現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

1一般情況

1.1現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展20世紀(jì)后30年,人類所取得的成果比過去2000年的成果還多(主要是近50年)。19世紀(jì)，科技成果每50年增加一倍。20世紀(jì)中葉，大約每10-15年增加一倍。現(xiàn)在，大約每5-8年增加一倍。（這么發(fā)展下去，速度是十分驚人的）

第一頁1第二頁，共40頁。1一般情況（續(xù)）

1.2科技人員的數(shù)量在不斷地增加美國，每10年科技人員要增加一倍。西歐，每15年翻一番。預(yù)計未來100年中，科技人員將增加一倍還要多。我國近幾年一直在擴(kuò)大高校的招生名額。第二頁2第三頁，共40頁。1一般情況（續(xù)）

1.34次重大的產(chǎn)業(yè)革命第一次產(chǎn)業(yè)革命是以蒸汽機的發(fā)明為代表。（1781年，瓦特）第二次產(chǎn)業(yè)革命是以電力的發(fā)現(xiàn)為代表。（1879年，愛迪生）第三次產(chǎn)業(yè)革命是以原子能的發(fā)現(xiàn)為代表。（1945年美國在日本廣島扔下了第一顆原子彈,此后便轉(zhuǎn)向和平利用，1951年美國建成了第一座核電站）第四次產(chǎn)業(yè)革命是以高新技術(shù)為代表,以信息技術(shù)及生物技術(shù)的發(fā)展為標(biāo)志。（20世紀(jì)后半期）第三頁3第四頁，共40頁。1概況（續(xù)）

1.4世界科技中心在不斷轉(zhuǎn)移早在7-12世紀(jì)以前，我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)久不衰。1540-1610年轉(zhuǎn)至意大利。1660-1730年轉(zhuǎn)至英國。1770-1830年轉(zhuǎn)到法國。1810-1920年轉(zhuǎn)到德國。1920-現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到美國。21世紀(jì)中葉可能又轉(zhuǎn)移到東方,即中國和日本。第四頁4第五頁，共40頁。2.20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的幾項重大成就

2.1

一種技術(shù):計算機技術(shù)2.2兩個理論:相對論與量子論

2.3三項突破:核能利用，空間科學(xué)，基因序列2.4四個模型:（1）夸克模型，

（2）宇宙大爆炸模型，

（3）地球板塊模型，

（4）核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第五頁5第六頁，共40頁。2.1一種技術(shù)：計算機技術(shù)

世界上第一臺電子計算機—ENINC（1945年美國莫切利和?？颂匕l(fā)明）。電子計算機經(jīng)歷了電子管、半導(dǎo)體、集成電路、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路幾代的發(fā)展。目前計算機的計算速度已達(dá)每秒12萬億次。圖1.世界上第一臺電子計算機ENINC（上）“曙光1000”大規(guī)模并行計算機系統(tǒng)（下）第六頁6第七頁，共40頁。2.2兩個理論：相對論與量子論

愛因斯坦相對論對宇宙空間發(fā)生的一些物理現(xiàn)象有了正確的解釋（但還有些要觀點要通過實踐加以證明）。

能量公式：E=mc2

;物體最大速度不會大于光速;老子按光度完成宇宙旅行后返回地球，他比小子還要年輕。20世紀(jì)的另一重大理論成果是防大學(xué)量子論（1900年普朗克發(fā)表了量子論，1925年海森堡提出了量子力學(xué)），它的影響涉及到材料學(xué)、原子結(jié)構(gòu)理論、核能的利用和信息技術(shù)等方面（諾貝爾獎金獲得者楊振寧教授曾對此給以很高評價）。

