彩色图解当代科技丛书（全4册）
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作者： 高潮，甘华鸣主编
出 版 社：
出版时间： 2008-1-1字数：版次： 1页数： 全四册印刷时间： 2008/01/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 20345476包装： 平装编辑推荐
什么是当代科技？让谁来回答，谁都不能很全面地给出答案。现在好了，阅读进入了读图时代，那就让彩图来图解当代科技吧。彩色图解当代科技丛书让你了解物质科学和生命科学，紧扣当今可持续发展的科学理念，节约能源，从工业时代的制造到当代绿色农业再到可持续发展，给你一副完整的科学理念和清晰的当代科技架构。
内容简介
《彩色图解当代科技》是一套内容与形式俱佳的高级科普读物。该书的特点非常鲜明：一是内容丰富，信息充足，重点突出，详略得当，抓住了“前沿”、“新进展”和“新成果”。二是体系严谨，条理清楚，语言精炼，表达准确，做到了用科学的语言叙述科学。三是图文并重，形象直观，尽量采用了准确简明的图表等非文字语言符号的表述形式，每一页文字都配置相应的一页彩图，作为前面文字的背景、佐证和辅助说明。
科学技术不是日常生活经验，更不是文学创作。试图通过听一个故事或打一个比喻就了解科学真义的想法是不现实的。科学有着自己独特的、规范的概念体系和语言表达方式。真正的科普读物首先要传达科学信息，其次要尽量通俗，既不能因深奥而难以理解，也不能因流俗而伤害科学，这两者结合得很好是一件不容易的事情。我们一直在努力。但即使如此，读高级科普读物仍不会像读小说那么轻松，我们相信，只要你对科学怀着一种敬重和热著，就一定能走近科学。《彩色图解当代科技》将帮助拉近你与现代科技术之间的距离。
目录
彩色图解当代科技——从能源到制造
第一章 能源科学技术：国民经济的动力
第一节 能源与人类社会：生存的依托
第二节 能源矿产利用新技术：人类生活的福音
第三节 核能利用技术：改造自然新阶段
第四节 新能源利用技术：智慧的结晶
第五节 节 约能源的新技术：珍惜资源，保护环境
第二章 海洋科学技术：蔚蓝色的诱惑
第一节 海洋：人类未来的希望
第二节 海洋牧场化技术：蓝色革命
第三节 海水淡化技术：摄取海洋甘泉
第四节 海洋矿产开发技术：探寻海底宝藏
第三章 环境科学技术：在困境中重建家园
第一节 重建的尝试：从认识污染到治理污染
第二节 可持续发展：社会发展的必由之路
第四章 资源科学技术：开启生命之源的钥匙
第一节 正确认识自然资源：大自然不是聚宝盆
第二节 资源开发利用新技术：八仙过海，各显神通
第五章 材料科学技术：人类文明大厦的基石
第一节 材料：人类社会进化的里程碑
第二节 新型金属材料：灿烂的合金
第三节 不断发展中的陶瓷材料：神奇的性能
第四节 新型高分子材料：国计民生之必需
第六章 信息科学技术：对明日的挑战
第一节 信息和信息系统：人类文明的源泉
第二节 信息科学技术：通向信息时代的桥梁
第三节 信息科学技术的应用：人类将在信息的海洋中遨游
第七章 计算机科学技术：新世纪的大脑
第一节 计算机系统：人类智能的结晶
第二节 计算机科学技术：电脑网络化和智能化
第三节 计算机的应用：人们已经进人电脑时代
第八章 自动化科学技术：智能与技巧的杰作
第一节 自动化设备的尖端：机器人
第二节 战争之神：C3I综合自动化系统
第三节 家庭自动化的经典：智能住宅
第四节 各种类型的机器人：科技发展新曙光
第九章 通信科学技术：通往信息社会的高速公路
第一节 电信系统简介：初识通信技术
第二节 电话网：人们生活的必需品
第三节 光纤通信技术的发展：远距离大容量通信的主角
第四节 Internet的迅猛发展：漫游信息世界
第五节 移动通信、卫星通信、个人通信：跨越时空的“勇士”
第十章 制造科学技术：高技术发展的基础
第一节 先进制造技术正向我们走来：崭新的系统工程
第二节 领先一步的法宝：现代设计理论与方法
第三节 巧夺天工：先进的制造工艺
第四节 一只神奇的手：综合自动化
第五节 灵活应变快速反应：敏捷制造技术
彩色图解当代科技——生命科学
第一章 生命科学概述
第一节 生命科学体系
第二节 生物的特征
第三节 DNA是一切生命活动的中心
第四节 生物遗传的物质基础
第二章 生物的层次和进化
第一节 生物的层次
