现代科学技术导论（第四版）
总论
1、科学：是人们对客观世界的正确认识，是反映客观事实和规律的知识体系。从大的层次上划分包括自然科学、社会科学和思维科学三大分支。
2、自然科学对人类社会发展的推动作用（科学技术是第一生产力的基本观点的体现）？自然科学在理论上的每一次进步，都在逐渐地改变并丰富着人们的自然观，对社会产生巨大的推动力，对人们认识世界和改造世界产生新的飞跃。
3、当代自然科学的重大基本问题：是那些自从有人类以来，人们就努力探索，而至今人们仍在不停的研究的，关系到科技进步、社会发展和人类文明的自然奥秘。
4、科学与技术的区别、联系？科学和技术是辩证统一的整体，既有区别又有联系。科学：是人们对客观世界的正确认识，是反映客观事实和规律的知识体系；技术是在科学的指导下，总结实践的经验，在生产过程中和其他实践过程中，从设计、装备、方法等的系统知识。技术直接指导生产，是现实的生产力。科学产生技术，技术推动科学，两者互相促进。科学回到的是“是什么、为什么”，技术回答的是“做什么、怎样做”；科学提供物化的可能，技术提供物化的现实；科学是发现，技术是发明；科学是创造知识的研究，技术是综合利用知识于需要的研究。注重技术时要想到科学，注重科学时要考虑到技术；技术是科学的延伸，科学是技术的升华。
5、当代自然科学的重大基本问题有四个：宇宙的起源和演化、地球的起源和演化、生命的本质与智慧的起源、宇宙的层次结构与物质的基本单元。
6、技术概念的研究：始于古希腊的亚里士多德；古罗马时代看到技术的知识形态；17世纪英国的培根、18世纪德国的康德研究讨论技术；18世纪末，法国狄罗德《百科全书》列入“技术”条目。
7、现代高新技术：它不同于高级技术或先进技术，一是是对知识密集、技术密集类产业及其产品的通称；二是指那些对一个国家军事、经济有重大影响，具有较大社会意义，能形成产业的新技术或尖端技术。
8、简述高技术的特征？其特征集中在一个“高”字上，即高增值（是高技术为人们所追求的的首要特征）、高竞争（显著特征，内在动力）、高资金（显著特征，支撑条件）、高风险（困难之处）、高驱动和高智力（根本属性，前提条件）。
9、高技术的内容：生物技术、计算机和现代信息技术、激光技术（最活跃）、新材料技术（基础）、新能源技术（支柱）、海洋开发技术（内向拓展）、空间技术（外向延伸）。
10、生物技术：预测是21世纪高技术的核心，它以基因工程和蛋白质工程为标志，通过人为控制的方法，改变生物的遗传性状，定向的创造出生物新品种，包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物发酵工程。
11、计算机和现代信息技术：是当今高技术的先导，，国际互联网是其标志性技术。是一种综合技术，是一个多层次、多专业的复杂矩阵技术体系，它的发展是由许多单元技术支撑的。是以计算机和集成电路技术支持的信息技术的物质基础，是以显示信息形态为重要手段的信息获取和传输技术，是以各种软件和人工智能为重要环节的信息处理技术和控制技术。
12、空间技术：航天飞机和永久太空站是其标志性技术。是探索开发和利用太空以及地球以外的天体的综合性工程技术，是利用卫星、宇宙火箭和航天飞机等各种航天工具，进行宇宙探索，空间资源利用和其他学科研究的科学技术。
13、海洋开发技术：是以综合高效开发海洋资源为目的的高技术，海洋挖掘和海水淡化是其标志技术。它是指人类对于海洋及其自然资源、环境条件等所进行的科研和开发利用活动。
14、《高技术产业发展“十一五”规划》意义：2007年7月10日发布。是贯彻落实国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要的具体部署，是实施国家中长期科学和技术发展规划纲
要的行动计划，也是推动我国高技术产业快速健康发展，促进产业结构调整和经济增长方式转变，加快建设创新型国家和落实科学发展观的一项重要举措。
15、《规划》特点和亮点：明确了指导思想、发展原则、目标、八大产业、三大区域发展重点、九大专项工程和五大保障措施；二十字原则--自主创新、着力应用、产业密集、规模发展、国际合作；目标--由产业规模为主转向包含自主发展能力目标、产业结构目标、国际化目标、产业规模目标的目标体系；八大产业—电子信息产业、生物产业、航空航天产业、新材料产业、高技术服务业、新能源产业、海洋产业、应用高新技术；区域发展三大任务—推动长江、珠江三角洲环渤海地区三大高新技术产业优势区率先发展、增强中心城市的产业创新自主能力发挥辐射带动能力、将各类高技术产业基地培养成高新技术产业的增长点；确定九大高新技术产业专项工程；五大保障措施—建立融资体系、有效运作财税制度、实施人才专利标准三大战略、科技兴贸战略、政府宏观调控。
第一章 宇宙的演化和起源
16、宇宙：泛指天地万物，亦即在浩瀚的空间中运动和变化着的全部物质世界的总称。宇宙是由数十个类似银河系的庞大天体系统组成。
17、银河系：是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。河外星系是指银河系之外数十亿个类似银河系的庞大天体系统。
18、星系大约含10的11次方颗恒星，质量约为10的11次方m⊙（表示太阳质量），肉眼所见最远的星系是仙女座星系，距离2.25×10的6次方光年，星系的形状可分为椭圆形状、透镜形状、漩涡形状、棒旋形状和不规则形状。由于引力作用把几十个星系组成的集团称为星系群；几百个星系组成的集团称为星系团；星系群和星系团又进一步结成超星系团。
19、星云：是宇宙中由气体和尘埃组成的团块。星云含有大量的分子称为星际分子云，是恒星生成的场所。
20、几种典型的现代宇宙模型：牛顿力学为基础的唯物机械论的宇宙学；广义相对论推论出一个静态的有限无界宇宙模型称为爱因斯坦宇宙；爱因斯坦场方程一组动态解和光谱红移提出膨胀宇宙的模型；稳恒态宇宙模型；热宇宙模型即大爆炸宇宙模型。
21、宇宙大爆炸起源模型：宇宙始于100亿年前的大爆炸。起初没有任何天体、离子和辐射，只有一种单纯的真空状态以指数函数形式急剧膨胀着。随着宇宙膨胀和降温，真空发生一系列相变，超统一相变发生使引力相互作用首先分化出来，粒子产生；后发生大统一相变使强相互作用分离出来，物质与反物质间的不对称的现象出现；后弱电相变发生使弱相互作用和电磁相互作用分离，后进入辐射为主的阶段。宇宙膨胀为一光年的实体，原子核合成时期到来，构造各种物质元素的材料已制备完毕，物质复合成原子，随后星系形成，出现类星体„现在宇宙仍在继续膨胀着。此理论最大困难时承认宇宙有开端，时间有起点。
22、在宇宙学尺度上，可以认为宇宙是由充满空间的以星系为基元的均匀的和各向同性的介质。
23、哈勃定律与宇宙膨胀：1929年美国天文学家哈勃发现，星系离得越远接收到它的光的频率比它发出的光的频率就降得越多，写成公式z=(H/c)d，其中z为红移量，c为光速，H为哈勃常量（80±1.7）km﹒s-1﹒Mpc-1，d为星系距离，这是哈勃定律第一种表现形式；将多普勒效应与第一种表达方式结合得出第二种表达式，v=Hd，星系退行速度与星系距离成正比。由此推出，各星系彼此远离、且远离的越来越快这一宇宙膨胀结论。
24、多普勒效应是一个振动的物体离开震动的接收者而去，离去的速度越快则接收到的频率比物体振动的频率越低的现象。
25、微波背景辐射：是20世纪天文学一大发现，被作为大爆炸宇宙的重要遗迹被确认，1964年美国彭齐亚斯和威尔逊用射电望远镜发现在7.35cm波长处探测到一种来自宇宙深处的强
度与方向无关的宇宙背景辐射信号。证明了宇宙微波背景的黑体性和普适性。
26、宇宙有限无限取决于宇宙物质的平均密度和临界密度，前者小或等于后者，宇宙将无限膨胀，前者大，则宇宙是有限无界的闭合宇宙；开放宇宙年龄200亿年，闭合宇宙年龄130亿年。
27、星系的演化趋势：随着它们储存的引力能和核能的释放，将演化为更有组织和更加致密的天体。
28、星系是宇宙的基本单元，恒星是星系的基本单元，恒星是将宇宙原始物质合成各种重元素的熔炉。星系中恒星间的区域不是真空，而是充有星际物质，主要是气体云、尘埃云组成的巨大分子云。
29、恒星的形成：星际物质分布不均匀，因引力作用巨大分子云密度变得更密，引力做功转化成热能，当气体密度与温度达到一定值时，大分子云收缩形成密度较大的核心天体称为云核，如果气体云起初有足够的旋转，则形成气尘盘，引力势能转化为热能使核心天体炽热发光，这是原恒星阶段，当盘中物质在引力作用下不断落向原恒星，热能使中心温度达10的7次方K时，发出热核反应，释放巨大核能，形成恒星。
30、恒星形成研究的两个发展方向：单体恒星的形成的具体过程；揭示恒星形成的统计规律。
31、恒星的演化过程：分4个阶段，初始阶段、亚稳阶段、周期性收缩膨胀阶段、引力塌缩阶段。
32、恒星的三种结局：恒星质量不超过1.4倍太阳质量，简并态的存在使形体稳定形成白矮星（质量上限1.44太阳质量）；初始质量更大的恒星，引力塌缩更厉害达到简并态形成中子星（2-3太阳质量）；恒星质量损失后仍在3个太阳质量以上，形成黑洞。
33、太阳系：是银河系的一个星系，太阳在银道面以北约26光年，距离银河系中心约32600光年，以250km/s速度绕银心运转，每2.5亿年转一周。太阳系是由太阳、行星及其彗星、卫星、流星体和行星际物质构成的天体系统。
34、太阳大气分三层，由内向外依次是光球、色球和日冕。
35、光球是肉眼所见到德尔太阳表面层，厚300-500km，其中包括太阳黑子、光斑、白光耀斑，黑子活动周期为11年，磁场极性变化周期为22年。色球是太阳大气中间一层，是一个充满磁场的等离子层，常有耀斑、日珥、冲浪、喷焰的爆发；日冕是太阳大气最外层，延伸几个太阳半径至更远，由质子、高度电离的离子和高速的自由电子组成，日冕气体向外扩散形成太阳风，向空间辐射出高温匀速低密度等离子体流。
第二章 地球的起源和演化
36、地球的形成：实际上就是太阳系起源问题，太阳系形成后才诞生地球。地球是在46亿年前由原始的太阳系星云物质经分馏、塌缩、凝聚而形成。
37、星子聚集形成行星胎受下列效应作用：冲击效应，由冲击能转化为热能；压缩效应，压缩能转化为热能；放射性衰变效应，放射能转化为热能。
38、地球内圈指地壳（硅酸盐岩）、地幔（岩浆）和地核（铁和镍）。（根据地震波在地球内部的变化划分），纵波P可通过固体和液体，速度快，横波S只能通过固体，速度慢。
39、地球外圈指大气层、水圈和生物圈。
40、大气圈对地球的作用：是地球的重要组成部分，对地球上万物的形成发展和演化起着重要作用。大气供给地球上生物所必需的元素；大气保护生物成长，免遭宇宙射线危害；天气变化发生在大气圈；大气环境的好坏直接影响人类的健康。
41、水圈对地球发展和人类生存的作用：水圈是生命的起源地；水是改造与重塑地球面貌的重要动力；水是多种物质的储存库；水是重要的物质资源和能量资源。
42、生物圈对地球发展的作用：改变大气的成分；生态平衡，促进自然环境良好发展；是主
要能源矿形成的物质基础；生物促使某些岩石和土壤形成；生物的发展与人类的生存、经济发展息息相关。
43、地球演化的年代：人们根据地球发展历史过程中生物演化和岩层形成的先后顺序，将地球的历史划分为若干个自然阶段，确定了国际统一的时代单位---宙、代、纪、世，同时又根据岩石或矿物中放射性元素衰变规律来测定地球的年龄，从而较为准确的确定地球从诞生至今，发生了那些事件，时间长短等，建立了地质年代表。
44、人造卫星观测地球：大地水准面不是一个稳定的旋转椭球面，隆起凹陷相差百米以上；地球赤道横截面不是正圆形，而近椭圆形；赤道面不是地球的对称面，地球形状近视梨形。
45、地球的物理性质：地心引力和地球自转离心力的合力就是地球上物体的重量；地球内部的放射性；地热，常温层以下每增深百米温度增加3度；地磁。
46、地热的来源：地球形成时地热的残余热；重力位能降低产生的热能；放射性元素产生的热能。
47、对地热的利用和研究：利用只限于地表和地下热水方面。研究进展，地热观测资料和大地热流数据大幅度增长；研究的层位越来越深；地热的研究正在和多门学科进行交叉。
48、地球磁场的形成原因：地核的外核部分是导电液态的铁镍物质，在地球旋转中产生自激形成磁场，液体地核比固体地幔稍有滞后，地磁场向西漂移。
49、太阳活动是指太阳不停的发出均匀的辐射，在大气圈中常发生许多复杂变化现象，引起太阳能量系统的变化。
50、太阳活动三种形式有太阳黑子；太阳光谱中的y射线、X射线、紫外线和射电等辐射的缓变或脉冲式的增强；太阳等离子体的运动和抛射以及高能带电粒子的加速和喷发。
51、地球表面的变化：（1）水、大气和生物等外力引起地表变化。水的运动、冻结和化学作用引起地表变化；大气的运动、大气降水和气温变化引起地表变化；植物根系成长、动物地面挖掘和穿凿、生物生长死亡释放的化学物质引起地表的变化。（2）内力对地表的作用。地壳运动、火山活动、地震引起地表的变化。对于地球表面来说，是内外力综合作用的结果，内力作用使地表起伏不平，外力作用使地表高处蚀平、低处充填，内外力相互斗争、此消彼长的过程，也是地表发展和演化的过程。
52、板块构造学说：1967年，美国摩根、英国麦肯齐和法国勒皮顺等人结合大陆漂移和海底扩张假说，把他们的基本原理扩展到整个岩石圈，并对岩石圈的运动和演化的总体规律做了总结和提高，形成了板块构造学说或称为新的全球构造理论。
53、板块构造学说的基本原理：地球岩石圈和软流圈参与了地球总体的构造运动；岩石圈可分为若干个刚性板块，并在软流圈不停的位移；板块的水平位移具有三种形式，即相互运动、反向运动和相互错位；板块运动的驱动力是上地幔热对流；板块运动是大洋地壳演化的根本原因。
54、板块构造与内动力作用：与火山地震、造山运动、矿产资源、海洋的演化、大陆分裂。