1999年格林提出了超弦理論，將相對論與量子論統(tǒng)一起來（這一理論還需要通過實踐加以證明）。第七頁7第八頁，共40頁。2.3三項突破

1核能利用1951年美國建成第一座核電站，核能開始和平利用。目前法國核電站的總量已超過總發(fā)電量70％，美國和日本約占20-30%。圖2費米反應(yīng)堆（上）蘇聯(lián)第一座核電站（下）第八頁8第九頁，共40頁。2.空間科學(xué)3.基因序列空間科學(xué)：1957年蘇聯(lián)將第一顆人造衛(wèi)星送上天空，1961年將載人人造衛(wèi)星送上天（圖4）（我國已是載人航天的第三大國）?；蛐蛄校?/p>

2000年6月26日國際人類基因工作組計劃聯(lián)合研究小組公布了人類基因工作草圖，這標(biāo)志著人類解讀自身“生命之書”的路上邁出了的一步（人類基因由31.647億個萬堿基對組成,共有3萬至3.5萬個基因）。第九頁9第十頁，共40頁。圖3國際空間站（左），蘇聯(lián)宇航員加加林（右上）美國宇航員阿姆斯特朗登月（右下）第十頁10第十一頁，共40頁。2.4四個模型

1夸克模型2宇宙大爆炸模型

夸克是物質(zhì)構(gòu)成的最小微粒。

美籍華人諾貝爾獎金獲得者丁肇中教授發(fā)現(xiàn)J粒子（第4種夸克）宇宙大爆炸模型認(rèn)為宇宙是在百億年前（160億年前）核子爆炸而形成的。圖3宇宙大爆炸模型第十一頁11第十二頁，共40頁。3地球板塊模型地球板塊模型的提出，為地震的發(fā)生及陸地的形成作出了正確的解釋。1.地震的產(chǎn)生（1976年唐山大地震，24萬同胞死于廢墟之中）2.陸地的形成（有6大洲，非洲與南美洲很早以前連在一起）圖4地球板塊模型第十二頁12第十三頁，共40頁。4DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出，對研究細(xì)胞核及基因的結(jié)構(gòu)、組成和功能，都起到十分重要的作用。圖5核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第十三頁13第十四頁，共40頁。321世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨向

3.1一個升起:納米技術(shù)3.2兩個問題:資源問題、環(huán)境問題3.3三個領(lǐng)域:陸地、海洋和宇宙空間3.4四大支柱產(chǎn)業(yè):信息產(chǎn)業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)、

新材料產(chǎn)業(yè)、生物工程產(chǎn)業(yè)3.5五個基礎(chǔ)學(xué)科:生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、

宇宙科學(xué)、數(shù)學(xué)、思維科學(xué)第十四頁14第十五頁，共40頁。3.1納米技術(shù)

什么叫納米?

1m=109nm;原子的大小約為10納米

物質(zhì)在納米級的情況下物理性質(zhì)會發(fā)生很大的變化（碳納米管的強度比鋼還要強，1997年獲諾貝爾化學(xué)獎）。納米技術(shù)的應(yīng)用成果及前景。美國前總統(tǒng)克林頓的三項許諾：

1納米材料2納米芯片3納米醫(yī)學(xué)

美國研制出分子大小的納米馬達(dá)。正在研制“納米炸彈”。

納米醫(yī)學(xué)將能把人的壽命延長下去。第十五頁15第十六頁，共40頁。3.2兩大問題：資源問題、環(huán)境問題

人類只有一個地球。在宇宙中直到現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)像地球這樣，既有水和空氣，又有這么適宜的氣溫；既有花草樹木，又有人類的星球（國為我們有太陽）。地球是一個得天獨厚的星球。（這決不是上帝創(chuàng)造的嗎。）地球上的資源是有限的，資源在不斷減少。人類生活的環(huán)境已在不斷惡化，情況相當(dāng)嚴(yán)重。我國已提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。世界各國都開始十分重視保護(hù)綠色世界。第十六頁16第十七頁，共40頁。3.3三個領(lǐng)域：陸地、海洋和宇宙空間陸地是人類獲得最早開發(fā)的領(lǐng)域。

