21世纪的科技与我们的对策

二十一世纪的科学技术与我们的对策黄初升什么是科学？什么是技术？科学是解释自然界各种规律的系统知识，即认识世界所取得的知识成果。技术是利用科学系统知识产生社会和经济效益的实践。科学与技术的关系科学是技术的源泉，技术是科学的支撑，科学的高度技术化，技术的高度科学化二十一世纪的科技与我们的对策第一部分二十世纪百年科学技术的回顾第二部分二十一世纪科学技术的展望第三部分我们的科学技术对策一、二十世纪最伟大的科学技术成就四大基础理论：•10年代相对论•20年代量子论•30年代基因论•40年代信息论八大技术领域：•信息技术;生物技术;•空间技术;新材料技术;•新能源技术;海洋技术;•环境科学技术;管理科学技术;五大自然图象认识的基本模型：•宇宙起源和演化的热大爆炸模型•微观物质结构夸克----轻子模型•遗传物质DNA双螺旋结构模型•信息智能处理的图灵计算模型•地壳构造的板块模型（一）四大基础理论：1、相对论：相对论是爱因斯坦的时空物理理论，它以崭新的时空观建立起全新的物理知识体系，使人类不仅对自然的认识提高到一个新的水准，而且也深深地影响人们的思维方式和世界观。2、量子论量子论的创立成为对于自然界一切微观领域普遍使用的理论，从而从根本上改变了经典物理观念，揭开了肉眼看不见之世界的秘密，带来一系列的重大技术变革，为自然科学的发展开辟了广阔的前景。3、基因论基因论就是探索遗传之迷的理论，它认为，生物的形状是由基因决定的。基因携带的信息由基因的结构所决定，信息的表达式由基因的功能而实现的，因此所有生命现象的机制，追根到底都与基因的结构相关。4、信息论狭义信息论是研究信息的基本性质、量度方法以及信息的获取、传输、存储、处理和交换的一般规律的学科；而广义信息论被称为信息科学，它不仅包括了狭义信息论和一般信息论的主要内容，而且还研究有关信息的广阔领域，如语义信息和模糊信息等。（二）八大技术领域1、信息技术信息技术主要指信息的获取、传递、处理等技术。它是高技术的前导，是关键技术，是一个国家经济社会发达程度的标志。信息技术包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、光导技术、计算机技术和人工智能技术。2、生物技术应用生物科学和工程学原理来加工生物材料，以提供所须物质的综合性科学技术。3、新材料技术光电子信息材料先进复合材料先进陶瓷材料新型金属材料高性能高分子材料超导材料4、新能源技术新能源技术是指涉及新能源从开发到应用各个环节所采用的先进技术以及重点节能新技术。具有特色的新能源与新能源技术有：核能及其新技术；太阳能热利用技术；太阳能光电转换技术；海洋能发电技术；氢能利用技术；洁净煤技术；电储能技术；燃料电池技术；燃煤磁流体技术等。5、空间技术空间技术是指探索、开发和利用宇宙空间的技术，又称太空技术和航天技术。航空/大气，航天/太阳系，航宇/飞出太阳系。6、海洋技术海洋技术是人类观测、研究、开发海洋以体现海洋实际价值而采取的技术手段的总称。它既具有一般高技术所具有的战略性、增值性、高投入性和能尽快实现产业化的属性，也具有耐高压、耐腐蚀、耐严酷的海洋自然环境等特性。海洋开发的主要技术有：海洋环境探测技术；海洋资源开发技术；海洋工程技术。7、环境科学技术环境科学技术是研究人类社会发展活动与环境协同演化规律之间相互作用的关系，寻求人类社会与环境协同演化持续发展途径与方法的科学。全球环境问题：地球变暖、臭氧层破坏、资源枯竭、酸雨、生物多样性破坏等。8、管理科学技术管理是社会化大生产的客观要求和直接产物。国家要现代化，必须使国家的各级领导干部的决策水平和管理方法现代化。因此，还必修学习和掌握现代化的管理科学技术。（三）五大自然界图像认识的基本模型1、宇宙起源和演化的热大爆炸模型宇宙热大爆炸模型的建立论证了宇宙的起源和发展。2、粒子物理的标准模型夸克——轻子模型是目前人们所认识的物质结构的新层次，它是粒子物理的标准模型理论，既以夸克、轻子作为基本粒子，以电弱统一理论与描述夸克之间强相互作用的量子色动力学理论一起所构成的理论。