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科技節資料

1.什麽是科學?什麽是技術?

在當今的中國,出現頻率最高的詞匯莫過於科技。那麽,什麽是科技?什麽是科學的,什麽是不科學的?什麽是技術?科學和技術是壹回事嗎?

關於什麽是科學?存在著各種不同的理解。從科學的起源看,可以追溯到人類文明的萌芽時代。但嚴格地說,真正的科學誕生於近代。從哥白尼的“日心說”到牛頓“三大定律”,標誌著人類進入科學時代。我們這裏談的科學是指這種近代或現代意義上的科學。

科學是關於自然界、人類社會以及人自身的規律的概念、原理、方法和觀念。在這個“說法”中,包含了三層意思:第壹,科學的核心是規律;第二,科學是關於自然界、人類社會和人自身三個領域的規律,也就是說科學包括自然科學和社會科學;第三,科學是關於規律的概念、原理、方法和觀念幾個方面的知識體系,也就是說,科學不僅僅是傳統意義上的知識(概念和原理),更包括科學方法和科學觀念。

在這個“說法”之外,科學又是壹種社會活動,壹種社會的認識活動,以及為認識而進行的實踐活動。同時科學又是壹個過程,壹個不斷發展的社會過程。具體說來:

(1)科學的核心是“規律”。科學就是探索規律,認識規律,掌握規律。規律的基本特征是普遍性和本質性,不具普遍性的不是規律。科學就是根據事物的普遍性處理事物的特殊性。規律又是最基本、最本質的。越具普遍性的就越具本質性,就越深刻,越重要,越能說明問題。“實事求是”的求是,就是求最本質、最基本的原理。規律壹方面表現為普遍性、***同性,同時又體現為本質性、原理性。所以原理精神是科學精神的重要組成部分。

比如人類在認識物質的時候,我們中國長期停留在金、木、水、火、土的淺層次,但現代科學卻壹味地去追求最基本的東西,分子、原子、原子核和電子、質子和中子、誇克、弦(超弦理論)……科學就是無窮無盡的“為什麽”。弄清了分子和原子的基本原理,才有現代的化工技術,弄清了電磁相互感應的原理才有現代的電氣技術,弄清電磁場的原理,才有現代的無線電電子技術,弄清了DNA的基本原理,才有現代的遺傳工程……,甚至現代社會也是建立在科學原理基礎之上的。

當然明確了基本原理或者說原理正確了,實際操作的時候就要註意事物的特殊性了。科學就是根據事物的普遍原理去處理事物的特殊性。這裏的“處理事物的特殊性”,指的就是在操作層面上,或說在技術層面上,各具特色。我們應嚴格區別科學理論的統壹性、***同性和操作或技術層面的多樣性、特殊性。

(2)科學包括自然科學和社會科學,二者密不可分。

(3)科學與技術是有著密切聯系的兩回事。科學的任務是認識客觀事物,揭示事物的真相和原理,科學是發現,科學發現提高人類的認識水平;技術的任務是變革現實,是根據科學原理或實踐經驗發明和開發變革現實的方法、措施和途徑,技術發明增強人類的生存能力、提高人類生活質量。科學發現是技術發明之根,但是,不是所有科學發現都必然導致重大技術出現。不能把科學和技術混為壹談。

(4)科學始於好奇,源於事實。觀察和實驗是科學的基礎,同時,科學又是人類(主要是科學家)在事實基礎上的思維的創造,思維是科學的關鍵。同樣,科學需要強烈的好奇心,也需要高度的事業心和責任感。

(5)未來的科學知識往往是不可預見的。當現實不再與現有理論相符時,科學突破就會出現,無論現有的科學家抱什麽態度。科學突破,壹出現就是反傳統的。所以,科學的可靠性與科學的保守主義不可分割地聯系在壹起。發展、創新、突破、革命,是科學的生命。

