1、杨叔子 2006年2月修改,科技发展的世纪回眸 当前趋势与思考,江泽民“七一讲话”科学技术是第一生产力，而且是先进生产力的集中体现。科学技术的突飞猛进，给世界生产力和人类经济社会的发展带来了极大的推动。未来的科技发展还将产生新的重大飞跃。我们必须锐敏地把握住这个客观趋势，,突飞猛进，日新月异， 科技更新周期： 18世纪 80-90年 19世纪 70-40年 20世纪 5-10年 近 来 更 短,科技成果由发现（发明）到应用 电动机 65年 雷达 15年 核反应堆4年 电 话 56年 喷气机 14年 集成电路2年 无线电 35年 电 视 12年 激光技术1年 真空管 31年 尼 龙 11年,胡锦
2、涛2005年全国科技大会讲话,发轫于上个世纪中叶的新科技革命及其带来的科学技术的重大发现发明和广泛应用，推动世界范围内生产力、生产方式、生活方式和经济社会发展观发生了前所未有的深刻变革，也引起全球生产要素流动和产业转移加快，经济格局、利益格局和安全格局发生了前所未有的重大变化。进入21世纪，世界新科技革命发展的势头更加迅猛，正孕育着新的重大突破。,内 容 一、科技发展的20世纪回眸 二、科技发展的21世纪初趋势 三、几点思考,一、科技发展的20世纪回眸 （天翻地覆慨而慷）,1 + 2 + 3 + 4 = 10 一个技术，二个理论，三个工程， 四个模型，共计十项。,20世纪科技的部分重大发明发现
3、 飞机，磁悬浮列车，火箭，喷气发动机，人造卫星，宇宙飞船，飞船登月，火星探测器，机器人，半导体器件，芯片，计算机，无线电广播，雷达，遥感技术，隐形技术，电视，扫描隧道显微镜，原子弹，氢弹，导弹，夜视仪，GPS，核电站，同位素，抗生素，试管婴儿，生物芯片，生物钢，克隆，高分子合成材料（合成橡胶），化肥（尿素），,一个技术：计算机技术， 二个理论：相对论，量子论， 三个工程：曼哈顿工程，阿波罗登月工程，人类基因组工程， 四个模型：夸克模型，宇宙大爆炸模型，DNA双螺旋模型，地球板块模型。,一个技术：计算机技术 贝尔实验室第6任总裁，微电子专家，J M 洛斯：“工业革命延伸了我们的肌肉，通讯革命扩展
4、了我们的意识，而今天的信息革命正在扩大我们的思维。”“计算机与晶体管，掀起了信息革命的第一次冲击波；网络掀起了第二次冲击波。”1946年2月世界第一台电子计算机ENICA在美国宾夕法尼亚大学工学院研制成功。,二个理论： 1.相对论美国时代1999年12月26日将爱因斯坦评为“世纪人物”；“过去的100年里，全世界发生的变化比历史上任何一个世纪都多得多。其原因不是政治或经济上的，而是技术上的技术直接来自于基础科学的进展。任何科学家显然都不能像爱因斯坦那样代表这些进展。”1905年，爱因斯坦26岁，发表5篇论文，最伟大的是第3篇论动体的电动力学，它包含了“狭义相对论”。,二个理论：2.量子论 量子
5、理论与相对论堪称20世纪最伟大的科学革命。它们的创立与发展成为物理世界更普遍的基础理论，奠定了整个现代科学与技术的基础。从根本上改变了人类科学技术的面貌。如果说，相对论探索的是宏观世界的规律，那么量子论探索的是微观粒子的科学。1900年12月14日马克斯普朗克在德黑兰的德国物理学会上关于黑体辐射问题的报告，宣告了量子论的诞生。,三个工程：1.曼哈顿工程 “原子弹之父”奥本海默在核爆炸观测站，面对原子弹爆炸试验，他想起了印度古诗：“我是死神，我是世界的毁灭者。”1945年7月16日5:24，美国新墨西哥州中南部白沙导弹基地，命名为“小玩意儿”的世界第一颗原子弹爆炸，相当于1.9万吨TNT。,三个