3、遗传物质DNA双螺旋结构模型DNA双螺旋结构是20世纪生命科学中最伟大的发现，它标志着分子生物学的诞生，为DNA的自我复制、发育与功能以及突变提供了基础，为描述生命的蓝图、解读生命“天书”奠定了基础。4、信息智力处理的图灵计算模型图灵计算是按某种规则将一组数值或符号串转换成另一组数值或符号串的操作过程。即符号语言和思维演算。图灵计算模型有力地推动了人工智能化机器的发展。5、地壳构造的板块模型全球共分为七大板块，既太平洋、亚欧、印澳、非洲、北美、南美和南极板块。地壳构造的板块模型的建立是地球科学史上的一次重大变革，对地球科学产生了深远的影响，改变了旧的地球观。20世纪是科学技术成就辉煌的世纪。20世纪的科学技术成就极大地改变了人类对自然图景的认识，促进了全球经济的发展，丰富了人类生活的多元化，也深刻而广泛地改变着人类的生活方式、社会结构和价值观念。----------路甬祥二、20世纪辉煌的科学技术成就给我们的启迪1、科学是技术的先导，技术是科学的支撑，导致科学的高度技术化和技术高度的科学化技术发明——经验——科学2、科学技术成为经济增长的推动力，从而导致市场与需求成为科学技术进步的条件和牵引力。四次科技革命第一次18世纪60—70年代蒸汽动力为广泛应用的科技革命；第二次19世纪60—70年代电力技术为核心的科技革命；第三次20世纪40—50年代原子能、电子计算机、航天技术为核心的科技革命；第四次20世纪80—90年代以信息技术为核心的科技革命。3、科技已成为综合国力竞争的决定性因素，导致科技成为科技的主要规划者。4、导致环境意识的觉醒与自然系统研究的兴趣。5、科技创新。第二部分21世纪的科学技术2000年国内十大科技进展：1、超级杂交稻研究取得重大成果。2、在世界上率先破译虾病毒遗传密码。3、首次观察到纳米金属材料室温下的超塑延展性。4、率先合成高活性抗癌物质。5、高性能计算机开发应用取得重大突破（3840亿次/秒，48位）6、首次发现新的物质波干涉现象。7、中国网通宽带高速互联网开通。8、首次完成生物制氢中试研究9、首创电磁式生物芯片。10、我国第一台类人型机器人诞生。2000年国际十大科技新闻1、科学家公布人类基因“工作框架图”2、最先进的量子计算机和生物计算机诞生3、开发出12万亿次超级计算机4、国际空间站迎来第一批长住宇航员5、科学家发现τ子只微子存在的直接证据6、科学家发现存活了2.5万年的细菌7、法国实施基因疗法首获成功8、爱滋病研究取得重要进展9、美科学家研制出分子开关10、科学家制造出直径0.4纳米碳纳米管2001年中国十大科技进展：1.我国第一艘无人飞船“神舟二号”发射成功。2.人类基因组“中国卷”率先绘制完成。3.我国首次独立完成水稻基因“工作框图”和数据库。4.我国建成世界上最大种质资源库。5.性能最高的超级服务器“曙光3000”研制成功（4032次/秒）。6.科学家成功直接观察分子内部结构。7.我国早期生命研究获重要成果。8.我国新核素合成研究获突破。9.全国土地资源“家底”摸清。10、我国创世界棉花单产“三连冠”。2001年世界十大科技进展新闻1.科学家公布人类基因组图谱（美国等六国）。2.美国科学家研制出单分子晶体管。3.首台可自动运行的DNA计算机问世（以色列）。4.世界首次转基因灵长类动物在美诞生（美）。5.美新型艾滋病疫苗动物试验取得成效。6.德单电子纳米开关。7.科学有发现火星上有水的新证据（美）。8.科学家找到“电荷宇称不守恒”现象的有力证据（日）。9.日英科学家在激光核聚变研究上获得新进展（日、英）10.美国发射“奥德赛”火星探测器（美）。二、21世纪的科学技术特点与趋势在科学方面（沿三个方向发展）*微观领域*宇观领域*宏观复杂系统领域在技术方面（沿九个方面发展）•信息技术•生物技术•材料技术•能源技术•制造技术•“绿色”技术•海洋技术微观领域：主要是研究原子以下不同层次的物质结构、物质的相互作用和在相互作用下产生的运动形态和运动规律。