(6)科學有局限性,技術有負效應。科學需要不斷的發展,技術需要不斷的凈化和完善;技術的負效應主要體現為:技術錯用、技術運用不當以及技術報復效應,等等;技術是根據生產實踐或科學原理而發展成的各種工藝操作方法和技能,以及相應的材料、設備、工藝流程等等。技術的任務是發明或開發出新的方法、手段、措施和途徑。

如果說,科學是認識世界,那麽,技術則是變革世界。科學是提高人類的認識水平,技術是增強人類生存能力,改善人類的生活質量。技術是壹種變革世界的能力。古代技術主要來自生產實踐,現代技術則更多地是根據壹定的科學原理,為達到壹定的應用目的,所發明和開發出來的方法和手段。技術,包括材料技術、產品技術、設計技術、工藝技術、生產工序技術以及手工技術等等。技術體現為三種形態:物質形態(如工具、設備等);知識形態(如圖紙、資料、圖書等,也可以說是信息形態);人才形態(科學家、工程師、技術員、技術工人等技術人才)。顯然,人才是技術的核心,有了人才,就可以創造出物質形態和知識形態的技術。由於科學和技術的差別,科學和技術發展的動力和機制也有所不同。科學發展的動力主要是科學家的好奇心、興趣和社會責任感,遵循的機制則是:政府出資支持,科學家自主研究,科學***同體評價認可。而技術發展的動力則是社會的需求,特別是市場的需求,技術運行的機制是市場機制。

2、現代科學技術發展有哪些特征?

20世紀是科學技術突飛猛進的世紀,20世紀是科學技術使人類生活、生產和社會發生天翻地覆巨大變化的世紀。科學技術從來沒有像今天這樣,以巨大的力量,以難以想象的速度,深刻地影響著人類經濟和社會發展。具體說來,現代科學技術有以下重要特征:

(1)速度驚人,難以預料。

150年前,馬克思曾說:“資產階級在它的不到100年的階級統治中所創造的生產力比過去壹切時代創造的全部生產力還要多,還要大。”20世紀80年代,希臘德庫希亞迪斯教授說:“在人類6000年的歷史中,近30年開發出來的知識、技術、信息的總量,與前5970年的總量相等。”回眸人類文明發展的歷史,人類用200多萬年的時間發明了輪子,大約5000年後蒸汽機使輪子轉動起來。而在現代,1946年發明的計算機可以裝滿整間房子,縮小到放在桌上只用35年,從臺式計算機壹躍發展到放在膝上的筆記本電腦,只用了10年時間,從筆記本電腦再到手持式,僅僅5年時間。在本世紀的大部分時間裏郵政和電話是人類主要的通訊手段,不到10年,傳真機、語音傳遞、電子郵件已廣泛使用。當今世界,10年就會有壹個翻天覆地的變化。1996年,隨著信息網絡技術的發展,當個人計算機(PC機)從386、486到586,再到奔騰P6,如日中天的時候,壹種更為簡單、更為便宜,被稱之為傻瓜機的NC機(網絡計算機)進壹步發展。在短短的30年內,計算機發展經歷了三次浪潮:第壹次,IBM壹馬當先,掀起了20世紀70年代巨型機的浪潮;第二次是20世紀80年代的微機浪潮,英特爾壹直走在前列;第三次,20世紀90年代,計算機和網絡的結合,出現了數字化、網絡化、信息化,把人類社會推向壹個嶄新的時代。

(2)綜合應用,集成發展。

現代科學技術的研究,壹方面學科和專業越分越細,另壹方面在應用上又越來越綜合。系統科學不斷綜合著數學、基礎自然科學、技術科學、社會科學和思維科學的眾多分支的新成果,從系統、信息、控制、自組織等新的角度提出關於自然和人類社會系統的新認識,逐漸形成了獨特的研究方法和研究領域。系統科學正處於大發展的前夜。美國空間技術發展史上的兩個裏程碑——阿波羅登月飛船和航天飛機的研制成果,都涉及到數千個技術開發項目,其範圍囊括了現代技術所有主要領域。他們的成功標誌著美國在多數技術領域的進展領先別國。今天,美國之所以在數字化信息革命中又走在前列,壹個很重要的原因就是有較強的技術突破和技術綜合能力。就單項技術看,日本、德國在某些方面可能領先於美國,但是綜合技術能力,美國卻遙遙領先。