地球內(nèi)部還沒有得到開發(fā)。目前海洋和宇宙空間還沒有獲得很好的開發(fā)。

海洋里有豐富的有用資源：海底有錳結(jié)核；富鈷結(jié)殼；熱液硫化物；天然氣水合物等。我們可以從一些星球上獲得許多有用資源，太陽能可以充分利用。目前我國有些大專院校已增設(shè)類似專業(yè)。進(jìn)軍海洋和宇宙空間是21世紀(jì)的重要任務(wù)。

第十七頁17第十八頁，共40頁。3.4四大產(chǎn)業(yè)

1信息產(chǎn)業(yè)信息技術(shù)是研究信息的采集、傳輸、處理和儲存的技術(shù)科學(xué)，它是由多煤體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)、集成電路技術(shù)和傳感技術(shù)等組成。

信息產(chǎn)業(yè)仍是21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)中規(guī)模最宏大,最具有活力的產(chǎn)業(yè)。信息技術(shù)的主要發(fā)展方向是：

微電子器件；尺寸愈來愈小，容量愈來愈大。生物芯片。計算機技術(shù)：硬件（速度與儲存量）；軟件（將具有人腦的功能）。

新概念計算機--DNA計算機正在研制過程中。第十八頁18第十九頁，共40頁。信息產(chǎn)業(yè)（續(xù)）1高性能計算機2微電子產(chǎn)業(yè)化附件一：關(guān)于鼓勵集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策附件二：不到長城非好漢附件三：為我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的稅負(fù)環(huán)境3儀器儀表和微電子專用設(shè)備4軟件產(chǎn)業(yè)5信息安全產(chǎn)業(yè)6網(wǎng)絡(luò)工程及其關(guān)鍵設(shè)備7第三代移動通信系統(tǒng)8接入網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化9光電子與光通信10數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化第十九頁19第二十頁，共40頁。2新材料產(chǎn)業(yè)先進(jìn)材料是發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

建筑材料、金屬材料、化工材料、衣著用材料等。21世紀(jì)材料科學(xué)技術(shù)將向功能化，復(fù)合化，智能化，微型化的方向發(fā)展。納米技術(shù)的出現(xiàn)，給新材料產(chǎn)業(yè)開辟了一個新的寬廣的空間。第二十頁20第二十一頁，共40頁。

新材料產(chǎn)業(yè)（續(xù)）1多晶硅、單晶硅、化合物半導(dǎo)體砷化鎵單晶2氮化鎵基高亮度發(fā)光二極3GaAsInP基半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料4氧化物晶體5高密度刻錄和可擦寫數(shù)字光盤生產(chǎn)技術(shù)6顯示材料7大規(guī)模集成電路引線框架8功能微珠粉體材料和工程級反光膜9生物醫(yī)用材料10稀土功能材料11納米材料和納米技術(shù)12新型電動車用材料及電動車13非晶態(tài)合金加氫催化劑14氣相法全密度聚乙烯催化

第二十一頁21第二十二頁，共40頁。

新材料產(chǎn)業(yè)（續(xù)）15NbTi合金超導(dǎo)材料16兩親分子組合材料17炸藥爆炸膨化處理植物纖維材料及制漿造紙新技術(shù)18尼龍-6工程塑料19防汛、節(jié)水等工程用含水凝膠復(fù)合膨脹止水材料20SEBF／SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)21特殊環(huán)境下用耐蝕合金及其管材22優(yōu)質(zhì)合成耐火原料和特種功能耐火材料及制品23熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的低成本制備24鈦合金制備新工藝25鑄態(tài)直接軋制微細(xì)均質(zhì)特殊型材新工藝26材料的自蔓延制備技術(shù)27材料制備工藝的計算機模擬軟件第二十二頁22第二十三頁，共40頁。3生物工程產(chǎn)業(yè)

