本书归纳总结纳米科学研究中的创新科学方法及思想，分析纳米科学研究方法的发展趋势，阐述先进的纳米科学测量仪器和技术手段，论述纳米科学研究方法与其他学科领域的交叉、融合与互相促进。重点论述纳米材料合成方法学、自组装方法、扫描探针显微技术、单分子科学、分子影像技术、聚焦电子束/聚焦离子束技术、纳米刻蚀技术、纳米标准及理论计算方法等，并探讨了其发展的根源、创新思维及未来的发展等。
本书可作为高等院校物理、化学、生物、材料、医学等专业研究生的参考教材，也可供从事纳米科学与技术相关研究的科技工作者参考。
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获国家出版基金资助出版
中国科学院院长白春礼院士主编
科技部创新方法项目成果
国家纳米科学中心主任编著
内容涉及化学、物理、生物、材料、医学等学科领域
王琛 1964年7月出生于北京。1986年于中国科学技术大学获得学士学位，1992年5月在美国弗吉尼亚大学获得博士学位，1992～1993年在美国亚利桑那州立大学从事博士后研究，1994年被聘为华中师范大学教授，1995年7月至2004年4月在中国科学院化学研究所任研究员，2004年4月至今任国家纳米科学中心研究员、博士生导师，并历任国家纳米科学中心副主任、主任。曾获得中国科学院优秀青年奖（1997年）、中国化学会青年化学奖（1998年）、中国科学院青年科学家奖（1999年）、香港“求是”青年学者奖（1999年）、教育部科技进步一等奖（2003年，第二完成人）、中国真空学会“科技成就奖”（2005年）等奖励。曾主持“国家杰出青年科学基金”和科技部重大科学研究计划项目。现任中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会副理事长、中国生物物理学会常务理事等。
长期从事扫描隧道显微术的原理及应用研究、以及纳米尺度上物质表面的物理和化学现象研究。在有机和生物分子自组装结构与性质等方面进行了系统和深入的研究。在有机和生物分子自组装结构与性质等方面进行了系统和深入的研究，获得了一系列研究成果。在Chem.Soc.Rev.,Proc.Natl.Acad.Sci.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Nano Lett.等学术刊物上发表论文200余篇。
第一篇 绪论
第1 章 纳米科技研究方法
20 世纪微电子的诞生和发展对人类社会产生了巨大的影响，推动人类社会进入了信息时代。微电子小型化的发展趋势促使科技研究进入了纳米范畴，兴起了纳米科技。21世纪纳米科技研究出现了热潮，其研究内容涉及科学与技术的各个领域，故有人称为纳米时代。纳米科技研究的对象是介于人们所熟悉的由无穷多原子构成的宏观体系和原子体系之间的有限个原子构成的体系。这个研究领域是此前人们不熟悉的，有很多新奇的结构和特性，因此这是科学发展的新领域。成为当前科学发展的重要内容，有丰富的理论和技术问题有待探索和开发，引起了学者和政治家的极大关注。21世纪以来，发达国家政府和国际大公司纷纷制定纳米研发计划，投入了相当大的人力、财力，呈现强烈的科技竞争态势。在这场科技竞争， 也是未来经济竞争中，各国都希望能够捷足先登。在科技发展的新时代，大家都处于同一起跑线上，谁能成为领先者，掌握先进的科学方法显得非常重要。本章将针对纳米科技的具体内容和特点讨论有关科学方法问题，希望会对高速发展的纳米科技有所帮助。
1.1 科学方法研究
人类的科学发展史表明，自然科学是从神学、哲学中脱颖而出，成为独立的科学体系的。从欧几里得的《几何原本》提出归纳推论的科学方法，到以牛顿的《自然哲学的数学原理》为代表的经典物理学，自然科学的研究方法达到了成熟阶段；至19 世纪末20 世纪初，现代物理学诞生，科学方法研究发展为成熟的科学体系――― 方法学。现今在教学、科学研究中，往往忽视了方法学的学习和训练。随着科学研究的深入，面对科技的复杂化趋势，方法学的研究和学习越来越显得重要。
1.1.1 关于科学方法
科学方法是人们探索自然和社会规律、获取知识的最有效的程序和途径，是人们在认识和改造世界活动中，遵循和运用以科学为基础的各种方法和手段的总称。对客观世界规律的理性认识是人类掌握的知识，这些知识经过综合和系统化，为实验、实践检验证实是正确的，即是科学。在人类知识中还有很多是非科学的，如迷信、伪科学。科学与迷信的区分主要表现在：科学注重理性原则，迷信则崇尚信仰。重视理性原则还是崇尚信仰为区分科学与迷信的判据。在科学发展过程中，不时
混进伪科学，其主要区别是科学注重实践原则。判别科学与迷信、伪科学的另一条标准是实践性。科学注重可重复性原则，可重复性是判别真伪科学的检验方式。科学注重逻辑完备性，强调因果关系和理性关联推理规则，这也是科学方法的重要内容。对科学原理的表述、理解和研究过程中，有严谨的科学方法，它也是人类知识的重要内容。科学注重简单性，简单性原则也是判断科学的真伪与优劣程度的标准。科学原理与科学方法是密切相关、相辅相成的，因此科学方法是人类认识自然世界和社会的重要手段，是遵从、改造自然和社会的重要工具，是人类知识宝库中的重要内容之一。
科学理论的研究与发展伴随着科学方法的研究与发展。科学基于正确的科学方法而发展，也是因为有了科学方法才成其为科学，它体现了科学的理性精神，构成了知识体系的基础和框架。若研究者具有很高的科学方法素养，往往会最先获得创新科技成果，成为科学研究的佼佼者。科研中难能可贵的创造性才华，由于方法拙劣可能被削弱，甚至被扼杀；而良好的方法则会增长、促进这种才华。科学方法引导着、规范着科学研究的进展，其自身也是科学和生产实践的产物。在每一次科学革命过程中也包含着科学方法的变革与发展。先进的科学方法不仅促进某一学科的迅速发展，而且还能广泛地影响其他自然科学和社会科学，为人类认识自然和社会提供新的步骤和程序。科学发展的初期，有关科学方法被看成哲学上的重要内容，称为科学知识论或方法论，作为讨论方法的理论是与人类对科学的探索同时诞生的。随着科学的发展，出现了逻辑归纳法、推理法、统计法等。通常科学家多是在自己的学科领域讨论各自表述客观规律的方法，如人文社会学的“人类审美学” 、“社会统计学”， 物理学的“物理数学”， 实验科学的“实验方法”， 生物医学的“生物统计学” 、“临床病理学”等。在众多科学方法研究的基础上，有人从哲学综合的高度上，研究普适的科学方法，撰写种种科学方法论专著。科学方法既是科学认识中表述客体、规律和获取知识的工具，也是科技合理性的评价标准。而科学的发展与科学方法的改进是密不可分、融为一体的。当科学发展进入一个新变革时期，相应的创新科学方法也是人们研究的重要内容。在纳米科技发展的初期，有意识地探索相应的创新科学方法，将具有重要意义。
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