6、工程：2.阿波罗登月工程阿波罗登月工程在人类历史上具有划时代的意义。阿姆斯特朗率先走出登月舱，一步一步走下扶梯，在月球上踏上了地球人的第一脚印。他说：“这一步，对一个人来说，只是一小步，而对整个人类却是一大步。”1969年7月20日美国东部时间16点17分40秒，登月舱在月球“静海”西南部安全着陆。,三个工程：3.人类基因组工程2000年末，美国科学将“基因组测序数据集约化”评为本年度最重要的突破，这也许是这10年，甚至是整个世纪的最亮色，因为这将促使人类重新审视自身居住的整个世界。2000年6月26日，经美、英、日、法、德、中科学家努力，“人类基因组计划”完成了工作草图，科学史上又一里程碑。
7、,四个模型：1.夸克模型美国盖尔曼，1961年排出基本粒子的“周期表”，1962年首次提出“夸克”这一名称，并预言它构成其他粒子；1964年正式提出基本粒子结构的“夸克模型”。 “夸克模型”在解释实验事实上越来越成功。 但是： 在实验中从未发现“夸克”，“夸克禁闭”； “夸克”不是不可分，还有内部结构； 物质在更深层次上还另有规律。,四个模型：2.宇宙大爆炸模型1948年，俄裔美人伽莫夫提出“宇宙大爆炸模型”。3K微波辐射，原始核反应产生的氢与氦之比，与此相符。此模型勾画出一幅从相互作用的起源、基本粒子与化学元素的产生，分子的形成与生命的出现，直到行星、恒星、星系以至整个宇宙起源与演化的图景。
8、,四个模型：3. DNA双螺旋模型1953年美国沃森与英国克里克提出DNA双螺旋模型，后为实验证实。DNA即脱氧核糖核酸，1944年证明为遗传的物质基础,“基因”即为DNA的片段。DNA双螺旋结构的发现，标志着现代分子遗传学的诞生，揭示了生命在分子结构与遗传机制上的统一性，并为基因工程奠定基础。,生命本质的一致性：,基本的组成物质：蛋白质与核酸； 蛋白质：由20种氨基酸以肽键连接而成； 核酸：由4种核苷酸以核苷酸键构成； 核苷酸顺序与氨基酸顺序之间的信息传递一一相应，即有遗传密码； 动物的氧化磷酸化，植物的光合磷酸化，均取得腺三磷（ATP），提供能量。,四个模型：4.地球板块模型 1967年，
9、美人摩根、法人勒皮雄与英人麦肯齐建立“地球板块模型”。分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲与南极洲六大板块与若干小板块，在地幔上漂动。大陆漂移与板块构造可解释地球大陆变迁，预测未来发展，是20世纪地球科学的最伟大成就。,最小时间 10-43秒（普朗克时间） 最小长度 10-35米（普朗克长度） 最小物质 显微镜可测到数十分之一埃 原子世界：隧道效应 隐性传输效应 最快速度 光速29.9792458万公里/秒 最低温度 与0K（-273.16）差一千七百亿分之一度 最小生物 支原体(无壁细胞) 0.10.3微米,四大基本问题： 宇宙的起源， 物质的结构， 生命的起源， 思维的本质，（大脑的本质）。
10、每一个重大的突破导致一个划时代的进步。胡锦涛：基础研究的重大突破将进一步为人类认知客观规律、推动技术和经济发展展现新的前景。 一个基础：数学（哲学）以上五个方面均已明确列入规划的六、基础研究之2、科学前沿问题中。,二、科技发展的21世纪初趋势（怒涛卷霜雪，天堑无涯） 1+2+3+4=10 一个兴起，二个焦点， 三个关注，四个支撑， 共计十项。,一个兴起：纳米科技；二个焦点：环境安全科技（环境友好）， 能源资源安全科技（资源节约）；三个关注：地球科技， 海洋科技，空间科技；四个支撑：信息科技，材料科技， 制造科技，生命科技。,一个兴起：纳米科技 1990年7月第1届国际纳米科学技术会议与第5届国
11、际扫描隧道显微学会议同时在美国巴尔的摩举行，纳米技术与纳米生物学相继问世。纳米科技：在纳米尺度（1-100nm）上研究物质的特性与相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科技。 重要意义： 1）导致认知的革命：新物质世界及其特性，相应的新发现与新理论； 2）引发新的工业革命：信息技术、生物与医学技术、材料技术、传统产业将发生深刻变革。,1995年2000年，纳米文献平均每年增39% 纳米科技： 1. 提升国家核心竞争力的战略选择； 2. 我国实现跨越式发展领域之一。 原子晶体管，原子存储器，分子存储器。,衣：裤，衬衫，防弹盔甲（珍珠母）， 食：药物，便携式浓缩器（水）， 住：“灵巧”建筑，涂料
