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 / 第一编 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  量子力学的最新进展   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(第一节)   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 / 第一个基因组的合成   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：第一个合成支原体诞生   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  中国第一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