第二节 生物进化的历程
第三节 生物进化的机制
第三章 细胞
第一节 概述
第二节 细胞的分子组成、结构和功能
第三节 细胞的分裂
第四章 DNA、RNA和蛋白质
第一节 概述
第二节 DNA、RNA、蛋白质的结构和功能
第三节 DNA的复制
第四节 DNA控制下的蛋白质的合成
第五章 基因
第一节 概述
第二节 基因的结构和功能
第三节 基因决定性状的机制
第四节 基因决定性状的规律
彩色图解当代科技——物质科学
第一章 物质科学概述
第一节 物质科学体系
第二节 物质现象
第三节 现代物质科学对经典物理学的突破
第二章 物质的层次和演化
第一节 物质的层次
第二节 物质的起源和演化
第三章 物理定律不变性
第一节 参照系
第二节 惯性参照系和非惯性参照系
第三节 物理定律不变原理
第四章 狭义相对论
第一节 两个基本原理
第二节 光速不变原理的效应
第三节 不同惯性系下物理量的变换
第四节 质能关系，能动关系
第五节 四维世界
第五章 量子场论
第一节 场
第二节 粒子
第三节 粒子之间的作用力
第四节 粒子间相互作用的过程
第五节 规范场
第六节 尖端课题
第六章 对称性和守恒律
第一节 对称性和对称性原理
第二节 对称性与守恒律的对应关系
彩色图解当代科技——从绿色农业到可持续发展
第一章 农业科学技术：绿色的呼唤
第一节 农业：最古老而又最基础的产业
第二节 “绿色革命”：为人类造福的生产技术改革
第三节 “持续农业”：经济、社会、技术与环境协调发展的农业
第四节 农业发展的广阔前景：高科技对农业的渗透
第五节 现代农业技术剪辑：高科技在农业中的应用
第二章 空间科学技术：通向太空的天梯
第一节 空间科学技术的发展史：从万户飞天的失败到V一2火箭的成功
第二节 当代空间科学技术的成就：揭开太空神秘的面纱
第三节 空间科学技术的应用：迷人的前景
第三章 核科学技术：从毁灭者到福音使者
第一节 受控核聚变技术：让恶魔变成天使
第二节 核成像技术：打开黑箱的钥匙
第三节 核元素分析技术：从大海中把针捞起来
第四章 纳米科学技术：迈入微乎其微的世界
第一节 纳米材料：未来世界之砖
第二节 纳米电子学：未来世界之骄子
第三节 纳米生物学：小的是美好的
第五章 激光科学技术：新世纪之光
第一节 激光：一项应用性很强的技术
第二节 激光加工技术：奇妙的光束
第三节 激光存储技术：大有可为的新兴信息产业
第四节 激光通信技术：神奇的信息载体
第五节 激光医学：一门崭新的应用学科
第六章 医药科学技术：健康的卫士
第一节 传统药物：古树发新芽
第二节 化学合成药物：现代医学的基石
第三节 基因工程药品：医药产业的新天地
第七章 化学科学技术：老树再开新花
第一节 量子化学：是理论化学的终结者吗
第二节 材料化学：未来的拓路者
第三节 生物化学：揭开生命的奥秘
第四节 等离子体化学：第四种物质形态的化学
第八章 生物科学技术：未来世界竞争的主战场
第一节 生物工程：21世纪高科技的佼佼者
第二节 基因工程：为人类开拓美好前景
第三节 细胞工程：打破了远缘生物不能杂交的屏障
第四节 酶工程：酶学理论与化工技术结合的新技术
第五节 克隆技术：一项震撼世界的生物工程技术
第九章 运输科学技术：缩小空间的距离
第一节 汽车：地面运输日新月异
第二节 火车：中距离优先交通工具
第三节 飞机：人类翱翔蓝天
第十章 科学技术与可持续发展：让科技染上绿色
第一节 应用与发展科学技术应持负责和慎重态度
第二节 科学技术为环保服务
第三节 科学技术为可持续发展服务
书摘插图
彩色图解当代科技——从能源到制造
第一章能源科学技术：国民经济的动力
第一节能源与人类社会：生存的依托
能源是人类社会活动的物质基础。人类社会得以发展，离不开优质能源的出现，离不开先进能源技术的使用。
