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第1章 智慧的开发6

1.1发现发明是人类智慧的产物7

●发现发明的创造性决定它首先是一种智慧7

●发现发明的超越性决定它主要是一种智慧7

●重大发现发明的难以理解性，决定了它对智慧依靠的必然性7

●认识的由来与最高境界13

●我们有没有足够的想象力？13

●人工智能的启示与科技发展的逻辑13

1.2感觉、观察、想象、领悟：原始而高级的智慧13

1.3以史为鉴，走好逻辑、实验这两步19

●“中国的一百个世界第一”及其思考19

●发现发明的逻辑19

●实验：伟大的思想与艺术19

1.4挑战“极限”，开创新天地27

●科学无止境，学科有高峰27

●面向大世界，走出封闭圈27

●解放思想，创造未来27

●“信任直觉”，珍惜“人类的原性态”35

●直觉——“上帝的思维”35

第2章 感觉的智慧35

●镭的发现与居里夫人“大胆的直觉”35

2.1直觉：引导发现的通途35

2.2美感：充满魅力的向导43

●明智的选择——“美先于真”43

●奇妙的统一——美就是真43

●强大的驱动力与高度的智慧43

●挡不住的诱惑与精彩的展示43

2.3情趣：启迪智慧的钥匙52

●童趣与听诊器、隐形眼镜、充气轮胎等发明52

●对人类好奇心巨大的回报——电52

●隐藏的秘密与无畏者的机敏52

2.4感觉：萌发需求的种子59

●“把火带回山洞”：人类历史上最伟大的决定之一59

●跟着感觉走的各类发明59

●让科技创造的灵感之火永远燃烧59

●灾难——无情的杀手与严厉的导师65

●竞争——吃人的老虎与进步的驱动力65

●“不朽的荣誉”来自警觉、见识和勇气65

●“恐惧是迷信之祖”，亦是科技之源65

2.5恐惧和压力：创造发明的动力65

●战争——毁灭之魔与创造之神65

●紧紧抓住突现的奇异、反常现象77

●与“神创论”撞击出来的进化论77

●凡中求异——对司空见惯的事物投以新的一瞥77

●灵感光顾处于创造“狂态”的人77

●“它山之石”可以碰撞出灵感的火花77

●自由之花——不思而无不思77

2.6灵感：点亮明灯的火花77

第3章 观察的智慧89

3.1达尔文说，只有观察能力，“我可能在众人之上”89

●达尔文的爱好与亨斯洛的选择89

●何谓“在众人之上”的观察能力89

3.2巴斯德的“大目标”与“尽力而为”96

●巴斯德字典中最重要的三个词：意志、工作、等待96

●天才：只因“他有一个能聚焦光至燃点的特殊透镜”96

●不要让“心灵上的微生物”蒙住了我们的眼睛96

●人类力量的展示与启示103

●如何捕捉瞬间？103

●理解瞬间，建立永存的丰碑103

3.3捕捉瞬间：10-23秒及其它103

●决定命运的瞬间103

3.4把握永恒：太阳历的光荣与启示111

●尼罗河汛期的确定性与不确定性111

●星河的启迪与迷惑111

●中国古代的智慧——测影观天111

●从永恒中把握永恒111

●从周期中把握永恒111

●从比较中把握永恒111

●冲破坚“壁”120

●“神话”中的常理120

●“物镜”与“心镜”——观形与察“神”120

●显微镜的发明与显微镜下的惊奇发现120

●血与木的艰难统一120

3.5寻找共性：血与木的神奇相通120

3.6辨析差异：四种基本血型的发现130

●荒唐的事件与伟大发现的由来130

●针对特定的问题辨析特定的差异130

●归纳总结，分门别类130

●比较的方法及其有效运用的关键130

●寻根究底，深入分析130

●想象力往往超前于人类现有认识能力137

●想象的空间大于人类认识和改造世界的领域137

●想象力的超越性决定了它的无穷性137

4.1想象力：人类唯一能与大自然的无穷性相对应的能力137

第4章 想象的智慧137

●“想象力概括着世界上的一切”137

4.2飞行：梦想成真之谜143

●从梦想到行动143

●从利林塔尔兄弟到莱特兄弟143

