个雷达装置，雷达从此成为远距离军事探测装备

第二次世界大战期间美军的“超级飞行堡垒”轰炸机和战后美国苏联研制的著名轰炸机

降落伞出现于17世纪，现代降落伞已经成为飞行员的标准装备

战机上的敌我识别器

德国人研制的救生弹射座椅使飞行员能安全脱离失去控制的战机

第二次世界大战后迅速发展起来的第一代亚音速战机开始装备第一代空对空导弹和雷达

1953年，美国研制成功第一种平飞速度超过音速的F—100制空战斗机并装备空军使用

60年代出现性能先进的第二代超音速战机

美国的F-111战斗轰炸机首先采用变后掠翼设计，解决了短距起飞和高速飞行的问题

第三代战斗机大量采用高新技术，并装备有性能优越的火控系统和各种先进的导弹武器

第二次世界大战后，各国开始研制生产短距离起落战机和不需要跑道的垂直起降战斗机

英国成功地研制出技术先进的“鹞”式垂直起降战斗机，并在英阿马岛之战中投入使用

20世纪90年代，大量使用尖端技术的性能卓越的第四代和第五代战斗机开始装备使用

美国研制ATF第四代战机的原型机YF-22型先进技术战斗机

苏-32FN式战斗机

诺思罗普-麦道公司为美国空军研制ATF先进技术战机的原型机之一YF-23型战机

飞机一出现即被用作战场侦察，近百年来，高空战略技术侦察成为获取情报的重要方式

洛克希德公司为美国空军研制生产的世界最先进的SR-71“黑鸟”型高空战略侦察机

美国从60年代开始研制无人驾驶高空侦察机，现代无人驾驶隐形侦察机已经装备空军

空中加油技术出现于第一次世界大战后期，空中加油机的出现使战机续航能力大大加强

美国海军首先装备了空中预警机，现代预警机已经成为空中警戒和作战指挥的空中枢纽

美国研制并装备使用的最先进的AH-1S“眼镜蛇”和AH-64A“阿帕奇”武装直升机

苏联70年代研制成功并装备使用的米-24“雌鹿”武装直升机和米-28型武装直升机

第一架具有隐形作战能力的F—117A战斗轰炸机的出现，标志着战机进入了隐形时代

第一架尝试隐形技术的B—1A轰炸机和先进的B—2隐形轰炸机

英国正在研制性能卓越的未来隐形战斗机

美海军研制的A-12隐形先进技术攻击机

俄罗斯研制的秘密地效飞行器“里海怪物”

导弹

第二次世界大战中，德国首先使用了V-1巡航飞弹和第一枚弹道导弹——V-2火箭

第二次世界大战结束后，各国在德国导弹技术的基础上大力研制和发展各种先进的导弹

导弹按照飞行方式分为弹道式导弹和巡航式导弹，导弹的燃料分为液体燃料和固体燃料

第二次世界大战后，美国和苏联竞相研制发展各种携载发射形式的战略与战术巡航导弹

世界各国研制的地对空导弹不断更新换代，苏联研制出著名的“萨姆”地对空导弹家族

海湾战争中美国的“爱国者”导弹成功地拦截了“飞毛腿”导弹

便携式肩射防空导弹

英国与阿根廷在马尔维纳斯群岛战争中首次大规模使用制导武器

空对地导弹已经成为战机对地作战的重要武器，分为战略型空地导弹和战术型空地导弹

越来越先进的空对空导弹已经取代航炮成为现代战斗机进行空中格斗的主要攻击性武器

法国人1952年首先研制装备了反坦克导弹，现代反坦克导弹技术已经有了长足的发展

美国核潜艇第一次从水下发射弹道导弹成功，美苏两国竞相研制和发展潜地战略核导弹

20世纪60年代初，美国人首先研制成功了专门用于摧毁雷达的“百舌鸟”反雷达导弹

多弹头式导弹从集束式、分导式发展到机动式，提高了导弹的破坏力和突破防御的能力

美苏两国1987年12月签订的历史上第一个销毁核武器的国际条约和核导弹的销毁方式

核武器

德国是最早从事核武器研究与试验的国家

1945年7月16日，美国研制的人类第一颗原子弹试验爆炸成功

原子弹分为“枪式”和“收聚式”两种类型，核武器以其特有的方式产生毁灭性的力量

1945年8月，美国向日本的广岛和长崎投下两颗原子弹，从而结束了第二次世界大战

日本的核武器研究

1949年8月29日，苏联爆炸试验成功了自己的原子弹，成为第二个拥有核武器的国家

1952年10月，英国在澳大利亚沿海的一艘船上试爆原子弹成功

1960年2月13日，法国成为了世界上第四个拥有核武器的国家

中国拥有了核武器

以色列造出了原子弹

第二次世界大战之后，“原子弹之父”奥本海默因反对继续研制核武器在美国受到迫害

1952年11月1日，美国在太平洋比基尼岛核试验基地爆炸成功了世界上的第一颗氢弹

1977年6月，美国宣布研制出以贯穿幅射为杀伤方式的中子弹，各国也相继投入研制

威力更大而形式多样化的第三代核武器

美国科学家们关于核冬天效应的可怕推论

飞向宇宙

幻想成真

远古时代的美丽想象

人类最早发明的火箭和火药喷气推进方式

火箭技术向世界传播

最早利用火箭飞行的中国明代工匠万虎

《从地球到月球》、《环绕地球》，儒勒·凡尔纳惊人的科幻描写

威尔斯叙述月球历险

被誉为火箭之父的俄国人齐奥尔科夫斯基，1903年发表著名的“齐奥尔科夫斯基公式”

