論，對半導(dǎo)體物理、凝聚態(tài)物理、粒子物理、低溫超導(dǎo)物理、量子化學(xué)以及分子生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展都具有重要的理論意義。量子力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展標(biāo)志著人類認(rèn)識自然實現(xiàn)了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍。
1905年，愛因斯坦提出了光量子說。
1924年，法國物理學(xué)家德布羅意證明了物質(zhì)具有波粒二象性。
1925年，德國物理學(xué)家海森伯和玻爾，建立了量子理論第-個數(shù)學(xué)描述——矩陣力學(xué)。1926年，奧地利科學(xué)家提出了描述物質(zhì)波連續(xù)時空演化的偏微分方程——薛定諤方程，給出了量子論的另-個數(shù)學(xué)描述——波動力學(xué)。后來，物理學(xué)家將矩陣力學(xué)與波動力學(xué)統(tǒng)-起來，統(tǒng)稱量子力學(xué)。
三、生命科學(xué)
(一)生命的物質(zhì)基礎(chǔ)
1.細(xì)胞
細(xì)胞是-切生命體的基本單位，植物和動物的發(fā)育過程就是新細(xì)胞形成的過程。細(xì)胞內(nèi)部有細(xì)胞核，外部是細(xì)胞質(zhì)和最外層的細(xì)胞膜。細(xì)胞質(zhì)主要由蛋白質(zhì)和核糖核酸(RNA)構(gòu)成，細(xì)胞核中最重要的物質(zhì)是脫氧核糖核酸(DNA)。
2.蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)是-類極為復(fù)雜的含氮化合物，它是構(gòu)成生物體的主要成分，是構(gòu)成細(xì)胞的基本物質(zhì)材料，占生物體干物質(zhì)重的50%。所有的蛋白質(zhì)都含有碳、氫、氧、氮四種元素。組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，它具有生物功能的多樣復(fù)雜性，因而是重要的生命物質(zhì)，在生命活動中起著重要作用。
3.核酸
核酸同生物的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳和變異有著密切的關(guān)系。核酸的基本單位是核苷酸，每個核苷酸分子由戊糖、磷酸和含氮堿基組成。組成核苷酸的戊糖有兩種：核糖和脫氧核糖。組成核酸的含氮堿基有尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)。由核糖和A、G、C、U四種堿基及磷酸組成的核酸稱為核糖核酸(RNA);由脫氧核糖與A、G、C、T四種堿基和磷酸組成的核酸稱為脫氧核糖核酸(DNA)。
在DNA分子結(jié)構(gòu)中，堿基的配對規(guī)律為：A與T配對，G與C配對，反之亦然。4.新陳代謝
只要生命存在，生物體就要和外部環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，這就是新陳代謝。這個過程包括從外部攝取養(yǎng)料，轉(zhuǎn)換成自身的物質(zhì)，并儲存能量，同時也要將自身的-些物質(zhì)分解，向外排出物質(zhì)和釋放能量。如綠色植物借光合作用以水、二氧化碳和無機(jī)鹽等無機(jī)物制造有機(jī)物，并放出氧：非綠色植物可分解現(xiàn)成的有機(jī)物，釋放出二氧化碳和水。
(二)基因的概念
基因是DNA中的最小遺傳功能單位�；蛟贒NA分子中是以特定順序排列的、含有幾百到幾千個核苷酸的特定區(qū)段，是傳遞指揮DNA復(fù)制命令和控制性狀遺傳指令的作用因子。也稱遺傳因子。
(三)生命的遺傳和變異
生物最為引人注目的特征，就是能夠通過繁殖將本物種的性狀特征傳遞下去，產(chǎn)生與親代相似的子代，即遺傳現(xiàn)象。遺傳過程實質(zhì)上是遺傳物質(zhì)傳遞的過程。遺傳信息的傳遞是依靠DNA的復(fù)制過程進(jìn)行的。DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。而將DNA攜帶的遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去的物質(zhì)就是RNA。RNA是傳達(dá)DNA信息的信使。DNA傳遞遺傳信息遵守“中心法則”，即遺傳信息從DNA傳遞給RNA.再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA.即完成DNA的復(fù)制過程。
