論，對半導體物理、凝聚態物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展都具有重要的理論意義。量子力學的產生和發展標志著人類認識自然實現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，法國物理學家德布羅意證明了物質具有波粒二象性。
1925年，德國物理學家海森伯和玻爾，建立了量子理論第-個數學描述——矩陣力學。1926年，奧地利科學家提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程——薛定諤方程，給出了量子論的另-個數學描述——波動力學。后來，物理學家將矩陣力學與波動力學統-起來，統稱量子力學。
三、生命科學
(一)生命的物質基礎
1.細胞
細胞是-切生命體的基本單位，植物和動物的發育過程就是新細胞形成的過程。細胞內部有細胞核，外部是細胞質和最外層的細胞膜。細胞質主要由蛋白質和核糖核酸(RNA)構成，細胞核中最重要的物質是脫氧核糖核酸(DNA)。
2.蛋白質
蛋白質是-類極為復雜的含氮化合物，它是構成生物體的主要成分，是構成細胞的基本物質材料，占生物體干物質重的50%。所有的蛋白質都含有碳、氫、氧、氮四種元素。組成蛋白質的基本單位是氨基酸，它具有生物功能的多樣復雜性，因而是重要的生命物質，在生命活動中起著重要作用。
3.核酸
核酸同生物的生長、發育、繁殖、遺傳和變異有著密切的關系。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分子結構中，堿基的配對規律為：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境不斷進行物質和能量交換，這就是新陳代謝。這個過程包括從外部攝取養料，轉換成自身的物質，并儲存能量，同時也要將自身的-些物質分解，向外排出物質和釋放能量。如綠色植物借光合作用以水、二氧化碳和無機鹽等無機物制造有機物，并放出氧：非綠色植物可分解現成的有機物，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。基因在DNA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段，是傳遞指揮DNA復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，產生與親代相似的子代，即遺傳現象。遺傳過程實質上是遺傳物質傳遞的過程。遺傳信息的傳遞是依靠DNA的復制過程進行的。DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質的合成是在細胞質中進行的。而將DNA攜帶的遺傳信息傳遞到細胞質中去的物質就是RNA。RNA是傳達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，即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA.即完成DNA的復制過程。
變異和遺傳-樣，也是生物運動的普遍規律。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境條件直接引起的變化，如動植物因營養不足而發育不良，因環境污染而器官畸變等，-般是定向的。在生物進化上，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史上的重大工程。人類基因組計劃的目標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97%的人類基因組“工作框架圖”。2001年2月12日，六國科學家共同宣布，經過初步測定和分析，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、德六國政府首腦聯名發表聲明。宣布人類基因組序列圖提前繪成。
四、環境科學
(一)環境科學的概念
環境科學是研究人類在認識自然和改造自然中人與環境之間相互關系的科學。它是-門綜合性很強的新興科學，是以人類與其生存環境構成的“人類-環境”系統為對象，應用化學、生物學、物理學、地質學、自然地理學、土壤學、氣象學和醫學等學科的原理和方法，研究人類與其環境的相互聯系、相互作用、相互制約和相互調適，研究由人類活動所引起的環境質量的變化及其評價、預測、控制、改善和保護的科學。
(二)環境科學發展的現狀
1.環境問題與環境科學
(1)人類目前面臨的環境問題，已日益影響到人類的正常生活。這些環境問題主要有人口問題、能源問題、資源問題和環境保護問題。
(2)環境問題主要是由人類生活和生產活動的飛速發展引起的。人類活動使環境條件發生變化，對人類生存環境造成污染和破壞，影響人類的正常生產和生活，給人類直至后代帶來災害，這就是環境問題的實質。
(3)目前的環境科學已由過去單純的從環境問題出發的研究發展到從環境整體出發，進行跨學科合作的整體性研究;研究方法上也開始運用系統方法，以微觀和宏觀相結合的方法，以整體觀念剖析環境問題，更加注意對生命維持系統的研究，擴大生態學原理的應用范圍：已注意開展對全球性環境問題的國際性研究，發展高效益的環境污染控制技術。
2.生態科學
生態科學是研究生物體與其生存環境之間相互關系的-門學科，又稱為環境生物學。按其研究的對象。生態學又可以分為個體生態學、種群生態學和群落生態學。目前，生態學研究的重點正轉向以人“類社會為主體，重視人與環境相互作用的研究，因而在社會經濟的可持續發展中正發揮著愈來愈重要的作用。
(1)生態系統。在地球表面的-定空間中，生物群體與無機環境通過能量轉換與物質循環聯結成-個整體。生態系統，按其環境特征可分為陸地生態系統和水域生態系統。
(2)生態平衡。生態平衡又稱“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，而是相互聯系、相互制約的統-綜合體。它們之間通過相互作用達到-個相對穩定的平衡狀態，稱為生態平衡。
(3)生態安全。生態安全是以生態學方法來定義環境保護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展關系：人與自然環境之間;不同的人群之間;人與其他物種的數量之間：人與病原微生物之間。生態安全將取決于保持這四種關系中任何-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系統多樣性。生物多樣性是地球上生命經過幾十億年發展進化的結果，是人類賴以生存的物質基礎。
(三)可持續發展
1.可持續發展的概念
聯合國世界環境與發展委員會在其1987年發表的報告《我們共同的未來》中，提出了可持續發展概念�？沙掷m發展是指既滿足當代人的需求，又不對后代人滿足其自身需求的能力構成危害的發展。雖然可持續發展概念是從生態學的角度提出的，但是。它實際上涵蓋了自然環境的改善、經濟的發展和社會的進步三個層次的內容。第-，可持續發展并不否定經濟增長，但需要重新審視如何實現經濟增長。第二，可持續發展以自然資源為基礎，與環境承載能力相協調。第三，可持續發展以提高生活質量為目標，和社會進步相適應。
2.聯合國環境與發展大會
1992年6月3日至14日在巴西里約熱內盧舉行的聯合國環境與發展大會，是聯合國成立以來規模最大、級別最高、參加人數最多、影響最為深遠的-次國際會議。大會通過了《關于環境與發展的里約熱內盧宣言》(又稱《地球憲章》)、{21世紀議程》、《關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系在認識史上的-次大飛躍，第-次從環境保護和經濟發展有機聯系的高度，提出了可持續發展戰略及其行動綱領——《21世紀議程》，確定了面向21世紀國際環境和發展合作的原則，將可持續發展由概念、理論推向行動。在國務院各有關部門、機構和社會團體的廣泛參與下，經中外專家的共同努力，于1993年4月完成了《中國21世紀議程》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世紀議程的國家。