拥有200多项专利的美国物理学博士戈达德，成功地发射了世界上第一枚液体燃料火箭

罗马尼亚人奥伯特发表了经典著作《飞往星际空间的火箭》

在第二次世界大战中设计了V-2火箭并为宇宙探索作出了重大贡献的冯·布劳恩博士

苏联成功地发射了人类第一颗人造卫星

为苏联航天工业作出巨大贡献的火箭与航天系统总设计师谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫

苏联的太空小狗莱依卡在卫星中服毒身亡

美国“水星”号飞船上的大猩猩安全返回

1960年苏联发生了航天史上最惨重的灾难

人类第一个太空人尤里·加加林于1961年4月12日乘“东方”号飞船首次绕地球飞行

运送人类上天的火箭

有无制导装置是火箭与导弹的区别所在

多级火箭和光子火箭

航天运载火箭的结构由四个主要舱段组成

运载火箭动力系统由火箭发动机和推进剂输送系统两大部分构成

可确保运载火箭正常飞行的五大控制系统

运载火箭怎样将卫星准确送入预定的轨道

世界各航天国家的火箭基本上都选择了向东发射，但是以色列的运载火箭却是向西发射

苏联30年间研制三种型号、目前世界上运载能力最大的火箭、功勋卓著的“质子”号

可回收的苏联“能源”号，美国洲际导弹改装的“大力神”火箭和王牌火箭“土星”号

发射美国第一个人造卫星的“丘比特”号

欧洲空间局研制使用的“阿丽亚娜”火箭

1990年2月“阿丽亚娜”运载火箭发射失败炸毁日本两颗卫星

一箭多星的发射技术

日本从20世纪60年代开始研制运载火箭，已发射成功三个系列

“三角快帆”试验火箭

中国的“长征”系列火箭相继发射成功，标志着中国的航天技术已经居于世界领先地位

美国波音公司设想出来的航天母船发射器

美国人设想的未来航天飞机的发射方式

俄罗斯的“质子”号火箭挑战“阿丽亚娜”

美国首次从B-52轰炸机上发射卫星成功

人造地球卫星

各种形式的人造卫星对各国的经济和军事活动产生了重要影响

通过各种轨道参数来确定和跟踪卫星在空间中的方位及运行速度

先进的卫星返回技术

英国作家阿瑟·克拉克发现了“静止轨道”

通信卫星使全球通信和电视转播成为可能

国际通信组织的通信卫星和国内通信卫星

通信卫星地面站的构成内容以及基本设施

美国不断进行静止轨道卫星通信试验，1964年“辛康”3号首先成为静止轨道通信卫星

“晨鸟”号揭开国际通信卫星发展的序幕

世界最著名的国际卫星通信系统及其作用

1991年海湾战争中使用的卫星通信系统

气象卫星成为悬浮于太空的自动化气象站

气象卫星成为拯救人类生命的“救星”

美国首先研制发射世界上最早的气象卫星

美国第三代“诺阿”号太阳同步气象卫星

美国第一代地球同步气象卫星“戈斯”号

苏联研制的“流星”型军民两用气象卫星

中国“风云”1号和“风云”2号气象卫星

用作军事目的的侦察卫星发展迅速，美国在世界居于领先地位

先进的导弹预警卫星为有效地防御导弹来袭提供了可靠的保障

美国的“647计划”综合型导弹预警卫星

空间遥感与资源卫星

地球资源卫星的使用为世界各国的经济发展提供了重要的信息

法国研制发射“斯波特”号地球资源卫星

海洋监视卫星的发展

中国研制发射的“资源”1号卫星和技术先进的返回式遥感卫星

美国建立的“导航星”全球定位系统为车船、飞机以及导弹武器提供了先进的导航服务

美国最早研制的导航卫星“子午仪计划”

将取代GPS的第三代卫星无线电定位系统

激光束将会成为通信卫星最理想的载体

纳米技术将会给空间技术带来革命性变化

纳米卫星技术可以低成本和不断变化的高新技术制造重量在10千克以下的超微型卫星

冷战结束后大量军用间谍卫星转为民用

人类社会对通信技术的要求越来越高，面向21世纪的新一代的卫星通信系统开始问世

英国试验开发的新型的蒸汽动力人造卫星

揭开行星的面纱

苏联发射“金星”系列探测器对金星持续进行24年的探测活动

苏联率先向火星发射探测器并作多次努力

美国“水手”号拍摄了7329幅火星图片

美国1973年发射的“先驱者”10号宇宙探测飞船飞向深层空间

美国“海盗”号探测器在火星软着陆成功

1985年日本发射第一艘行星际探测飞船

“乔托”号探测器拍摄到1480幅彗核照片

1988年“旅行者”2号探测器飞临天王星，1989年8月人类第一次看到海王星的照片

1984年，苏联发射“韦加”号自动星际站对哈雷彗星进行探测

日本发射的月球探测卫星“缪斯-A”号

1989年10月，美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机向太空施放了“伽利略”号木星探测器

