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1.概要和建议1

社会展望：物理学的应用、联系和交叉1

科学的协同作用：物理学的学科交叉2

生物物理学3

物理学和材料科学4

物理-化学交叉5

地球物理学6

数学物理学和计算物理学8

今天的科学与明天的技术：创新的过程9

物理学应用的进展：微电子学11

光学技术12

仪器制造学14

能源与环境15

国家安全17

医学应用18

建议18

2.生物物理学22

引言22

生物大分子25

分子生物物理学的实验方法28

膜和细胞生理的生物物理学34

脑和神经的生物物理学38

膜通道40

脑的构造和记忆41

理论生物物理学42

结论和建议45

3.物理-化学交叉的新面貌49

引言49

仪器促成的合作50

激光科学50

表面和界面探测52

中子和同步辐射55

聚合物和复杂流体57

有机电子材料58

导电性分子晶体59

共轭聚合物59

分子组合60

建议61

教育61

学术研究62

基金63

总结63

引言64

4.物理学与材料科学64

历史上的成就65

物理学与材料科学的交叉68

新材料69

新工艺71

化学分离和分析71

表面72

缺陷73

测量仪器73

理论和模拟74

非晶和无序材料75

冶金学微观结构78

结束语83

5.地球物理学84

引言84

科学背景85

板块构造学85

作为热机的地球86

大陆的形变87

地球化学储层88

大气和海洋89

比较行星学91

灾害93

应用93

能量94

从空间获得的数据96

国家安全96

未来的研究方向97

大陆的地震研究97

大陆的深钻97

全球性数字式地震阵列观测97

大规模计算设备98

高压下地壳和地幔物质的研究98

空间遥感98

其它地球物理数据集99

6.计算物理学100

引言100

复杂系统的理论探索101

基本粒子物理学102

统计力学103

凝聚态理论104

原子和分子物理学105

等离子体物理学107

核物理学108

流体物理学109

天体物理学110

万有引力理论111

计算物理学科学研究的特点112

政策和建议114

7.物理学和数学的交叉116

引言116

场论和数学117

数学和物理交叉中的混沌120

8.微电子学和物理学125

引言125

从晶体管到超大规模集成电路126

甚大规模集成电路的10年127

共生现象131

其它技术132

砷化镓132

约瑟夫森结——超导计算机?135

非晶态半导体137

缩小尺寸，小型化的限度137

材料137

界面和表面139

输运140

组装141

磁信息技术和信息储存143

磁记录144

磁泡技术145

磁光记录146

进入未来147

下一个是什么?148

9.物理学在光信息技术中的应用150

引言150

光通信技术151

光通信系统的各个组成部分152

技术上的挑战159

演变中的系统配置159

纤维光学传感器技术160

光学信息处理161

光学存储器162

集成光学和光电子学164

光子学的远景：今天的研究是为了明天的技术165

全光学逻辑165

把秒进行分割：对高速度的基本限制169

异乎寻常的传播模式和介质169

光学和基础物理学之间互不可缺的协作170

10.仪器制造学172

能源183

11.物理学应用于能源和环保183

凝聚态物理学和太阳能转换184

材料186

聚变能187

物理学在燃烧研究中的作用190

未来的发展192

环境193

大气科学193

酸雨193

二氧化碳浓度和温室效应194

水圈的研究196

土壤物理学197

生物群和生态学198

建议199

12.物理学和国防200

引言200

物理学对国防贡献的最新例证201

激光及其应用201

回旋共振微波激射器和自由电子激光器203

光学纤维和集成光学203

准确时钟和相对论应用204

离子注入的应用205

磁泡存储器206

化合物半导体电子器件206

未来的方向207

传感、处理和蒙蔽207

定向能量武器209

低度可观察量技术210

物理学和军备控制210

加强国防与物理学的交叉211

13.物理学的医学应用218

引言218

放射学219

诊断用放射照相术219

同位素和核医学221

X射线计算机化层析扫描222

正电子发射层析摄影术224

超声学225

核磁共振227

光子学和医学230

激光230

内窥镜和传感器的纤维光学233

荧光免疫化验234

结束语235

建议237