生物工程產(chǎn)業(yè)的比重將會在21世紀(jì)達(dá)到20%，達(dá)到甚至超過信息產(chǎn)業(yè)基因工程：基因工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因。轉(zhuǎn)基因大豆和玉米等全新的醫(yī)療技術(shù)——基因療法。由于基因缺陷引發(fā)的各種疾病可以采用基因療法，如聾、啞和各種器官疾病。

克隆技術(shù)：各種動物的克?。ㄅ?、豬、羊等），人體器官的克隆?；蚬こ膛c克隆技術(shù)的研究與應(yīng)用，將大大延長人類的壽命。（美國的長壽研究所科學(xué)家文森特，見帕帕的研究表明，今后10－20年內(nèi)人類的平均壽命達(dá)到95歲，到2020－2050年可達(dá)到110－130歲）第二十三頁23第二十四頁，共40頁。生物工程產(chǎn)業(yè)（續(xù)）

1轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物2功能性蛋白類飼料添加劑3基因藥物4生物芯片5以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)生物工程產(chǎn)業(yè)第一部分以高新技術(shù)改造人用疫苗 第二部分以高新技術(shù)改造獸用生物制品產(chǎn)業(yè)

第二十四頁24第二十五頁，共40頁。4制造產(chǎn)業(yè)（包括汽車產(chǎn)業(yè)）

制造業(yè)是一切產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本出路是與信息技術(shù)密切結(jié)合。

制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢是：

1)微型化或大型化2）柔性化或?qū)Ｓ没?)高速化和高效化4)精密化5）集成化6）模塊化7）綜合化8）自動化9）智能化10）數(shù)字化11）網(wǎng)絡(luò)化12）綠色化第二十五頁25第二十六頁，共40頁。制造產(chǎn)業(yè)（包括汽車產(chǎn)業(yè)）（續(xù)）

機器人:有一定智能化程度的機器

工業(yè)機器人：焊接機器人，噴涂機器人，裝配機器人運輸機器人等。

為家庭生活服務(wù)的機器人

有感情和有智慧的機器人

醫(yī)療機器人搜集情報的機器人戰(zhàn)爭機器人

第二十六頁26第二十七頁，共40頁。制造產(chǎn)業(yè)（包括汽車產(chǎn)業(yè)）（續(xù)）

爬壁機器人

管道機器人水下機器人

航天機器人

足球機器人

玩具機器人

圖66000米自治水下機器人第二十七頁27第二十八頁，共40頁。

制造產(chǎn)業(yè)（包括汽車產(chǎn)業(yè)）（續(xù)）

1數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床2激光加工和測量技術(shù)與裝置3計算機輔助技術(shù)、系統(tǒng)及集成4工業(yè)自動化系統(tǒng)5網(wǎng)絡(luò)化制造工程6汽車電子控制零部件7智能化交通系統(tǒng)8現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備9數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像設(shè)備第二十八頁28第二十九頁，共40頁。3.5五大基礎(chǔ)學(xué)科：

生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、宇宙科學(xué)、

數(shù)學(xué)、思維科學(xué)、（語言學(xué)：中文，英語）基礎(chǔ)科學(xué)的三大命題是:物質(zhì)的構(gòu)成，宇宙的誕生，生命的起源。自然界中有無反物質(zhì)呢？宇宙既有誕生，是否還有一天會毀滅？如何去延長宇宙的壽命呢？新的核子大爆炸還會產(chǎn)生新的宇宙嗎？生命來自何處？數(shù)學(xué)是一切科學(xué)的基礎(chǔ)。機器化數(shù)學(xué)，用計算機解題。

思維科學(xué)是研究人類思維形式和規(guī)律的新興學(xué)科。

人腦各部份的功能如何？怎樣才能充分發(fā)揮人腦各部份的作用？第二十九頁29第三十頁，共40頁。4我們面臨的機遇與挑戰(zhàn)