“尤里西斯”号在太阳面前竖立垂直飞行，人类第一次从立体角度探测太阳的南北两极

抓住隔179年才有的机会，“旅行者”1号探测了木星、土星、天王星、海王星和太阳

“阿波罗”登月工程

1961年5月25日美国总统发誓10年实现登月，阿波罗登月计划选定约翰·霍博特方案

美国实施为载人登月做准备的“水星”计划，小艾伦·谢泼德成为美国的第一个太空人

美国人通过电视观看约翰·格伦绕地飞行

阿波罗工程的第二阶段“双子星座”计划

从1965年到1968年，美国先后发射7个“勘测者”号探测器以探明月球表面的情况

美国选择了在月球上的8个降落地点

无人驾驶试飞和最后的三次载人模拟登月试飞为人类的登月行动完成了全部的技术准备

名彪人类航天史的“阿波82罗”号登月飞船

“阿波罗”4号焚毁

“阿波罗”10号原为实施登月的飞船，由于菲利浦中将坚持而改为实验飞船，发现隐患

地球人类的使者满载希望向月球飞奔而去，“阿波罗”11号飞船在空旷宁静的月面降落

1969年7月20日22时56分20秒，阿姆斯特朗迈出一小步成为全体地球人类的一大步

美国连续进行登月活动，阿波罗工程历时11年，耗资255亿美元

苏联进行月球探测

永载史册的英雄们

太空中的日常生活设施都体现了人类的高技术

宇航员的挑选和训练极其严格，宇航员必须学习众多的科学课程，掌握许多方面的技术

宇航员的太空生活正在逐渐改善，已可携带和加工多种食品，但睡眠时仍须将身体固定

人类的第一个女性宇航员捷列什科娃

1965年苏联宇航员列昂诺夫和美国宇航员怀特实现太空行走

在太空实验轨道上度过了835小时的美国第一代宇航员约翰·扬

在太空中行走的女性

布鲁斯·麦坎德里斯在太空自由行走95分钟

1991年美国宇航员艾伦和加德纳乘航天飞机为保险公司回收卫星

华人物理学家王赣骏在太空进行失重试验

曾经三次进入太空的华裔宇航员张福林

苏联宇航员季托夫和马纳罗夫在太空连续工作366天，成为在空间工作时间最长的人

5次太空行走的维克多连科和谢列布罗夫

邦达连科是第一位牺牲的宇航员，科马罗夫于1967年4月23日因飞船失事以身殉职

1992年5月7日三位宇航员在空间捕捉故障卫星，5月14日将修复后的卫星成功释放

长期在太空生活对人体产生诸多影响

美国宇航员使用的太空服和太空喷气背包

1970年11月17日航天史上第一辆月球车送上月球；1990年苏联试验成功太空自行车

美国政府制定的航天器紧急救护方案规定：事故现场的医护人员无权宣布宇航员死亡

美国国家航空航天博物馆每月接待观众达10万人次，它是目前世界最大的飞行博物馆

美国阿拉巴马州的亨茨维尔宇航中心是专门为12～15岁儿童建立的宇航科普活动中心

与电影城同在戛纳的法国“太空城”，为公众开设了体质训练和提供航天飞机模拟驾驶

莫斯科郊外的卫星街曾是苏联进行全民科学教育的场所，现在仍是俄罗斯的科普胜地

环绕地球游弋

1981年4月12日美国发射第一架航天飞机；它具有在地球与轨道之间重复往返的功能

奥地利人尤金·森格尔设想的早期航天飞机

美国研制的航天飞机样机“企业”号

美国的“哥伦比亚”号航天飞机首航成功

震惊世界的航天飞机失事：1986年1月28日美国“挑战者”号升空73秒时突然爆炸

“挑战者”号7位遇难宇航员以他们为科学进步无私献身的崇高精神赢得了人们的尊敬

美国总统为“挑战者”号失事亲致悼词

1988年苏联“暴风雪”号航天飞机首航

价值100亿美元的“暴风雪”号航天飞机

苏联的小型航天飞机使用自带发动机升空

欧洲空间局研制“赫尔梅斯”号航天飞机

1989年至1990年美国航天飞机的秘密试验

1990年“哥伦比亚”号进行两次重要飞行：回收太空试验室和把天文观测台送进太空

1995年2月“发现”号航天飞机进行太空冰冻试验，宇航员在-70℃太空悬停20分钟

1995年3月，“奋进”号载3台价值1.95亿美元的望远镜作天文观测飞行获重大发现

航天站又称轨道站或空间站，由中心构架和一系列可对接舱段组合而成，具有多项用途

苏联发射第一座航天站“礼炮”1号

著名的苏联“联盟”号宇宙飞船历尽坎坷

美国历时6年的“天空实验室”1号航天站

“天空实验室”1号设有轨道工场、小型天文台和多用途舱，生活用空间达368立方米

“天空实验室”1号遭到高速气流袭击，“阿波罗”飞船紧急出动

1977年苏联第二代航天站“礼炮”6号升空，设有“航天体育场”，共运行4年10个月

1982年苏联发射“礼炮”7号航天站，工作寿命达8年之久，创造多项航天历史记录

欧洲10国联合研制的“空间实验室”可搭载航天飞机往返并重复使用百次，载员8名

苏联宇航员实现了首次太空轨道转移飞行

苏联研制的第三代航天站“和平”号可以对接6个航天器，它于1986年2月20日升空

苏联发射号称“太空卡车”的货运飞船

“联盟”TM2号载人飞船又称“太空客车”