55、地球科学的作用和意义：是研究地球发展和演化规律的一门科学。其基本任务是整体的认识地球，包括它的过去、现今并预测未来发展和行为。地球科学的研究使人类不断提高对地球的认识，并增强社会功能，有效的探索、开拓和利用自然资源；避免和减轻自然灾害；避免和白狐自然环境不受破坏和干扰；预测和调节环境变化与全球变化；从总体上促进人类社会与自然系统之间的关系，维护生物圈和人类社会生存、持续发展的自然环境。
55、地球科学研究的基本进展：新的高技术研究领域获得突破性进展，大大加深了我们对地球的认识；对地球内部结构和物质组成及其性质等有了较多的认识；大气环流的研究把大气圈、海洋圈冰雪圈陆水圈等结合统一，又加入人类圈；气候变化既有自然原因又有人类的因素；太阳活动对地球影响认识加深；地球的整体运动有了较多认识。
56、地球系统科学：是为了解释地球动力、演化和全球变化对组成地球系统各部分相互作用
机制进行综合研究的一门科学。其基本观点强调从整体高度出发，将大气圈、水圈、岩石圈、生物圈作为地球系统来看待；强调研究发生在该系统中主导全球变化的，相互作用着的物理、化学、和生物过程，特别是人类诱发全球变化；最终揭示全球变化规律，提高人类认识并预测全球变化的能力。
57、地球系统科学研究的目标是更深刻的认识影响在所有时间尺度范围内地球演变的过程。
58、地球系统科学的研究方法：按照不同尺度，全新观念来分析全球变化。强调几千年至几百万年尺度和几十年到数百年尺度的全球变化研究。前一尺度的地球演变过程，受地球内部能量和太阳辐射的外部能量所驱动。后一尺度运行着物理气候系统（控制地面温度和降水分解的大气和海洋过程）和生物地球化学循环（元素在地球系统中转移过程）两大系统，通过各种形式的水而密切联系。
59、地球系统科学基本思路：建立全球变量信息库对全球变化描述理解模拟和预测；进行过程研究对全球变化加深理解和认识；建立数值模式，进行数值模拟记录记果；对全球系统变量的变化趋势、取值范围作系统和预报。
第三章 生命的本质与人类智力的起源
60、生命的本质是指生命由核酸和蛋白质组成的具有自我更新和自我复制能力的多分子体系。
61、生命的物质基础：细胞是生命的基石，生命的物质基础是蛋白质和核酸。
62、细胞是由分子构成的，是生命体的基本结构单位和基本功能单位。
63、蛋白质是一种复杂的、分子量巨大的高分子有机化合物，其组成基本单位是氨基酸，它是生物体活动的物质基础，酶、抗体、血液蛋白、某些激素都是蛋白质。
64、氨基酸分类：20多种氨基酸可分为三类，含一个氨基和一个羧基的中性氨基酸；含一个氨基和二个羧基的酸性蛋白质及其酰胺；含过剩的碱基的碱性氨基酸。
65、必需氨基酸：20多种氨基酸中有8种（苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）是人体不能制造的，只能从食物中补充，称为必需氨基酸。
66、蛋白质分子结构的复杂性：蛋白质的质分子结构一方面是它所含有的氨基酸种类、数量以及肽链中排列顺序有关，另一方面也决定于多肽链所构成的空间结构。这种复杂性才表现出多种多样的生命活性，体现了各种各样的生命活动。
67、蛋白质的种类：按照组成成分为单纯蛋白和结合蛋白；按其形状分为球蛋白和纤维蛋白。
68、蛋白质的基本生理功能：催化生命体内发生复杂的化学反应；运输养分；肌肉收缩；调节新陈代谢；免疫保护；感受光刺激和神经冲动等。
69、核酸是一种复杂的、分子巨大的高分子有机化合物，组成成分是核苷酸，是单核苷酸的聚合物，是生物体遗传的物质基础，对生物的生长、遗传变异等现象起着重要的决定作用。
70、核酸可分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA两类。核苷酸有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶四种碱基，最早揭示DNA分子结构的是沃森和克里克。
71、组成核糖核酸的核苷酸有4种，腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸和胞嘧啶核苷酸；组成脱氧核糖核酸有4种，腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
72、一个核酸分子是由许多核苷酸通过核苷酸的戊糖与另一个核苷酸的磷酸聚合串联称为长链，又称多核苷酸。
73、DNA的分子结构：由两条互相缠绕的多核苷酸长链所组成，脱氧核糖和磷酸排列在每条链的外侧，碱基在内侧。
74、碱基互补配对原则：相对的单核苷酸中的碱基之间的氢键互补配对，按照A＝T、T＝A、C≡G、G≡C互相结合的原则互补配对。
75、RNA有三种：信使核糖核酸、转移核糖核酸和核糖体核糖核酸。
76、转录：在细胞核内进行，DNA双链的氢键打开，以其中的一条DNA为模板，次核糖、磷酸和碱基为原料，按A＝U、T＝A、G≡C、C≡G的碱基互补原则合成RNA单链。翻译是在细胞质中进行的以信使DNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质过程。
77、新陈代谢：是生物体内化学组成的自我更新，分为同化作用（生物体从食物中摄取养料转化成自身的组成物质的储存能量过程）和异化作用（生物体将自身组成物质分解释放能量或排除体外）。
78、DNA的复制：是指以亲代DNA分子为样板来合成子代DNA的过程。DNA分子边解旋边复制，利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，按照碱基互补原则，合成出与母链互补的子链，子链不断延伸，同时每条子链与对应的母链互相盘绕成螺旋结构，形成一个新的DNA分子。
79、基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有效遗传效应的DNA片段，每个基因中含有成百上千个脱氧核酸。
80、人类基因组大约有30亿个核苷酸组成，其信息量约为120亿比特，可以编码20万种蛋白质。人类基因组的数目约为3.4万至3,5万个，2003年美、英、日、法、德和中国的科学家共同完成了人类基因组序列图绘制工作。
81、遗传密码：每三个碱基决定一种氨基酸，碱基的组合达到64种，这种核苷酸的组合方式就叫遗传密码。其中61种用于编码氨基酸，3种用于编码终止信号。
82、生命世界的自组织：核酸和蛋白质等生命物质构成细胞，细胞构成组织，组织构成器官，器官构成系统，系统构成生命体，这些层次结构都是按照特定的规律和方式自发组织而成的有序结构，这种有序结构的过程叫做自组织。它是自然界普遍存在的现象，宇宙起源、天体形成演化、元素起源、物种起源演化都是自组织过程。它是生命世界的一个重要特征。
83、生命起源两大假说：化学进化说和宇宙胚种说。前者主张生命起源于原始地球从无机到有机、由简单到复杂的化学进化过程；后者认为地球上最初的生命来自地球以外的宇宙空间，只是在后来才发展起来。
84、生命的化学进化过程4个阶段：从无机小分子物质生成有机小分子物质；有机小分子物质形成有机高分子物质；有机高分子物质组成多分子体系；多分子体系演变为原始生命。
85、生命起源和细胞起源的研究意义：追根溯源；深入了解各种物质的辩证关系；阐明生物机制和生命本质；从而控制生命和改造生命；其研究结果又可以指导人类根据需要人工合成生命和细胞，实现生物科学的最终目标。
86、细胞起源问题包含两个不同问题：一个是构成所有真核生物的真核细胞的起源问题；一个是与生命的起源相伴随的原核细胞的起源问题。
87、生物的分类：两界说，林耐以生物能否运动分为植物界和动物界；三界说，霍格、海克尔提出植物界、动物界和原生生物界；四界说，科普兰根据生物体组织水平分为植物界、动物界、原生生物界和菌界；五界说，惠特克按照营养方式不同分为植物界、动物界、原生生物界、真菌界和原核界；界上增级分类，始生总界和胞生总界。
88、三阶段五个界分类系统：陈世骧、陈受宜提出目前采用的分类。（1）非细胞总界 a病毒界；（2）原核总界 a细菌界 b蓝藻界（3）真核总界 a植物界 b真菌界 c动物界
89、植物进化的4个阶段：藻类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物；动物进化的2个阶段：无脊椎动物阶段和脊椎动物阶段。
90、分子树：是根据生物大分子的序列资料建立起来的用图表解法表示的、类似树状的分子进化模型。分子树的建立是对进化论研究的一大贡献，与传统的进化系统树相比更客观、更准确。
91、分子系统研究的重要成果：生物进化系统的三条主干；支持了真核细胞的共生起源说；
其研究结果与传统的系统树相符，也有个别进化观点不吻合的结论；揭示了过去表型系统树上模糊不明的或争论未决的系统进化问题。
92、智力是指人们认识客观事物并运用知识解决实际问题的能力，集中表现在反应客观事物深刻、正确、完全的程序上，通过观察、记忆、想像、思考和判断等表现出来。智能是人的智力和智力外化的行为的总和。
93、脑的进化：每一步进化都保留原有部分，但其功能被新层所控制，同时具有新功能的新层又增殖出来，最后，就是覆盖在脑的其余部分之上最新进化的堆积物---新皮层。新皮层进化的最出色的是人、海豚和鲸。
94、脑进化的3个阶段：几十亿年前，脑的信息量只有几十亿比特；石炭纪，早期爬行动物出现脑内信息大于基因信息的情况；哺乳动物出现以及包括人类在内的灵长目动物诞生，在脑进化中的两次相继完成的重大飞跃大大促进了智力的进化。其特点是：脑重从来没这么大；脑重和体重比从来没有这么高；从未有这样大的额叶和颞叶；从来没有这么丰富的神经连接；从没有这么大的生存竞争压力。
95、为什么人的智力出现这么晚？因为高级灵长目动物及鲸目动物的脑的独特性能在全新世以前毫无进展的缘故。
第四章 宇宙的结构层次与物质的基本单元
96、宇宙按其空间尺度和质量大小可分为宇观、宏观和微观三个层次。
97、微观层次：分粒子亚原子和原子分子两个层次；
98,、宏观物质是由大量原子形成的凝聚体系，其稳定条件是电子受原子核的为库仑吸引与电子之间因泡利不相容而有的排斥之间的平衡。宏观物体密度的数量级与原子分子的相同。
99、宇观与宏观之间也没有明显界限。弱、强相互作用和电磁相互作用是支配微观层次的决定性因素；电磁相互作用是支配宏观层次的决定性因素；万有引力相互作用是支配宇观层次的决定性因素。
100、古代人关于物质本源的假说，只能是当做近代科学研究的一种背景，不能视为科学真谛；真正对物质进行科学的研究和解释是17世纪开始的。
101、汤姆孙发现电子（第一个粒子）；卢瑟福发现质子；查德威克发现中子；安德森发现反粒子—正电子；迈耶和詹森分别提出原子核结构模型；鲍威尔发现∏介子；
102、第一代“基本粒子”：原子核内相互作用理论研究活跃，认为组成物质的基本单元找到，质子、中子组成原子核，加上电子组成原子，∏介子传递核力，ｖ体现弱作用。
103、超子是奇异数S不为零的重子的通称。以发射光子或以弱作用相互作用方式衰变，超子的发现说明，第一代基本粒子并不是构成物质结构的基本单元。
104、夸克模型：盖尔曼和茨威格分别提出形象的易于理解的强子结构模型—夸克模型，认为强子由上夸克、下夸克和奇异夸克三个更基本的粒子组成。科学家们经过31年的完善夸克理论，发现共6种夸克。
105、物质的基本单元：将夸克和轻子放在同一物质结构层次上看待，构成物质的基本单元有4种基本粒子：六种轻子（电子、缪子、陶子、电子中微子、缪子中微子、陶子中微子）；六种夸克（上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克、底夸克）；五种传播子（光子、带电中间玻色子、胶子、引力子）；希格斯粒子。
106、夸克的性质：夸克是费米子，J=1/2，保证构成各种强子。电荷数Q和重子数B为分数，这是三个夸克构成重子所要求的；有奇异数S≠0的夸克，以组成奇异粒子；满足盖尔曼-西岛关系。
107、微观粒子的性质规律：所有粒子的运动都遵循四种基本的相互作用规律；都遵循守恒律和对称律；都具有波动微粒二象性；粒子的尺度、质量、寿命等是微观粒子的主要特征量。
108、万有引力：表现为所有粒子之间的一种长程吸引力。所有物体都通过与他们的质量成正比，距离的平方成反比的力相互吸引。
109、电磁相互作用力：是使同号电荷相互排斥而异号电荷相互吸引的一种长程力。
110、弱相互作用力：与电磁作用和引力作用不同，是一种短程力。比电磁作用弱上约千倍。 111、强相互作用力：又称核力，是一种使原子核得以形成并稳定的短程力。
112、微观粒子分为强子、轻子和传播子。
113、强子是所有参与强力作用的粒子的总称。其传播子是胶力。
114、轻子是只参与弱力、电磁力和引力相互作用的粒子。其传播子是带电中间玻色子和中性中间玻色子。
115、传播子也是基本粒子，每一种力都通过一种相应的传播子来传播。
116、微观粒子的尺度：原子尺度10的-8次方cm，质子、中子10的-13次方cm；轻子和夸克都小于10的-17次方cm。
117、微观粒子的质量：质量范围较大，包括0到90 MeV。光子、胶子是无静止质量的，电子质量很小，只有0.5MeV，介子是电子的280倍，质子中子较重接近电子的2800倍，约为1 MeV，最重的是中间玻色字90 MeV。
118、微观粒子的寿命：电子、质子、中微子和光子及其光子的反粒子的寿命较长，称为稳定粒子，长寿命粒子；而其他绝大多数粒子存在时间较短是不稳定的粒子。
119、正反粒子的对称性：每一种粒子都有相应的反粒子，反粒子的反粒子是其本身，有些中性的粒子如光子，是它们自己的反粒子，如果两个粒子是相反的粒子，那么它们就有相反的电荷和相同的质量。
120、微观粒子的自旋：自旋是粒子的另一种属性。微观粒子一个重要的区别是它们自旋角动量不同。自旋为半整数的粒子称为费米子，为整数的粒子称为玻色子。希格斯粒子自旋值是0，电子轻子质子夸克自旋值是1/2，光子中间玻色子和胶子的自旋值是1，引力子自旋值是2.
