自然科学与技术研究方法

绪论

参考文献

第1章  科学发现与技术发明概述

1.1  科学与技术的概念

1.1.1  “科学”的概念

1.1.2  “技术”的概念

1.2  科学和技术的紧密联系

1

绪论

参考文献

第1章 科学发现与技术发明概述

1.1 科学与技术的概念

1.1.1 “科学”的概念

1.1.2 “技术”的概念

1.2 科学和技术的紧密联系

1.2.1 科学和技术的起源

1.2.2 两个传统

1.2.3 相互的推动作用

1.2.4 形成紧密联系

1.2.5 结论

1.3 科学与技术研究的选题

1.3.1 科学研究的选题——寻找未知世界

1.3.2 技术研究与开发的选题

1.3.3 从科学发现到技术发明再到应用的科研过程——创新

1.4 光学和光学技术的发展历程

1.4.1 光学发展史略

1.4.2 光学技术发展简史

1.5 生物学和生物技术的发展历程

1.5.1 生物学的历史

1.5.2 生物技术发展历史

1.6 材料科学与材料制造加工技术的发展历程

1.6.1 材料制造加工技术与人类文明的发展

1.6.2 材料技术的应用与社会进步

思考题

参考文献

第2章 自然科学的研究方法

引言

2.1 从实验到假说到证实——归纳法

2.1.1 从实验到定律——归纳法

2.1.2 归纳法的前提

2.1.3 归纳法中数学关系的获得

2.1.4 假说与假设

2.1.5 证实与知识体系形成

2.2 演绎——科学预言

2.2.1 从归纳到演绎

2.2.2 演绎法在理论体系形成中的作用

2.2.3 从假说到科学预言——演绎法

2.2.4 演绎法的一般步骤

2.2.5 演绎法的前提条件

2.2.6 演绎中逻辑推理的基本形式

2.2.7 演绎法在化学学科中的应用

2.3 假说—演绎法在生物学研究中的应用

2.3.1 假说—演绎法的概念

2.3.2 假说—演绎法的一般流程

2.3.3 假锐—演绎法在生物学研究中所涉及的具体研究方法

2.3.4 假说—演绎法在生物学研究中的应用举例

2.4 科学研究中的计算机数值计算方法

2.4.1 科学研究方法中的理论研究，实验研究和计算机仿真研究

2.4.2 计算研究方法的特点

2.4.3 数值计算工具

2.4.4 数值计算方法在光学研究中的应用举例

2.4.5 计算机数值计算方法研究具体问题的一般步骤

2.4.6 计算机数值计算方法的局限性

2.5 数值计算方法在生物学研究中的应用

思考题

参考文献

第3章 新技术研发方法

3.1 技术演绎法

3.1.1 技术演绎法研发的案例

3.1.2 技术演绎的过程

3.1.3 技术演绎的途径

3.1.4 技术演绎的层次

3.2 技术演绎法在生物技术研发中的应用

3.2.1 第一代测序技术

3.2.2 第二代测序技术

3.2.3 第三代测序技术

3.3 移植法

3.3.1 技术移植的必要性

3.3.2 技术移植的可能性

3.3.3 技术移植的途径

3.3.4 技术移植的层次

3.3.5 技术移植的知识产权问题

3.4 交叉法

3.4.1 交叉法的形成

3.4.2 交叉法的概念

3.4.3 对我们的启示

3.5 螺旋上升法

3.5.1 螺旋上升法

3.5.2 螺旋上升法案例分析

3.5.3 螺旋上升法中临界点的把握

3.6 逆向思维法

3.6.1 逆向思维的概念

3.6.2 逆向思维的特点

3.6.3 逆向思维的三大类型

3.7 计算机辅助设计、仿真与数字化方法

3.7.1 计算机辅助设计与仿真方法简介

3.7.2 计算机辅助设计与仿真方法在光信息技术中的应用

3.7.3 模拟光学系统的数字化方法

3.7.4 计算机在分子模拟技术和药物设计中的应用

3.7.5 计算机辅助设计与仿真的局限性

思考题

参考文献

第4章 未来的主要科学与技术的研究领域

4.1 未来的研究领域

4.2 爱因斯坦和霍金的思维方法

4.2.1 背景知识

4.2.2 爱因斯坦的思维方式

4.2.3 霍金的思维方式

4.2.4 小结

4.3 光学与光学技术的未来研究领域

4.3.1 太阳能技术

4.3.2 光子计算机

4.3.3 光存储

4.3.4 新波段开发

4.4 未来生物技术

4.4.1 转基因食品

4.4.2 基因工程药物

4.4.3 基于干细胞的人体组织工程技术——干细胞治疗

4.4.4 新一代工业生物技术——生物质能利用技术

4.5 材料科学与技术发展前景

4.5.1 稀土材料

4.5.2 高分子材料

4.5.3 复合材料

4.5.4 发展前景

思考题

参考文献

后记

    
进入21世纪，创新人才的培养已经成为强国的紧迫任务，科学技术研究人员的创新能力成为创新型国家的基础。吴重庆主编的《自然科学与技术研究方法》试图以科学发现与技术发明的历程为线索，探索创新的规律，寻求创新的方法，启迪学生的创新思维，从而达到加强创新人才培养的目的。
《自然科学与技术研究方法》以物理学、光学与光学技术、生物学与生物技术，以及材料科学与技术为依托，结合国家科学与技术发展政策，并结合专业教师的创新体会。避免抽象说教式空谈，阐述了科学与技术的研究方法，是“活”的教学。本书共分4章：第1章为科学发现与技术发明概述，包括科学与技术的概念、相互关系、选题及发展历程；第2章为作为一门科学，现代科学(物理学、光学、生物学、材料科学)的研究方法，包括归纳法、演绎法及计算机数值计算方法等3种方法；第3章为新技术研发方法，包括技术演绎法、移植法、交叉法、螺旋上升法、逆向思维法、计算机辅助设计、仿真与数字化方法等6种方法；第4章为上述几个领域的未来课题。
本书不仅可供上述相关专业的学生使用，也可结合其他领域科学与技术的研究实例，供其他从事自然科学与工程技术领域的研究人员使用。

    
吴重庆主编的《自然科学与技术研究方法》以物理学、光学与光学技术、生物学与生物技术，以及材料科学与材料制作加工技术的发展为依托，结合国家科学与技术发展的政策，并结合从事上述专业教学的教师在科研活动中具体的创新体会，来阐述科学与技术的研究方法，是“活”的教学。当然，这些研究方法的应用，并不局限于这4个领域，它可以毫不费力地推广到其他自然科学与技术领域。因此，本书不仅可供物理学、光学与光学技术、生物学与生物技术、材料科学与技术相关专业的学生使用，也可在结合其他领域科学与技术研究实例的基础上，供其他从事自然科学与工程技术领域的研究人员使用。