1987年苏联“量子”号实验舱、“量子”2号实验舱与“和平”号航天站对接获得成功

“结晶”号对接成功，实现了六位一体

哈勃太空望远镜是性能卓越的空间天文台

哈勃太空望远镜上携有多种最先进的设备

“发现号”与“和平”号航天站交会成功

日本第一个太空平台于1995年3月18日发射，完成各项试验后于1995年12月回收

美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站对接，是航天史上重要事件

飞向未来

“东方快车”和“自由”号永久空间站计划令人瞩目，将成为21世纪初重要的科学活动

欧洲11国集中人力和物力，联合研制“哥伦布”号宇宙空间站

太空帆宇宙飞船的设想最早由苏联人桑德尔提出，1993年2月的初步试验已取得成果

美国、日本、加拿大、俄罗斯和欧洲等多国参与的永久性宇宙空间站计划正顺利实施

太空工厂可以生产地球上难以制造或成本昂贵的高质量产品，人类生活质量将因此提高

彼得·格拉赛于1968年首次提出建造空间太阳能发电站，众多科学家被这一设想所吸引

美国科学家提出的斯坦福宇宙城幻想：让一个直径为189米的载人球体在太空长久漂浮

奥尼尔博士奇妙的宇宙岛充满诱人的前景

《太空生物圈》一书作者提出：改造宇宙生态，为人类后代子孙生生不息作长期努力

4男4女科学家于1991年9月27日进入“生物圈2号”，在全封闭的环境里生活了两年

温德尔·门德尔提出重返月球计划，该计划分4个阶段，耗资千亿美元，前景十分乐观

火星是在地球以外最适合生命存在的星球，长期吸引着人类；21世纪人类将登上火星

飞往火星，宇航员往返一次大约需要两年

改造火星生态环境的设想是有可能实现的

建设火星城市充满诱惑，人类需努力千年

英雄式的“戴达罗斯”远航：从发射飞船到地球收到飞船探测信息，其间需经过60年

浩瀚的星空

面对灿烂星空

古代中国的星象观念约形成于7000年前

古代迦勒底人、巴比伦人与希腊人的星象

古希腊的伊巴谷编制星表，第一次记载了850颗恒星位置；被西方尊为“天文学之父”

中国古代天文学家张衡观测记录了3500颗恒星，发明世界第一架水力发动的天文仪器

托勒密总结古希腊天文学的全部成就，13卷本《大综合论》影响人类长达1000年之久

中国郭守敬制订《授时历》，早于欧洲300年采用365日计年

南天星座逐渐形成

哥白尼以惊人的勇气宣告“地心说”为谬误，其《天体运行论》于他临终前两个月问世

丹麦人第谷·布拉赫毕其一生专注于天文观测和天文仪器的制造

1616年宗教裁判所审判伽利略，并强迫他放弃哥白尼学说；1979年罗马教皇为他平反

约翰尼斯·开普勒发现天体运动的三大规律，并发现新星，预言了水星凌日现象的出现

牛顿发现了万有引力。他的墓碑刻写着：上帝说“让牛顿降生，使一切变得灿烂光明”

埃德蒙·哈雷的预言在他死后17年准确应验：1759、1835、1910年哈雷彗星如期归来

威廉·赫歇耳发现天王星；他是职业音乐家，天文和数学为业余爱好，他有过多项发现

法国勒威耶、英国亚当斯共同发现了海王星，艾里痛悔失之交臂

天文学家亨利·罗素推动20世纪的恒星研究，创立食双星测光解轨理论，一生建树卓越

阿尔贝特·爱因斯坦所创立的“相对论”为人类20世纪建立新的宇宙观奠定了理论基础

继爱因斯坦之后最伟大的科学家史蒂芬·霍金，他失语、瘫痪多年，在轮椅上破译宇宙

天文台和望远镜

天文台圆顶型建筑的顶部可作360度旋转

3000年前的“魔圈”是英格兰人的天文台

中国最早的天文台建于夏代最大的在元代

阿拉伯人的古天文台曾使用过巨型象限仪

卡塞尔古天文台比格林尼治天文台更早

1608年荷兰工匠汉斯·利普塞尔发明望远镜

莫纳克亚峰集中了法国、加拿大、美国、英国等的天文台，成为20世纪天文观测城

射电望远镜的天线直径越大，分辩率越高

射电望远镜的出现开辟天文学的新的领域

不断提高射电望远镜分辨率的射电干涉仪

综合孔径射电望远镜的特征是天线阵系统

空间望远镜使天文学直接进入了宇宙空间

太阳景观

太阳是气体星球，没有固态表层，平均密度每立方厘米1.4克，质量是地球的33万倍

天文学家埃迪提出：太阳每天缩小45米

太阳黑子并不黑，黑子由本影和伴影构成

黑子活动平均每11年为一个周期。中国古人共有112次记录

蒙德极小期问题引发争论，中国科学家不同意美国科学家的见解

太阳的“米粒组织”

1859年英国天文学家发现太阳耀斑，每个大耀斑的能量十分巨大

“耀斑”分4个等级，小于1级的称亚耀斑，它们活动状态复杂

太阳出现大耀斑时景象十分壮观，但引发“极盖吸收”事件并对人类身体产生不良影响

萨宾和布朗发现太阳活动与地磁磁暴有关，查普曼预见太阳表面存在一个神秘的M区

宇宙风暴对地球具有强大的影响，它们都发生在太阳风磁场线与地球磁力线的相交之时

日冕是分布在炽热太阳最外围的一层大气

天文学家瓦德迈尔于1950年发现太阳冕洞

日珥分为爆发的、宁静的和活动的三大类，1938年的一个大日珥顷刻升至157万千米

1958年，人造卫星发现太阳上的冕洞里有微粒流射出，美国科学家给它取名“太阳风”