121、标准模型的粒子物理理论：经过20多年的摸索，反复实践和理论，以夸克、轻子为研究对象，以弱作用和电磁作用统一理论以及量子色动力学理论为框架，逐步建立和发展的的标准模型的粒子物理理论。
生物技术
121、生物技术是当代高新技术，它通过人为控制的方法，改变生物的遗传性状，定向的创造出生物新品种或新物种。它是一个具有巨大潜力的新技术群，包括酶工程、基因工程、细胞工程和发酵工程。
122、无性繁殖：指不经过生殖细胞而直接由体细胞获得新的个体。
123、基因：是有遗传效应的DNA的特定区段，是含特定遗传信息的核苷酸序列，是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。基因是遗传的物质基础，也是遗传学研究的核心。 124、生命物质区别于非生命物质的根本所在：DNA的双螺旋梯形结构区别于任何生物体和非生物体的化学分子结构；DNA是分子量很大高分子，含有的碱基数很多，能组成巨大数量种类的DNA，在理论上解决了遗传信息的储存问题；DNA分子在聚合酶的参与下，具有精准的自我复制能力。
125、DNA的研究进展：可以看见DNA了；可以找到一种内切酶把DNA 切断；能够复制DNA；绘制完成了人类基因组序列图。
126、2007年10月11日我国深圳梧桐山麓华基因研究院完成全球第一个黄种人标准基因组序列，是炎黄计划的第一部分。
127、基因工程：又称重组DNA技术，是利用基因拼接技术把我们所需要的基因（DNA片
段）提取出来，在生物体外人工进行分离、剪切、重组、拼接，然后，植入某种细胞的DNA中去，使后者具有常规方法无法获得的新的遗传性，从而改造或组建生物的现代技术。 128、基因工程操作步骤：目的基因的制备；把目的基因结合到基因运载体上；将重组DNA分子引进到受体细胞中去并在受体细胞中复制保存；筛选受体细胞；后期培养。
129、酶工程：就是在一定的生物反应器中，利用酶的特异催化功能，快速、高效的将相应的原料转化成有用的物质的技术。
130、酶是一种特殊的蛋白质，是蛋白类的生物催化剂，是由活的细胞产生的。
131、酶的重大作用和应用：一切生物化学反应都是由酶来控制的；酶在食品工业、医疗诊断、纺织工业和皮革工业中广泛的应用；酶在传统的化学工业和基因工程中都有重要作用。 132、酶工程的主要技术：主要有酶的开发与生产技术、酶的固定化技术、酶的分子改造和修饰技术、酶的抑制剂的开发研究技术。其中酶的固定化技术是酶工程的核心。
133、固定化酶：采用一些物理或化学的手段处理水溶性酶，将它制成不溶于水的颗粒物，或者将酶直接与某种不溶于水的载体连接或被载体包埋。
134、自由酶的缺点：稳定性差；无法回收连续使用。
135、固定化酶的优点：稳定性高；酶可以反复使用；产物纯度高；生产可连续化或自动化；设备小型化以及节约能源。应用固定化酶技术，可以大量生产出与人们日常生活密切相关的产品，在临床上用于疾病诊断，生产青霉素实际效率提高几百倍，更纯净。
136、现代发酵工程：也称微生物技术，是将传统发酵技术与现代DNA重组、细胞融合等技术结合起来的现代微生物发酵技术。
137、新、旧发酵技术的区别：旧的发酵原料是微生物，新的发酵还可以利用植物动物和酶；旧的发酵是分批式的发酵，新的发酵是连续式的发酵；旧的发酵使用发酵罐，新的发酵利用反应器；旧的发酵多是手工操作，效率低、不精确、易污染，新的发酵电脑控制技术先进。 138、发酵工程的操作分4个阶段：选取发酵原料及对原料进行预处理；发酵过程的准备；发酵过程；对发酵产品进行分离和提纯，以获得符合要求的酶产品。
139、现代发酵工程的步骤：配制培养基，进行灭菌处理，先进行种子初级培养，再进行次级培养获得一级种子，进行初级发酵培养获得二级种子，进行大规模发酵，最后对发酵产品进行分离和纯化。
140、现代发酵的方式：罐批发酵（在灭菌的培养基上接种相应的微生物，然后不断加入新的培养基。周期长成本高）、补料分批发酵（在发酵过程中的不同时期加入越来越多的培养物，但不能除去旧的培养基）和连续发酵（在发酵过程中不断加入新鲜的培养基，同时除去等体积的旧的培养基）。
141、生物反应器：是指在发酵工程中应用于生物催化反应的核心设备，是在发酵工程中使用的发酵器，其可分为细胞发酵器和酶反应发酵器两类。目前生物反应器包括搅拌釜反应器、气泡注式反应器、气升式反应器。
142、发酵产品的分离和纯化的步骤：将微生物和培养基分开；将微生物细胞破碎；将固体杂质去除；将产品初步分离浓缩；将产品进一步纯化；将产品最终分离、纯化。
143、当前发酵工程的发展趋势是，使天然菌种逐渐向工程菌种过渡，即改造自然筛选的方法，用细胞融合技术、基因重组技术产出所需的工程酶，同时发酵的规模也越来越大。 144、细胞工程：是在细胞水平上利用生物、改良生物和创造生物的技术。
145、按照遗传操作对象的结构层次，细胞工程可分为染色体工程（是将一种生物的特定染色体，按照人们的意图予以消除、添加或将同别的生物染色体置换或改造的技术）、染色体组工程（是诱导增加或减少一个生物体内整套染色体组数的技术）、细胞质工程（细胞质的置换技术）、细胞融合技术（是指人为地使种类不同的两种生物细胞融合在一起，从而产出兼备两个亲本的遗传性状的技术）。
146、细胞融合技术的过程：现货的要进行融合的两种细胞；然后将其混合于某种缓冲溶液中；再加进合适的融合促进剂促使细胞融合；最后将细胞进行选择，选出合适的融合细胞移到合适的培养液进行培养。
147、生物技术第一次浪潮是医药和健康，第二次浪潮是农业生物技术。
148、生物技术在医学上的应用：基因工程药物、基因疗法、器官移植的基因技术。
149、生物技术在农业中的应用：基因重组技术（转基因技术）、动物胚胎工程、单抗体技术。 150、生物技术的发展趋势：基因重组技术日臻完善；转基因动植物取得重大突破；基因工程药物和疫苗开发；阐明生物体基因及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个主流方向；基因治疗取得突破；生物信息学将得到发展。
微电子技术与计算机技术
151、微电子技术是微小型电子元件器件和电路的研制、生产以及用他们实现电子系统功能的技术领域。微电子技术被人们誉为支撑高技术发展的基础和推进社会信息化的动力。 152、从晶体管到集成电路：30世纪30年代量子力学为半导体技术奠定了重要基础；1947年美国巴丁、布莱顿、肖克来发明了晶体管，为微电子技术拉开序幕；1952年到1959年集成电路的设想和研制成功标志着进入了微电子技术时代。
153、集成电路：是以半导体晶体材料为基片，采用专门工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表层或基片之上的微小型化电路或系统。标志集成电路水平的指标之一是集成度，集成度是指在一定尺寸的芯片上能做多少个晶体管。
154、微处理器CPU是微型电脑的心脏，是运算器和控制器集成在一个芯片上，也叫中央处理器。1971年Intel公司推出世界第一台微处理器4004。
155、计算机的特点：快速的运算能力；足够高的计算精度；超强的记忆能力；复杂的逻辑判断能力；按程序自动工作的能力。
156、计算机发展史：第一代（1946--1958）主要特点是使用电子管作为逻辑元件。1946年2月15日美国造出第一台计算机ENIAC。第二代（1958--1964）特点是晶体管为逻辑元件和磁记录设备应用。第三代（1964--1971）重要标志是采用集成电路，最大特点是采用微程序设计技术。第四代（1971年以后）最显著特点是集成电路和超大规模集成电路的采用。 157、我国计算机发展：1958年第一台电子管计算机103机研制成功；1964年电子管计算机研制成功；20世纪70年代我国进入集成电路计算机时期；1983年研制757大型计算机和银河巨型计算机，随后计算机迅速发展。
158、计算机硬件是指计算机系统中的全部设备，是计算机进行工作的物质基础，主要有存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五部分组成。
159、计算机软件是指使用计算机系统的全部技术，是计算机的灵魂，分为系统软件（管理监控和维护计算机资源，使计算机能正常工作的程序及相关资料的集合）和应用软件（为了解决用户的各种问题而编制的程序及相关资料的集合）两大类。
160、计算机的应用领域：科学计算、信息处理、自动控制与机器人、计算机辅助系统、多媒体应用、网络应用、电子商务（通过计算机和网络进行的商务活动）、电子出版物、人工智能（是指用计算机和工程的方法来理解人的智能行为，使计算机应用在需要认知、感知 推理等的任务中）。
161、计算机技术的发展方向：高性能计算机、网络计算机、智能计算机（特点：信息处理能力增强，具有自然语言的理解能力，具有学习推理等能力，帮人们有效的处理信息，能处理自然语言或接近自然语言书写的程序）、光计算机、神经元计算机、生物计算机、；量子计算机。
现代信息技术
162、现代社会三大支柱：信息、物质和能源。
163、信息是客观存在的一切事物通过物质载体所发出的消息、情报和指令中所有的一切可传递和交换的知识内容。信息是自然界、人类社会、人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性，是物质存在方式和运动的规律与特点的反映，是事物相互联系及作用的反映。 164、信息可分为宇宙信息、地球自然信息和人类社会信息三类。现代信息表现形式为数据、文本、声音和图像四种形态。
165、宇宙信息是指在宇宙空间，恒星不断发出的各种电磁波信息和行星通过反射发出的信息，形成了直接传播的信息和反射传播的信息；地球自然信息是指地球上的生物为繁衍生存而表现出来的各种行动和形态，生物运动的各种信息以及无生命物质运动的信息；人类社会信息是指人类通过手势、语言、文字等所表示关于客观世界的间接信息。
166、信息的特点：传播性、不灭性、复制性、时效性和无损耗行。
167、产业化的信息技术给社会带来的影响：信息技术产业化使产业结构发生一系列变化，智力型知识经济迅速增长；使世界经济格局和财富积累的速度大大加快；信息技术产业化帮助劳动者获得空前解放；信息技术产业化为全球经济一体化创造了有利条件；推动国民经济和社会的信息化进程。
168、信息技术发展的5个阶段：第一次信息技术革命---语言的产生；第二次信息技术革命---文字的创造；第三次信息技术革命----印刷术的发明；第四次信息技术革命---电信、广播和电视；第五次信息技术革命---现代信息技术，核心是微电子技术和计算机技术。
169、信息技术（IT）：是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。
170、现代信息技术是借助以微电子学为基础的计算机技术和电信技术的结合而形成的手段，对声音的，图像的、数字的和各种传感信号的信息进行获取、加工、处理、储存、传播和使用的能动技术。它的任务是研究信息的性质、取得、传输、检测、储存、处理和控制的基本原理和方法，为人类在信息的海洋中查找所需要的信息时提供理论和技术上的帮助。它的理论基础是从通信科学发展起来的信息论，即研究信息量、编码和通信的科学技术。
171、信息学是研究一计算机技术和通信手段实现信息过程自动化方法的技术学科，从自然界或人类社会的不同领域研究信息和信息过程，就是可以形成不同领域的信息学。
172、信息学发展速度最快的四个基本方面是理论信息学、技术信息学、社会信息学和生物信息学。
173、现代信息技术可分为基础技术（如新材料和新能量技术）、支撑技术（如机械技术、电子与微电子技术、激光技术和生物技术）、主体技术（如感测技术、通信技术、智能技术、控制显示技术）和应用技术（智能应用、日常应用）。
174、现代信息技术的功能：信息的搜集、存储（磁存储和光存储）、传递（光纤通信系统、移动通信系统、微波接力技术、卫星通信）和应用四大基本功能。
175、信息高速公路：旨在建立一个能提供超量信息的，由通信网络、多媒体联机数据库以及网络计算机组成的一体化高速网络，向人们提供信息的快速传输服务，并实现信息资源的高度共享。
176、衡量一个国家社会信息化程度的指标：信息传播能力和信息处理能力。
177、数字地球：1998年由美国副总统戈尔率先提出“数字地球”的概念。实际上就是信息化的地球，一个完整的地球的虚拟对照体，将有关地球上每一点的全部信息，按照地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型，其核心思想就是用数字化手段统一性的处理地球问题，最大限度的利用信息资源，它是以信息高速公路和国家空间数据基础为依托的整体性、导向性的战略思想。
178、信息科学与技术和信息产业紧密联系不可分，一方面，前者为后者提供源源不断的技术支持，成为后者的灵魂，使得后者不断出现新产品满足人们的需要；另一方面，后者为前者的研究和开发提供大量资金支持，加强研究的力量和动力。
179、信息产业：是从事信息产品和服务的生产、信息系统的建设、信息技术装备的制造等活动的企事业单位和有关内部机构的总称。宏观上分类：信息服务业、信息装备制造业和信息咨询业；专业角度分类：通信业、计算机业、声像业、元器件业。
180、世界信息业发展概况：信息产业在各国的经济发展中逐步超过其他产业占据主导地位；软件业将超过硬件也在信息产业占主导地位；信息产业在向纵深发展同时，不断向外延伸，范围不断扩大；信息产业发展不平衡，北美、日本和欧共体国家发展快。
181、重要的信息技术：数字技术（数字通信、宽带技术、超宽带技术）、蓝牙技术和蓝光技术、显示技术（等离子、液晶、OLED显示器技术和电子纸）。
182、信息安全的内涵：信息的保密性就是保证信息不泄露给未经授权的人；信息的完整性就是防止信息被未经授权的人篡改；信息及信息系统的可用性就是保证信息及信息系统确实为授权使用者使用，防止由于病毒感染或人为因素造成系统拒绝服务或反过来为敌方服务；信息及信息系统的可控性就是对信息及信息系统实施安全监控，防止敌方利用某些设备或技术来干扰对抗政府及破坏社会安全的犯罪活动。
183、信息加密就是把网络中的数据信息码变乱、变怪而不易被破译。常用加密方法：路加密法、网络节点对节点加密法、端对端加密法、认证和数字签名、伪装潜伏术。 184、编码密码学主要致力于信息加密、信息认证、数字签名和密钥管理。
新材料技术