12、， 行：汽车（多方面），发动机， 用：DNA电子元件，蛋白质半导体，非侵入式手术。,重点：,1. 纳米材料的可控制备、自组装与功能化； 2. 纳米材料的结构、特性与调控机制； 3. 纳米加工与集成原理； 4. 概念与原理性纳器件； 5. 纳电子学、生物学、医学； 6. 单分子行为与控制； 7. 分子机器的设计组装与调控； 8. 纳米尺度表征与度量学； 9. 与其它领域的结合。,二个焦点：1.环境安全科技(环境友好) 环境污染，生态失衡经济社会发展与人民生活质量提高的重大问题。1气候变暖， 6土地荒漠化，2臭氧层破坏， 7大气污染，3生物多样性减少， 8水污染，4酸雨蔓延， 9海洋污染，5森林锐
13、减， 10固体废物污染。还有，电磁波污染？,化学定时炸弹 （Chemical Time Bomb）三要素： 土壤的脆弱度； 化学物质的累积量； 气候和土地利用的改变。 两阶段： 累积阶段：几十年至上百年； 引爆阶段：几年至几十年。 欧洲： 200年间污染。22 106 公顷土地，19 106 公顷污染。,我国： 污染面积速度远超过西欧。 1998年： 农田污染严重的20 106 公顷。 占耕地面积 1 / 5 还有 人民承受能力； 地方保护主义，讳疾忌医； 治标不治本； 其他因素。 结果：更为严重： 对后代如何？将来危机如何？ 农作物大量减产，农业难以发展， 民族存亡成问题。,二个焦点：2.资
14、源安全科技（资源节约） 能源告罄 资源枯竭国民经济中具有特别重要的战略地位。 世界自然基金组织报告生存行星指数： 19701995，全球资源损失1/3（1）森林面积减少10%；（2）海洋生态系统损耗30%；（3）淡水生态系统损耗50%。 中国能源消耗占世界的10%以上，第二位； 中国能源消耗效率低，为发达国家1/3-1/4。,煤 油 气 中国储量比 11.6% 2.6% 0.9% 世界储采比 218年 41年 63年 中国储采比 92年 24年 58年,能源结构（1998年）煤 油 气 核 水 世界 39.9 26.7 23.5 7.3 2.6 中国 71.6 19.8 2.1 0.3 6.2
15、,未来：核能，太阳能，风能，生物能 还有：可燃冰（天然气水合物） 1m3 150-160m3 天然气 贮量（不含中国）：石化能量2倍。 埋藏浅， 分解耗能少（ 1/16 ） 问题。,三个关注: 地球科技人类生存的基地！ （1）地球系统各圈层的相互作用； （2）地球深部钻探； （3）地球系统中物、化、生的过程及其资源； （4）海陆相成藏理论； （5）地基、海基、空基、天基地球观测与探测系统，地球模拟系统； （6）地球系统科学理论。,三个关注:海洋科技 人类最宝贵的资源！ （1）海洋环境立体监测与保护技术； （2）大洋海底多参数快速探测技术； （3）天然气水合物开发技术； （4）海洋资源开发； （
16、5）深海作业技术； （6）海洋生态、人类安全。,三个关注:空间科技 人类一定要进军空间！（1）深空探测，探测各行星； （2）开发月球，登陆火星； （3）空间物理学、化学、天文学、力学、 生命学、医学等； （4）建立空间站； （5）空-天、空-地、空-水等； （6）空间保护、人类安全。,四个支撑：1. 信息技术 1）科技发展的前沿，科技发展的关键； 2）方兴未艾，速度最快，作用重大，前途无量： a) 现代文明的基础; b) 科学研究与技术开发的不可缺少的手段； c) 高科技的关键； d) 国家安全的核心。,微电子光电子光子光量子量子，还有生物信息。 量子计算机量子计算机实现可能， 目前电子元件只
