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- 历史小论文:《科学技术与未来》
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--新科技革命历史、现状及未来
1 新科技革命产生历史背景
新科技革命指20世纪50年代来(至今方兴未艾)世界范围信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、激光技术、新制造(加工)技术、空间开发技术、海洋开发技术……高新技术群落崛起.新科技革命科学技术作系统定社会历史条件下自组织演化必结.其产生科学与技术方面基础主要有下二方面.(1)第次科学革命(16~19世纪):自科学摆脱神学统治走上独立发展道路建立起近代自科学体系确立了实证科学方法传统.第二次科学革命(19~20世纪初):突破机械自观人类认识从宏观进入微观与宇观发现了微观粒子运动规律.第三次科学革命(20世纪50年代来):系统科学、非线性科学兴起使人类认识从追求简单性转变探索复杂性.(2)蒸气动力技术主导第次技术革命(18世纪叶~19世纪上叶)使生产技术方式机械化.电力技术主导第二次技术革命(19世纪叶~20世纪初)使生产技术方式机械化基础上电气化.电子技术主导第三次技术革命(20世纪30年代~20世纪70年代)使生产技术方式机械化、电气化基础上自动化.
2 新科技革命主要内容
新科技革命上述历史上科学革命产物、技术革命继续及发展.
2.1信息技术能量、材料、信息物质世界三基本要素;随着科学技术与社会生活断发展信息重要性愈来愈显得突出.信息对问题从同角度有同回答.从般意义来说信息指客观世界物质运动与主观世界精神活动所表现出来各种状态特征总和.些特征被人感觉器官或仪器所感觉或测量并被纪录或表达下来成了些数据、图像、符号、语言、文字等们包含着所表征事物或事件内容即客观世界物质运动或主观世界精神活动状态特征.信息技术则有关信息产生、收集、传输、接受、处理、存贮、检索等技术总称包括微电子技术(提供电脑芯片)、计算机技术、通信技术、信息存贮技术、数据库技术、网络技术……信息技术发展20世纪90年代全球兴起信息高速公路热特别引人注目.信息高速公路正式名称叫做国家信息基础设施计划指建立起由信息库、信息处理机(计算机)、通信网及各种电子设备组成信息网络.每人网络上既浏览信息又发布信息从而把整世界变成了地球村.
2.2生物技术生物种高级物质运动形态们同时具有自我更新、自我调节、自我复制物质系统.生物技术指运用工程方法对生命系统进行作用实现预期目种技术故生物技术又称生物工程.生物技术基因重组技术处于核心地位.基因重组技术指某些具有特殊性能遗传基因从生物体分离出来并进行重组再转移或整合另些生命体去.由于种基因重组技术出现人类根据需要用工程方法来改造现有生物物种或制造新生物物种.众多生物技术应用项目人类基因组计划具有特殊重要意义.1990年10月人类基因组计划开始实施.其要点:测出人类DNA全部(约3×1010)核苷酸顺序搞清人类10万基因全部蓝图及些基因人类23对染色体上位置.美国、英国、德国、日本、法国和国1 000多名科学家参加了计划研究于2006年胜利完成.人类基因组计划完成及进步研究(解读基因密码含义)对人类疾病(特别癌症、艾滋病等疑难病)预防及治疗产生决定性作用开辟人类延年益寿新途径.
2.3新能源技术能源指能够提供能量自资源.能源切物质活动基础.目前人类所使用能源(煤、石油、天气等)多非再生能源已日渐枯竭;因此寻找新能源成关系人类生存与发展重大问题.20世纪70年代来人类加快了新能源开发利用目前主要集下方面:(1)太阳能开发利用太阳每年投射地球上能量529×1024 J比现每年人类总消耗能量大10 000多倍.20世纪70年代来人类加快了对太阳能开发利用研究已取得初步成效.光-热转化、光-电转化、光-化学转化方面都取得定突破离充分利用还有大距离有巨大发展潜力.(2)地热能开发利用
地热资源地球陆地表层下10km深度内
15~400℃范围含热能量.500 m内地热贮量相当于4 948万亿吨标准煤.各地对地热资源开发利用正因地制宜地广泛展开前景十分广阔.(3)风能利用风力机风能转变电能、机械能、热能.据估计离地面100 m内上空陆地风机吸收能量每年约1.3×1012 kW, 相当于全世界水力发电总和.(4)除此之外新能源开发利用还包括核聚变能、海洋能、生物质能、氢能、燃冰及多种多样节能技术.总之新能源开发利用完全消除多少有些令人恐慌能源危机.