●让探索者着魔的魅力143

●现实需求的折射与科学性的天才猜测143

●现有科技水平的飞跃式延伸143

●真理常常是在简单性中发现的153

●简单性与独创性153

4.3牛顿的简单的设想与巨大成功153

●太阳光谱——在黑房中的发现153

4.4跨世纪的话题：“还有一个反地球吗？”160

●是科学推论？还是科幻小说？160

●已得到证实和令人振奋的反物质160

●我们需要一个反地球吗？160

●从寻找“不死药”到寻找“外星人”165

●不可忽视的“魔性”与幻想165

●荒谬的目标与科学的方法和丰富的想象力165

4.5炼丹术的魔性和科学性165

●为什么“魔法的”炼丹术同时又是“科学的”？165

4.6“响尾蛇”导弹和相似式联想172

●响尾蛇与导弹、夜视仪172

●大自然的厚爱与探索者的灼见172

●社会需求和相似式联想172

●知识水平的提高使人们发现不同事物的相似性172

●偶然的机遇与意外的联系172

●“上帝”的智慧与人类的智慧172

●相互补充与异质同性对比180

●“流动堡垒”和综合对比联想180

●矛与盾——永无止境的对抗与异质对比联想180

●枪的神奇发展与同质异性对比联想180

4.7“矛”与“盾”的对抗性与对比式联想180

第5章 推理的智慧191

5.1“天空立法者”如何揭开宇宙的秘密192

●宇宙秩序与开普勒的幸运选择192

●地球与“鲁道夫星表”的最终成功192

●惊人成就中的“特别美妙”之处是什么？192

●“小题目”的大启示：举一反“万”、反“无穷”199

●卡文迪许是怎么把地球重量“称”出来的？199

●2000余年前，一根木杆测出地球的周长199

5.2测地球与“称”地球199

5.3他们怎么知道地球是圆的？204

●从月食等现象推测地球204

●太阳、月亮、星星都是球形，地球204

●冒险家的证明——麦哲伦环球航行204

●理论推断：以时差换算经度204

●进一步的试验：让一个球在斜面上滚动212

●“智力分析”与“对自然真实性的抽象”212

●“封闭船舱”的运动与地球运动的证明212

●众说纷纭的比萨斜塔落体实验说明了什么？212

●教堂顶上晃动的油灯引起了伽利略的思考212

5.4“人类思想史上最伟大的成就之一”——伽利略的发现212

5.5从马车到火车221

●轨道：“一项真正天才的发明”221

●性急的“康沃尔巨人”与火车的诞生221

●斯蒂芬森：火车的改进者与修筑第一条公共铁路的总工程师221

●“一幅人类天才的勇敢前所未见的最壮观的景象”221

●“机匠”与科学结合“赐予人类的最高贵的恩物”232

●从蒸汽泵到纽可门蒸汽机232

●“理想热机”的追求与蒸汽机的失落232

●微弱的蒸汽力与古希腊的“空气力学”232

●早期蒸汽力研究与气压计、安全阀、汽缸、活塞等发明232

5.6“中国套箱”里的礼物是什么？232

5.7宇宙的形状和大小如何？241

●“宇宙泡”——爱因斯坦的宇宙形态241

●现代宇宙学中第一个宇宙模型及其成败241

●成败皆因“未免太过于大胆”241

●关于宇宙的新猜测、新质疑241

●人人都有在“黑幕”中摸索前进的潜能248

●没有确切初始条件和确切最终结果的奇妙方程248

5.8智慧：“埋藏在本能猜测的黑幕中”248

第6章 领悟的智慧255

6.1“几乎能理解一切”的奥本海默256

●从“曼哈顿”到“曼哈顿”256

●在艰难选择和全面平衡中显示才华256

●大科学呼唤具有综合理解力的人才256

●科技为什么也是“冒险家的乐园”？265

●没有任何实验依据的重大理论265

●瞄准前沿课题的初学者265

6.2德布罗意的智慧冒险与“豁然顿悟”265

●被“革命性变革”引入物理学界的历史系学生265

6.3令人惊异的法拉第274

●装订工的杰作与随行者的发现274

●坚持向牛顿挑战的实验室助手274

●被迫取得的丰硕成果——苯的发现274

●“捞到了一样好东西”与“电气元年”的开始274