人类利用能源的历史大体可划分为五个阶段：①火的发现和利用；②畜力、风力、水力等自然动力的利用；③能源矿产的开发和热的利用；④电的发现及开发利用；⑤原子核能的发现及开发利用：人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。在相当长的一段时期，人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用。尤其是木材，在世界一次性能源消费结构中长期占据首位。蒸汽机的出现，加速了18世纪开始的产业革命，促进了煤炭的大规模开采。到19世纪下半叶，出现了第一次能源转换，即煤炭取代木材等成为主要能源。19世纪70年代，电力代替蒸汽机，电气工业迅速发展，世界能源消费结构中煤炭的比重逐渐下降。1965年石油首次取代煤炭在世界能源消费结构中占居首位，世界进入了“石油时代”。1979年，世界能源消费结构的比重是：石油占54％，天然气和煤炭各占18％，油气之和高达72％。石油取代煤炭，完成了能源的第二次转换。但是地球上石油的储量有限，石油的大量消费，使能源供应严重短缺，世界能源向石油以外的能源物质转换已势在必行。
如今，世界能源正面临一个新的转折。1987年，联合国世界环境和发展大会提出人类社会持续发展的概念，其意义是发展不仅是满足当代人的需要。还应考虑和不损害后代人的需要。因此，保护人类赖以生存的自然环境和自然资源已成为当今世界共同关心的全球性问题。而目前的环境问题，很大一部分是由于能源发展，特别是能源矿产的利用引起的。因此，今后世界的能源发展战略是发展多元结构系统和高效、清洁的能源技术。这不仅要注意多种资源的开发，减少对能源矿产的依赖，而且要注意各种节能新技术的发展。
第二节能源矿产利用新技术：人类生活的福音
能源矿产利用新技术的发展，主要集中于洁净燃煤技术和高效发电技术。
煤、油、气三种能源矿产中，天然气的利用最洁净，而煤的污染显著高于油和气。燃煤的主要污染是二氧化硫和烟尘。消除污染的洁净燃煤技术主要有两类技术：一类是对常规燃煤技术的改进；一类是通过煤的气化或液化来减少烟尘。
在第一类技术中，洁净煤过程分为燃烧前、燃烧中、燃烧后三个阶段。
燃烧前的处理和净化技术包括：
（1）洗选处理，即除去或减少原煤中所含的灰分、矸石、硫等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成不同品种等级，以满足不同用户需要的方法；
（2）煤型加工，即利用机械方法将粉煤和低品位煤制成具有一定粒度和形状的煤制品，对于高硫煤成型时可适量加入固硫剂以减少SO2的排放；
（3）配制水煤浆，即把灰分很低而挥发性极高的煤，研磨成250～300μm的微细粉，并按一定比例加人水、分散剂、稳定剂等配制而成，具有燃料油的优良性质。
燃料中的净化技术包括：
（1）高效燃烧器，即通过改进电站锅炉、工业锅炉以及窑炉的设计和燃烧设计，以减少污染，提高效率；
（2）流化床燃烧器，即把煤和吸附剂加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，进行流化燃烧。
燃烧后的净化技术包括：
（1）烟气脱硫，即用石灰水淋洗烟尘，使烟尘中的SO2变成亚硫酸钙浆状物，或用浆状脱硫剂喷雾，与烟气中的SO2反应，生成硫酸钙；
（2）烟气脱氮，即烟气通过催化剂，在300～400℃下加入氨，使NOX分解为无害的氮气和水蒸气；
（3）烟气除尘，一般采用静电除尘器。
在第二类技术中，常规煤被转化为另一种燃料形式，即气体或液体燃料燃烧。其中，煤气化是把经过适当处理的煤送入反应器，在一定的温度和压力下通过气化剂，以一定的流动方式转为气体。气化技术可将各类煤转化成各种气体产品，包括城市民用和工业用燃料气、发电燃料气、化工原料气等。
能源矿产的高效发电新技术在目前实用化的是燃蒸联合循环发电技术，正在开发的主要为磁流体发电技术。前者把燃气轮机主循环和余热产生蒸汽驱动汽轮机的辅循环综合起来，效率比常规的蒸汽轮机发电高出5％～10％。后者利用电离后的高温燃气穿过强磁场流向电极而直接产生直流电，余热亦生产蒸汽驱动汽轮机发电，总的热效率比前者又高出5％～10％。
第三节核能利用技术：改造自然新阶段
核能，又称原子能，是原子核结构发生变化时放出的能量。在实用上指重元素的原子核发生分裂反应（又称裂变）时和轻元素的原子核发生聚合反应（又称聚变）时所放出的巨大能量。它们分别被称为裂变能和聚变能。20世纪初发现原子核里蕴藏着的核能，是人类历史上划时代的重大成就。这一成就首先被应用于军事目的，其后实现了核能的和平利用，标志着人类改造自然进入了一个新阶段。现在，核能已成为一种可以大规模和集中利用的能源，可代替能源矿产（煤炭、石油和天然气等），目前主要用于发电。
