自然科学经典文选导读/谢和平

目 录 第1章 数学 1 1.1 引语 1 1.1.1 全书简介 1 1.1.2 作者简介 2 1.2 选文 2 1.2.1 Can four-dimensional space be visualized / 四维空间能否图像化 2 1.2.2 Hyperbolic geometry / 双曲几何 4 1.2.3 How can space be curved / 空间何以能够弯曲 9 1.2.4 Manifolds / 流形 10 1.2.5 All you need to know about logarithms, square roots etc / 关于对数、平方根等你只需要知道这些 11 1.2.6 The prime number theorem / 素数定理 12 1.2.7 Sorting algorithms / 排序算法 13 1.3 评述 14 1.3.1 发展轨迹 14 1.3.2 理解数学 14 1.3.3 数学之用 15 1.3.4 启迪展望 15 1.4 阅读思考与延伸阅读 16 1.4.1 阅读思考 16 1.4.2 延伸阅读 16 第2章 自然哲学的数学原理 18 2.1 引语 18 2.1.1 全书简介 18 2.1.2 作者简介 19 2.2 选文 19 2.2.1 Definition / 定义 19 2.2.2 Axioms or laws of motion / 运动的公理或定律 25 2.2.3 Book I The motion of bodies / **编 物体运动 29 2.2.4 Book II The motion of bodies (in resisting mediums) / 第二编 物体运动(在阻滞介质中) 31 2.2.5 Book III System of the world(in mathematical treatment) / 第三编 宇宙体系(使用数学的论述) 34 2.3 评述 35 2.4 阅读思考与延伸阅读 38 2.4.1 阅读思考 38 2.4.2 延伸阅读 39 第3章 量子力学 40 3.1 引语 40 3.1.1 全书简介 41 3.1.2 作者简介 41 3.2 选文 42 3.2.1 Atomic mechanics / 原子力学 42 3.2.2 An experiment with bullets / 子弹的实验 43 3.2.3 An experiment with waves / 波的实验 46 3.2.4 An experiment with electrons / 电子的实验 48 3.2.5 The interference of electron waves / 电子波的干涉 50 3.2.6 Watching the electrons / 监视电子 53 3.3 评述 59 3.3.1 量子力学的提出 59 3.3.2 量子测量问题：哥本哈根学派与爱因斯坦、薛定谔的论战 60 3.3.3 多世界解释 61 3.3.4 量子退相干：从量子世界到经典世界 62 3.3.5 量子力学的*新进展 63 3.4 阅读思考与延伸阅读 65 3.4.1 阅读思考 65 3.4.2 延伸阅读 65 第4章 化学哲学新体系 67 4.1 引语 67 4.1.1 全书简介 67 4.1.2 作者简介 68 4.2 选文 68 4.2.1 On the constitution of bodies (Chapter II) / 论物质的构造(第二章) 68 4.2.2 On the constitution of pure elastic fluids(Section I) / 论纯弹性流体的构造(**节) 70 4.2.3 On the constitution of mixed elastic fluids(Section II) / 论混合弹性流体的构造(第二节) 73 4.3 评述 80 4.3.1 原子论的历程：从哲学到科学 80 4.3.2 科学原子论的意义 82 4.3.3 时代背景下的道尔顿 82 4.4 阅读思考与延伸阅读 84 4.4.1 阅读思考 84 4.4.2 延伸阅读 84 第5章 DNA：生命的秘密 86 5.1 引语 86 5.1.1 全书简介 86 5.1.2 作者简介 87 5.2 选文 87 5.2.1 The number of human genes and “junk” DNA / 人类基因总量与“垃圾”DNA 87 5.2.2 The Human Genome Project and the future of medicine / 人类基因组计划与医学的未来 96 5.3 评述 103 5.3.1 垃圾DNA：垃圾还是宝藏？ 103 5.3.2 人类的基因数目为什么如此之少？ 104 5.3.3 人类基因组图谱的破译将为全人类的健康带来怎样的福音？ 105 5.4 阅读思考与延伸阅读 106 5.4.1 阅读思考 106 5.4.2 延伸阅读 107 第6章 生命的未来 108 6.1 引语 108 6.1.1 全书简介 108 6.1.2 作者简介 109 6.2 选文 110 6.2.1 First Synthetic Genome / **个基因组的合成 110 6.2.2 To synthesize 582970 base pairs / 目标：合成582 970个碱基对 111 6.2.3 Prepare high-precision DNA sequence data / 准备高精度的DNA序列数据 113 6.2.4 Breakthrough: the birth of the first synthetic Mycoplasma / 重大突破：**个合成支原体诞生 116 6.3 评述 