(3)滲透社會,融入生活。

在現代,壹項新的科學發現,或者壹項新的技術發明,壹旦產生便很快滲透到人類社會的各個方面,廣泛影響著人類的經濟、政治、文化、教育等各個領域。在政治民主化、經濟市場化、文化多元化的今天,社會對科學和技術有著強有力的吸納能力和轉化能力。而科學技術對於人類社會更有巨大的滲透力和影響力。彼此相互作用加快了科學和技術發展的速度,同時也推進了社會發展的進程。

(4)變革社會,創造未來。

科學技術不僅決定著人類經濟和社會發展的速度,而且深刻地影響了人類社會發展的方向,使得人類經濟增長方式發生了質的變化:經濟,正在發生新的革命(從工業經濟轉向知識經濟);社會,正在發生新的轉型(從工業社會轉向知識社會)。科學技術使得人類經濟更加繁榮,政治更加民主,社會更加理性。

3、在當今,改變人類社會的關鍵技術有哪些領域?

高技術壹詞出現在20世紀60年代,壹般是指具有源於壹定的科學原理、知識密集程度高、實現難度大、設備和條件要求嚴、影響力強等特點的技術。它包括下面六大領域:

(1)新材料及其加工技術

材料是工業的基礎,也是技術的基礎。同時新材料又是技術發展的產物。壹般地,材料大體上可分為:金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料、半導體材料、光電子材料、磁性和超導材料、生物醫學材料、核材料。按性能可分為:結構材料、功能材料、智能材料、設計材料,等等。新材料加工技術有:近無余量成形加工、快速凝固加工、電子束加工及激光硬化等。新材料,又稱高技術先進材料,類型很多,基本上可以分為四大類:新金屬材料(如先進高溫合金、金屬化合物及形狀記憶合金等);先進無機非金屬材料如高溫結構陶瓷、玻璃光導纖維、人工金剛石薄膜等);有機高分子材料(如高性能工程塑料、高效氣體分離膜、導電高分子材料等);先進復合材料(如碳纖維增強樹脂基復合材料、碳/碳復合材料、梯度功能材料等)。

(2)現代制造及其工程技術

人類的制造技術,大約經歷了四個階段:第壹階段為手工制造,人主要用自己的體力來制造零部件和機器;第二階段為機械化階段,人操作機器來生產機器;第三階段是自動化階段,人在現場監控機器操作機器來生產機器。隨著電子和信息技術的發展,制造技術又開始進入第四階段——集成制造,首先,在生產線自動化基礎上出現柔性化,即在同壹條生產線上可以同時生產多種型號的產品,進而又出現信息化,生產者在家裏通過信息網絡,在多媒體面前利用信息監控機器操作機器生產機器,實現車間無人化。集成制造又稱柔性計算機集成制造,它借助於計算機技術將產品、工藝和制造管理信息集中於壹個交互式網絡中,極大地減少了生產過程中的“事務處理”的環節。這裏的集成,正如把晶體管、電阻、電容集中在壹個矽片而成的集成電路,把半導體技術推向壹個新階段壹樣。集成制造需要的高技術,包括計算機輔助設計、輔助制造、電子裝備、加工控制設備,仿真工具、成組技術、工廠調度工具等等。現代制造技術中,智能加工設備(如機器人、傳感器、控制技術)、微米及毫微米制造、系統管理技術等等都在迅速地發展。

(3)電子和信息技術

這是當代高技術的核心,它正在導致壹場再壹次改變人類的數字化信息革命。

所謂數字化信息革命是用0和1兩位數字編碼來表達和傳輸壹切信息的壹場綜合性技術革命。目前,信息大體有兩類:壹類是實物媒體,如書、報、刊等;另壹類是模擬式的電磁媒體,用電磁波模擬聲音或圖像,如廣播、電視、錄音、錄像等。這兩類信息的***同特點:壹是信息量太小;二是難以交換。壹本書,從壹個城市寄到另壹個城市要幾天的時間,這種信息,交換起來十分困難。當今世界大約有3500種語言,不同語言的國家,信息的交換就更加困難。