日震：太阳表面气体和太阳本身一直进行周期性振荡，震荡时太阳直径可增大10千米

太阳射出的中微子难以捕捉，1968年美国发生的中微子失踪案引起全球科学家的关注

行星世界

月球在距今42～39亿年前就已经基本形成

月海共有32个，高出月海的地区称为月陆

比地球珠峰还要高的月球山脉竟达9000米

月球环形山构造十分复杂，关于它的成因有两种解释，环形山的周围存有奇异的辐射纹

月球的内部构造由月壳、月幔和月核组成，月球上仍有火山爆发

地球人在月球上的感觉是陌生而又神奇的

月球背面与正面存在着无法解释的差异

水星外观同月球表面十分相似而又距离太阳最近，水星上的一天等于地球上的58天半

1974年“水手”10号发现水星上没有水

“水星近日点反常进动”长期困扰科学家们

金星的反照率在所有行星中最高，它的大气层中有很厚的硫酸雾

金星大气中存在大量的二氧化碳，表面温度高达465℃～485℃，曾经有过汹涌的海洋

火星上遍布干涸的河床和火山，极冠可能有水，是太阳系中最适合生命存在的另一星球

火卫一和火卫二是火星著名的两颗卫星

火星未解之谜：“太阳湖”地区可能有生命存在，火山活动仍未停息，奇怪的几何图形

体积巨大的木星可容纳1300多个地球，其质量是地球的318倍，它的表面充满液态氢

木星温度一直在升高，苏联科学家认为，30多亿年后木星可能成为与太阳相同的恒星

已知的木星卫星有16颗，人类初识5颗

与木星类似的还有土星、天王星和海王星

土星体积是地球的120多倍，一昼夜约为10小时14分钟，有四季之分，每季7年有余

1655年荷兰人惠更斯首次见到了土星环，19世纪麦克斯韦、基勒等对土星环作出解释

土卫十六直径80千米，一昼夜12小时

土卫六由液烷组成，是唯一有大气的卫星

土卫九是逆行的卫星

土星是太阳系中最美丽的星球，在茫茫宇宙空间，它的独特魅力动人心弦，令人回味

天王星公转周期约等于地球的84年，它是“躺倒”自转的．一季相当于地球上的21年

天王星的表面覆盖着8000米深的超高温海洋，观赏一次日出和日落要等待42年的时间

天王星拥有5颗大卫星和10颗小卫星，天卫一的表面布满了冰火山，而天卫五最漂亮

海王星距太阳约为44.95亿千米，公转周期约为164.8年，每个季节长达41年以上

1846年9月拉塞尔首次发现海王星环，100多年间存有争议，1989年9月终于被证实

海王星的鹅卵形风暴

太阳系最冷的天体

冥王星公转周期为148.5年；汤博1930年发现了它，克里斯蒂1978年发现其卫星

冥王星的来历仍然存有分歧，没有最后结论；1994年哈勃望远镜拍摄了它表面的照片

是否存在“冥外行星”是科学界关注的问题，汤博花费7000小时寻找，至今一无所获

已知太阳系里的小行星，直径超过1000千米的只有一颗，200千米以上的不超过30颗

小行星带形成的原因至今没有一致说法

掠地小行星是各国科学界密切关注的问题

1992年在太阳系以外发现两颗更大的行星

神秘的来客

彗星一般由头和尾组成，彗核是主要部分，彗尾长度大多在1000万至1.5亿千米之间

有关彗星的传说和记载：中国记载了公元前1057年的“哈雷”彗星，这是最早的记录

彗星周期一般分为短周期和长周期两种

1950年奥尔特提出关于彗星起源的原云说美国柯伊伯进一步提出了“柯伊伯彗星带”

1993年3月24日，卡洛琳·苏梅克、尤金·苏梅克和戴维·利维发现了撞击木星的彗星

1994年7月17日，“苏梅克-列维9号”撞击木星，这是20世纪太阳系最大天体事件

著名的分裂彗星有：布罗尔森彗星、里埃斯彗星、蒂道彗星、沃坦南彗星、威斯特彗星

天琴座流星群

英仙座流星群

狮子座流星群

白昼流星群

中国人对陨石的认识比欧洲人早两千年

20世纪最大的陨石雨散落在中国的吉林市

深层空间的秘密

1946年伽莫夫发表大爆炸理论，在此基础上形成的标准宇宙模型解释了众多观测事实

20世纪可以证明“宇宙大爆炸”理论的观测依据主要有5项，科学界普遍予以接受

银河系是一个漩涡星系，发现它有4条旋臂，旋臂之间相距5000多光年，构造宏大

1917年沙普利提出太阳不在银河系中心，1927年奥尔特证实此说，1989年又有新论

遥远的河外星系

星系团和星系群

巨大的本超星系团

无边无际的总星系

20世纪60年代的四大发现：星际分子、类星体、微波背景辐射、脉冲星，意义重大

新星是恒星死亡前的大爆发，亮度可以增加10万倍以上；超新星的爆发规模超过新星

“1987A”超新星现象的发现轰动全球

拉普拉斯和史瓦西的预言：可怕的黑洞

70～80年代科学家发现宇宙薄饼模型、巨洞和巨弧，宇宙时空构造不可思议令人震惊

寻找黑洞：关注天鹅座X-1的秘密：1996年天文学家们发现银河系中心一个巨大黑洞

霍金指出物理法则不能成立的“奇异点”