117 6.3.1 早期合成生物学之起源 117 6.3.2 文特尔团队实现合成生物学“质”的跨越 117 6.3.3 科学家利用合成生物学携手揭开生命创造之谜 118 6.3.4 我国新时代下合成生物学的发展 119 6.3.5 新冠肺炎下的合成生物学：既能创造病毒也能利用病毒 119 6.4 阅读思考与延伸阅读 120 6.4.1 阅读思考 120 6.4.2 延伸阅读 120 第7章 从神经元到脑 121 7.1 引语 121 7.1.1 全书简介 121 7.1.2 作者简介 122 7.2 选文 123 7.2.1 Principles of signaling and organization / 信号传递与组构原理 123 7.2.2 Properties and functions of neuroglial cells / 神经胶质细胞的特性和功能 124 7.2.3 Open questions / 悬而未决的问题 125 7.2.4 Input from clinical neurology to studies of the brain / 临床神经病学对脑研究的推动 126 7.3 评述 129 7.3.1 脑高级功能来源于神经元的集群分布与整体调控 129 7.3.2 神经元和胶质细胞的相互作用影响脑病形成过程 130 7.3.3 神经发育影响学习和记忆能力 130 7.3.4 未来展望：脑科学与人工智能的结合是必然趋势 131 7.4 阅读思考与延伸阅读 132 7.4.1 阅读思考 132 7.4.2 延伸阅读 132 第8章 走进材料科学 133 8.1 引语 133 8.1.1 全书简介 133 8.1.2 作者简介 134 8.2 选文 135 8.3 评述 145 8.3.1 引言 145 8.3.2 显微组织观察与性能联系 146 8.3.3 显微组织对材料学理论发展的作用 148 8.3.4 小结 148 8.3.5 展望 148 8.4 阅读思考与延伸阅读 150 8.4.1 阅读思考 150 8.4.2 延伸阅读 150 第9章 图灵机：计算机理论模型 153 9.1 引语 153 9.1.1 全书简介 153 9.1.2 作者简介 154 9.2 选文 154 9.2.1 Computing machines / 计算机器 155 9.2.2 Definitions / 定义 157 9.2.3 Examples of computing machines / 计算机器的示例 158 9.2.4 Enumeration of computable sequences / 可计算序列的枚举 160 9.3 评述 163 9.3.1 图灵机是现代计算机和互联网的理论基础 163 9.3.2 图灵提出“机器能够思维吗？” 164 9.3.3 人工生命与计算哲学 164 9.3.4 计算思维 165 9.4 阅读思考与延伸阅读 166 9.4.1 阅读思考 166 9.4.2 延伸阅读 167 第10章 人工智能：一种现代的方法 168 10.1 引语 168 10.1.1 全书简介 168 10.1.2 作者简介 168 10.2 选文 169 10.2.1 Introduction / 绪论 169 10.2.2 Acting humanly: the Turing Test approach / 像人一样行动：图灵测试的途径 170 10.2.3 Solving problems by searching / 通过搜索进行问题求解 171 10.2.4 Logical Agents / 逻辑Agents 172 10.2.5 Learning from examples / 样例学习 174 10.2.6 Natural language for communication / 用于通信的自然语言 175 10.3 评述 177 10.3.1 人工智能带来的影响 178 10.3.2 人工智能面临的挑战 180 10.4 阅读思考与延伸阅读 181 10.4.1 阅读思考 181 10.4.2 延伸阅读 181 第11章 无线通信基础 182 11.1 引语 182 11.1.1 全书简介 182 11.1.2 作者简介 183 11.2 选文 183 11.2.1 The wireless channel / 无线信道 183 11.2.2 Wideband systems / 宽带蜂窝系统 187 11.2.3 MIMO / 多路输入输出 194 11.3 评述 197 11.3.1 无线通信发展历程 197 11.3.2 5G典型应用 198 11.3.3 未来展望 200 11.4 阅读思考与延伸阅读 201 11.4.1 阅读思考 201 11.4.2 延伸阅读 201 第12章 生物医学工程学概论 203 12.1 引语 203 12.1.1 全书简介 204 12.1.2 作者简介 204 12.2 选文 204 12.2.1 Bioinstrumentation / 生物医学仪器 204 12.2.2 Biomedical Sensors / 生物医学传感器 207 12.2.3 Biosignal Processing / 生物医学信号处理 209 12.2.4 Radiographic Imaging Systems / 放射成像系统 215 12.3 评述 218 12.3.1 生物医学传感器 218 12.3.2 生物医学信号处理 219 12.3.3 生物医学仪器——以CT为例 221 12.4 阅读思考与延伸阅读 222 12.4.1 阅读思考 222 12.4.2 延伸阅读 222 第13章 精准医学 224 13.1 引语 224 13.1.1 全书简介 225 13.1.2 作者简介 225 13.2 