17、能单独记忆“0”与“1”， 将来量子元件可以同时记忆“0”与“1”， 目前最先进的超级并行机用数十亿年时间计算,将来量子计算机极短时间完成： 例：200位数的因子分解数十亿年数分钟 1985年英国提出设想， 1994年美国AT&T理论证明。,量子调控研究意义,1、此信息技术已露端倪，成为发达国家激烈竞争的焦点； 2、可能在20-30年后产生难以估量的影响； 内容：探索新的量子现象；发展量子信息学、关联电子学；发展量子通信、受限小量子体系；构建未来信息技术理论基础。,四大支撑：2. 材料技术 （1）社会发展的物质基础； （2）科技进步的先导； （3）既古老，又前沿； （4）没有材料，就没有一切。
18、,“固态烟”（气凝胶）3克/升（3mg/cm3） 主要由纯二氧化硅等组成， 多孔海棉状，空气占99.8%， 承受1400C，坚固耐用。 俄“和平号”空间站 美“火星探路者”,“生物钢” 人造基因蜘蛛丝（美，加）蜘蛛丝基因山羊体山羊奶蜘蛛丝蛋白“纺线程序”纺成 Biosteel。“蜘蛛网”拦截F-16,（1）协调环境： 环境材料，（2）融入生命：生物材料，组织工程， 药物释放，（3）承载信息：电子光电子光子， 智能材料，（4）供给能源：太阳能转换， 电动汽车电池，（5）推进制造：（6）发展文化。 十化：高性能，高功能，仿生，智能，轻量，复合， 低 维， 极限， 设计，综合。,四大支撑：3. 制造
19、技术 （1）制造是创造物质财富最基本手段； （2）制造业是工业的主体，心脏，全面建设小康社会第一位支柱产业； （3）装备制造业是国民经济发展基础，为各部门提供装备， （4）制造业是高技术产业载体； （5）制造业是国家安全的重要保障。又古老，又年轻；既基础，又前沿。,美国：1820 - 1980 制造业增长率高于GDP增长率（1955年达峰值，占GDP的32.1%）。1980 - 1992 实际消费的制造业增加值占GDP的比重仍在上升。 我国：制造业占 工业生产 4/5国民生产总值 1/3财政收入 1/3出口总额： 9/10就业人数： 9/10 例：东芝事件1982.12 - 1983.6 日本
20、东芝公司售苏4台数控铣床,马克思资本论：“大工业必须掌握它特有的生产资料，即机器的本身，必须用机器生产机器。这样，大工业才建立起与自己相应的技术基础，才得以自立。” 先进制造技术： 制造技术 + 信息技术 + 管理科学，再加上有关理论与技术。,特色 产品本身： 1. “精”（精确化），关键；2. “极”（苛刻化），焦点；3. “文”（人文化），内涵； 制造过程： 1. “绿”（绿色化），必然；2. “快”（快速化），动力；3. “省”（节省化），原则；4. “效”（高效化），目标； 制造方法： 1. “数”（数字化），核心；2. “自”（自动化），条件；3. “集”（集成化），方法；4. “网
21、”（网络化），道路；1. “智”（智能化），前景。,四大支撑：4. 生命科技未来的科技龙头。21世纪引发科技革命的重要推动力量。（1）直接为了人的健康、长寿、幸福；（2）直接关系到社会的存在、稳定、进步；（3）直接影响着环境保护与生态平衡；（4）启迪与促进各学科的发展；（5）具有极重大的科学意义与社会价值。 脑科学与认识科学人与灵之关键。 农业国民经济基础。,（1）仿生材料：生物材料（2）微机械：分子马达，直径10nm，旋转力40皮牛。（3）计算机： 生物计算机，2020年问世： 运算速度，几天等于全部， 存储量1万亿亿位； 消耗能量，1/10亿。 （4）蚂蚁进化算法样板： 群体昆虫群体机器人