數字化信息革命的實現,這些問題便可迎刃而解。無論是書、報、刊,還是聲、像、影、視;無論是中文還是外文,都用世界上***同的兩個數字——0和l——編碼來表達和傳輸,到了終端——用戶手上,又原原本本地還它本來面目。這無異於消除了世界各個國家、各個民族之間的語言隔閡,所以這是壹場偉大的革命。

數字化信息革命是壹場綜合性高技術革命,它需要半導體技術、信息傳輸技術、多媒體技術、多媒體數據庫技術、語音識別技術、自動翻譯技術、顯示技術等等。

(4)以遺傳工程為核心的現代生物技術

生物技術在當今的高技術中尤為引人註目。科學家們預計,在21世紀,繼電子和信息技術之後,生物技術將引起壹場新的技術和產業革命,再壹次改變人類。生物技術包括了傳統的發酵工程、細胞工程以及現代的遺傳工程或DNA技術。其中,遺傳工程最為引人註目。1997年2月23日,科學家運用克隆技術,培育出第壹只克隆綿羊。這壹消息立即引起世界的廣泛關註。1997年10月,科學家培育出壹個沒有頭的青蛙胚胎。盡管這個無頭的青蛙胚胎存活不到壹個星期,但這項技術用於人類,可以培育出人的部分器官,這種器官用於人體移植,就如同原裝“配件”壹樣,沒有排他性。科學家預計,到2019年,就可以實現這種人體“自我”配件的更換。克隆技術為人類帶來了無限的機遇。

目前,生物技術更多地用於醫藥,利用遺傳工程醫藥來控制心臟病和糖尿病、治療癌癥或緩解中風影響的患者人數已達數千萬。而生物技術的更美好的前景是農業方面。轉基因大豆的蛋白質含量高達48%,又抗病毒,產量也比壹般品種高12%;無病無蟲、郁郁蔥蔥的棉花,不再依靠什麽農藥,它們天生無病無蟲害,因為它們本身已轉移進抗病抗蟲基因。遺傳工程在農業上的普遍應用,將徹底改變農業的面貌。

(5)現代交通運輸及航天技術

現代交通運輸技術包括海上、空中、陸地等各個方面的交通運輸技術,人們熟知的輪船、飛機、汽車、火車、火箭、飛船等,都是現代交通運輸技術的集中體現,其中最尖端的是航天技術。

現代航天技術,又稱空間技術或宇航技術。它不同於從19世紀下半葉興起的航空技術,而是壹門解決人類如何飛出大氣層,進入宇宙空間,並在那裏航行的技術。這項技術是在相關高技術支撐下的多學科高度綜合性技術。人類為了發展這項技術,前仆後繼,經歷了漫長艱難的奮鬥才逐步取得了技術上的重大突破;1957年10月4日,前蘇聯終於成功地發射了世界上第壹顆人造地球衛星。這壹天被科學家們壹致公認為是現代航天新紀元的開始。從此以後,人類才算真正踏上了通向宇宙的“金橋”。

從1961年4月12日前蘇聯宇航員加加林駕駛“東方—1”號宇宙飛船進入太空,到1990年12月11日美國“哥倫比亞”號航天飛機安全返回地面,前蘇聯和美國已進行載人航天活動139次,***有241名宇航員(其中14名女宇航員)419人次進行了太空飛行;有12名宇航員先後6次在月球上留下了人類的足跡;4架航天飛機已進行了38次往返於天地之間的載人航天任務,有199人次參加了航天飛機的飛行活動;還有多名宇航員從“上升2”號宇宙飛船和航天飛機上滑離出艙,掛上安全帶和解脫安全帶,以每小時2.88萬公裏的速度在太空“行走”,成了人體地球衛星;還包括對太陽系的地球、金星、木星、水星、火星、土星、天王星、海王星等八大行星進行的探秘航行,只有冥王星因離太陽太遠,而且太小,尚未探測;還有壹些行星探測器肩負著探測星際空間、尋找宇宙生命的使命,有的已接近飛離太陽系正飛向更遙遠、更遙遠的宇宙空間,在茫茫宇宙中去覓知音了……