核能有许多优点。其一是耗费低。核电站的基本建设投资一般是同等火电站的一倍半到两倍，不过，它的核燃料费用却比煤便宜得多，运行维修费用也比火电站少。如果掌握了核聚变反应技术，使用海水作燃料，则更是取之不尽，用之方便。其二是污染少。核电站由于设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质，就是放射性污染也比烧煤电站少得多。据统计，核电站正常运行时，一年给居民带来的放射性影响，还不到一次x光透视所受的剂量。其三是安全性强。从第一座核电站建成以来，全世界投入运行的核电站达400多座，30多年来基本上是安全正常的。虽然发生了1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年前苏联的切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故，但这两次事故都是由于人为因素而不是反应堆本身因素造成的。随着压水堆的改进，核电站有可能会变得更加安全。如果未来的核聚变发电取代了核裂变发电，安全性还会进一步提高。
第四节新能源利用技术：智慧的结晶
新能源，根据l981年联合国新型能源和可再生能源会议的定义，包括太阳能、水力发电、风能、生物质能、薪柴、木炭、畜力、海洋热能、波浪力能、潮汐能、地热能、泥炭、油母页岩和重质油砂共14种，主要指常规能源矿产以外的可再生能源。较有前途并且适应地区较广的新能源主要为太阳能和生物质能。
一、太阳能
太阳能是一种巨大且对环境无污染的能源。它的转换和利用方式有：光一热转换、光一电转换和光一化学转换。
1.太阳能热利用技术
太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用，它可分为低温（100～300℃）：工业用热、制冷、空调、烹调等；高温（300℃以上）：热发电、材料高温处理等。太阳能热利用技术的关键是太阳能集热器的制造。太阳能集热器可以用空气或液体（水或防冻液）为传热介质，其吸热方式可以是直接吸收太阳辐射，也可以是太阳辐射会聚后集中照射。减少集热器热损失，可以采用抽真空或其他透光隔热材料。图中为真空管集热示意图。
2.太阳能光电转换技术
光伏效应，即光生伏打效应，是太阳电池的基本工作原理，光照射到具有扩散结类型的半导体pn结上，产生电子一空穴对，在半导体内部产生的没有被复合的电子一空穴对受内电场的吸引，电子流入n区，空穴流入P区，使n区和P区产生电动势，如果在外部接上负载就可输出电能。图1—2为太阳电池原理图。太阳电池类型很多，如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化镉电池、硅化锌电池等。
3.太阳能光化学转换技术
光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解溶液内形成电流，并使水和电流直接产生氢的电池。
二、生物质能
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在物质内部的能量。煤、石油、天然气等能源矿产也是由生物质能转变而来的。生物质能通常包括木材、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物和动物粪便等。目前发展的生物质能技术有：
1.热化学转换技术
该技术可将固体生物质转换成可燃气体、焦油、木炭等优良能源产品。主要方式有两种：一是通过在气化炉内加热固体生物质，同时通人空气、氧气或水蒸气，产生出品位较高的可燃气体；二是通过高温加热生物质，使其分子破裂而产生可燃气体（一氧化碳、氢和甲烷等的混合物）、液体（焦炭）、及固体（木炭）等。
2.生物化学转换技术
该技术是指通过微生物发酵使生物质生成酒精、沼气等能源产品。沼气是甲烷、二氧化碳和氮气等的混合气体，具有较高的热值，可用来烧饭、照明，也可驱动内燃机和发动机。沼气燃烧后的产物是二氧化碳和水，是一种无污染的能源。产生沼气的原料为有机物，来源极其广泛，如人畜粪便、杂草、秸秆、树叶、垃圾以及含有机物2％以上的工农业废渣和废水等，都可作为沼气的重要原料。因此，沼气技术是一项环保技术。
3.生物质压块细密成型技术
该技术是指将粉碎烘干的生物质加入成型挤压机，在一定温度和压力下，形成较高密度的固体燃料。
4.化学转换技术
该技术是通过适当选择的酶改变生物质的结构，将生物质降解为油等。
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