宇观领域：主要研究宇宙的结构，演化及相关的各种天文现象21世纪宇宙观领域研究，将帮助人类彻底了解并掌握我们所居住的地球的起源、结构及运动，这将可能为寻找新的资源，预测及预防各种自然灾害（地震、洪水、干旱等），维护生物圈之生态平衡作出贡献。宏观复杂系统领域：包括生命科学（从分子、细胞层次揭示生命系统的运动规律），认识科学（在揭示人脑结构及运动规律的基础上，研究人类智能及认识的规律），非线性科学（对复杂系统中非线性现象及非线性相互作用之研究），凝聚态物理学及高分子化学（从电子、原子、分子水平研究凝聚态的各种物理、化学性质），生态学（把地球范围内的天然自然人工作为一个复杂的自然----社会生态系统，研究其结构及生态平衡的规律）。信息技术：•微电子由微米向纳米级延伸；•新型计算机（超导计算机、光计算机，生物计算机）；•网络、通讯全球化；•信息智能化。生物技术：（解决“饥饿”危机）•各种生命体基因工作框架图谱与数据建立•克隆物种技术成为普通物种技术•创造丰富多彩的新的生命物种•多种生物技术的组合应用•基因诊断与治疗、基因药物•生物技术广泛在农业、医疗、医药、保健、化工环保等领域引起巨大变革•安全核电站的普及•因地制宜发展清洁能源工业（太阳能、水能沼气、潮汐、地热）•新能源物质（水、岩石、海洋、生物）材料技术----新型材料（摆脱“矿业资源”危机）•纳米材料•超导材料•碳-60制造技术：•激光加工技术•微型加工技术•柔性制造技术•集成制造技术•智能集成制造技术“绿色”技术(拯救地球，可持续发展)：保护环境的各种技术，产品绿色道路节能技术绿色工业洁净技术绿色产品环保技术闭路循环技术综合技术软科学技术：自然科学与社会科学渗透、交融评估、预测、对策、决策、运筹、协调、管理、综合等方法、技术、实施将解决效率与效益海洋与空间技术（解决人类有限的生存空间）：海洋生命圈的构建与实施空间站平民化技术。21世纪科学技术要对人类的未来负责，要对世界和平与发展作出贡献，要扎根于社会并服务于社会。——1995年6月26~7月21日世界科学家大会“21世纪科学新的承诺”世界将怎样变化？•从现代到后现代的转变•人类社会进入信息时代•世界经济将进入第五长波•科学进入第七转移周期•国际政治进入第六周期现代到后现代现代社会是以财富为主导的经济社会，经济统治后现代是以科技为主导的智力社会，科技统治•世界经济进入第五长波（经济中心的转移）经济发展波动规律，有长、中、短波动周期短周期（约3年）中周期（约10年）长周期（50年包括6个中周期、18个短周期）•第一长波(1776-1830年)对应于机械化创新•第二长波(1830-1880年)对应于运输铁路化创新•第三长波(1880-1930年)对应于动力电气化技术创新•第四长波(1930-1990年)对应于电子化的技术创新•第五长波(1990-2040年)将对应于信息数字、生物技术的创新科学进入第七转移周期(科学中心转移)科学发展也有周期性、有10年、80年、100年等周期周期高峰年代对应科技中心的国家周期高峰年线科学中心国家1580年代意大利1660年代英国1740年代英国1820年代法国1890年代德国1970年代美国2050年代?未来50年大体为第七个80年代的科学周期国际政治进入第六周期(政治中心转移)政治霸权周期(约100年)•1495-1580年．葡萄牙中心期(第一)，占据澳门•1580-1609年．荷兰中心期(第二)，占据台湾•1688-1792年．英国中心期(第三)，占据香港•1792-1914年．英国中心期(第四)，占据香港•1914-至今。美国中心期(第五)，阻挠台湾与大陆的统一第三部分我们的科学技术对策一、伟人的话邓小平论科学技术：向科学进军。科学技术是第一生产力。四个现代化的关键是科学技术的现代化。实施科教兴国战略。江泽民论科学技术：创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭电力。当今国际经济竞争的核心，是知识创新、技术创新和高技