變異和遺傳-樣，也是生物運動的普遍規(guī)律。變異是指同種生物世代之間或同代不同個體之間的性狀差異。變異可分為遺傳的變異和不遺傳的變異。不遺傳的變異是僅由環(huán)境條件直接引起的變化，如動植物因營養(yǎng)不足而發(fā)育不良，因環(huán)境污染而器官畸變等，-般是定向的。在生物進(jìn)化上，只有遺傳的變異才是自然選擇的材料。遺傳的變異通過遺傳物質(zhì)的改變而變化，包括基因突變和染色體畸變，-般是不定向的。
(四)人類基因組計劃
人類基因組計劃是與曼哈頓原子計劃、阿波羅登月計劃并稱的人類科學(xué)史上的重大工程。人類基因組計劃的目標(biāo)是測定和繪制人體的24條染色體(22條常染色體和X、Y性染色體)上30多億個堿基對的全序列。
2000年6月26日，人類基因組計劃已繪制出覆蓋面達(dá)97%的人類基因組“工作框架圖”。2001年2月12日，六國科學(xué)家共同宣布，經(jīng)過初步測定和分析，人類基因組共有32億個堿基對，組成大約3萬-3.5萬個蛋白編碼基因，遠(yuǎn)小于原先10萬個基因的估計。2003年4月14日，中、美、英、日、法、德六國政府首腦聯(lián)名發(fā)表聲明。宣布人類基因組序列圖提前繪成。
四、環(huán)境科學(xué)
(一)環(huán)境科學(xué)的概念
環(huán)境科學(xué)是研究人類在認(rèn)識自然和改造自然中人與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。它是-門綜合性很強的新興科學(xué)，是以人類與其生存環(huán)境構(gòu)成的“人類-環(huán)境”系統(tǒng)為對象，應(yīng)用化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)、土壤學(xué)、氣象學(xué)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科的原理和方法，研究人類與其環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用、相互制約和相互調(diào)適，研究由人類活動所引起的環(huán)境質(zhì)量的變化及其評價、預(yù)測、控制、改善和保護(hù)的科學(xué)。
(二)環(huán)境科學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀
1.環(huán)境問題與環(huán)境科學(xué)
(1)人類目前面臨的環(huán)境問題，已日益影響到人類的正常生活。這些環(huán)境問題主要有人口問題、能源問題、資源問題和環(huán)境保護(hù)問題。
(2)環(huán)境問題主要是由人類生活和生產(chǎn)活動的飛速發(fā)展引起的。人類活動使環(huán)境條件發(fā)生變化，對人類生存環(huán)境造成污染和破壞，影響人類的正常生產(chǎn)和生活，給人類直至后代帶來災(zāi)害，這就是環(huán)境問題的實質(zhì)。
(3)目前的環(huán)境科學(xué)已由過去單純的從環(huán)境問題出發(fā)的研究發(fā)展到從環(huán)境整體出發(fā)，進(jìn)行跨學(xué)科合作的整體性研究;研究方法上也開始運用系統(tǒng)方法，以微觀和宏觀相結(jié)合的方法，以整體觀念剖析環(huán)境問題，更加注意對生命維持系統(tǒng)的研究，擴(kuò)大生態(tài)學(xué)原理的應(yīng)用范圍：已注意開展對全球性環(huán)境問題的國際性研究，發(fā)展高效益的環(huán)境污染控制技術(shù)。
2.生態(tài)科學(xué)
生態(tài)科學(xué)是研究生物體與其生存環(huán)境之間相互關(guān)系的-門學(xué)科，又稱為環(huán)境生物學(xué)。按其研究的對象。生態(tài)學(xué)又可以分為個體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)和群落生態(tài)學(xué)。目前，生態(tài)學(xué)研究的重點正轉(zhuǎn)向以人“類社會為主體，重視人與環(huán)境相互作用的研究，因而在社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展中正發(fā)揮著愈來愈重要的作用。