1996年4月的惊人消息和同年6月的发现

爱护我们的家园

人类面临生态危机

生态学的扩展和渗透使其日益成为十分重要的垮学科综合领域自然界的生态平衡

生物群落是由多种植物、动物、微生物共同组成的特定地理景观下生态系统的生命部分

群落生态学的应用具有十分广阔的前景

生态系统的5种组分及其的自我调节功能

食物链类型可分为4种：捕食性食物链、寄食性食物链、腐食性食物链和碎食性食物链

能量在生物间流动

人类生态学20世纪20年代创立，60～70年代受重视并获发展

林德曼的重要发现

人口生态学是20世纪40年代以后倍受世界各国政府重视的科学

人口的自然增长率

人口年龄的金字塔

世界人口密度最大地区在亚洲东部和中国

恐怖的人口“爆炸”：世界人口2000年将增至64亿，90％以上新增人口在发展中国家

世界粮食问题：贫穷困扰着约10亿人；营养不足约有5亿人，5000万人陷入饥饿之中

臭氧层的保护作用

科学家的震惊：北极上空臭氧已减至有记录以来最低水平

南极上空的臭氧洞尚未弥补，北半球上空也出现臭氧洞，这一发现令世界各国为之震惊

臭氧层破坏继续加剧；2000年全球白内障患者每年将达160～175万人；土地沙化严重

二氧化硫逐渐导致全球变冷是另一种预测

地球森林正加速消失

1991年皮纳图博火山爆发尘云面积260万平方千米影响全球气候

全球淡水危机：世界100多个国家缺水，28国严重缺水；30年后全球缺水人口达33亿

中国面临严重缺水

缺水威胁着地球人类的生存：世界50多亿人口中已经有34亿人每天只能享有50升水

全球每一分钟有19万吨沃土被雨水冲走

中国水土流失现状严重，土地资源紧缺；最大人口承载量按温饱型计算为15～16亿人

全球沙漠化面积每年高达600万公顷

联合国环境署估计，8.5亿人被沙化困扰

科尔沁沙漠化正以每年推进30米的速度威逼沈阳；中国国土面积37％的地区沙化严重

大规模过量开采地下水造成严重地面沉降

海平面上升正在威胁着一批世界著名城市

海平面上升1米将淹没中国大面积国土

沙尘形成的黑风暴

1872年史密斯首先使用酸雨概念，1972年瑞典的报告引起关注

酸雨导致湖泊酸化、森林毁亡：欧美国家众多的湖泊成为死湖，大片原始森林已经枯死

酸雾、黄雨和酸雨对人体、动植物及建筑物具有很大的危害性

中国受酸雨危害严重

放射性污染于无形中扼杀生命，使人毛发脱落，中枢神经和淋巴组织破坏，并引发癌症

科学家们发出警告：从1960年到1991年，人类可能已消灭了地球全部物种的五分之一

切尔诺贝利核事故造成空前的环境灾难

英国政府隐瞒核灾难达30年，1988年1月真相大白，世界哗然

灾害可分为两类：自然灾害和人为灾害。灾害学正日益受到重视

灾害气象学的内容

灾害医学是人类在抗御灾难危害的实践中发展起来的一门新学科

灾害生物学研究的目的是：防止那些有害的生物给人类造成危害

水源污染的威胁加剧

波兰数千家企业毒化了维斯瓦河、奥德河，并严重污染波罗的海

咸海干涸，10年间海岸线后退80千米

海上石油污染事件给环境带来了灾难，全球每年因事故倾入海洋的原油约20～40万吨

自20世纪50年代以后，鲸和海豚集体自杀事件经常发生，科学家认为可能是污染所致

环境科学诞生半个世纪，迅速扩大到数学、化学、生物学、地学、医学和社会科学领域

环境生物学出现于20世纪60年代，主要研究人类干预环境后对生物所造成的严重影响

赤潮是海洋污染的结果，对海洋生物及人类造成危害，各国沿海赤潮爆发现象时有发生

大气污染已经成为现代社会最大的公害

空气杀手伦敦毒雾多次制造震惊世界事件

马斯河谷的悲剧和多诺拉“杀人雾”事件

严重的空气污染使墨西哥城人靠吸氧度日

曼谷27％的学生血液中铅毒高于安全标准

以煤炭为主要能源造成中国大气污染严重

光化学烟雾的危害

工业废气中的稠环芳香

合物是强致癌物

环境工程学的发展

现代大气环境工程

空气污染气象学到1962年形成完善的体系

环境流行病学的内容

美国年产3500万吨有毒化学废料，仅十分之一能够被处理分解

闻名世界的日本环境污染事件：集体发疯事件、水俣病事件、米糠油事件和痛痛病事件

美国化学垃圾导致毒物泄漏造成严重污染；印度农药贮罐爆炸使20万人蒙受巨大伤亡

1986年瑞士化工厂失火，1989年苏联液化气爆炸，1993年中国清水河化学品仓库爆炸

1886年英国托马斯·巴尔著名的噪声实验

20世纪60年代美空军飞机造成的噪声灾难

圣保罗市空气污染物90％源于汽车，是环境问题最严重的城市

工业废弃物数量惊人

西方施行毒垃圾出口战略危害发展中国家

电子污染是现代社会无处不在的潜在危险

城市地区上空大气微生物造成严重的污染

大气污染造成的城市“热岛”已经成为世界各地的经常性现象

环境质量监测是对影响环境质量各种因素的代表值进行测定

环境质量评价

我们共同的努力

1960年德国一位医生提出公民环境权

1970年4月美国发起第一个“地球日”