(6)能源和環境技術

當今世界能源正在步入重大轉折時期,進入第三代能源時代。第壹代能源時代是煤炭時代。以煤為主。第二次世界大戰以前的很長時期,世界都處於這個時代。第二代能源時代是石油時代。當前世界能源正在進入第三時代——氫能時代。由於太陽能、風能的進壹步利用至今還受到許多條件的限制,於是核能就成為人們關註的焦點。科學家預計,到2020年,裂變核能將占電力生產的50%;到2026年,聚變核能將投入商業性電力生產,成為新時代的驕子。

能源與環境關系密切,例如,煤炭造成的酸雨的汙染,汽油造成的尾氣的汙染,已成為破壞人類生存環境的重要方面。保護環境,刻不容緩。壹門新的學科“環境與生態”開始出現。環境保護已成為人類生存和發展的重大課題。環保技術,也成為人類密切相關的關鍵技術之壹。

4、科學家正在探索哪些科學前治?

現代科學的五大前沿是:

(1)宇宙科學

這是人類向“大”的方向進行的探索,即宇宙觀的科學。滿天星鬥,茫茫宇宙,對於人類來說始終是壹個謎。無邊無際的宇宙是什麽樣?它是怎麽形成的?又是怎麽演化的?這是長期以來人們壹直想知道的事情。

宇宙科學主要就是探索宇宙的起源和演化,包括星系的形成和演化,太陽系的形成和變化,等等。科學家們探索的主要方面有:膨脹學說、宇宙爆炸說以及黑洞理論等等。

現在的哈勃望遠鏡,可觀測到140億光年的天體。這個距離,光也要走140億年。換句話說,當我們看到它的時候,已是140億年前的模樣。現在是什麽樣子,尚不得而知。靠光,永遠也看不到它現在的樣子。

1929年科學家哈勃發現,宇宙的各星系正在遠離我們而去,且擴散的速度與星系離我們的距離成正比。科學家們還發現宇宙間的物質都有 25%左右的氦豐度。於是科學家們提出了宇宙爆炸和宇宙膨脹的理論。他們認為,我們的宇宙起源於壹次大爆炸,經歷了漫長的由熱到冷的演化史,宇宙膨脹成今天這個樣子已經花了100億—200億年的時間,也就是說宇宙的年齡有100億—200億年。它還在繼續膨脹之中。

那麽宇宙爆炸前是什麽樣子?它無限膨脹下去又會怎樣?這些科學的未知領域還有待於科學家的進壹步研究。

(2)基本物質科學

這是人類向“小”的方向的探索,即微觀的科學。世界是物質的,那麽物質是由什麽組成的呢?各種不同的粒子是怎樣結合起來的?

科學研究已經證明,各種物質都是由分子組成,分子又由原子組成。1932年又證明了原子由電子、中子和質子組成。1964年,美國蓋爾曼新理論發現更基本的粒子——誇克。10年後得到證實,並發現了“上誇克”、“下誇克”、“奇誇克”等,1994年發現了最後壹個“基本粒子”——“頂誇克”的存在。可是,到1996年2月,科學家又宣布,誇克還具有某種未料的結構。為了解釋科學的種種新發現,科學家又提出壹個新的理論——“弦論”。弦論假定物質的基本組成不是點狀的粒子而是延伸的弦。弦論是壹種把科學家早已發現的自然界的四種力——重力、電磁力、弱力和強力,作為壹種現象的多種表現形式加以描述的理論。

