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第1章 科学技术是第一生产力1

1.1 科学技术革命1

1.1.1 两次科学革命2

1.1.2 三次技术革命3

1.2 人类面临的挑战4

1.3 第六次科技革命——转型契机6

1.4 科技创新8

1.4.1 科学技术是第一生产力8

1.4.2 创新是引领发展的第一动力8

1.4.3 创新能力是创新的关键驱动力10

思考题11

参考文献11

第2章 信息——人类沟通的桥梁12

2.1 信息革命12

2.1.1 信息12

2.1.2 信息革命之硬件革命16

2.1.3 信息革命之网络革命20

2.1.4 信息革命之软件革命23

2.2 “互联网＋”——从现实世界到虚拟世界25

2.2.1 “互联网＋”25

2.2.2 虚拟现实技术27

2.3 大数据与云计算——第三次浪潮的华彩乐章28

2.3.1 大数据的出现28

2.3.2 大数据的特点30

2.3.3 大数据的处理30

2.3.4 云计算32

2.4 人工智能35

思考题39

参考文献39

第3章 生命与健康——人类存在的基石41

3.1 生物技术的发展现状41

3.1.1 生物技术42

3.1.2 生物技术的发展历史43

3.1.3 生物技术与人类健康46

3.2 基因工程——生命的密码49

3.2.1 基因工程的定义50

3.2.2 基因工程技术的发展50

3.2.3 基因工程的研究内容53

3.2.4 基因工程技术在人类健康中的应用55

3.3 细胞工程58

3.3.1 细胞工程的概念58

3.3.2 细胞工程的发展58

3.3.3 细胞工程技术60

3.3.4 细胞工程在医学上的应用60

3.4 酶工程69

3.4.1 酶与酶工程的概念69

3.4.2 酶工程技术的发展69

3.4.3 酶的催化作用特点70

3.4.4 酶的生产71

3.4.5 酶工程在医学上的应用72

3.5 发酵工程73

3.5.1 发酵工程的发展历史73

3.5.2 发酵工程的基本流程74

3.5.3 发酵工程的培养技术74

3.5.4 氨基酸的发酵生产76

3.6 生物技术与其他技术的融合77

3.6.1 生物信息技术77

3.6.2 医疗保健服务78

思考题79

参考文献79

第4章 材料——人类前进的标志和里程碑81

4.1 未来的世界是新材料的世界81

4.1.1 材料的分类81

4.1.2 材料的组成、结构与性质82

4.1.3 未来的材料91

4.2 纳米材料——未来之星94

4.2.1 纳米的有关概念94

4.2.2 纳米技术94

4.2.3 纳米材料的特性、分类与制造方法97

4.2.4 纳米材料的未来101

4.3 3D打印技术——低成本快速成型的希望104

4.3.1 3D打印技术的概念104

4.3.2 3D打印技术的发展历程104

4.3.3 多彩的3D打印技术105

4.3.4 3D打印技术的应用107

4.3.5 3D打印技术的重要意义108

4.3.6 3D打印技术存在的问题109

4.3.7 3D打印技术未来的发展方向110

思考题111

参考文献111

第5章 能源——人类进步的驱动力114

5.1 能源的定义及分类114

5.1.1 能源的定义114

5.1.2 能源的分类117

5.2 能源利用现状118

5.2.1 能源利用历程118

5.2.2 能源利用现状120

5.2.3 能源利用面临的挑战122

5.3 能源结构预测125

5.3.1 能源需求总量125

5.3.2 能源需求结构125

5.3.3 能源需求分布126

5.4 绿色能源技术127

5.4.1 太阳能技术127

5.4.2 生物质能技术129

5.4.3 风力发电技术132

5.4.4 核能技术133

5.4.5 氢能133

5.5 储能技术134

5.5.1 储能技术分类135

5.5.2 能源技术的发展136

5.6 低碳能源与技术137

思考题139

参考文献139

第6章 高端装备制造——人类发展的阶梯142

6.1 现今世界的高端装备142

6.2 神奇的机器人144

6.2.1 工业机器人145

6.2.2 军用机器人147

6.2.3 民用机器人150

6.3 激光革命与多功能的电子束151

6.3.1 激光151

6.3.2 电子束153

6.4 交通运输——航空航天、高铁与航海158

6.4.1 航空航天158

6.4.2 高速铁路163

6.4.3 海洋工程装备164

思考题168

参考文献168

第7章 科技改变未来170

7.1 创新——科技力量的本源170

7.2 中国科技——在创新中崛起172

7.3 科技与教育174

7.3.1 教育存在的问题174

7.3.2 教育与创造力培养175

7.4 科技创新——布局第六次科技革命179

7.4.1 科技开放——耗散结构理论180

7.4.2 科技能力升级——突变理论181

7.4.3 科技协同——协同学182

思考题183

参考文献184

后记185