185、新材料（先进材料）：是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料，新材料是新技术发展的必要物质基础，是当代新技术革命的先导。
186、新材料的分类：按属性分：金属、有机高分子、无机非金属三大类；按使用性能分：结构材料和功能材料。
187、新材料的特点：是知识密集、技术密集、资金密集的一类新兴产业；其发展与新技术密切相关；常常是多学科的相互交叉和渗透的结果。
188、先进的金属材料：形状记忆合金、超塑性合金（微晶超塑性、相变超塑性）、减振合金、贮氢合金、多空金属材料、金属磁性材料（永磁材料、软磁材料、超高磁致伸缩材料）。 189、形状记忆效应：是指在高温下处理成一定形状的金属冷却下来，在低温状态下经塑性形成另一种形状，然后加热到高温相成为稳定的温度时通过马氏体逆相变恢复到低温塑性变形前形状的现象。
190、超塑性：某些材料在特定的组织形状、一定的温度和形变速率下表现出极高的塑性。 191、特种陶瓷：是以高纯、超细的人工合成无机化合物为原料、采用精密控制的制备工艺烧结而成的，是比传统陶瓷性能更加优异的新一代陶瓷。种类：按化学成分分氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷和磷化物陶瓷等；按性能和用途分结构陶瓷和功能陶瓷、生物陶瓷。
192、结构陶瓷：是指特种陶瓷中发挥机械、热、化学等效能的材料。如氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、氧化铝陶瓷、高韧性陶瓷和透明陶瓷等。
193、功能性陶瓷：是指那些利用其电、磁、声、光、热、弹等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶瓷。如导电陶瓷、新型高性能介电陶瓷、半导体陶瓷、压电陶瓷。
194、生物陶瓷是指具有特殊生理行为的陶瓷材料，可以用来构成人体骨骼和牙齿的某些部位，甚至渴望部分或整体的修复或替换人体的某种组织或器官，或增进其功能。根据生理环
境所发生的生物化学反应分类惰性生物陶瓷、表面活性生物陶瓷和可吸收生物陶瓷。
195、高分子科学三大组成部分—高分子化学、高分子物理和高分子工程。通用高分子材料—塑料、橡胶和纤维。
196、新型高分子材料种类：高性能高分子材料（工程塑料、高强度、高模量的高分子材料高分子合金）、功能高分子材料（高分子分离膜、导电高分子材料、高吸水性树脂、高分子催化剂）、医用高分子材料。
197、高性能复合材料是指由两种或两种以上的材料按一定方式组合而成的具有单一材料所不能获得的优良性能材料。可分为结构复合材料和功能复合材料。包括高性能增强用纤维（关键部分）、高性能树脂基复合材料（使用最多的一种）、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料、梯度复合材料（采用先进的材料复合技术，通过控制构成材料的要素由一侧向另一侧呈连续梯度变化，使其内部界面消失获得材料的性质和功能相应于组成和结构的变化而呈现梯度变化的非均质复合材料）、功能复合材料。
198、电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料。包括半导体材料、介电材料、磁性材料、压电及铁电材料、电子陶瓷、电子用塑料。
199、半导体材料是一种具有特殊导电性能的功能材料，是最重要、最有影响的材料之一，其电阻率介于金属和绝缘体之间。种类有元素半导体（硅、锗）、化合物半导体（体单晶、外延材料）、固溶体半导体、非晶体半导体、有机半导体。
200、半导体超晶格是指两种（或以上）组分不同，或导电类型不同的极薄的半导体薄膜交替的叠合在一起而形成的多周期结构。
201、光电子材料是指光电子技术中所用的材料。包括激光材料、光电子控件元件材料、光电探测及光电信息传输材料、光储存和显示材料、光电转换、光电子集成化所用材料。 202、超导材料有些材料在一定的临界温度Tc以下会转变为完全没有电阻的状态，同时具有完全抗磁性。超导态特征：零电阻和完全抗磁性。
203、超导临界温度最高的 Nb3Ge仅为23.2K，四种典型的复杂金属氧化物：钡镧铜氧化物体系、铱钡铜氧化物体系、铋锶钙铜氧化物体系、铊钡钙铜氧化物体系。2001年后发现二硼化镁，第一个塑料超导材料，C60分子和一维碳纳米管。
204、纳米材料可分为纳米颗粒和纳米固体两个层次。纳米颗粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细颗粒，是介于原子簇与固体之间的过渡物质。纳米固体是由超微粒子凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维。
205、纳米颗粒结构具有晶态、非晶态和准晶态三种形式；纳米固体按照颗粒的结构状态分为纳米晶体材料、纳米非晶体材料和纳米准晶体材料；按照颗粒键的形式，纳米固体又可分为纳米金属材料、纳米离子晶体材料、纳米半导体以及纳米陶瓷材料。
206、纳米材料的性质：纳米材料的特殊性质主要取决于纳米颗粒的表面效应、小尺寸效应以及量子效应。超微粒的表面效应表现在：随着微粒粒度的减小，颗粒的表面积迅速增加，其表面能也迅速增大；随颗粒粒度的减小，颗粒表面的原子数占颗粒的总原子数的比例也迅速增大。
207、纳米材料的性质有：超微粒大的比表面积和活性；热学性质、光学性质、力学性质、磁学性质和电学性质。
208、纳米材料的应用：作为磁性材料的应用、传感器材料及微电子材料的应用、光学材料的应用、医学和生物工程学方面的应用、催化方面的应用和复合材料的应用。
209、磁流体是使强磁性超微粒外包裹一层长链的表面活性剂，稳定的分散在基液中形成胶体，具有固有的强磁性和液体的流动性。
210、C60分子有60个碳原子组成12个五边形和20个六边形的空心32面体，这种结构很想美国建筑师富勒设计的笼形屋顶，将这种分子叫富勒烯。是自然界最圆的分子。
211、C60的物理性质：对称性、固态C60的结构及相变（单立方结构）、C60的震动特性及电子结构、固体C60的半导体特性、掺杂C60固体的超导电性质。C60的化学性质：内修饰、外修饰和表面修饰。
212、碳纳米管的性质：它是除了C60之外的另一种十分奇特的富勒烯，其特性质：具有不同寻常的点磁性能、具有极高的强度、韧性和弹性模量。
213、C60应用前景：用于润滑剂研磨剂和制造超硬切削刀具、半导体超导体材料应用、软磁材料贮氢材料应用、非线性光学材料应用。
214、碳纳米管的潜在应用前景：贮氢材料、场发射的阴极材料、复合材料的增强体、超级电容器电极材料、传感器材料、锂电子充电电池的电极材料等。
激光技术
215、激光的来历：1958年肖落和汤斯首先发表了激光器的理论分析和设计方案，1960年梅曼制成世界第一台红宝石激光器。我国在1961年王之江研制成激光器称王之江为中国激光之父。
216、自发辐射：在微观世界中，处于激发状态的原子，即使没有外界影响，过一段时间后，它自己也会从高能级跃迁到低能级，同时放出一个光子，这种现象叫自发辐射。
217、受激辐射：处在高能级的原子，还可以在其他光子的刺激感应下，跃迁到低能级，同时发射出同样的光子，这一过程是在外来光子的刺激下产生的，就叫受激辐射。
218、激光：受激辐射中所产生的光子与外来光子具有完全相同的状态，只要一次受激辐射，引起原子发生受激辐射，短时间内激发出大量光子，在辅以必要设备，可以形成完全相同频率和方向的光之流，就是激光，这种设备就叫激光器。
219、激光器的结构：工作物质、泵浦源和谐振腔。
220、激光器的种类：按照工作介质分为固体、液体、气体、半导体激光器；按照功率分为微功率、小功率、中功率、大功率激光器；按照用途分为工业加工业、通信用、测量用激光器；按照频谱分为红外线、可见光、紫外线、X射线激光器。
221、激光的特性：定向性、高亮度、单色性、相干性好。
222、激光的广泛用途：激光武器、激光在农业、生物技术、医学、艺术等方面应用。 223、激光走向产业化：激光加工（焊接、打孔、切割、划片、热处理）、激光测距、激光清除海面浮油、激光通信，激光计算机。
224、激光科研助手：激光光谱、激光检测、激光开发新技术。
225、激光开发新能源：激光分离同位素、激光核聚变。
空间技术
226、俄国齐奥尔科夫斯基火箭原理和航天理论：（1）要实现太空飞行必须解决发射装置的问题。（2）单位时间里喷射的气体量越多，喷气速度越快，火箭获得大加速度越大。（3）可采用多级火箭提高速度。（4）火箭的喷射速度取决于燃气的温度和气体的相对分子质量，提出使用大推力液体火箭，用氧作为氧化剂，用液氢作为燃烧剂。它的设想把人们飞天梦想变为现实奠定了坚实的基础，被人们称为航天之父。
227、火箭的研制：起源于中国；20世纪初欧美研制航天运载火箭；1942年德国人布劳恩研制军用火箭；1957年苏联发射两级液体弹道导弹和人造地球卫星—斯普特尼克1号（标志空间技术的形成）。
228、空间科技包括空间科学和空间技术两部分。空间科学是关于宇宙空间的物质、特点及其运动规律方面的学问。空间技术是人们探索空间奥秘，利用和开发空间条件为人类服务的方法和手段，是从事空间飞行的综合性技术，包括空间飞行技术、控制与导航、通信与遥感、
图像与数据处理以及火箭、卫星、飞船、航天飞机制造发射等在内的空间系统工程技术。 229、空间技术发展：第一阶段是基础技术和实际应用试验阶段；第二阶段是世实际应用迅速发展阶段；第三阶段是空间技术的商业与军事化阶段。
230、火箭是利用喷气的反作用力把空间飞行器送入轨道的工具，是开发空间技术的前提条件，也是空间技术的重要组成部分。火箭由箭体结构、推进系统和制导系统组成。
231、人造地球卫星是指在地球大气层以外空间环绕地球飞行的人造天体，是迄今为止人类开发和利用空间资源的最主要手段是衡量一个国家科技现代化程度的重要标志。完全依靠本国力量发射卫星的只有苏联、美国、法国、中国、日本和印度等几个少数国家。 232、人造地球卫星大应用：通信卫星、导航卫星、天文观测文星。
233、载人飞行器种类：宇宙飞船、空间站、航天飞机三类。
234、宇宙飞船是体积大并能载人从事多种实验活动的太空飞行器。分两种，一种是环绕地球轨道飞行的飞船（如首次载人的苏联的东方1号，美国的水星号），另一种是脱离地球轨道的飞船（如美国的阿波罗宇宙飞船，我国的神舟号飞船）。
235、空间站是20世纪70年代，研制的一种比宇宙飞船体积更大、宇航员在其中活动更自由、运行时间更长的飞行器。已发射的空间站有美国的天空实验室、苏联的礼炮号和和平号空间站和欧洲空间局的太空实验室等。
236、航天飞机是科学家航天与航空结合起来研制的能往返于太空与地面的运载工具。世界第一架航天飞机美国的哥伦比亚号。
237、宇宙探测器（深空探测器）是利用现代空间科技成果，从地球向各行星发射的行星探测器工具。美国的水手、海盗、先锋、旅行者，苏联的金星、火星探测器。
新能源技术
238、能源是能够为人类提供某种形式能量的自然资源及其转化物。能源技术就是各种能源的开发、生产、传输、储存、转化以及综合利用的技术。能源革命的重点是开发新能源和提高能源的利用效率。
239、能源分类：按照成因分地球本身蕴涵能量、地球外天体的能源、地球与其他天体相互作用的能源；按照被利用的程度分为常规能源（煤炭、石油、天然气、水能、核电）和新能源（太阳能、核能、地热能、风能、生物质能、氢能、海洋能）；按照获得方式分为一次能源和二次能源；按照能否再生分为再生能源和非再生能源；按照对环境的影响分为清洁能源和非清洁能源。
240、环境污染：来源主要有煤石油的燃烧、汽车尾气、工业废气。危害有：酸雨、温室效应、臭氧层破坏、废弃物堆放。
241、核裂变能是指重元素的原子核发生裂变时放出的能量。核聚变能是指利用轻原子核在极高温度下聚合成较重原子核过程中释放出来的巨大能量。
242、聚变反应的优点：燃烧产生的能量大；地球储量丰富；污染小。
243、核电优势：成本比燃煤发电低；环境污染比燃煤电站小；运行安全。
244、地热能是指地球内部蕴涵着的巨大热能。分为5种类型：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。地热资源分布：环太平洋沿岸；大西洋中脊向东横跨地中海，中东到我国滇藏；非洲大裂谷和红海大裂谷。
245、风能：是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀引起的空气流动所产生的能量。风能利用方式：转化成机械能；转化成电能；转化成热能；风帆助航。
246、生物质能是指通过植物光合作用而将太阳的辐射能量以一种生物质形式固定下来的能源。生物质能的转化技术分为直接燃烧获取能量；生物转化技术；化学转化技术三类。 247、氢能是利用氢的能量大、使用方便、运输方便、来源丰富和没有污染的持久性能源。
特点：重量轻；热值高；易燃烧；资源丰富；品质纯无污染；能量形式多；储运方便。 248、我国为什么大力发展可再生资源？可持续发展的需要；调整能源结构的需要；保护环境的需要；开发西部的需要；解决农村及边远地区用能和生态建设的需要；提高能源供应安全的需要；开辟新的经济增长点的需要。
249、我国可再生能源发展存在问题：可再生能源技术发电成本过高和市场容量相对狭小。 250、我国规模化发展可再生能源的条件：我国可再生能源资源丰富；技术逐步趋于成熟；经济性不断改善；巨大的潜在市场。
251、我国可再生能源发展战略：政府支持、法律保证、引入竞争、依靠科技。
252、2006年1月1日实施了《中华人民共和国可再生能源法》。，该法对促进可再生能源的开发利用、增加能源的供应、改善能源结构、提高能源安全、保护环境、实现我国经济社会的可持续发展，具有十分巨大的作用。
253、我国2011—2020年可再生能源发展总体目标：规模化发展可再生能源，实现年增加供应15%左右；改进技术，提高经济性，实现商业化，简称技术先进的可再生能源体系。数量目标：到2020年我国可再生能源利用量可达5.25亿吨标准煤，可再生能源利用总量比2000年的2.56吨标准煤增加1倍；新的可再生能源的比例提高到73.5%。2020年发电装机可达1亿KM以上。
海洋开发技术
254、海洋开发技术也称海洋技术，主要包括海洋勘探、海洋资源开发、海洋空间利用和海洋生态环境保护在内的综合性活动。
255、海洋大科学研究进展：全球海洋观测系统、海洋科学钻探、热液海洋过程及其生态系统、海洋生物多样性、海洋带综合管理科学。
