现代科学技术及其发展

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1、现代科学技术及其发展北京教育学院叶禹卿20世纪科学技术的迅猛发展，目不暇接的新发现、新发明，电报、电话、汽车、飞机、火箭等的陆续登场，使人类在一百年的成就，超过了过去几千年创造的文明总和。计算机和网络的出现，把人类从工业经济社会引入信息经济社会。在21世纪，人类可以到太空天庭漫游、可以到深海龙宫探秘、可以分解微小的原子、可以基因重组克隆动物、可以造成人间从未有过的新材料……一、自然科学的基本问题及其发展趋势二、高新技术三、核能四、工程嫦娥一、自然科学的基本问题及其发展趋势1．自然科学的基本问题2．现代自然科学的发展趋势1．自然科学的基本问

2、题（1）揭示物质的本质（2）天体与整体宇宙形成与演化的奥秘（3）解读基因结构，探究生命和物种起源进化之谜（4）探索各种复杂系统，创立普遍适用的非线性理论2．现代自然科学的发展趋势（2）在基本规律已经清楚的领域内，科学家正在努力扩大研究的范围，向各种条件的极限进军。目前科学研究逐渐深入的领域包括：①时空尺度。同时向宇观与微观的极限延伸②温度极限。观察到温度处于-2730C、早期宇宙形成的高温状态(亿亿度)。③提高压力，模拟地心的压力状态。④提高超导体的转变温度，希望能最终达到室温超导。（3）研究复杂系统与复杂现象。复杂系统与复杂现象普遍存在

3、于自然界，过去由于认识的偏差与手段上不足，曾被忽略。现在随着混沌现象的发现与非平衡态热力学的建立，人们认识复杂系统并不必然等同于杂乱无章的无序，大多数是有规律可循的，可以通过分形、耗散结构等观念和数学手段，建立起针对复杂系统内在规律与演化的科学理论，这一理论通常被称作“非线性科学”。（4）当代科学的体系结构与17世纪～19世纪的传统科学体系相比，也有显著的变化。当代科学在高度分化的基础上产生了高度的综合，综合表现为多层次、多维度的学科交叉与渗透，更表现为横断学科和综合性的学科群不断涌现。这个整体化趋势的具体表现是数学化。越来越多的学科，如

4、生物学、心理学、经济学和社会学等，广泛应用数学的模型和方法进行定量研究。二、高新技术（一）我国的高技术研究发展计划（“863”计划）80年代以来，许多国家都把发展高技术列为国家发展战略的重要组成部分。1986年3月3日，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家给中共中央写信，提出要跟踪世界先进水平，发展我国高技术的建议。这封信得到了小平同志的高度重视，小平同志亲自批示：此事宜速决断，不可拖延。1．生物技术高产优质抗逆的动植物新品种新型药物、疫苗和基因治疗蛋白质工程2．航天技术大型运载火箭载人空间站3．电子信息技术智能计算机系统光电子器件

5、与光电子系统集成技术信息获取与处理技术4．激光技术高性能、高质量的激光器激光器加工应用技术5．自动化技术计算机综合自动化制造系统智能机器人6、新能源技术燃煤磁流体发电技术先进核反应堆技术7．新材料技术光电信息材料高性能结构材料特种功能材料二、世界公认的高新技术1．信息技术2．生物技术3．新能源技术4．新材料技术5．航天技术6．海洋技术1．信息技术现代信息技术是一门综合性很强的技术，它包含微电子技术、计算机技术、数字通信技术、多媒体技术、网络技术、光纤通信技术，卫星通信技术、遥感、遥测技术、遥控技术以及人工智能等各种高技术。现代信息技术的主

6、要特征是：各种信息的数字化和信息传递、信息处理的计算机化和网络化。2．生物技术应用于有生命物质的技术。可以划分为传统生物技术和现代生物技术两种。现代生物技术一般包括基因工程、细胞工程、微生物工程与酶工程四大领域。3．新能源技术能源指能够提供出能量的自然资源。能源是人类生存的物质基础，社会经济发展的原动力。人类利用能源大致经历柴草、煤炭、石油三个时期，现在人类面临能源短缺问题。4．新材料技术材料指人类能用来制造有用器物的物质。材料是人类生存和发展的物质基础，是人类社会文明的重要支柱。新材料，主要是指最近发展或正在发展之中的具有比传统材料更为

7、优异性能的一类材料。材料、能源和信息技术已成为现代文明的三大支柱。5．航天技术探索、开发和利用空间以及地球以外天体资源的一项工程技术，又称空间技术。1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，标志人类已经进入了空间时代，开始认识、研究、利用和开发空间。经过近40年的努力，航天技术有了飞速的发展，为人类带来了巨大的经济效益和社会效益。6．海洋技术通过海洋资源的开发，解决人类面临的各种问题。海洋是一个名符其实的“聚宝盆”。海洋蕴藏着极其丰富的生物资源、矿物资源、化学资源、能源和其他许多资源。这些资源的种类和数量，远远超过了大陆

8、，多的令人难以置信。三、核1．基本理论（1）质能关系爱因斯坦的著名质能关系式回答了这个问题。爱因斯坦在狭义相对论中划时代的提出，物质的质量（m）和能量（E）的关系为E0=m0c2（2）原子核结