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专题一 物质结构研究的新进展1

1.1粒子世界1

一、物质世界的结构层次1

二、标准模型——基本粒子分类2

三、标准模型——基本相互作用6

四、超对称统一理论超弦9

1.2对称性与对称破缺10

一、什么是对称性10

二、对称性原理13

三、对称性与守恒定律15

四、对称性的自发破缺17

1.3粒子物理的研究手段和发展方向20

一、碰撞和衰变20

二、加速器和粒子探测器22

三、粒子物理的未知课题29

四、粒子物理与其他物理学领域及技术的相互影响29

参考文献31

专题二天文学及现代宇宙观32

2.1天文学概述32

一、天文学中的几个重要概念32

二、宇宙概观33

三、天文学的分支41

2.2宇宙和恒星的起源和演化42

一、宇宙学的历史42

二、现代宇宙学——大爆炸宇宙模型44

三、恒星世界47

四、恒星的起源和演化49

2.3天文观测及其历史发展53

一、古代的天文观测53

二、现代天文观测的发展55

三、获得天体信息的渠道56

四、天体基本物理量的观测确定56

参考文献58

专题三自组织、混沌和分形——复杂性研究与非线性科学简介59

一、大自然的复杂性59

二、什么是非线性科学60

3.1自组织现象及其研究61

一、近平衡线性区的工作概述62

二、自组织的典型现象64

三、自组织现象中的一些基本概念67

四、自组织产生的条件69

五、非线性分岔与耗散结构72

六、自组织动力学74

3.2混沌77

一、混沌现象77

二、相空间几何与吸引子80

三、混沌的数学模型88

四、费根包姆常数与普适性和标度性100

五、平衡混沌与非平衡混炖101

3.3大自然的几何学——分形与分维102

一、分形与分维的基本概念102

二、大自然的分形107

三、分形的物理模型114

四、分形语言118

五、分形的意义122

六、分形与混沌的关系122

七、混沌、分形和自组织的哲学思考123

参考文献124

专题四信息世界125

4.1什么是信息125

一、信息的概念125

二、信息的特征与性质130

三、信息的度量及其拓展131

4.2什么是信息科学和信息技术141

一、信息科学141

二、信息技术143

4.3信息技术的前沿147

一、卫星通信147

二、信息高速公路152

参考文献161

专题五能源科学技术162

5.1能源技术概论162

一、能源的重要性162

二、能源的分类164

三、能源的转化和评价164

四、能源形势166

5.2能源的开发和利用168

一、常规能源168

二、新能源的开发和利用173

三、新的能量转换技术188

5.3能源与环境能源与交通195

一、能源利用与环境的关系195

二、能源与交通的关系198

参考文献199

专题六生物物理简介200

6.1 物理学与生物学的关系200

6.2生物物理学的目标和主要内容202

一、生命大厦的基本砖石——生物大分子202

二、生命信息——遗传和变异208

三、液晶和生物膜212

四、感觉和神经的物理学217

五、生命的热力学基础220

6.3生物工程介绍221

一、生物工程体系221

二、生物工程的发展前景223

三、生物工程面临的社会问题226

参考文献227

专题七激光技术228

7.1激光的由来与发展228

一、激光理论的奠基人228

二、世界上第一台激光器229

三、中国激光之父——王之江229

四、中国人的贡献230

7.2激光器的分类及特点231

一、激光器的分类231

二、各种激光器的特点231

7.3激光器的基本原理234

一、激光的产生234

二、激光器234

7.4激光的关键技术237

一、调Q技术237

二、锁模技术238

三、激光放大技术239

四、模式选择技术240

五、稳频技术242

7.5激光的最新应242

一、激光与信息处理242

二、激光与通信250

三、激光与航空——激光陀螺255

参考文献257