256、海洋高新技术进展：海洋监测预报技术、海洋生物技术、深海资源勘探与开发技术、海洋环境保护与生态修复技术、海水资源综合利用技术、海洋信息技术。
257、海洋捕捞技术是利用各种资源技术和手段，进行海洋捕捞的行为方式。表现为探鱼仪的使用，声、光、电捕鱼术和智能捕捞系统的应用。
258、海水淡化技术：也称海水脱盐，就是将海水中的盐和水分分离开来的技术。主要途径方法有：蒸馏法、电渗析淡化法、反渗透膜淡化法等。
259、海洋能的利用：波浪能占93%，达7×10的10次方KM；潮汐能为10的9次方KM；温差能为2×10的9次方KM；海流能达10的9次方KM；盐差能为2.6×10的9次方KM. 260、海洋矿物资源开主要有锰结核（1873年英国汤姆森在大西洋海域打捞上来，1882年英国约·雷默爵士和地质学家雷纳经系统分析其成分为氧化锰和氧化铁等，命名为锰结核）、石油和海滨砂矿。
261、锰结核开发技术：气（液）压提升采矿技术、连续戽斗采矿技术、水利提升采矿技术、海底自动采矿技术。锰结核冶炼技术：低温湿式冶炼法、高温干湿冶炼法。
262、海滨砂矿开采方法：链斗式、泵吸式、钢索式、空气提升式。
263、海水中化学成分：钠、溴、镁等，海水主要物质是盐。
264、海洋医药资源：心血管疾病药物、癌症药物、河豚毒素等。
265、海洋工程：海上城市、海上工厂、海上宾馆、海底光缆、海底深潜器、水下居住层。
现代科学技术导论（第四版）
总论
1、科学：是人们对客观世界的正确认识，是反映客观事实和规律的知识体系。从大的层次上划分包括自然科学、社会科学和思维科学三大分支。
2、自然科学对人类社会发展的推动作用（科学技术是第一生产力的基本观点的体现）？自然科学在理论上的每一次进步，都在逐渐地改变并丰富着人们的自然观，对社会产生巨大的推动力，对人们认识世界和改造世界产生新的飞跃。
3、当代自然科学的重大基本问题：是那些自从有人类以来，人们就努力探索，而至今人们仍在不停的研究的，关系到科技进步、社会发展和人类文明的自然奥秘。
4、科学与技术的区别、联系？科学和技术是辩证统一的整体，既有区别又有联系。科学：是人们对客观世界的正确认识，是反映客观事实和规律的知识体系；技术是在科学的指导下，总结实践的经验，在生产过程中和其他实践过程中，从设计、装备、方法等的系统知识。技术直接指导生产，是现实的生产力。科学产生技术，技术推动科学，两者互相促进。科学回到的是“是什么、为什么”，技术回答的是“做什么、怎样做”；科学提供物化的可能，技术提供物化的现实；科学是发现，技术是发明；科学是创造知识的研究，技术是综合利用知识于需要的研究。注重技术时要想到科学，注重科学时要考虑到技术；技术是科学的延伸，科学是技术的升华。
5、当代自然科学的重大基本问题有四个：宇宙的起源和演化、地球的起源和演化、生命的本质与智慧的起源、宇宙的层次结构与物质的基本单元。
6、技术概念的研究：始于古希腊的亚里士多德；古罗马时代看到技术的知识形态；17世纪英国的培根、18世纪德国的康德研究讨论技术；18世纪末，法国狄罗德《百科全书》列入“技术”条目。
7、现代高新技术：它不同于高级技术或先进技术，一是是对知识密集、技术密集类产业及其产品的通称；二是指那些对一个国家军事、经济有重大影响，具有较大社会意义，能形成产业的新技术或尖端技术。
8、简述高技术的特征？其特征集中在一个“高”字上，即高增值（是高技术为人们所追求的的首要特征）、高竞争（显著特征，内在动力）、高资金（显著特征，支撑条件）、高风险（困难之处）、高驱动和高智力（根本属性，前提条件）。
9、高技术的内容：生物技术、计算机和现代信息技术、激光技术（最活跃）、新材料技术（基础）、新能源技术（支柱）、海洋开发技术（内向拓展）、空间技术（外向延伸）。
10、生物技术：预测是21世纪高技术的核心，它以基因工程和蛋白质工程为标志，通过人为控制的方法，改变生物的遗传性状，定向的创造出生物新品种，包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物发酵工程。
11、计算机和现代信息技术：是当今高技术的先导，，国际互联网是其标志性技术。是一种综合技术，是一个多层次、多专业的复杂矩阵技术体系，它的发展是由许多单元技术支撑的。是以计算机和集成电路技术支持的信息技术的物质基础，是以显示信息形态为重要手段的信息获取和传输技术，是以各种软件和人工智能为重要环节的信息处理技术和控制技术。
12、空间技术：航天飞机和永久太空站是其标志性技术。是探索开发和利用太空以及地球以外的天体的综合性工程技术，是利用卫星、宇宙火箭和航天飞机等各种航天工具，进行宇宙探索，空间资源利用和其他学科研究的科学技术。
13、海洋开发技术：是以综合高效开发海洋资源为目的的高技术，海洋挖掘和海水淡化是其标志技术。它是指人类对于海洋及其自然资源、环境条件等所进行的科研和开发利用活动。
14、《高技术产业发展“十一五”规划》意义：2007年7月10日发布。是贯彻落实国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要的具体部署，是实施国家中长期科学和技术发展规划纲
要的行动计划，也是推动我国高技术产业快速健康发展，促进产业结构调整和经济增长方式转变，加快建设创新型国家和落实科学发展观的一项重要举措。
15、《规划》特点和亮点：明确了指导思想、发展原则、目标、八大产业、三大区域发展重点、九大专项工程和五大保障措施；二十字原则--自主创新、着力应用、产业密集、规模发展、国际合作；目标--由产业规模为主转向包含自主发展能力目标、产业结构目标、国际化目标、产业规模目标的目标体系；八大产业—电子信息产业、生物产业、航空航天产业、新材料产业、高技术服务业、新能源产业、海洋产业、应用高新技术；区域发展三大任务—推动长江、珠江三角洲环渤海地区三大高新技术产业优势区率先发展、增强中心城市的产业创新自主能力发挥辐射带动能力、将各类高技术产业基地培养成高新技术产业的增长点；确定九大高新技术产业专项工程；五大保障措施—建立融资体系、有效运作财税制度、实施人才专利标准三大战略、科技兴贸战略、政府宏观调控。
第一章 宇宙的演化和起源
16、宇宙：泛指天地万物，亦即在浩瀚的空间中运动和变化着的全部物质世界的总称。宇宙是由数十个类似银河系的庞大天体系统组成。
17、银河系：是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。河外星系是指银河系之外数十亿个类似银河系的庞大天体系统。
18、星系大约含10的11次方颗恒星，质量约为10的11次方m⊙（表示太阳质量），肉眼所见最远的星系是仙女座星系，距离2.25×10的6次方光年，星系的形状可分为椭圆形状、透镜形状、漩涡形状、棒旋形状和不规则形状。由于引力作用把几十个星系组成的集团称为星系群；几百个星系组成的集团称为星系团；星系群和星系团又进一步结成超星系团。
19、星云：是宇宙中由气体和尘埃组成的团块。星云含有大量的分子称为星际分子云，是恒星生成的场所。
20、几种典型的现代宇宙模型：牛顿力学为基础的唯物机械论的宇宙学；广义相对论推论出一个静态的有限无界宇宙模型称为爱因斯坦宇宙；爱因斯坦场方程一组动态解和光谱红移提出膨胀宇宙的模型；稳恒态宇宙模型；热宇宙模型即大爆炸宇宙模型。
21、宇宙大爆炸起源模型：宇宙始于100亿年前的大爆炸。起初没有任何天体、离子和辐射，只有一种单纯的真空状态以指数函数形式急剧膨胀着。随着宇宙膨胀和降温，真空发生一系列相变，超统一相变发生使引力相互作用首先分化出来，粒子产生；后发生大统一相变使强相互作用分离出来，物质与反物质间的不对称的现象出现；后弱电相变发生使弱相互作用和电磁相互作用分离，后进入辐射为主的阶段。宇宙膨胀为一光年的实体，原子核合成时期到来，构造各种物质元素的材料已制备完毕，物质复合成原子，随后星系形成，出现类星体„现在宇宙仍在继续膨胀着。此理论最大困难时承认宇宙有开端，时间有起点。
22、在宇宙学尺度上，可以认为宇宙是由充满空间的以星系为基元的均匀的和各向同性的介质。
23、哈勃定律与宇宙膨胀：1929年美国天文学家哈勃发现，星系离得越远接收到它的光的频率比它发出的光的频率就降得越多，写成公式z=(H/c)d，其中z为红移量，c为光速，H为哈勃常量（80±1.7）km﹒s-1﹒Mpc-1，d为星系距离，这是哈勃定律第一种表现形式；将多普勒效应与第一种表达方式结合得出第二种表达式，v=Hd，星系退行速度与星系距离成正比。由此推出，各星系彼此远离、且远离的越来越快这一宇宙膨胀结论。
24、多普勒效应是一个振动的物体离开震动的接收者而去，离去的速度越快则接收到的频率比物体振动的频率越低的现象。
25、微波背景辐射：是20世纪天文学一大发现，被作为大爆炸宇宙的重要遗迹被确认，1964年美国彭齐亚斯和威尔逊用射电望远镜发现在7.35cm波长处探测到一种来自宇宙深处的强
度与方向无关的宇宙背景辐射信号。证明了宇宙微波背景的黑体性和普适性。
26、宇宙有限无限取决于宇宙物质的平均密度和临界密度，前者小或等于后者，宇宙将无限膨胀，前者大，则宇宙是有限无界的闭合宇宙；开放宇宙年龄200亿年，闭合宇宙年龄130亿年。
27、星系的演化趋势：随着它们储存的引力能和核能的释放，将演化为更有组织和更加致密的天体。
28、星系是宇宙的基本单元，恒星是星系的基本单元，恒星是将宇宙原始物质合成各种重元素的熔炉。星系中恒星间的区域不是真空，而是充有星际物质，主要是气体云、尘埃云组成的巨大分子云。
29、恒星的形成：星际物质分布不均匀，因引力作用巨大分子云密度变得更密，引力做功转化成热能，当气体密度与温度达到一定值时，大分子云收缩形成密度较大的核心天体称为云核，如果气体云起初有足够的旋转，则形成气尘盘，引力势能转化为热能使核心天体炽热发光，这是原恒星阶段，当盘中物质在引力作用下不断落向原恒星，热能使中心温度达10的7次方K时，发出热核反应，释放巨大核能，形成恒星。
30、恒星形成研究的两个发展方向：单体恒星的形成的具体过程；揭示恒星形成的统计规律。
31、恒星的演化过程：分4个阶段，初始阶段、亚稳阶段、周期性收缩膨胀阶段、引力塌缩阶段。
32、恒星的三种结局：恒星质量不超过1.4倍太阳质量，简并态的存在使形体稳定形成白矮星（质量上限1.44太阳质量）；初始质量更大的恒星，引力塌缩更厉害达到简并态形成中子星（2-3太阳质量）；恒星质量损失后仍在3个太阳质量以上，形成黑洞。
33、太阳系：是银河系的一个星系，太阳在银道面以北约26光年，距离银河系中心约32600光年，以250km/s速度绕银心运转，每2.5亿年转一周。太阳系是由太阳、行星及其彗星、卫星、流星体和行星际物质构成的天体系统。
34、太阳大气分三层，由内向外依次是光球、色球和日冕。
35、光球是肉眼所见到德尔太阳表面层，厚300-500km，其中包括太阳黑子、光斑、白光耀斑，黑子活动周期为11年，磁场极性变化周期为22年。色球是太阳大气中间一层，是一个充满磁场的等离子层，常有耀斑、日珥、冲浪、喷焰的爆发；日冕是太阳大气最外层，延伸几个太阳半径至更远，由质子、高度电离的离子和高速的自由电子组成，日冕气体向外扩散形成太阳风，向空间辐射出高温匀速低密度等离子体流。
第二章 地球的起源和演化
36、地球的形成：实际上就是太阳系起源问题，太阳系形成后才诞生地球。地球是在46亿年前由原始的太阳系星云物质经分馏、塌缩、凝聚而形成。
37、星子聚集形成行星胎受下列效应作用：冲击效应，由冲击能转化为热能；压缩效应，压缩能转化为热能；放射性衰变效应，放射能转化为热能。
38、地球内圈指地壳（硅酸盐岩）、地幔（岩浆）和地核（铁和镍）。（根据地震波在地球内部的变化划分），纵波P可通过固体和液体，速度快，横波S只能通过固体，速度慢。
39、地球外圈指大气层、水圈和生物圈。
40、大气圈对地球的作用：是地球的重要组成部分，对地球上万物的形成发展和演化起着重要作用。大气供给地球上生物所必需的元素；大气保护生物成长，免遭宇宙射线危害；天气变化发生在大气圈；大气环境的好坏直接影响人类的健康。
41、水圈对地球发展和人类生存的作用：水圈是生命的起源地；水是改造与重塑地球面貌的重要动力；水是多种物质的储存库；水是重要的物质资源和能量资源。
42、生物圈对地球发展的作用：改变大气的成分；生态平衡，促进自然环境良好发展；是主
要能源矿形成的物质基础；生物促使某些岩石和土壤形成；生物的发展与人类的生存、经济发展息息相关。
43、地球演化的年代：人们根据地球发展历史过程中生物演化和岩层形成的先后顺序，将地球的历史划分为若干个自然阶段，确定了国际统一的时代单位---宙、代、纪、世，同时又根据岩石或矿物中放射性元素衰变规律来测定地球的年龄，从而较为准确的确定地球从诞生至今，发生了那些事件，时间长短等，建立了地质年代表。
44、人造卫星观测地球：大地水准面不是一个稳定的旋转椭球面，隆起凹陷相差百米以上；地球赤道横截面不是正圆形，而近椭圆形；赤道面不是地球的对称面，地球形状近视梨形。
45、地球的物理性质：地心引力和地球自转离心力的合力就是地球上物体的重量；地球内部的放射性；地热，常温层以下每增深百米温度增加3度；地磁。
46、地热的来源：地球形成时地热的残余热；重力位能降低产生的热能；放射性元素产生的热能。
47、对地热的利用和研究：利用只限于地表和地下热水方面。研究进展，地热观测资料和大地热流数据大幅度增长；研究的层位越来越深；地热的研究正在和多门学科进行交叉。
48、地球磁场的形成原因：地核的外核部分是导电液态的铁镍物质，在地球旋转中产生自激形成磁场，液体地核比固体地幔稍有滞后，地磁场向西漂移。
49、太阳活动是指太阳不停的发出均匀的辐射，在大气圈中常发生许多复杂变化现象，引起太阳能量系统的变化。
50、太阳活动三种形式有太阳黑子；太阳光谱中的y射线、X射线、紫外线和射电等辐射的缓变或脉冲式的增强；太阳等离子体的运动和抛射以及高能带电粒子的加速和喷发。
51、地球表面的变化：（1）水、大气和生物等外力引起地表变化。水的运动、冻结和化学作用引起地表变化；大气的运动、大气降水和气温变化引起地表变化；植物根系成长、动物地面挖掘和穿凿、生物生长死亡释放的化学物质引起地表的变化。（2）内力对地表的作用。地壳运动、火山活动、地震引起地表的变化。对于地球表面来说，是内外力综合作用的结果，内力作用使地表起伏不平，外力作用使地表高处蚀平、低处充填，内外力相互斗争、此消彼长的过程，也是地表发展和演化的过程。