《寂静的春天》发出了拯救地球的呼吁

1972年保护世界文化和自然遗产公约诞生

1972年国际环境会议向全人类敲响警钟

世界气候计划得到各国政府的支持与配合

联合国宣布全球50亿人口日、亚洲30亿人口日，并发送世界“人口钟”和“人口卡”

人类的“第四环境”和1983年成立的世界环境与发展委员会

1988年世界环境难民数量为1000万，21世纪初可能达到5000万

世界无烟日运动兴起

国际保护臭氧层行动

中国的减轻自然灾害系统工程提出：在2020年前实现减灾50％

100多个国家建立了1200多个自然保护区

西双版纳生态试验站

德国首创绿色标志，90年代以后风靡世界

生物天然具有的净化环境的活动和能力

人均拥有60平方米的绿地为最佳居住环境

研究人员对绿色产品有利于环保提出疑问

农业生产新潮流：有机耕作农场开始出现

中国在生态农业试验上已经取得成功经验

实施“绿色行星计划”控制二氧化碳排放

1992年联合国举行重要的环境与发展大会

地球各国首脑的分岐：发达国家和77国集团在保护环境经济援助问题上长期争执不下

《中国21世纪议程》和20世纪末中国环保十大对策是对国际环保行动的响应和支持

绿色和平组织是20世纪出现的具有世界影响的民间环境保护组织，其努力具重大意义

环境保护形成潮流，爱护家园将成为共识

世界著名的化工厂投资支持国际环保运动

改变现状

U型人口控制战略方案

可逆性绝育装置

李顺强氏技术

美国研究“蜕变处理核废料”法

俄罗斯研究“强中子流照射”法

日本发明“色层分离”法、英国使用过滤法、澳大利亚使用陶瓷封存法贮存核废料

美国日本科学家提出利用化学、物理方法保护和修复臭氧层；日本研制出激光检测系统

引水治沙利用新型材料治沙

牵引冰山和改变洋流流向

“植物子弹”

“人造树”

“沙漠运河网”计划

用二氧化碳回收原油二氧化碳转变为石油二氧化碳吸收和吸附法利用海洋固化二氧化碳

过滤煤烟新工艺

微波处理废气

汽车污染防治：巴西日本使用酒精燃料，美国和欧共体国家推广新产品，采用新工艺

净化空气的飞艇利用气流运动净化空气

德国推广利用高分子电解质处理废水获得良好效果；美国利用太阳能净化污水取得进展

利用水生植物处理污染，是20世纪70年代以后发展起来的一种污水自然处理技术

水生植物对多种污染物质有吸收净化能力，凤眼莲治污效果佳

利用湿地处理系统处理废水等污染的几种有效形式逐步推广

中国利用生物技术防治重金属污染获成功

利用细菌回收金属

美国科学家试验用细菌吞噬石油清污成功

超级细菌降解油污

用高音喇叭声波干扰噪声，利用相位差使噪声降低甚至消失

开发氯氟烃代用品

洋麻纸前景广阔

用海洋空间存放废物

污水利用

垃圾回收

美国科学家研制出太空风车清除空间垃圾

日本应用垃圾发电

德国人赫尔·舒尔茨利用垃圾创造“艺术品”，全世界24个博物馆收藏了他的作品

美日致力研究用引起酸雨的污物制造化肥

美国海军的科学家用甲烷炼出了金刚石

格兰教授将污染物转换成有价值的化合物

加拿大废水技术中心用粪便污物提制柴油

美国朗尼·英格拉姆及同事用废纸制造酒精

人类未解之谜

类人生物和怪兽

20世纪70年代中国湖北类人动物调查

3位“神农架野人”目击者的回忆

“雪人”的传说在许多地方都有；中国考察喜玛拉雅“雪人”；“雪人”仍然还是传闻

锡普顿、克罗宁拍摄到的“雪人”脚印

在北美洲密林中的神秘生物“沙斯夸支”

中国准噶尔、蒙古、苏联高加索的“野人”

尼斯湖怪兽传说由来已久，多次有人目睹

否定怪兽存在的观点从始至今一直存在

1972年，赖恩斯和斯柯特拍下尼斯湖怪兽的躯干和头部，但是因图片模糊，不被承认

“瑞洋丸”号残留的证据有图片、骨骼草图和四五十根怪兽鳍须

日本“瑞洋丸”号的发现震动全球，世界传媒掀起“恐龙热”，科学界众说纷纭

“瑞洋丸”号所发现的怪兽到底是什么？

刚果政府组织专家在泰莱湖寻找活恐龙

古代历史谜踪

古代苏美尔人的一道计算题里，一个数达15位；史诗记载10个王共统治了45.6万年

12块泥版记载的神奇故事《吉尔伽美什史诗》：人类曾经得到更高的宇宙文明的帮助

蒂亚瓦纳科古城大神像记录的天文数据

独石太阳门与美女奥丽安娜降临地球

萨克萨瓦曼的巨石城堡巧夺天工令人惊叹

马楚比楚古城建在海拔2450米的山巅；500多年的苍茫岁月，它守护着一个巨大秘密

70年代美国的摄影飞机在秘鲁帕尔帕山谷发现奇迹：著名的纳斯卡荒原图案

世界各地都有许多未解之迷：怪诞的岩画、古城的废墟、奇异的文物等，令人迷惑不解

古代埃及的辉煌文化深令西方震撼；天文、数学、建筑等充满奇诡之处，使人疑惑

埃及金字塔被称为世界奇迹，但是真正的建造者是谁仍有待研究

图坦卡蒙法老3000年前的咒语：“谁打扰了法老的安眠，死神就会降临到他头上”

