在我国制造业从数量扩张向质量提高转型的历史时期，对成分/工艺组织-性能的精确定量理解成为金属材料科学与工程领域亟待解决的共性、基础性难题。本书立足于热力学和动力学，总结材料学和材料加工学中贯通成分/工艺-组织-性能的共性理论或规律，旨在用非平衡态热力学实现“将热力学应用于非平衡动力学过程”的目标。通过阐明热-动力学多样性、热-动力学相关性和热-动力学贯通性，解决贯通材料学与材料加工学的重大基础性难题——基于整体加工过程的微观组织预测和面向目标组织与性能的加工工艺设计。

本书展现了绿氢作为新能源的广阔前景，介绍了有关氢的知识，阐述了水电解制氢以及氢纯化、再生和安全生产。为了实现“双碳”目标，氢行业应通过技术创新，数倍地提高电流密度，显著降低制造成本和运行成本。氢已经作为二次清洁新能源登上历史舞台，大批研发、生产人员积极投入发展氢能的行列，他们迫切需要了解有关氢的制取、储存、运输.充装和使用的知识。本书可作为从事水电解制氢行业人员的教材，同时可供高等院校相关专业师生参考，还可供从事粉末冶金、工业气体生产设备制造以及管理人员借鉴。

量子光学，实际就是关于光的量子理论与实验。光子的名词在量子力学诞生伊始的1926年由刘易斯（Gilbert Lewis）提出，次年狄拉克用于其专著中。但光子的概念实际上早在1905年爱因斯坦提出光电效应理论时即已形成。但关于光子的研究最初集中于原子光谱，而很少涉及光子本身。现代量子光学真正建立起来始于1956年的HBT（Hanbury，Brown，Twiss）关于光子相关性的实验。以此为基础发展的一系列实验表明，只有光的量子理论才可以解释光子统计学等实验结果。HBT实验现在是单光子测量的基本实验，用于鉴别单光子源的反聚束（anti-bunching）效应。由于相关效应对于近年来高速发展的量子信息和量子计算的重要性，量子光学日益备受关注。该书包括下列内容： 第一部分是引言和背景知识，介绍经典光学和光学跃迁的量子理论；第二部分为光子学，介绍光子统计，光子的反聚束效应（单光子），相干态和光的压缩，和光子的量子态等；第三部分为原子和光子的相互作用，包括光-原子的共振相互作用，腔体中的原子，和冷原子等；第四部分专门讨论量子信息处理，包括量子密钥，量子计算，和纠缠态和量子远程通讯等。在附录中除了介绍一些基本知识外，也讨论了波色-爱因斯坦凝聚。

本书基于计算流体力学（CFD）发展现状，分析了CFD发展面临的挑战，对2035年CFD发展愿景进行了展望。全书分为10章，第1章为概述，简要介绍了CFD的基本概念、发展历史、主要应用领域和2035年总体愿景，凝练了CFD的九大重点发展方向，绘制了CFD 2035技术路线图。第2～10章分别针对九大重点发展方向，即基于高性能硬件的CFD软件与大数据技术，网格生成与自适应技术，高保真数值方法，转捩、湍流与大范围分离流动模拟技术，内流与燃烧，多介质多物理场耦合模拟与多学科耦合分析、验证、确认与不确定度量化，多学科优化设计，人工智能/量子计算与CFD的结合。具体介绍了各方向的概念及背景、研究现状，制定了2035年目标，分析了差距与挑战，给出了发展路线图、措施与建议。

本书主要介绍了原子与分子物理学科中的原子分子结构、光谱和碰撞，先进光源与原子分子物理，冷原子物理及其应用，奇异的原子分子团簇四个前沿领域，着重论述了各个方向的科学问题，研究目的和意义，国内外研究现状、特色、优势和不足，以及对未来发展的建议和意见。

本书主要介绍超强超短激光与等离子体相互作用的基本理论和实验方法，重点为强场激光的相对论效应和量子电动力学效应。前三章为一些理论介绍，包括强场激光、强激光与电子、原子和团簇相互作用以及等离子体物理基础理论；第4、5章分别为强激光与稀薄等离子体和固体靶相互作用；第6章简单介绍传统加速器和高能粒子束，为后面几章作准备；第7～9章为强场激光的重要应用，即强激光驱动的高能电子束、高能离子束和强辐射源；第10、11章为强场激光在等离子体和真空中的量子电动力学效应；第12章介绍激光核物理。

雷达海杂波反演大气波导技术是大气波导监测的主要手段。本书基于国内外雷达海杂波反演技术基础理论，引入大气湍流理论，提出了基于各向异性湍流的蒸发波导改进模型，建立了电磁波正向传播模型，介绍了通过模拟仿真计算模拟海杂波回波功率的方法，具有原创性、创新性、实用性。

本书介绍了利用北斗卫星信号对流层延迟对大气波导进行监测的技术，阐释了利用北斗卫星信号对流层延迟开展大气波导反演监测的机理，并从北斗卫星信号对流层延迟等概念出发，固化反演监测流程和相关算法，结合在部分区域开展试验等手段对相关算法进行了定量检验。

在整个科学领域，量子力学是很有影响力的重要理论。没有量子力学，我们就无法解释世界是如何运转的。比如：知更鸟长途迁徙时是如何通过微弱的地球磁场感知方向的？小丑鱼是如何找到回家之路的？光合作用中能量的传递效率为什么那么高？对所有这些问题的解答，都离不开量子力学，离不开量子隧穿、量子相干性和量子纠缠。酶促反应、光合作用、嗅觉、鸟类的磁感应、基因的复制、心智之谜、生命的起源，这种种现象都与神秘的量子世界有关。物理世界有三个层次：首先是宏观世界，遵循牛顿运动力学法则；接下来是热力学世界，遵循热力学法则；然后是量子世界，在这个维度里，原子、分子以及组成它们的所有成分粒子都遵循准确而有序的量子规则。人造生命一定要遵循量子理论，因为没有量子力学，就不会有生命。费曼说过：“凡是我做不出来的，就是我还不理解的。”如果有一天，人造生命真的成为现实，那将意味着我们终于理解了生命的本质。我们将会看到：生命正驾驭着混沌之力，在经典世界与量子世界之间狭窄的边缘上，乘风前行！

本书对地球辐射带物理学最新的相关理论和观测数据（截至2020年）进行了详细阐述、分析，尚属国内首次。该书因系统性阐述了辐射带物理学的基础知识、波粒相互作用的原理与过程，并将理论基础与新的观测数据结合得出新的结论和观点。主要介绍了辐射带的磁场和等离子体环境、磁层动力学、带电粒子在磁场中运动的基本原理、等离子体物理学的基本概念和内磁层中最重要的速度空间分布函数等辐射带物理学基础概念原理。在描述内磁层等离子体波的一般现象以及波模式基础上，将基础理论与新观测数据结合，讨论了不同波（包括哨声波、电磁离子回旋波、等离子层嘶声波、赤道磁声波）的驱动因素、不同波模式对辐射带粒子源和损失的作用、电子带的结构和演化等问题。