52、板块构造学说：1967年，美国摩根、英国麦肯齐和法国勒皮顺等人结合大陆漂移和海底扩张假说，把他们的基本原理扩展到整个岩石圈，并对岩石圈的运动和演化的总体规律做了总结和提高，形成了板块构造学说或称为新的全球构造理论。
53、板块构造学说的基本原理：地球岩石圈和软流圈参与了地球总体的构造运动；岩石圈可分为若干个刚性板块，并在软流圈不停的位移；板块的水平位移具有三种形式，即相互运动、反向运动和相互错位；板块运动的驱动力是上地幔热对流；板块运动是大洋地壳演化的根本原因。
54、板块构造与内动力作用：与火山地震、造山运动、矿产资源、海洋的演化、大陆分裂。
55、地球科学的作用和意义：是研究地球发展和演化规律的一门科学。其基本任务是整体的认识地球，包括它的过去、现今并预测未来发展和行为。地球科学的研究使人类不断提高对地球的认识，并增强社会功能，有效的探索、开拓和利用自然资源；避免和减轻自然灾害；避免和白狐自然环境不受破坏和干扰；预测和调节环境变化与全球变化；从总体上促进人类社会与自然系统之间的关系，维护生物圈和人类社会生存、持续发展的自然环境。
55、地球科学研究的基本进展：新的高技术研究领域获得突破性进展，大大加深了我们对地球的认识；对地球内部结构和物质组成及其性质等有了较多的认识；大气环流的研究把大气圈、海洋圈冰雪圈陆水圈等结合统一，又加入人类圈；气候变化既有自然原因又有人类的因素；太阳活动对地球影响认识加深；地球的整体运动有了较多认识。
56、地球系统科学：是为了解释地球动力、演化和全球变化对组成地球系统各部分相互作用
机制进行综合研究的一门科学。其基本观点强调从整体高度出发，将大气圈、水圈、岩石圈、生物圈作为地球系统来看待；强调研究发生在该系统中主导全球变化的，相互作用着的物理、化学、和生物过程，特别是人类诱发全球变化；最终揭示全球变化规律，提高人类认识并预测全球变化的能力。
57、地球系统科学研究的目标是更深刻的认识影响在所有时间尺度范围内地球演变的过程。
58、地球系统科学的研究方法：按照不同尺度，全新观念来分析全球变化。强调几千年至几百万年尺度和几十年到数百年尺度的全球变化研究。前一尺度的地球演变过程，受地球内部能量和太阳辐射的外部能量所驱动。后一尺度运行着物理气候系统（控制地面温度和降水分解的大气和海洋过程）和生物地球化学循环（元素在地球系统中转移过程）两大系统，通过各种形式的水而密切联系。
59、地球系统科学基本思路：建立全球变量信息库对全球变化描述理解模拟和预测；进行过程研究对全球变化加深理解和认识；建立数值模式，进行数值模拟记录记果；对全球系统变量的变化趋势、取值范围作系统和预报。
第三章 生命的本质与人类智力的起源
60、生命的本质是指生命由核酸和蛋白质组成的具有自我更新和自我复制能力的多分子体系。
61、生命的物质基础：细胞是生命的基石，生命的物质基础是蛋白质和核酸。
62、细胞是由分子构成的，是生命体的基本结构单位和基本功能单位。
63、蛋白质是一种复杂的、分子量巨大的高分子有机化合物，其组成基本单位是氨基酸，它是生物体活动的物质基础，酶、抗体、血液蛋白、某些激素都是蛋白质。
64、氨基酸分类：20多种氨基酸可分为三类，含一个氨基和一个羧基的中性氨基酸；含一个氨基和二个羧基的酸性蛋白质及其酰胺；含过剩的碱基的碱性氨基酸。
65、必需氨基酸：20多种氨基酸中有8种（苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）是人体不能制造的，只能从食物中补充，称为必需氨基酸。
66、蛋白质分子结构的复杂性：蛋白质的质分子结构一方面是它所含有的氨基酸种类、数量以及肽链中排列顺序有关，另一方面也决定于多肽链所构成的空间结构。这种复杂性才表现出多种多样的生命活性，体现了各种各样的生命活动。
67、蛋白质的种类：按照组成成分为单纯蛋白和结合蛋白；按其形状分为球蛋白和纤维蛋白。
68、蛋白质的基本生理功能：催化生命体内发生复杂的化学反应；运输养分；肌肉收缩；调节新陈代谢；免疫保护；感受光刺激和神经冲动等。
69、核酸是一种复杂的、分子巨大的高分子有机化合物，组成成分是核苷酸，是单核苷酸的聚合物，是生物体遗传的物质基础，对生物的生长、遗传变异等现象起着重要的决定作用。
70、核酸可分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA两类。核苷酸有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶四种碱基，最早揭示DNA分子结构的是沃森和克里克。
71、组成核糖核酸的核苷酸有4种，腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸和胞嘧啶核苷酸；组成脱氧核糖核酸有4种，腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
72、一个核酸分子是由许多核苷酸通过核苷酸的戊糖与另一个核苷酸的磷酸聚合串联称为长链，又称多核苷酸。
73、DNA的分子结构：由两条互相缠绕的多核苷酸长链所组成，脱氧核糖和磷酸排列在每条链的外侧，碱基在内侧。
74、碱基互补配对原则：相对的单核苷酸中的碱基之间的氢键互补配对，按照A＝T、T＝A、C≡G、G≡C互相结合的原则互补配对。
75、RNA有三种：信使核糖核酸、转移核糖核酸和核糖体核糖核酸。
76、转录：在细胞核内进行，DNA双链的氢键打开，以其中的一条DNA为模板，次核糖、磷酸和碱基为原料，按A＝U、T＝A、G≡C、C≡G的碱基互补原则合成RNA单链。翻译是在细胞质中进行的以信使DNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质过程。
77、新陈代谢：是生物体内化学组成的自我更新，分为同化作用（生物体从食物中摄取养料转化成自身的组成物质的储存能量过程）和异化作用（生物体将自身组成物质分解释放能量或排除体外）。
78、DNA的复制：是指以亲代DNA分子为样板来合成子代DNA的过程。DNA分子边解旋边复制，利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，按照碱基互补原则，合成出与母链互补的子链，子链不断延伸，同时每条子链与对应的母链互相盘绕成螺旋结构，形成一个新的DNA分子。
79、基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有效遗传效应的DNA片段，每个基因中含有成百上千个脱氧核酸。
80、人类基因组大约有30亿个核苷酸组成，其信息量约为120亿比特，可以编码20万种蛋白质。人类基因组的数目约为3.4万至3,5万个，2003年美、英、日、法、德和中国的科学家共同完成了人类基因组序列图绘制工作。
81、遗传密码：每三个碱基决定一种氨基酸，碱基的组合达到64种，这种核苷酸的组合方式就叫遗传密码。其中61种用于编码氨基酸，3种用于编码终止信号。
82、生命世界的自组织：核酸和蛋白质等生命物质构成细胞，细胞构成组织，组织构成器官，器官构成系统，系统构成生命体，这些层次结构都是按照特定的规律和方式自发组织而成的有序结构，这种有序结构的过程叫做自组织。它是自然界普遍存在的现象，宇宙起源、天体形成演化、元素起源、物种起源演化都是自组织过程。它是生命世界的一个重要特征。
83、生命起源两大假说：化学进化说和宇宙胚种说。前者主张生命起源于原始地球从无机到有机、由简单到复杂的化学进化过程；后者认为地球上最初的生命来自地球以外的宇宙空间，只是在后来才发展起来。
84、生命的化学进化过程4个阶段：从无机小分子物质生成有机小分子物质；有机小分子物质形成有机高分子物质；有机高分子物质组成多分子体系；多分子体系演变为原始生命。
85、生命起源和细胞起源的研究意义：追根溯源；深入了解各种物质的辩证关系；阐明生物机制和生命本质；从而控制生命和改造生命；其研究结果又可以指导人类根据需要人工合成生命和细胞，实现生物科学的最终目标。
86、细胞起源问题包含两个不同问题：一个是构成所有真核生物的真核细胞的起源问题；一个是与生命的起源相伴随的原核细胞的起源问题。
87、生物的分类：两界说，林耐以生物能否运动分为植物界和动物界；三界说，霍格、海克尔提出植物界、动物界和原生生物界；四界说，科普兰根据生物体组织水平分为植物界、动物界、原生生物界和菌界；五界说，惠特克按照营养方式不同分为植物界、动物界、原生生物界、真菌界和原核界；界上增级分类，始生总界和胞生总界。
88、三阶段五个界分类系统：陈世骧、陈受宜提出目前采用的分类。（1）非细胞总界 a病毒界；（2）原核总界 a细菌界 b蓝藻界（3）真核总界 a植物界 b真菌界 c动物界
89、植物进化的4个阶段：藻类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物；动物进化的2个阶段：无脊椎动物阶段和脊椎动物阶段。
90、分子树：是根据生物大分子的序列资料建立起来的用图表解法表示的、类似树状的分子进化模型。分子树的建立是对进化论研究的一大贡献，与传统的进化系统树相比更客观、更准确。
91、分子系统研究的重要成果：生物进化系统的三条主干；支持了真核细胞的共生起源说；
其研究结果与传统的系统树相符，也有个别进化观点不吻合的结论；揭示了过去表型系统树上模糊不明的或争论未决的系统进化问题。
92、智力是指人们认识客观事物并运用知识解决实际问题的能力，集中表现在反应客观事物深刻、正确、完全的程序上，通过观察、记忆、想像、思考和判断等表现出来。智能是人的智力和智力外化的行为的总和。
93、脑的进化：每一步进化都保留原有部分，但其功能被新层所控制，同时具有新功能的新层又增殖出来，最后，就是覆盖在脑的其余部分之上最新进化的堆积物---新皮层。新皮层进化的最出色的是人、海豚和鲸。
94、脑进化的3个阶段：几十亿年前，脑的信息量只有几十亿比特；石炭纪，早期爬行动物出现脑内信息大于基因信息的情况；哺乳动物出现以及包括人类在内的灵长目动物诞生，在脑进化中的两次相继完成的重大飞跃大大促进了智力的进化。其特点是：脑重从来没这么大；脑重和体重比从来没有这么高；从未有这样大的额叶和颞叶；从来没有这么丰富的神经连接；从没有这么大的生存竞争压力。
95、为什么人的智力出现这么晚？因为高级灵长目动物及鲸目动物的脑的独特性能在全新世以前毫无进展的缘故。
第四章 宇宙的结构层次与物质的基本单元
96、宇宙按其空间尺度和质量大小可分为宇观、宏观和微观三个层次。
97、微观层次：分粒子亚原子和原子分子两个层次；
98,、宏观物质是由大量原子形成的凝聚体系，其稳定条件是电子受原子核的为库仑吸引与电子之间因泡利不相容而有的排斥之间的平衡。宏观物体密度的数量级与原子分子的相同。
99、宇观与宏观之间也没有明显界限。弱、强相互作用和电磁相互作用是支配微观层次的决定性因素；电磁相互作用是支配宏观层次的决定性因素；万有引力相互作用是支配宇观层次的决定性因素。
100、古代人关于物质本源的假说，只能是当做近代科学研究的一种背景，不能视为科学真谛；真正对物质进行科学的研究和解释是17世纪开始的。
101、汤姆孙发现电子（第一个粒子）；卢瑟福发现质子；查德威克发现中子；安德森发现反粒子—正电子；迈耶和詹森分别提出原子核结构模型；鲍威尔发现∏介子；
102、第一代“基本粒子”：原子核内相互作用理论研究活跃，认为组成物质的基本单元找到，质子、中子组成原子核，加上电子组成原子，∏介子传递核力，ｖ体现弱作用。
103、超子是奇异数S不为零的重子的通称。以发射光子或以弱作用相互作用方式衰变，超子的发现说明，第一代基本粒子并不是构成物质结构的基本单元。
104、夸克模型：盖尔曼和茨威格分别提出形象的易于理解的强子结构模型—夸克模型，认为强子由上夸克、下夸克和奇异夸克三个更基本的粒子组成。科学家们经过31年的完善夸克理论，发现共6种夸克。
105、物质的基本单元：将夸克和轻子放在同一物质结构层次上看待，构成物质的基本单元有4种基本粒子：六种轻子（电子、缪子、陶子、电子中微子、缪子中微子、陶子中微子）；六种夸克（上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克、底夸克）；五种传播子（光子、带电中间玻色子、胶子、引力子）；希格斯粒子。
106、夸克的性质：夸克是费米子，J=1/2，保证构成各种强子。电荷数Q和重子数B为分数，这是三个夸克构成重子所要求的；有奇异数S≠0的夸克，以组成奇异粒子；满足盖尔曼-西岛关系。
107、微观粒子的性质规律：所有粒子的运动都遵循四种基本的相互作用规律；都遵循守恒律和对称律；都具有波动微粒二象性；粒子的尺度、质量、寿命等是微观粒子的主要特征量。
108、万有引力：表现为所有粒子之间的一种长程吸引力。所有物体都通过与他们的质量成正比，距离的平方成反比的力相互吸引。
109、电磁相互作用力：是使同号电荷相互排斥而异号电荷相互吸引的一种长程力。
110、弱相互作用力：与电磁作用和引力作用不同，是一种短程力。比电磁作用弱上约千倍。 111、强相互作用力：又称核力，是一种使原子核得以形成并稳定的短程力。
112、微观粒子分为强子、轻子和传播子。
113、强子是所有参与强力作用的粒子的总称。其传播子是胶力。
114、轻子是只参与弱力、电磁力和引力相互作用的粒子。其传播子是带电中间玻色子和中性中间玻色子。
115、传播子也是基本粒子，每一种力都通过一种相应的传播子来传播。
116、微观粒子的尺度：原子尺度10的-8次方cm，质子、中子10的-13次方cm；轻子和夸克都小于10的-17次方cm。
117、微观粒子的质量：质量范围较大，包括0到90 MeV。光子、胶子是无静止质量的，电子质量很小，只有0.5MeV，介子是电子的280倍，质子中子较重接近电子的2800倍，约为1 MeV，最重的是中间玻色字90 MeV。
118、微观粒子的寿命：电子、质子、中微子和光子及其光子的反粒子的寿命较长，称为稳定粒子，长寿命粒子；而其他绝大多数粒子存在时间较短是不稳定的粒子。
119、正反粒子的对称性：每一种粒子都有相应的反粒子，反粒子的反粒子是其本身，有些中性的粒子如光子，是它们自己的反粒子，如果两个粒子是相反的粒子，那么它们就有相反的电荷和相同的质量。
120、微观粒子的自旋：自旋是粒子的另一种属性。微观粒子一个重要的区别是它们自旋角动量不同。自旋为半整数的粒子称为费米子，为整数的粒子称为玻色子。希格斯粒子自旋值是0，电子轻子质子夸克自旋值是1/2，光子中间玻色子和胶子的自旋值是1，引力子自旋值是2.