选文 225 13.2.1 精准医学前言 225 13.2.2 精准医学的发展历史 226 13.2.3 精准医学的概念 227 13.2.4 精准医学的本质与内涵 227 13.2.5 精准医学与转化医学、整体医学、循证医学的关系 230 13.3 评述 233 13.3.1 精准医学的背景与由来 233 13.3.2 精准医学的本质与内涵 234 13.3.3 精准医学运用的技术手段 235 13.3.4 对未来该学科的启迪 235 13.3.5 今后任务任重道远 235 13.4 阅读思考与延伸阅读 237 13.4.1 阅读思考 237 13.4.2 延伸阅读 237 第14章 癌生物学 240 14.1 引语 240 14.1.1 全书简介 240 14.1.2 作者简介 241 14.2 选文 241 14.2.1 The biology and genetics of cells and organisms / 细胞和有机体的生物学与遗传学特征 241 14.2.2 The nature of cancer / 癌症的本质 243 14.2.3 p53 and apoptosis: master guardian and executioner / p53与凋亡：守护神兼刽子手 247 14.2.4 Maintenance of genomic integrity and the development of cancer / 基因组完整性的维持及肿瘤的发展 249 14.2.5 Moving out: invasion and metastasis / 迁出：侵袭和转移 255 14.3 评述 257 14.3.1 癌症的本质 257 14.3.2 基因的守护神 258 14.3.3 癌症的攻克与治疗 258 14.3.4 探索构想 259 14.4 阅读思考与延伸阅读 260 14.4.1 阅读思考 260 14.4.2 延伸阅读 260 第15章 传染病：高旋的幽灵 262 15.1 引语 262 15.1.1 全书简介 263 15.1.2 作者简介 264 15.2 选文 264 15.2.1 鼠疫起源于中亚 264 15.2.2 旱獭是鼠疫宿主 265 15.2.3 交通是鼠疫传播的重要因素 265 15.2.4 鼠疫杆菌致病毒力研究 265 15.2.5 肺鼠疫肺部病理改变 266 15.2.6 肺鼠疫病人临床表现 266 15.2.7 注重医务防疫人员和普通民众个人防护 266 15.2.8 隔离康复期及无症状带菌者，预防接种，推行尸体剖检 268 15.2.9 加强防疫宣传教育 268 15.2.10 流行病学调查，隔离疑似病人 268 15.2.11 确诊病人定点医院治疗 269 15.2.12 隔离密切接触者，火化病人遗体 269 15.2.13 管控交通，封锁疫区 269 15.3 评述 270 15.3.1 鼠疫简介 270 15.3.2 中国**部现代传染病防治领域系统性专著 270 15.3.3 鼠疫防控之经典创新 271 15.3.4 对现代传染病防控思想的启迪 273 15.4 阅读思考与延伸阅读 278 15.4.1 阅读思考 278 15.4.2 延伸阅读 279 第16章 人性化的城市 280 16.1 引语 280 16.1.1 全书简介 280 16.1.2 作者简介 281 16.2 选文 281 16.2.1 The human dimension—overlooked, neglected, phased out / 被遗忘、忽视、抛弃的人性化维度 281 16.2.2 A question of life or death — for five decades / 50年来关乎生与死的讨论 282 16.2.3 Progress despite the odds / 困境中砥砺前行 283 16.2.4 Far greater effort needed / 仍需不懈努力 284 16.2.5 The human dimension — a necessary new planning dimension / 人性化维度——必要的城市规划新尺度 284 16.2.6 Wanted: lively, safe, sustainable and healthy cities / 目标：充满活力、安全、可持续、健康的城市 285 16.2.7 Four goals – one policy / 四维愿景——统一的政策 287 16.3 评述 287 16.3.1 城市的胜利和人的失利 287 16.3.2 一个人改变一座城 288 16.3.3 何为人性化城市 289 16.3.4 人性化城市之路 289 16.3.5 启示：任重道远 291 16.4 阅读思考与延伸阅读 292 16.4.1 阅读思考 292 16.4.2 延伸阅读 292 第17章 图像中国建筑史 294 17.1 引语 294 17.1.1 全书简介 294 17.1.2 作者简介 295 17.2 选文 295 17.2.1 The Chinese structural system / 中国建筑的结构体系 295 17.2.2 Two grammar books / 两部文法书 301 17.2.3 Monumental timber-frame buildings / 木构建筑重要遗例 305 17.2.4 Buddhist pagodas / 佛塔 306 17.3 评述 311 17.3.1 图解中国建筑“术语” 311 17.3.2 中国建筑木结构的有机性 311 17.3.3 演变图解中中国建筑的变化与统一 312 17.3.4 展望 313 17.4 阅读思考与延伸阅读 314 17.4.1 阅读思考 314 17.4.2 延伸阅读 315