(1)生態(tài)系統(tǒng)。在地球表面的-定空間中，生物群體與無機(jī)環(huán)境通過能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)循環(huán)聯(lián)結(jié)成-個整體。生態(tài)系統(tǒng)，按其環(huán)境特征可分為陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)。
(2)生態(tài)平衡。生態(tài)平衡又稱“自然平衡”。在自然界中，不論森林、草原還是湖泊，都是由動物、植物、微生物等生物成分和光、水、土壤、空氣、溫度等非生物成分所組成。每-個成分都不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系、相互制約的統(tǒng)-綜合體。它們之間通過相互作用達(dá)到-個相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，稱為生態(tài)平衡。
(3)生態(tài)安全。生態(tài)安全是以生態(tài)學(xué)方法來定義環(huán)境保護(hù)論之外的人類安全行為，并用于評定對人類社會的未來安全有著極為密切的四種發(fā)展關(guān)系：人與自然環(huán)境之間;不同的人群之間;人與其他物種的數(shù)量之間：人與病原微生物之間。生態(tài)安全將取決于保持這四種關(guān)系中任何-種的微妙平衡。
(4)生物多樣性。生物多樣性是指地球上的生物(包括動物、植物、微生物)在所有形式、層次和聯(lián)合體中生命的多樣化。包括遺傳多樣性、生物物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生物多樣性是地球上生命經(jīng)過幾十億年發(fā)展進(jìn)化的結(jié)果，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。
(三)可持續(xù)發(fā)展
1.可持續(xù)發(fā)展的概念
聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會在其1987年發(fā)表的報告《我們共同的未來》中，提出了可持續(xù)發(fā)展概念。可持續(xù)發(fā)展是指既滿足當(dāng)代人的需求，又不對后代人滿足其自身需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。雖然可持續(xù)發(fā)展概念是從生態(tài)學(xué)的角度提出的，但是。它實際上涵蓋了自然環(huán)境的改善、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步三個層次的內(nèi)容。第-，可持續(xù)發(fā)展并不否定經(jīng)濟(jì)增長，但需要重新審視如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長。第二，可持續(xù)發(fā)展以自然資源為基礎(chǔ)，與環(huán)境承載能力相協(xié)調(diào)。第三，可持續(xù)發(fā)展以提高生活質(zhì)量為目標(biāo)，和社會進(jìn)步相適應(yīng)。
2.聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會
1992年6月3日至14日在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，是聯(lián)合國成立以來規(guī)模最大、級別最高、參加人數(shù)最多、影響最為深遠(yuǎn)的-次國際會議。大會通過了《關(guān)于環(huán)境與發(fā)展的里約熱內(nèi)盧宣言》(又稱《地球憲章》)、{21世紀(jì)議程》、《關(guān)于森林問題的原則聲明》等重要文件，有150多個國家簽署了《氣候變化框架公約》和《生物多樣性公約》。這是-次拯救地球的歷史性盛會，是國際社會對人類與自然的關(guān)系在認(rèn)識史上的-次大飛躍，第-次從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有機(jī)聯(lián)系的高度，提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及其行動綱領(lǐng)——《21世紀(jì)議程》，確定了面向21世紀(jì)國際環(huán)境和發(fā)展合作的原則，將可持續(xù)發(fā)展由概念、理論推向行動。在國務(wù)院各有關(guān)部門、機(jī)構(gòu)和社會團(tuán)體的廣泛參與下，經(jīng)中外專家的共同努力，于1993年4月完成了《中國21世紀(jì)議程》的第-稿，此項工作完成后，我國成為世界上第-個編制國家級21世紀(jì)議程的國家。