121、标准模型的粒子物理理论：经过20多年的摸索，反复实践和理论，以夸克、轻子为研究对象，以弱作用和电磁作用统一理论以及量子色动力学理论为框架，逐步建立和发展的的标准模型的粒子物理理论。
生物技术
121、生物技术是当代高新技术，它通过人为控制的方法，改变生物的遗传性状，定向的创造出生物新品种或新物种。它是一个具有巨大潜力的新技术群，包括酶工程、基因工程、细胞工程和发酵工程。
122、无性繁殖：指不经过生殖细胞而直接由体细胞获得新的个体。
123、基因：是有遗传效应的DNA的特定区段，是含特定遗传信息的核苷酸序列，是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。基因是遗传的物质基础，也是遗传学研究的核心。 124、生命物质区别于非生命物质的根本所在：DNA的双螺旋梯形结构区别于任何生物体和非生物体的化学分子结构；DNA是分子量很大高分子，含有的碱基数很多，能组成巨大数量种类的DNA，在理论上解决了遗传信息的储存问题；DNA分子在聚合酶的参与下，具有精准的自我复制能力。
125、DNA的研究进展：可以看见DNA了；可以找到一种内切酶把DNA 切断；能够复制DNA；绘制完成了人类基因组序列图。
126、2007年10月11日我国深圳梧桐山麓华基因研究院完成全球第一个黄种人标准基因组序列，是炎黄计划的第一部分。
127、基因工程：又称重组DNA技术，是利用基因拼接技术把我们所需要的基因（DNA片
段）提取出来，在生物体外人工进行分离、剪切、重组、拼接，然后，植入某种细胞的DNA中去，使后者具有常规方法无法获得的新的遗传性，从而改造或组建生物的现代技术。 128、基因工程操作步骤：目的基因的制备；把目的基因结合到基因运载体上；将重组DNA分子引进到受体细胞中去并在受体细胞中复制保存；筛选受体细胞；后期培养。
129、酶工程：就是在一定的生物反应器中，利用酶的特异催化功能，快速、高效的将相应的原料转化成有用的物质的技术。
130、酶是一种特殊的蛋白质，是蛋白类的生物催化剂，是由活的细胞产生的。
131、酶的重大作用和应用：一切生物化学反应都是由酶来控制的；酶在食品工业、医疗诊断、纺织工业和皮革工业中广泛的应用；酶在传统的化学工业和基因工程中都有重要作用。 132、酶工程的主要技术：主要有酶的开发与生产技术、酶的固定化技术、酶的分子改造和修饰技术、酶的抑制剂的开发研究技术。其中酶的固定化技术是酶工程的核心。
133、固定化酶：采用一些物理或化学的手段处理水溶性酶，将它制成不溶于水的颗粒物，或者将酶直接与某种不溶于水的载体连接或被载体包埋。
134、自由酶的缺点：稳定性差；无法回收连续使用。
135、固定化酶的优点：稳定性高；酶可以反复使用；产物纯度高；生产可连续化或自动化；设备小型化以及节约能源。应用固定化酶技术，可以大量生产出与人们日常生活密切相关的产品，在临床上用于疾病诊断，生产青霉素实际效率提高几百倍，更纯净。
136、现代发酵工程：也称微生物技术，是将传统发酵技术与现代DNA重组、细胞融合等技术结合起来的现代微生物发酵技术。
137、新、旧发酵技术的区别：旧的发酵原料是微生物，新的发酵还可以利用植物动物和酶；旧的发酵是分批式的发酵，新的发酵是连续式的发酵；旧的发酵使用发酵罐，新的发酵利用反应器；旧的发酵多是手工操作，效率低、不精确、易污染，新的发酵电脑控制技术先进。 138、发酵工程的操作分4个阶段：选取发酵原料及对原料进行预处理；发酵过程的准备；发酵过程；对发酵产品进行分离和提纯，以获得符合要求的酶产品。
139、现代发酵工程的步骤：配制培养基，进行灭菌处理，先进行种子初级培养，再进行次级培养获得一级种子，进行初级发酵培养获得二级种子，进行大规模发酵，最后对发酵产品进行分离和纯化。
140、现代发酵的方式：罐批发酵（在灭菌的培养基上接种相应的微生物，然后不断加入新的培养基。周期长成本高）、补料分批发酵（在发酵过程中的不同时期加入越来越多的培养物，但不能除去旧的培养基）和连续发酵（在发酵过程中不断加入新鲜的培养基，同时除去等体积的旧的培养基）。
141、生物反应器：是指在发酵工程中应用于生物催化反应的核心设备，是在发酵工程中使用的发酵器，其可分为细胞发酵器和酶反应发酵器两类。目前生物反应器包括搅拌釜反应器、气泡注式反应器、气升式反应器。
142、发酵产品的分离和纯化的步骤：将微生物和培养基分开；将微生物细胞破碎；将固体杂质去除；将产品初步分离浓缩；将产品进一步纯化；将产品最终分离、纯化。
143、当前发酵工程的发展趋势是，使天然菌种逐渐向工程菌种过渡，即改造自然筛选的方法，用细胞融合技术、基因重组技术产出所需的工程酶，同时发酵的规模也越来越大。 144、细胞工程：是在细胞水平上利用生物、改良生物和创造生物的技术。
145、按照遗传操作对象的结构层次，细胞工程可分为染色体工程（是将一种生物的特定染色体，按照人们的意图予以消除、添加或将同别的生物染色体置换或改造的技术）、染色体组工程（是诱导增加或减少一个生物体内整套染色体组数的技术）、细胞质工程（细胞质的置换技术）、细胞融合技术（是指人为地使种类不同的两种生物细胞融合在一起，从而产出兼备两个亲本的遗传性状的技术）。
146、细胞融合技术的过程：现货的要进行融合的两种细胞；然后将其混合于某种缓冲溶液中；再加进合适的融合促进剂促使细胞融合；最后将细胞进行选择，选出合适的融合细胞移到合适的培养液进行培养。
147、生物技术第一次浪潮是医药和健康，第二次浪潮是农业生物技术。
148、生物技术在医学上的应用：基因工程药物、基因疗法、器官移植的基因技术。
149、生物技术在农业中的应用：基因重组技术（转基因技术）、动物胚胎工程、单抗体技术。 150、生物技术的发展趋势：基因重组技术日臻完善；转基因动植物取得重大突破；基因工程药物和疫苗开发；阐明生物体基因及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个主流方向；基因治疗取得突破；生物信息学将得到发展。
微电子技术与计算机技术
151、微电子技术是微小型电子元件器件和电路的研制、生产以及用他们实现电子系统功能的技术领域。微电子技术被人们誉为支撑高技术发展的基础和推进社会信息化的动力。 152、从晶体管到集成电路：30世纪30年代量子力学为半导体技术奠定了重要基础；1947年美国巴丁、布莱顿、肖克来发明了晶体管，为微电子技术拉开序幕；1952年到1959年集成电路的设想和研制成功标志着进入了微电子技术时代。
153、集成电路：是以半导体晶体材料为基片，采用专门工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表层或基片之上的微小型化电路或系统。标志集成电路水平的指标之一是集成度，集成度是指在一定尺寸的芯片上能做多少个晶体管。
154、微处理器CPU是微型电脑的心脏，是运算器和控制器集成在一个芯片上，也叫中央处理器。1971年Intel公司推出世界第一台微处理器4004。
155、计算机的特点：快速的运算能力；足够高的计算精度；超强的记忆能力；复杂的逻辑判断能力；按程序自动工作的能力。
156、计算机发展史：第一代（1946--1958）主要特点是使用电子管作为逻辑元件。1946年2月15日美国造出第一台计算机ENIAC。第二代（1958--1964）特点是晶体管为逻辑元件和磁记录设备应用。第三代（1964--1971）重要标志是采用集成电路，最大特点是采用微程序设计技术。第四代（1971年以后）最显著特点是集成电路和超大规模集成电路的采用。 157、我国计算机发展：1958年第一台电子管计算机103机研制成功；1964年电子管计算机研制成功；20世纪70年代我国进入集成电路计算机时期；1983年研制757大型计算机和银河巨型计算机，随后计算机迅速发展。
158、计算机硬件是指计算机系统中的全部设备，是计算机进行工作的物质基础，主要有存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五部分组成。
159、计算机软件是指使用计算机系统的全部技术，是计算机的灵魂，分为系统软件（管理监控和维护计算机资源，使计算机能正常工作的程序及相关资料的集合）和应用软件（为了解决用户的各种问题而编制的程序及相关资料的集合）两大类。
160、计算机的应用领域：科学计算、信息处理、自动控制与机器人、计算机辅助系统、多媒体应用、网络应用、电子商务（通过计算机和网络进行的商务活动）、电子出版物、人工智能（是指用计算机和工程的方法来理解人的智能行为，使计算机应用在需要认知、感知 推理等的任务中）。
161、计算机技术的发展方向：高性能计算机、网络计算机、智能计算机（特点：信息处理能力增强，具有自然语言的理解能力，具有学习推理等能力，帮人们有效的处理信息，能处理自然语言或接近自然语言书写的程序）、光计算机、神经元计算机、生物计算机、；量子计算机。
现代信息技术
162、现代社会三大支柱：信息、物质和能源。
163、信息是客观存在的一切事物通过物质载体所发出的消息、情报和指令中所有的一切可传递和交换的知识内容。信息是自然界、人类社会、人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性，是物质存在方式和运动的规律与特点的反映，是事物相互联系及作用的反映。 164、信息可分为宇宙信息、地球自然信息和人类社会信息三类。现代信息表现形式为数据、文本、声音和图像四种形态。
165、宇宙信息是指在宇宙空间，恒星不断发出的各种电磁波信息和行星通过反射发出的信息，形成了直接传播的信息和反射传播的信息；地球自然信息是指地球上的生物为繁衍生存而表现出来的各种行动和形态，生物运动的各种信息以及无生命物质运动的信息；人类社会信息是指人类通过手势、语言、文字等所表示关于客观世界的间接信息。
166、信息的特点：传播性、不灭性、复制性、时效性和无损耗行。
167、产业化的信息技术给社会带来的影响：信息技术产业化使产业结构发生一系列变化，智力型知识经济迅速增长；使世界经济格局和财富积累的速度大大加快；信息技术产业化帮助劳动者获得空前解放；信息技术产业化为全球经济一体化创造了有利条件；推动国民经济和社会的信息化进程。
168、信息技术发展的5个阶段：第一次信息技术革命---语言的产生；第二次信息技术革命---文字的创造；第三次信息技术革命----印刷术的发明；第四次信息技术革命---电信、广播和电视；第五次信息技术革命---现代信息技术，核心是微电子技术和计算机技术。
169、信息技术（IT）：是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。
170、现代信息技术是借助以微电子学为基础的计算机技术和电信技术的结合而形成的手段，对声音的，图像的、数字的和各种传感信号的信息进行获取、加工、处理、储存、传播和使用的能动技术。它的任务是研究信息的性质、取得、传输、检测、储存、处理和控制的基本原理和方法，为人类在信息的海洋中查找所需要的信息时提供理论和技术上的帮助。它的理论基础是从通信科学发展起来的信息论，即研究信息量、编码和通信的科学技术。
171、信息学是研究一计算机技术和通信手段实现信息过程自动化方法的技术学科，从自然界或人类社会的不同领域研究信息和信息过程，就是可以形成不同领域的信息学。
172、信息学发展速度最快的四个基本方面是理论信息学、技术信息学、社会信息学和生物信息学。
173、现代信息技术可分为基础技术（如新材料和新能量技术）、支撑技术（如机械技术、电子与微电子技术、激光技术和生物技术）、主体技术（如感测技术、通信技术、智能技术、控制显示技术）和应用技术（智能应用、日常应用）。
174、现代信息技术的功能：信息的搜集、存储（磁存储和光存储）、传递（光纤通信系统、移动通信系统、微波接力技术、卫星通信）和应用四大基本功能。
175、信息高速公路：旨在建立一个能提供超量信息的，由通信网络、多媒体联机数据库以及网络计算机组成的一体化高速网络，向人们提供信息的快速传输服务，并实现信息资源的高度共享。
176、衡量一个国家社会信息化程度的指标：信息传播能力和信息处理能力。
177、数字地球：1998年由美国副总统戈尔率先提出“数字地球”的概念。实际上就是信息化的地球，一个完整的地球的虚拟对照体，将有关地球上每一点的全部信息，按照地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型，其核心思想就是用数字化手段统一性的处理地球问题，最大限度的利用信息资源，它是以信息高速公路和国家空间数据基础为依托的整体性、导向性的战略思想。
178、信息科学与技术和信息产业紧密联系不可分，一方面，前者为后者提供源源不断的技术支持，成为后者的灵魂，使得后者不断出现新产品满足人们的需要；另一方面，后者为前者的研究和开发提供大量资金支持，加强研究的力量和动力。
179、信息产业：是从事信息产品和服务的生产、信息系统的建设、信息技术装备的制造等活动的企事业单位和有关内部机构的总称。宏观上分类：信息服务业、信息装备制造业和信息咨询业；专业角度分类：通信业、计算机业、声像业、元器件业。
180、世界信息业发展概况：信息产业在各国的经济发展中逐步超过其他产业占据主导地位；软件业将超过硬件也在信息产业占主导地位；信息产业在向纵深发展同时，不断向外延伸，范围不断扩大；信息产业发展不平衡，北美、日本和欧共体国家发展快。
181、重要的信息技术：数字技术（数字通信、宽带技术、超宽带技术）、蓝牙技术和蓝光技术、显示技术（等离子、液晶、OLED显示器技术和电子纸）。
182、信息安全的内涵：信息的保密性就是保证信息不泄露给未经授权的人；信息的完整性就是防止信息被未经授权的人篡改；信息及信息系统的可用性就是保证信息及信息系统确实为授权使用者使用，防止由于病毒感染或人为因素造成系统拒绝服务或反过来为敌方服务；信息及信息系统的可控性就是对信息及信息系统实施安全监控，防止敌方利用某些设备或技术来干扰对抗政府及破坏社会安全的犯罪活动。
183、信息加密就是把网络中的数据信息码变乱、变怪而不易被破译。常用加密方法：路加密法、网络节点对节点加密法、端对端加密法、认证和数字签名、伪装潜伏术。 184、编码密码学主要致力于信息加密、信息认证、数字签名和密钥管理。
新材料技术
185、新材料（先进材料）：是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料，新材料是新技术发展的必要物质基础，是当代新技术革命的先导。
186、新材料的分类：按属性分：金属、有机高分子、无机非金属三大类；按使用性能分：结构材料和功能材料。
187、新材料的特点：是知识密集、技术密集、资金密集的一类新兴产业；其发展与新技术密切相关；常常是多学科的相互交叉和渗透的结果。
188、先进的金属材料：形状记忆合金、超塑性合金（微晶超塑性、相变超塑性）、减振合金、贮氢合金、多空金属材料、金属磁性材料（永磁材料、软磁材料、超高磁致伸缩材料）。 189、形状记忆效应：是指在高温下处理成一定形状的金属冷却下来，在低温状态下经塑性形成另一种形状，然后加热到高温相成为稳定的温度时通过马氏体逆相变恢复到低温塑性变形前形状的现象。