22、。,作用与重点： 基因组学与蛋白质组学研究引领生物技术向系统化研究方向发展。,1、功能基因组研究与功能基因的发现与应用； 2、药物与动植物品种的分子定向科技与构建； 3、生物芯片、干细胞、组织工程等的研究与应用； 4、基因操作与蛋白质工程技术； 5、新一代工业生物技术。,生命科技启迪: （1）密码的编制、转录（复制）、翻译、存储、抗干涉、防错、纠错，技术绝妙！ （2）自主体的自律、共享信息、协调作用，智能卓越！ （3）生物材料的结构与性能，超群无比！ （4）“制造”（成形）方式，奥妙无穷！,2005年中国十大科技进展： 神舟六号载人飞船航天圆满成功； 青藏铁路全线铺通 ； 我国首款64位高性能
23、通用CPU芯片问世 ； 我国科考队首次登上南极冰盖最高点 ； 收载种类最多的中国植物志全部出版 ；,2005年中国十大科技进展： 单分子自旋态控制首次成功实现； 珠峰新身高8844.43米测定； 我国大陆科学钻探深入地下5158米； 在血管中通行的“药物分子运输车”制成 ； 最高分辨率“中国数字人男1号”诞生 。,我国多粒子纠缠研究超越欧美 研究成果进入年度国际物理学十大进展。 中科大潘建伟等 “五光子纠缠和终端开放的量子态隐性传输” 。 潘建伟 35岁，2004年第十五届中国十大杰出青年1997年与荷兰波密斯特合作：量子态隐性传输实验研究,2004年我国在量子信息取得突破：,2005年世界十
24、大科技进展：1. “惠更斯”号探测器成功登陆土卫六 ；2. “深度撞击”计划获得成功 ；3. 取代晶体管的新元件发明；4. 太阳系外行星照片首次拍得；5. 人类基因组“差异图”公布 ；,2005年世界十大科技进展： 6. 光束成功“冻住”1秒钟 ；7. 高效率燃料电池开发成功；8. 超大容量纳米级信息存储材料制出；9. “夸克胶子等离子体”制出；10. 单分子行动的控制方法寻获 。,美国专业网站评出2003年最重要物理新闻： （1）加深对宇宙大爆炸理解； （2）找到多夸克态粒子存在新证据； （3）取得玻色爱因斯坦凝集态研究新进展。 宇宙年龄 137亿年。 普通物质 暗物质暗能量 = 42373
25、,当今科技发展特点 发展速度快，更新速度快； 转化速度快，基础与应用交融多； 突破难度大，系列突破多； 分化大，分叉大，综合更大，交叉更大； 整体性强，系统性强，复杂性强； 基础学科、人文学科作用大； 正、负作用越来越大越深。,联合国总结全球科研七大特征,1、中国等新兴经济体科研力量增强； 2、全球三成多研发在北美； 3、欧洲科研喜忧参半 ； 4、国际合作不应只是“技术转让” ； 5、努力建设知识型社会 ； 6、国内长足发展才能留住人才 ； 7、企业科研不能代替国家基础科研 。,三、几点思考 （不畏浮云遮望眼）1团结拚搏，抢抓机遇；2求真务实，突破关键；3高瞻远瞩，持续发展；4固本浚源，加强基
26、础；5弘扬人文，以人为本。,胡锦涛：,面对汹涌澎湃的世界新科技革命浪潮，我们必须认清形势、坚定信心、抢抓机遇、奋起直追。 走中国特色自主创新道路，核心就是要坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的指导方针。,团结拚搏，抢抓机遇 1团结 人力，资源？ 2拚搏 不能？不为？ 3占全球经济产量中国 美国 欧洲1800 33% 0.8% 28%1900 6.2%1998 3.4% 28%2001 3.7%（国内生产总值排名第81）,人均GNP（美元 按1960年不变价格计）年份 第三世界 发达国家 两者之比1750 188 182 0.971860 174 324 1.861900 175 450
27、 2.571950 214 1180 5.511990 430 3490 8.12错失三次良机！ 要原始创新！集成创新！引进消化吸收再创新！,求真务实，突破关键 科学发展观： 关键在于求真务实； 求真务实： 关键在于观念；选择具有一定基础与优势、关系国计民生和国家安全的关键领域，集中力量，重点突破，实现跨越式发展。,6个层次 第一：现实的经济实力状况； 第二：技术储备状况； 第三：科学基础优势； 第四：教育状况； 第五：体制与机制； 第六：观念与思想。“求木之长，固其根本；欲流之远，浚其源泉；欲国之强，积其德力；欲事之成，合其规律。”,高瞻远瞩，持续发展人无远虑，必有近忧！ 福兮，祸之所依；祸