(3)地球科學

即對人類直接生活的空間進行探索。人類產生在地球上,從目前來看,地球是適合人類生存的唯壹場所。而人類對地球的了解還很不夠,我們還不能準確地預報地震,無法控制大氣的變化。人類在變革自然的同時也在破壞自然。全球性環境問題,正在威脅著人類的生存。如環境汙染、溫室效應、海平面上升、臭氧層破壞、氣候異常、植被破壞、水土流失、土地沙化、水資源減少等等。人類現在比任何時候都更需要對地球和地球系統有深入的了解,為保護地球,也為了保護人類自身。

(4)生命科學

即生物尤其是人類自身的科學。生命究竟是怎樣產生的?生命的本質是什麽?為什麽偏偏在地球上出現生命?在眾多的生物中,為什麽唯有人具有智慧?智慧是如何產生和發展的?

1997年,人類在探索生命的起源方面又前進了壹大步。“探路者”的火星之旅,帶來了火星在遙遠的古代曾經溫暖而濕潤、氣候與地球類似的若幹發現。伽利略號探測器發現木衛二冰凍的表面下有海洋。這壹切為人類探索生命起源創造了條件。

(5)非線性科學

即對我們周圍復雜性的事物進行研究的科學。現實中的事物都是錯綜復雜的,例如,湍動的大氣、奔騰的河流、起伏的山脈、大量原子結合起來的固體、生命和大腦的本質等等,我們能不能真正認識這些復雜的現象和事物呢?對復雜現象應該如何進行科學的刻劃?所謂非線性科學就是壹門以探索復雜性為目標的新科學。它將對人的自然觀產生巨大的影響,使人類的思維方式發生根本的轉變。

總之,科學前沿是壹個廣闊的陣地,成千上萬的科學家在那裏戰鬥,他們的每壹個新發現、新突破都將給人類社會帶來深刻的影響和巨大的進步。

5、為什麽說知識是產品價值的倍增器?

現代科學技術的迅速發展使得物質生產的速度大大加快了。例如,從發現攝影原理(1782年)到發明出照相機(1838年),其間用了56年;從發現雷達原理(1925年)到制造出雷達(1935年),其間用了10年;從發現鈾核裂變原理(1938年)到制造出原子彈(1945年),其間只用了7年;從發現多媒體原理(1987年)到制造出多媒體電腦(1991年),其間只用了4年。不難看出,知識的發展,使得科學技術轉化為生產力的時間大大縮短了。科學技術專家們可以在他的有生之年,看到他發明創造的科技成果轉化為生產力。從而使物質生產的速度大大加快了。

物質生產速度的加快完全是知識發展的結果,知識是物質產品價值的倍增器。也正因為如此,知識的價值才會愈來愈高,知識才會比黃金更值錢。現在許多人在使用計算機、VCD時用過壹張張小小的光盤或軟盤,制造這張光盤或軟盤(它是用聚碳酸酯制成的)的成本只有3元人民幣,但是,如果用它制成壹張“辦公室97”的光盤或軟盤,那麽,它就不再僅僅值3元錢了,而是值8000元人民幣!同樣是壹張光盤或軟盤,為什麽有這麽大的差別呢(8000和3的巨大差別)?到底是什麽東西使得這張光盤或軟盤這麽值錢呢?是知識!美國微軟公司年輕的總裁比爾·蓋茨就是依靠他發明的像“DOS系統”、“視窗95”或“辦公室97版”等這樣的軟件電子產品,到1998年6月,已經擁有510億美元的凈資產,成為世界首富。微軟公司雖然沒有通用汽車公司那樣的居世界之首的各種設施和產品庫存量(它的資產價值為400億美元),但它卻擁有2000億美元的資產價值。他的發家致富決不是像壹些罪犯通過走私、販毒獲得的,而是依靠知識“勞動致富”的。

可見,在現代社會經濟發展中,最值錢的不是黃金,而是知識。知識就是金錢,知識就是經濟,知識在未來的經濟發展過程中將會起到越來越重要的作用。