2.4新材料技术材料物质世界三基本要素之材料技术发展各种新技术发展基础.20世纪70年代来具有各种特殊性能材料(光导纤维、非晶态、新型陶瓷、碳60、钛合金、纳米材料、生物材料、智能材料等)断涌现.据统计目前已有25万种性能各异材料问世满足生产及生活各方面需要.某些重要材料出现往往导致某种程度技术革命或推动新兴产业出现产生巨大经济效益.例20世纪90年代蓬勃发展纳米技术(10-7~10-9 m)由于其系列独特性能及广泛应用正形成新产业群落并且推动并影响整科学技术研究及产业发展.
2.5激光技术激光种新型光源具有高亮度方向性好单色性好脉冲时间短、覆盖波段宽且调谐等优点从而成种强有力技术手段.第台激光器出现于20世纪60年代.20世纪70年代来找产生激光器振荡工作物质千余种、激光谱线万余条、研制成同类型激光器数十种.与此同时激光技术得广泛应用包括激光测量、激光全息、激光医学、激光通信、激光光谱分析、激光热处理激光信息、激光冷却及激光武器等诸多方面.
2.6新制造(加工)技术相对于传统机械制造(加工)技术新制造(加工)技术呈现出系列新面貌.其突出表现下方面:(1)计算机集成系统(CIMS)制造技术面对市场从顾客需要及企业整体能力出发利用电脑系统使产品制造(加工)实现高质、低耗、快速技术.(2)机器人技术利用机器人去进行些特殊制造(加工)作业.例 水下机器人室外遥控移动式机器人精密装配机器人.(3)微加工技术20世纪90年代发展起来纳米技术加工尺度已达10-9 m对单原子、分子进行直接操作.
2.7空间开发技术20世纪50年代来宇航技术或空间开发技术得迅猛发展.空间开发技术主要围绕下三方面展开.(1)人造卫星发射及利用目前人类向宇宙空间发射人造卫星约5 000包括资源卫星、气象卫星、通信卫星、技术试验卫星、科学探测卫星、军用卫星等人类生存与发展作出巨大贡献.(2)空间工业化宇宙空间有许多地面上所没有得天独厚条件失重、高真空、强辐射、低温、超净等.目前已发射各种类型空间站进入太空利用宇宙空间某些独特条件进行科学实验与工业生产.(3)行星际探测把星际探测器发射太空已经对月球、金星、木星、土星、火星、彗星等进行了科学考察研究宇宙、星系、太阳、地球等形成及演化收集第手资料.
2.8海洋开发技术人类除向空间发展外还试探着向海洋发展.海洋占地球面积71%约3.6×108 km2人类活动广阔天地.目前海洋资源开发技术主要包括下方面:(1)海洋资源开发海洋蕴涵着丰富石油、天气、各种金属矿.例近年海洋发现了种称燃冰新能源所蕴藏能量达1.05×1010 t超过地球上已探明煤、石油、天气能量贮存量总和.目前美、、日本、德国都进行科学考察进行开采燃冰试验.(2)海洋养殖与捕捞海洋养殖与捕捞有着悠久历史.20世纪70年代来发展主要把海洋养殖与捕捞建立现代科学技术基础上.(3)海洋能开发利用海洋有许多形式能量开发利用包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等.目前各国都进行了定探索与开发.
3 新科技革命主要特点
新科技革命性质而言属于技术革命.按技术革命时间顺序排列次技术革命第四次技术革命.与历史上三次大技术革命来比次技术革命呈现系列特点.
