固体力学是从多尺度、多层次上研究固体物质及其构成的结构系统在外界因素作用下受力、变形、破坏等行为和相关效应的力学分支学科。固体物质（包括天然存在的和人工制备的）及其构成的结构系统是人类赖以生存、生活和生产的重要基础。能够合理地利用固体物质设计并制造工具机械、建造承载结构，同时保证其安全、高效地运行服役，是人类社会进步的重要标志，也是人类文明发展的重大成就。固体力学在现代工业和人类生活中发挥着极为重要的作用。马克思曾指出，力学是大工业真正的科学基础。作为力学最重要分支之一的固体力学，不仅直接造就了近代土木建筑、机械制造和航空航天等行业的进步与繁荣，极大地拓展了人类的活动中国学科发展战略·固体力学范围，改善了人类的生活质量，而且为自然与工程科学提供了基础理论和可借鉴的成功研究范式。
软件是世界数字化的直接产物、自动化的现代途径、智能化的逻辑载体。时至今日，小到一个智能传感器、一块智能手表，大到一座智慧城市、一张智能电网，无不依赖于软件系统的驱动与驾驭。软件重塑了从休闲娱乐、人际交往到生产生活、国计民生等社会经济的方方面面?！叭砑ㄒ逡磺小比找娉晌恢窒质?。软件已经成为信息化社会不可或缺的基础设施，高效地构建和运用复杂软件系统的能力成为国家和社会发展的一种核心竞争力。 本书第一部分回顾软件和软件技术的发展历程，通过梳理软件发展脉络，总结软件科学与工程学科（简称软件学科）的基本内涵、主要线索、研究方法和发展规律，并指出，软件是定义计算的逻辑制品，其实质是以计算为核心手段实现应用目标的解决方案，而软件学科本质上是一门具有高度综合性的方法论学科；而后，分别从程序设计语言与理论、系统软件、软件工程、软件产业等方面阐述学科领域的内涵和外延，以及相应的发展历程、现状和存在的主要矛盾。
作为植物的繁殖器官，种子发育在植物的生命周期中起到至关重要的作用。种子为胚胎提供营养，能够在胁迫环境下进行休眠使植物更好地适应环境。此外，种子是人类赖以生存的粮食的最主要来源，为人类提供了 80% 的主粮，是粮食产量和品质形成的基础。因此，对种子形成与萌发调控机制的研究将为农作物的产量和品质提高提供理论基础和技术支撑。
医学科研与临床需求之间严重脱钩，导致基础研究未给民众带 来健康水平的大幅度提高。疾病谱的转变使医学研究模式发生了转 变，并且基础研究积累的大量数据也需要进一步解析。在这样的大 背景下，人们提出了转化医学的概念。大力发展转化医学，能够弥 补基础研究与临床实践之间的脱节，能更好地适应人类疾病谱的巨 大变化，最终使患者受益。转化医学的进步不仅有助于医学科技创 新体系的建设，还能全面提升医学科技的实用价值，有望解决医疗 费用越来越高、新药研发越来越慢这两个重要的医疗问题，并且能 够大力促进生物医药产业高效发展，创造新的经济增长点。
材料是人类生活和生产的物质基础，也是人类认识自然和改造自然的有力工具。每种新材料的发现与利用都会提高人类与自然交互的能力，提高生产力，推动社会发展。进入 21 世纪，人们提出将信息、能源、生物和材料并列为现代文明的四大支柱，其中，材料又是其他支柱的基础。
无中微子双贝塔衰变是当前国际上粒子物理与核物理研究领域的重要科学前沿，是可能突破粒子物理标准模型的研究方向之一。为了推动我国在锦屏地下实验室 (CJPL) 有效开展无中微子双贝塔实验工作，使我国能够尽快参与该项研究的国际竞争，力求走到国际前列，在中国科学院数学物理学部 “无中微子双贝塔衰变实验”自主战略研究课题资助下，经过国内三十多位相关领域专家近两年的深入调查研究和认真讨论，广泛听取同行意见，形成中国科学院数学物理学部 “无中微子双贝塔衰变实验”战略研究组的建议报告，并在此基础上撰写了本书，其内容包括科学意义、国际动态、国内现状、实验方案、建议等方面。
量子力学是 20 世纪物理学最重要的进展之一，它被广泛地应用到原子、分子、固态体系中，并取得了巨大的成功。尤其是自 20 世纪上半叶基于量子力学的半导体能带理论建立以来，它引领了半导体物理、材料和器件的发展，推动了微电子、光电子工业的进步，从而深刻地改变了人类的生活方式和历史进程。
数学优化(mathematical optimization)是研究优化问题的数学理论和方法 的_门学科.优化问题，顾名思义，就是在众多可能中寻找最优解的问题.在数学 上,优化问题通常建模成在一定条件下寻求满足某种最优性质的解.数学优化在 早期被称为数学规划(mathematical programming).英文“programming”—词 是多义词，大众更多的是知道其“程序”含义而不是“规划”.所以，近年来国际 数学界更偏向用数学优化取代数学规划.标志性的事件是国际上最重要的数学 优化学术组织，成立于1973年的“数学规划学会”(Mathematical Programming Society),在2010年经全体会员投票决定更名为“数学优化学会”(Mathematical Optimization Society).
物质是由大量人类肉眼看不到的分子、原子或离子等构成。合成化学是创造新物质最有力的工具和手段之一，化学家们已经运用这一工具巧妙地通过各种元素的组合创造出了数以千万计的原本自然界不存在的新物质，推动了人类文明的进步和发展。不同物质之间除了在构成成分上不同外，在立体空间，特别是分子层次或纳米尺度的微观立体空间上，也可能存在着差别。有一类物质，它们有两种立体空间结构 ( 称为“对映异构体”，简称对映体），相互之间就如同人的左手和右手一样，看起来完全相同，但是不能重叠，这类物质称为“手性物质”（chiral material 或 chiral substance）。手性物质可以由手性分子构成，也可以由非手性分子构成。
传感器是能感受到被测量的信息并将其按一定规律转换成可用 输出信号的器件或装置。信息技术中主要包含信息获取、信息处 理（包括存储）和信息传输这三大重要技术，在作为信息源头技术 的信息获取中，传感器技术占据着越来越突出的重要地位。传感器 技术近年来获得了海量的应用，这与目前实现传感器微型化和规模 化制造的微纳机电系统技术是分不开的，微纳机电系统工艺已成为 实现传感器制造的最主要技术手段。微纳机电系统技术是多学科交 叉后的融合技术，是继集成电路（IC）技术之后，信息产业中的又 一个高新技术领域。该技术既是集成电路技术在器件功能上的扩展 和延伸，也是微电子“超越摩尔”之路向前发展的主要技术途径 之一。