28、兮，福之所伏。问题严重 1环境污染，2. 生态失衡， 3资源枯竭，4人口剧增， 5贫富加剧，6社会不宁，等等。 五个统筹1. 城乡发展， 2 . 区域发展，2. 经社发展， 4. 人与自然和谐发展，5. 国内发展与对外开放。,贫富差距加大联合国开发计划署称，1997年 1最富人1/5，消费86%产品 58%能源，45%鱼肉，87%车辆，74%电话。 2最贫穷1/5，消费 4%能源，5%鱼肉，1%车辆，1.5%电话 320年间，烟草消费 工业国降10%，发展中国家增64%， 我国增2倍，而且7个第1： 烤烟种植面积， 烤烟产量， 烤烟增产速度， 卷烟产销量， 卷烟增产速度， 吸烟人数（3亿），
29、吸烟人数增加速度。 2003年5月，世卫：烟草全球第二杀手。,固本浚源，加强基础江泽民：基础研究是科学之本，技术之源。社会发展，双轮驱动；社会需求，未知探索。 三类研究比例 （1）黄金分割体：0.618 （2）基础研究（A），应用研究（B），开发研究（C）。AB=0.618 （A+B）C=0.618ABC=142462美、俄（苏）、日乃至印度等，大体如此。我国：2002年为 7 1578。 要引领未来！,诺贝尔科学奖获得： 意识形态？ 苏，16项，波，捷， 传统文化？ 印度3项，意大利11项，埃及， 国力单薄？ 巴基斯坦1项，阿根廷3项， 人口素质？ 瑞士（人口650万）14项， 东方水土？
30、日本8项，华裔6人。 我国，为什么？ 知识，知识分子， 基础，基础理论。,弘扬人文，以人为本 党十六大：弘扬和培育民族精神。 党十六届三中全会：科学发展观，以人为本。李岚清：不要只精于科技，而荒于人文。（1）精于科学，荒于人学；（2）精于电脑，荒于人脑；（3）精于网情，荒于人情；（4）精于商品，荒于人品； （5）精于权力，荒于道力。 要以人为本！要社会和谐！,约翰奈斯比特： 高科技高思维科技与人性意义的追寻科技，“给人们送来神奇的创新，然而也带来了具有潜在毁灭性的后果。”人性思索，“我们是谁？我们应成为什么样的人？我们应该怎样去实现？”,以人为本 （1）199811巴黎 世界首届高等教育大会：
31、高等教育首要的是培养高素质的毕业生与负责任的公民。 （2）人文教育两大作用a. 提升精神境界，b. 放开思维想像。,江泽民：人是生产力中最具有决定性的力量。 胡锦涛：属于谁？为了谁？依靠谁？科技创新，关键在人才。人才竞争正成为国际竞争的 一个焦点。 爱因斯坦：关心人的本身，始终成为一切技术 上奋斗的主要目标。,胡锦涛：,建设创新型国家，必须大力发扬中华文化的优良传统，大力增强全民族的自强自尊精神，大力增强全社会的创造活力。 我国：苟日新，日日新，又日新，作新民。,进入21世纪，科学技术发展日新月异，科学技术进步和创新愈益成为国家增强综合实力的主要途径和方式，依靠科学技术实现资源的可持续利用，促进人与自然的和谐发展愈益成为各国共同面对的战略选择，科学技术作为核心竞争力愈益成为国家间竞争的焦点。,没有现代科学，没有先进技术，一个国家、一个民族，就是落后，就是衰弱，一打就垮，永远受人宰割！ 没有民族传统，没有人文文化，一个国家、一个民族，就会异化，就会空虚，不打自垮，甘愿受人奴役！ 背靠五千多年，坚持“三个面向”。,我国至2020年科学技术的指导方针:,自主创新， 重点跨越， 支撑发展， 引领未来。,坚持走中国特色自主创新道路， 为建设创新型国家而努力奋斗！,千磨万击还坚韧， 任尔东西南北风！ 谢谢同志们！ 请批评！请指正！,