4.1人類即將進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代，要緊抓這

個極好的機遇。4.2緊抓機遇，迎接挑戰(zhàn)。

4.3要樹雄心，立大志。4.4不斷總結(jié)，不斷提高，不斷積累，既定目標(biāo)，有望實現(xiàn)。第三十頁30第三十一頁，共40頁。4.1

我們即將進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代，要抓住這個極好的機遇

4.1.1知識經(jīng)濟(jì)時代到來是一個極好的機遇

是每個人施展才華的極好機會（首先要了解形勢，世界即將進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代，知識經(jīng)濟(jì)時代有那些特點？必須要有較全面和較詳細(xì)的了解。)要善于抓住機遇，力爭取得成功。（機遇是靠當(dāng)事人自己去抓的，多數(shù)不會自己送上門來。）

錯過機遇，可能會造成極大的損失。（“機不可失，時不再來”。假如真的要再來的話，也要等一定時間和適當(dāng)?shù)臋C會。）第三十一頁31第三十二頁，共40頁。4.1.2我們即將進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代，知識經(jīng)濟(jì)的特點:知識將對人類社會的政治制度、社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、教育制度以及思維方式、生活方式等產(chǎn)生越來越大的影響,其特點：

1.知識經(jīng)濟(jì)以人腦的創(chuàng)造性思維為依托傳統(tǒng)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)主要是以自然資源與人的體力勞動為依托,而知識經(jīng)濟(jì)則主要以人腦的創(chuàng)造性思維為依托。

2.知識經(jīng)濟(jì)以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為第一支柱

傳統(tǒng)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)是以傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)為第一支柱,而知識經(jīng)濟(jì)則是以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為第一支柱。

3.“創(chuàng)新”是知識經(jīng)濟(jì)的的生命線和“靈魂”包括體制創(chuàng)新、理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新。實現(xiàn)跨躍式發(fā)展靠創(chuàng)新。第三十二頁32第三十三頁，共40頁。4.2樹雄心立大志：有志者，事竟成4.2.1“有志者，事竟成”

一個人，應(yīng)該確立遠(yuǎn)大理想，應(yīng)該有宏大志向。

偉人：一些偉人常常是在青少年時就有大志。毛主席：青少年時代就有遠(yuǎn)大理想。茅盾：“有志竟成”。拿破侖：“不想當(dāng)將軍的士兵不是好士兵”。蘇聯(lián)專家：“一位好的研究生，應(yīng)該有為科學(xué)事業(yè)作出重大貢獻(xiàn)的理想，即當(dāng)院士的理想”。第三十三頁33第三十四頁，共40頁。

4.2.2

各種各樣的理想：

總的目標(biāo)是發(fā)展國家的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展作貢獻(xiàn)——科技工作者，科學(xué)家，院士。為培養(yǎng)各種人才作貢獻(xiàn)——教師，教育家，教授。為發(fā)展我國經(jīng)濟(jì)直接作出貢獻(xiàn)——企業(yè)家。為國家或政府的管理作貢獻(xiàn)——領(lǐng)導(dǎo)干部，國家領(lǐng)導(dǎo)人。為保衛(wèi)我國的國防作貢獻(xiàn)——軍人，將軍。為發(fā)展我國的文藝、體育事業(yè)作貢獻(xiàn)——作家、藝術(shù)家、體育運動員、世界冠軍。為廣大人民的健康事業(yè)作貢獻(xiàn)——醫(yī)生，著名醫(yī)師。做一個普通勞動者——技術(shù)工人，勞動模范。

第三十四頁34第三十五頁，共40頁。4.3正確的思想與方法正確的學(xué)風(fēng)

4.3.1要有正確的思想：

做學(xué)問，先要學(xué)做人：要有好的思想品德

要將自己的理想和奮斗目標(biāo)與國家和民族的需要與發(fā)展統(tǒng)一起來。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是依靠千萬個人共同努力才能取得。

要建立起集體主義的思想。

先天下之憂而憂，后天下之樂而樂。

只有提高國家的地位與國力，個人才有地位。國力不強大，總是會受到強者欺侮的。提倡實力政策。有本領(lǐng)的人，有學(xué)問的人