3.1主导技术技术群落形式出现主导技术指代表某历史时期技术发展趋势与主流影响并推动着相关技术发展些技术.第次技术革命主导技术蒸气动力技术第二次技术革命主导技术电力技术第三次技术革命主导技术电子技术.次技术革命主导技术只项而群落即由信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、激光技术、生物技术、空间开发技术、海洋开发技术……构成群落.群落之间有下关系:新能原技术、新材料技术、信息技术分别对应着人类物质活动三要素(物质、能量、信息)整技术系统基础;生物技术、空间开发技术、海洋开发技术代表着人类发展三方向: 空间、海洋、复杂性领域(生命系统典型重要复杂性领域);而激光技术、新制造(加工)技术作种技术手段各领域都有应用.
3.2宏大技术体系建立深厚理论基础之上与前三次技术革命相比次技术革命理论基础广阔深厚得多.从纵向来说其理论基础微观粒子量子理论其信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新制造(加工)技术、激光技术等分别用同层次(分子、原子、原子核、粒子等)量子理论.从横向来说其理论基础复杂性科学种复杂性科学成、方法高新技术发展开辟新途径.
3.3主导技术群落科学含量高技术分经验性技术与科学性技术因此对技术而言们存着科学含量问题.次技术革命呈现出科学技术化、技术科学化、科学技术体化特征.所次技术革命往往称新科技革命其真实意义于说明次技术革命主导技术群落科学含量非常高.
3.4使社会信息化社会信息化包括生产技术方式与社会生活方式二方面信息化.生产方式分生产技术方式及生社会方式.生产技术方式指生产过程所使用生产资料(首先生产工具)、生产方法(工艺、协作、分工等)及们结合生产社会方式则主要指生产关系.第次技术革命使生产技术方式机械化;第二次技术革命使生产技术方式机械化、电气化;第三次技术革命使生产技术方式机械化、电气化、自动化;第四次技术革命使生产技术方式机械化、电气化、自动化基础上进步信息化.次革命仅使生产技术方式信息化而且使社会生活方式信息化即使生产过程与社会生活过程同时成信息流运行过程.从而对社会发展产生深刻而广泛影响.
4 新科技革命未来发展
根据科学技术发展般规律及技术-产业转化原理我们对新科技革命21世纪走向及趋势作出下预测.
4.1第五次技术革命智能化革命第四次技术革命主要解决信息化问题;信息化过程已经开始接触智能化问题.现阶段电脑技术引入了人某些逻辑思维常常称智能化.目前智能化都比较简单、低级.智能化革命于:使智能计算机仅具有人逻辑思维能力(分类、归纳、分析、综合、推理等)而且具有人非逻辑思维能力(推测、联想、假设、论证、识别、反应、学习等).大量智能化计算机出现及使用标志第五次技术革命--智能化革命真正来.其时间能发生21世纪30~40年代.
4.2系列新兴产业群落崛起根据技术-产业转化原理新科技革命成市场经济条件下定时期会转化并发展成产业.目前我们已经看系列新兴产业群落正崛起.其主要包括:(1)信息技术产业群电子信息产业(目前电子计算机产业转化人工智能产业)、信息咨询产业、超导信息产业、光信息产业、生物信息产业、宇宙信息产业(利用人造天体发布信息进行有效预测与决策)等.(2)生物技术产业群基因产业(利用基因生产各种转基因产品)、生物化学产业、生物食品产业、生物医药产业(特别基因技术医药上应用)、生物能源产业等.(3)纳米科技产业群纳米材料产业、纳米器件及设备产业(例微型机器人)、纳米加工产业(原子、分子水平上对材料、器件进行设计与加工)、纳米应用产业等.(4)宇宙开发产业群宇宙交通运输业、宇宙材料产业、宇宙能源产业(太空建立太阳能发电站)、宇宙建筑业及宇宙旅游业等.(5)海洋开发产业群海洋机器人(21世纪进入全面应用)海洋资源业、海洋能源业、海水淡化业、海洋建筑业等.(6)绿色产业群人口产业(优生、胎教、保健、长寿)、绿色食品产业、环境工程、生态工程、循环经济等.(7)知识产业群现代科技水平及自科学与社会科学统基础上展开咨询产业、软件产业、人才产业、文化产业、出版产业、传播产业等.