●知识之外，“仍旧可以学到许多东西”274

●“灵感加汗水”不是一个数学公式286

●“最伟大的人”的悟性286

●“探求人类需要什么”：新式蓄电池的发明286

●留声机：偶然得来的重大发明286

6.4爱迪生的笨与巧286

6.5“格物致知”：一滴水与两个“世界”的大发现300

●列文虎克对微生物的发现和理解300

●溜走的真理与重现、深化、扩张的真理300

●重新体会“格物致知真正的意义”300

●关键在于“不寻常的一瞥”310

●在人工云雾中看到的是什么？310

●“白云深处”有什么？310

6.6师法自然：“威尔逊云雾室”及其它310

6.7大师们的启迪与三极管的发明318

●马可尼的启示与火焰检波器318

●“爱迪生效应”与二极管318

●做“莫鲁乔”？还是做“达·芬奇”？318

●借鉴大师，超越大师318

●化神奇为常物、常理329

●不幸的古德意与幸运的硫化橡胶329

●从收藏品到橡皮擦、雨衣329

7.1橡胶：从弹力球到高分子合成材料329

第7章 选择的智慧329

7.2牧羊？还是养虎？——选择的原则分析337

●原始人的选择为什么具有这么强的生命力？337

●可行性原则：畜牧业的缘起337

●实用性原则：家养动物的选择337

●经济性原则：高科技下的现代畜牧业337

●实用电视与新条件、新发展、新考验346

●不期而至的新条件与早期探索者可理解的疏忽346

●善于发现、创造条件346

7.3电视的艰难发明之路——条件的选择与选择的条件分析346

●寻找“已知装置”的失败与收获346

7.4要不要“克隆”？——选择的困惑357

●是否会导致一批“非人”（克隆人）的产生？357

●克隆在生物学上的意义与危险性357

●可忧虑，不可犹豫357

●明朝皇帝们脑海中只有一个已知的世界，而没有“另一个世界”364

●“小农般的皇帝”364

●片面认识现实的合理性，忽视现实社会的次要因素所潜在的价值364

●为什么是哥伦布，而不是郑和发现“新大陆”？364

7.5为什么有人在纪念人类登月25周年之际想起了中国明朝的皇帝？——选择的根本性失误分析364

7.6科技的“进步”与“回归”——选择的可逆性与不可逆性375

●初始阶段某些特征，很可能成为我们跃进到更高阶段的基本特征375

●“回归”是一种科学的选择，而不是一种盲目的行为375

第8章综合的智慧385

8.1“综合就是创造”——从弓箭到数控机床385

●弓箭的综合性及其科学原理385

●现代日本技术的奇迹靠什么创造的385

●自动化机床的诞生：综合的意义385

●综合的秘密——“站在巨人们的肩上”392

●在严格、能够得到科学验证的基础上统一392

8.2牛顿力学：“人类认识自然历史中第一次理论的大综合”——综合的前提与基础392

●超越权威学说和日常感受，寻找事物的普遍性与统一性392

8.3陶瓷与塑料能比钢还硬——综合的广泛性与综合方法的多样性402

●现代复合材料的启示：在更广泛的领域自由地选择综合对象402

●复合材料的特征：准确地寻找事物的结合点402

●复合材料的先进性与综合方法的科学性、多样性402

8.4综合不等于融合——从孟德尔杂交实验谈起410

●常识推出的错误生物理论——“融合杂交论”410

●无人喝彩的“童话”与世纪初的再发现410

●孟德尔的发现——“人类思想的成就之一”410

●对光合作用的研究，揭示了生命体化学反应的奥秘419

●生物学与化学的结合对学科综合的几点启示419

●对蛋白质的进一步研究揭开了生命体化学反应的秘密419

8.5生命神话的破灭与生物化学的建立419

●以尿素合成开端的有机化合物合成，在两个分离的领域之间架起了第一座桥梁419

●难以辨认的“上帝的手迹”419

8.6跨世纪的伟大“工程”——科学与技术的综合及其特点432

●分子生物学与生物工程的产生432

●遗传密码的破译与基因工程的产生432

●生物工程：技术？还是科学？432

