本书以时间为明线，以学术特点、学术思想的形成过程为暗线，以宋家树学术成长的重要节点为标准，共分十章。第一章“书香传家”，主要叙述了宋家树的家世渊源以及辗转湖南、湖北、重庆避乱的经历；第二章“辗转求学”，较为详细地叙述了他小学、初中、高中的学习经历，就读名校、师从名师；第三章“大学逐梦”，叙述了他在南京大学、大连工学院以及东北人民大学的学习经历；第四章“初露锋芒”，介绍了他毕业留校，师从苏联专家莫洛佐夫，在金属物理研究领域展露才华的经历，这也是其学术思想形成的重要时期；第五章“初涉核武”，讲述了他被国家紧急调入核武器研究领域，在条件有限的情况下，创造条件、集智攻关，获取了制造第一颗原子弹核心部件的一系列主要工艺参数；第六章“草原会战”，讲述了他奔赴青海草原参加第一颗原子弹、氢弹研制攻关工作，以及“文化大革命”期间的经历；第七章“巴蜀建功”，叙述了他服从国家安排，谋划九〇三厂长远发展，统筹生产能力建设，加强人才队伍培养，组织科研生产和型号攻关等工作；第八章“步入军控”，叙述了他步入军备控制新领域后，领导军控专业组开展的一系列富有成效的工作，并成为中国该项研究工作的领导者之一；第九章“跟踪前沿”，主要叙述了他在国际经济学技术研究所兼职期间，在军用新材料、能源安全方面开展研究，为国家有关部门提供决策咨询，为院所学科规划和人才培养提出建议等。此外，还单独安排了第十章“臻于至善”，讲述他广泛高雅的兴趣爱好、正确的人生观、高尚的情操和良好的性格对其学术成长和学术思想形成产生的重要影响；同时，还记述了他在退休后依然关注我国核事业，不断为核事业的发展建言献策等内容，作为其学术成长生涯的重要补充。
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