希罗多德记载：僧侣称埃及历时11340年

古埃及的6347号文物是个飞行器缩比模型

玛雅文化：使用燧石工具的民族竟然早已知道天王星、海王星，天文计算适用4亿年

玛雅人的奇特数字37960和古老的金星公式隐含惊人秘密

“羽蛇神”传说：来自日出之地的白衣使者

1935年的重要发现：玛雅古代浮雕上刻画了宇航员形象

玛雅学成为专门学问

玛雅文明突然中断的猜想：外敌入侵、由于气候异常而迁徙、瘟疫迫使居民弃城而逃

70年代以后的新解：漫长等待中的轮回

比利·雷斯地图

古墓中的电视机

沉船中的精密仪器

铁钉和水晶透镜

“史前核大战”：印度史诗《摩珂婆罗多》记载了5000多年前发生在恒河上游的核战争

古希腊时代的美丽传说：距今已有11500年历史的亚特兰蒂斯文明，一夜之间沉入海底

复活节岛上的神秘巨像多达百余座，每座高达几十米，重达50吨；至今不知作者是谁

人类历史与巨石文化有着难以言说的联系

人体奇异现象

“波尔代热斯”现象就是中国民间常说的“闹鬼”；德国的邦德教授研究的两个案例

中国最早记载了人体自焚这一奇异现象，6年后意大利始有记载

拉丁美洲传说中的巨人竟高达3～5米

对人的超常能力的研究仍是科学界的难题

中国陕西扶风县法门寺佛骨舍利在10万僧众之前大放灵光并升腾而起，持续达数秒钟

中国河北香河周凤臣老人1992年11月去世至今，身体在常温常压下不腐，堪称奇迹

中国安徽九华山大兴和尚去世5年衣履腐烂，肉身仍完好无损

1993年6月12日，中国陕西户县法华寺圆照法师圆寂，遗下200余坚固子和舍利子

400多年前预言1999年人类遭遇大灾变的法国著名预言家诺查丹马斯和他的《诸世纪》

飞碟与外星人

1942年军方关于UFO致美国总统备忘录

1947年美国空军的秘密文件：具体描述飞碟的6种外观，并建议军方领导研究对策

UFO“吃掉”一架美国空军歼击机

UFO跟踪法国空军轰炸机并与之游戏

1973年10月的飞碟大规模飞经美国：飞碟母船、机器人劫持人类、类人生物着陆

20世纪最热门的话题之一是与外星人接触；学者们指出外星人常有的的5类行为方式

外星生物在巴西比亚马奥乡着陆活动

法国、卢森堡降落待人友善的外星生物

1968年2月12日外星人殴打巴西农民

1968年7月25日阿根廷军人被外星人致瘫

美国科学家杰姆斯·奥勃格公开否定“UFO学”的价值，认为它是最强烈的公众幻想

幽灵出没的地方

“魔鬼三角”：百慕大海区1945年首次引起注意，1964年因美国人的一本书背上恶名

20世纪第一例在百慕大失踪的飞机

飞机在百慕大海区神秘失踪的著名事件

失踪已久的船只突然重现但却空无一人

美国海军的神秘实验令人惊恐不安

百慕大“魔鬼三角”的成因的各种假说

“中尺度漩涡说”成为一些专家的根据

“涡漩焦点熔化论”提出进一步的解释

多次元时空：一农民往返两个不同世界

20世纪初西伯利亚通古斯大爆炸之谜

永恒的渴望

1899年尼古拉·泰斯拉、1921年G·马可尼最早感知到地球以外智慧生物文明的信号

1924年美国天文学家戴维·托德博士的实验

1928年C·史托麦发现电波反射延迟的现象

1961年11位著名科学家制定“格林班克公式”，保守估计我们银河系有40群智能生物

苏联召开“与地外互通信息”国际会议

三位科学家提出宇宙中存在超级银河文明

R·N·布拉斯威尔认为存在一个外星实验室

搜寻外星信号的“奥兹玛”和“独眼巨人”

外星文明存在的可能性：1968年以后已在宇宙空间发现生命演化中的最重要的分子

1973年苏格兰天文学家D·A·路兰发布了轰动世界的报告：外星人向地球发出信号

D·A·路兰破译公元前11000年外星文明向地球发来的信号

1972～1973年地球人类的使者“先驱者”10号、11号相继飞往宇宙深空寻觅外星文明

1977年8～9月“旅行者”1号2号踏上寻找外星文明的遥远而漫长的旅途日夜兼程

“旅行者”号宇宙飞船携带的地球人类赠礼：可以保存10亿年播放2小时的镀金唱片

《地球之音》唱片录有美国总统、联合国秘书长的电文和祝辞，及中国4种语言的问候

外星文明将会听到中国古曲《高山流水》

美国科学家F·德雷克以二进制方式给外星人发射的宇宙电报

外星智慧生物会看见地球人类的生活情景

地球人类的“旅行者”和“先驱者”号要经过14.7～55.5万年之后到达其它恒星

耗资一亿美元的“搜寻天外文明”计划

著名科学家诺贝尔奖获得者曼弗雷德·艾根公开宣布：人类绝不可能在宇宙中找到知音

一批科学家在西班牙宣布：曙光在前，地球人类的努力将于25年内实现发现外星生命

广大浩瀚的宇宙，充满地球人类未知的事物，科学与进步的航程，路途遥遥永无止境