190、超塑性：某些材料在特定的组织形状、一定的温度和形变速率下表现出极高的塑性。 191、特种陶瓷：是以高纯、超细的人工合成无机化合物为原料、采用精密控制的制备工艺烧结而成的，是比传统陶瓷性能更加优异的新一代陶瓷。种类：按化学成分分氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷和磷化物陶瓷等；按性能和用途分结构陶瓷和功能陶瓷、生物陶瓷。
192、结构陶瓷：是指特种陶瓷中发挥机械、热、化学等效能的材料。如氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、氧化铝陶瓷、高韧性陶瓷和透明陶瓷等。
193、功能性陶瓷：是指那些利用其电、磁、声、光、热、弹等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶瓷。如导电陶瓷、新型高性能介电陶瓷、半导体陶瓷、压电陶瓷。
194、生物陶瓷是指具有特殊生理行为的陶瓷材料，可以用来构成人体骨骼和牙齿的某些部位，甚至渴望部分或整体的修复或替换人体的某种组织或器官，或增进其功能。根据生理环
境所发生的生物化学反应分类惰性生物陶瓷、表面活性生物陶瓷和可吸收生物陶瓷。
195、高分子科学三大组成部分—高分子化学、高分子物理和高分子工程。通用高分子材料—塑料、橡胶和纤维。
196、新型高分子材料种类：高性能高分子材料（工程塑料、高强度、高模量的高分子材料高分子合金）、功能高分子材料（高分子分离膜、导电高分子材料、高吸水性树脂、高分子催化剂）、医用高分子材料。
197、高性能复合材料是指由两种或两种以上的材料按一定方式组合而成的具有单一材料所不能获得的优良性能材料。可分为结构复合材料和功能复合材料。包括高性能增强用纤维（关键部分）、高性能树脂基复合材料（使用最多的一种）、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料、梯度复合材料（采用先进的材料复合技术，通过控制构成材料的要素由一侧向另一侧呈连续梯度变化，使其内部界面消失获得材料的性质和功能相应于组成和结构的变化而呈现梯度变化的非均质复合材料）、功能复合材料。
198、电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料。包括半导体材料、介电材料、磁性材料、压电及铁电材料、电子陶瓷、电子用塑料。
199、半导体材料是一种具有特殊导电性能的功能材料，是最重要、最有影响的材料之一，其电阻率介于金属和绝缘体之间。种类有元素半导体（硅、锗）、化合物半导体（体单晶、外延材料）、固溶体半导体、非晶体半导体、有机半导体。
200、半导体超晶格是指两种（或以上）组分不同，或导电类型不同的极薄的半导体薄膜交替的叠合在一起而形成的多周期结构。
201、光电子材料是指光电子技术中所用的材料。包括激光材料、光电子控件元件材料、光电探测及光电信息传输材料、光储存和显示材料、光电转换、光电子集成化所用材料。 202、超导材料有些材料在一定的临界温度Tc以下会转变为完全没有电阻的状态，同时具有完全抗磁性。超导态特征：零电阻和完全抗磁性。
203、超导临界温度最高的 Nb3Ge仅为23.2K，四种典型的复杂金属氧化物：钡镧铜氧化物体系、铱钡铜氧化物体系、铋锶钙铜氧化物体系、铊钡钙铜氧化物体系。2001年后发现二硼化镁，第一个塑料超导材料，C60分子和一维碳纳米管。
204、纳米材料可分为纳米颗粒和纳米固体两个层次。纳米颗粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细颗粒，是介于原子簇与固体之间的过渡物质。纳米固体是由超微粒子凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维。
205、纳米颗粒结构具有晶态、非晶态和准晶态三种形式；纳米固体按照颗粒的结构状态分为纳米晶体材料、纳米非晶体材料和纳米准晶体材料；按照颗粒键的形式，纳米固体又可分为纳米金属材料、纳米离子晶体材料、纳米半导体以及纳米陶瓷材料。
206、纳米材料的性质：纳米材料的特殊性质主要取决于纳米颗粒的表面效应、小尺寸效应以及量子效应。超微粒的表面效应表现在：随着微粒粒度的减小，颗粒的表面积迅速增加，其表面能也迅速增大；随颗粒粒度的减小，颗粒表面的原子数占颗粒的总原子数的比例也迅速增大。
207、纳米材料的性质有：超微粒大的比表面积和活性；热学性质、光学性质、力学性质、磁学性质和电学性质。
208、纳米材料的应用：作为磁性材料的应用、传感器材料及微电子材料的应用、光学材料的应用、医学和生物工程学方面的应用、催化方面的应用和复合材料的应用。
209、磁流体是使强磁性超微粒外包裹一层长链的表面活性剂，稳定的分散在基液中形成胶体，具有固有的强磁性和液体的流动性。
210、C60分子有60个碳原子组成12个五边形和20个六边形的空心32面体，这种结构很想美国建筑师富勒设计的笼形屋顶，将这种分子叫富勒烯。是自然界最圆的分子。
211、C60的物理性质：对称性、固态C60的结构及相变（单立方结构）、C60的震动特性及电子结构、固体C60的半导体特性、掺杂C60固体的超导电性质。C60的化学性质：内修饰、外修饰和表面修饰。
212、碳纳米管的性质：它是除了C60之外的另一种十分奇特的富勒烯，其特性质：具有不同寻常的点磁性能、具有极高的强度、韧性和弹性模量。
213、C60应用前景：用于润滑剂研磨剂和制造超硬切削刀具、半导体超导体材料应用、软磁材料贮氢材料应用、非线性光学材料应用。
214、碳纳米管的潜在应用前景：贮氢材料、场发射的阴极材料、复合材料的增强体、超级电容器电极材料、传感器材料、锂电子充电电池的电极材料等。
激光技术
215、激光的来历：1958年肖落和汤斯首先发表了激光器的理论分析和设计方案，1960年梅曼制成世界第一台红宝石激光器。我国在1961年王之江研制成激光器称王之江为中国激光之父。
216、自发辐射：在微观世界中，处于激发状态的原子，即使没有外界影响，过一段时间后，它自己也会从高能级跃迁到低能级，同时放出一个光子，这种现象叫自发辐射。
217、受激辐射：处在高能级的原子，还可以在其他光子的刺激感应下，跃迁到低能级，同时发射出同样的光子，这一过程是在外来光子的刺激下产生的，就叫受激辐射。
218、激光：受激辐射中所产生的光子与外来光子具有完全相同的状态，只要一次受激辐射，引起原子发生受激辐射，短时间内激发出大量光子，在辅以必要设备，可以形成完全相同频率和方向的光之流，就是激光，这种设备就叫激光器。
219、激光器的结构：工作物质、泵浦源和谐振腔。
220、激光器的种类：按照工作介质分为固体、液体、气体、半导体激光器；按照功率分为微功率、小功率、中功率、大功率激光器；按照用途分为工业加工业、通信用、测量用激光器；按照频谱分为红外线、可见光、紫外线、X射线激光器。
221、激光的特性：定向性、高亮度、单色性、相干性好。
222、激光的广泛用途：激光武器、激光在农业、生物技术、医学、艺术等方面应用。 223、激光走向产业化：激光加工（焊接、打孔、切割、划片、热处理）、激光测距、激光清除海面浮油、激光通信，激光计算机。
224、激光科研助手：激光光谱、激光检测、激光开发新技术。
225、激光开发新能源：激光分离同位素、激光核聚变。
空间技术
226、俄国齐奥尔科夫斯基火箭原理和航天理论：（1）要实现太空飞行必须解决发射装置的问题。（2）单位时间里喷射的气体量越多，喷气速度越快，火箭获得大加速度越大。（3）可采用多级火箭提高速度。（4）火箭的喷射速度取决于燃气的温度和气体的相对分子质量，提出使用大推力液体火箭，用氧作为氧化剂，用液氢作为燃烧剂。它的设想把人们飞天梦想变为现实奠定了坚实的基础，被人们称为航天之父。
227、火箭的研制：起源于中国；20世纪初欧美研制航天运载火箭；1942年德国人布劳恩研制军用火箭；1957年苏联发射两级液体弹道导弹和人造地球卫星—斯普特尼克1号（标志空间技术的形成）。
228、空间科技包括空间科学和空间技术两部分。空间科学是关于宇宙空间的物质、特点及其运动规律方面的学问。空间技术是人们探索空间奥秘，利用和开发空间条件为人类服务的方法和手段，是从事空间飞行的综合性技术，包括空间飞行技术、控制与导航、通信与遥感、
图像与数据处理以及火箭、卫星、飞船、航天飞机制造发射等在内的空间系统工程技术。 229、空间技术发展：第一阶段是基础技术和实际应用试验阶段；第二阶段是世实际应用迅速发展阶段；第三阶段是空间技术的商业与军事化阶段。
230、火箭是利用喷气的反作用力把空间飞行器送入轨道的工具，是开发空间技术的前提条件，也是空间技术的重要组成部分。火箭由箭体结构、推进系统和制导系统组成。
231、人造地球卫星是指在地球大气层以外空间环绕地球飞行的人造天体，是迄今为止人类开发和利用空间资源的最主要手段是衡量一个国家科技现代化程度的重要标志。完全依靠本国力量发射卫星的只有苏联、美国、法国、中国、日本和印度等几个少数国家。 232、人造地球卫星大应用：通信卫星、导航卫星、天文观测文星。
233、载人飞行器种类：宇宙飞船、空间站、航天飞机三类。
234、宇宙飞船是体积大并能载人从事多种实验活动的太空飞行器。分两种，一种是环绕地球轨道飞行的飞船（如首次载人的苏联的东方1号，美国的水星号），另一种是脱离地球轨道的飞船（如美国的阿波罗宇宙飞船，我国的神舟号飞船）。
235、空间站是20世纪70年代，研制的一种比宇宙飞船体积更大、宇航员在其中活动更自由、运行时间更长的飞行器。已发射的空间站有美国的天空实验室、苏联的礼炮号和和平号空间站和欧洲空间局的太空实验室等。
236、航天飞机是科学家航天与航空结合起来研制的能往返于太空与地面的运载工具。世界第一架航天飞机美国的哥伦比亚号。
237、宇宙探测器（深空探测器）是利用现代空间科技成果，从地球向各行星发射的行星探测器工具。美国的水手、海盗、先锋、旅行者，苏联的金星、火星探测器。
新能源技术
238、能源是能够为人类提供某种形式能量的自然资源及其转化物。能源技术就是各种能源的开发、生产、传输、储存、转化以及综合利用的技术。能源革命的重点是开发新能源和提高能源的利用效率。
239、能源分类：按照成因分地球本身蕴涵能量、地球外天体的能源、地球与其他天体相互作用的能源；按照被利用的程度分为常规能源（煤炭、石油、天然气、水能、核电）和新能源（太阳能、核能、地热能、风能、生物质能、氢能、海洋能）；按照获得方式分为一次能源和二次能源；按照能否再生分为再生能源和非再生能源；按照对环境的影响分为清洁能源和非清洁能源。
240、环境污染：来源主要有煤石油的燃烧、汽车尾气、工业废气。危害有：酸雨、温室效应、臭氧层破坏、废弃物堆放。
241、核裂变能是指重元素的原子核发生裂变时放出的能量。核聚变能是指利用轻原子核在极高温度下聚合成较重原子核过程中释放出来的巨大能量。
242、聚变反应的优点：燃烧产生的能量大；地球储量丰富；污染小。
243、核电优势：成本比燃煤发电低；环境污染比燃煤电站小；运行安全。
244、地热能是指地球内部蕴涵着的巨大热能。分为5种类型：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。地热资源分布：环太平洋沿岸；大西洋中脊向东横跨地中海，中东到我国滇藏；非洲大裂谷和红海大裂谷。
245、风能：是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀引起的空气流动所产生的能量。风能利用方式：转化成机械能；转化成电能；转化成热能；风帆助航。
246、生物质能是指通过植物光合作用而将太阳的辐射能量以一种生物质形式固定下来的能源。生物质能的转化技术分为直接燃烧获取能量；生物转化技术；化学转化技术三类。 247、氢能是利用氢的能量大、使用方便、运输方便、来源丰富和没有污染的持久性能源。
特点：重量轻；热值高；易燃烧；资源丰富；品质纯无污染；能量形式多；储运方便。 248、我国为什么大力发展可再生资源？可持续发展的需要；调整能源结构的需要；保护环境的需要；开发西部的需要；解决农村及边远地区用能和生态建设的需要；提高能源供应安全的需要；开辟新的经济增长点的需要。
249、我国可再生能源发展存在问题：可再生能源技术发电成本过高和市场容量相对狭小。 250、我国规模化发展可再生能源的条件：我国可再生能源资源丰富；技术逐步趋于成熟；经济性不断改善；巨大的潜在市场。
251、我国可再生能源发展战略：政府支持、法律保证、引入竞争、依靠科技。
252、2006年1月1日实施了《中华人民共和国可再生能源法》。，该法对促进可再生能源的开发利用、增加能源的供应、改善能源结构、提高能源安全、保护环境、实现我国经济社会的可持续发展，具有十分巨大的作用。
253、我国2011—2020年可再生能源发展总体目标：规模化发展可再生能源，实现年增加供应15%左右；改进技术，提高经济性，实现商业化，简称技术先进的可再生能源体系。数量目标：到2020年我国可再生能源利用量可达5.25亿吨标准煤，可再生能源利用总量比2000年的2.56吨标准煤增加1倍；新的可再生能源的比例提高到73.5%。2020年发电装机可达1亿KM以上。
海洋开发技术
254、海洋开发技术也称海洋技术，主要包括海洋勘探、海洋资源开发、海洋空间利用和海洋生态环境保护在内的综合性活动。
255、海洋大科学研究进展：全球海洋观测系统、海洋科学钻探、热液海洋过程及其生态系统、海洋生物多样性、海洋带综合管理科学。
256、海洋高新技术进展：海洋监测预报技术、海洋生物技术、深海资源勘探与开发技术、海洋环境保护与生态修复技术、海水资源综合利用技术、海洋信息技术。
257、海洋捕捞技术是利用各种资源技术和手段，进行海洋捕捞的行为方式。表现为探鱼仪的使用，声、光、电捕鱼术和智能捕捞系统的应用。
258、海水淡化技术：也称海水脱盐，就是将海水中的盐和水分分离开来的技术。主要途径方法有：蒸馏法、电渗析淡化法、反渗透膜淡化法等。
259、海洋能的利用：波浪能占93%，达7×10的10次方KM；潮汐能为10的9次方KM；温差能为2×10的9次方KM；海流能达10的9次方KM；盐差能为2.6×10的9次方KM. 260、海洋矿物资源开主要有锰结核（1873年英国汤姆森在大西洋海域打捞上来，1882年英国约·雷默爵士和地质学家雷纳经系统分析其成分为氧化锰和氧化铁等，命名为锰结核）、石油和海滨砂矿。
261、锰结核开发技术：气（液）压提升采矿技术、连续戽斗采矿技术、水利提升采矿技术、海底自动采矿技术。锰结核冶炼技术：低温湿式冶炼法、高温干湿冶炼法。
262、海滨砂矿开采方法：链斗式、泵吸式、钢索式、空气提升式。
263、海水中化学成分：钠、溴、镁等，海水主要物质是盐。
264、海洋医药资源：心血管疾病药物、癌症药物、河豚毒素等。
265、海洋工程：海上城市、海上工厂、海上宾馆、海底光缆、海底深潜器、水下居住层。