●一个必须引起高度重视的趋势：科学技术化和技术科学化432

●人类认识史的飞跃及其主要经验447

●从“无人区”到“大都市”447

8.7从控制论看自然科学与人文社会科学的结合447

●进军“无人区”447

●天才游荡者的猛醒447

8.8综合技术将使未来的汽车更轻巧、更美观、更舒适462

●从达·芬奇的奇想到“奔驰”的成功462

●福特的发明与汽车技术体系的形成462

●新的技术综合与汽车发展的前景462

●丁肇中的“恐慌”与“希望”481

●贝尔和贝尔实验室481

●卡文迪许与卡文迪许实验室481

●两位培根和他们的实验思想481

9.1实验室：现代文明的发祥地481

第9章 证明的智慧481

9.2“四色定理”及数学证明的意义505

●百年难题的解答与由此而提出的新难题505

●数学证明有利于数学的自我发展，这种发展不仅仅是生产“智能奢侈品”505

●数学实验能帮助人们超越科学技术条件的制约，超越的结果，往往导致“笔尖下的新发现”505

●数学模拟能帮助人们克服物质手段的缺陷，径直到达理想研究的目的505

●“我们在月球上散步了”517

●二三百亿美元的大“赌”——“搏”517

●走出“摇篮”的非凡力量与智慧517

●走出“摇篮”的早期理论论证517

9.3阿波罗登月：来自太空与超越太空的证明517

9.4神农尝百草与当代化学药物的新挑战540

●对药物进行科学定义，并考察它的特点、用药方式及其对人体的作用540

●设想新分子，探索活性物质540

●药效、结构与活性的几种证实方法540

●对超前证实等方式的思考540

●时间之箭：“在某种意义上标志着科学的传统看法的终结”548

●时间之箭的新发现：热力学与熵548

●问题的由来与玻尔兹曼之死548

9.5时间之箭的艰难证明548

9.6夸克：没有“发现”的发现558

●粒子：从“小家庭”到大家族558

●盖尔曼的“粒子周期表”558

●“大自然的恶作剧”——神秘的夸克558

●已经登场的夸克和应该引起的思考558

●向海洋进军：梦想与希望561

●蓝色的聚宝盆561

●“聪明地去了解海洋”——海洋考察561

10.2海洋：不再是一个传说中的龙王爷的世界561

●1961年，激光焊接视网神经；1962年，一束激光从地球射到月球上569

●是特殊现象？还是必然趋势？569

9.7激光：价值证明的典范569

●1958年，肖洛、汤斯打破41年的沉寂569

●1960年，梅曼成为世界上第一台激光器的发明人569

第10章 开发的智慧584

●处理信息：信息科学与信息技术585

●应用之妙，在机更在人585

●传递信息：Internet、信息高速公路及其它585

●捕捉信息：经验、知识与传感技术585

●信息：尚待深入认识的财富585

10.1信息：当代最大的财源开发领域585

10.3太空：人类新文明的方向613

●太空：人类活动的新空间613

●卫星：太空开发的先驱与典范613

●空间站与航天飞机613

●探测太阳全系，观测1亿个银河613

●日趋成熟的开发技术637

●迎接新的能源革命637

10.4新能源开发，大有可为637

●不断发现的新能源637

10.5机器人：人类智力的进步与人工智能的开发653

●可训练的手653

●有“感觉”的机器人653

●智能机器人653

●机器人：不是童话故事中的角色653

●深刻的矛盾与深远的意义668

●希望与迷惘668

●营养学家忠告：食物中营养素的含量已经低到了危险的程度668

10.6农业：从“温饱产业”、“滞后产业”走向“健康产业”、“前沿产业”668

10.7生命：当代与未来新文明的主角682

●微生物开发682

●仿生技术682

●人类基因破译——传给21世纪的最大财富682

10.8最高的荣誉属于谁——诺贝尔与诺贝尔奖断想699

●火药、炸药、安全炸药699

●“改良”与“革命”699

●“技术扩散比技术创新更重要699

●科学奖、文学奖、和平奖、经济学奖725

后记725