第六章 当代科学技术发展趋势

息和认知四大领域的汇聚融合。
（一）当代科学技术发展的新特点
4.科技全球化深刻改变了科学研究的传统组织结 构和方式 近年来，科技全球化成为经济全球化的主要 表现形式，科技资源在全球范围内的融合和有 效配置改变了科技传统组织结构。
– 国际大科学工程研究方式出现，推进世界科学家的合
作；
– 跨国公司在不同国家建立研发机构，充分利用全球科
– 人口需求：从人口大国向人力资源大国转变。

提高人口科学技术素质； 通过科学技术扩大就业； 提高公共卫生与健康水平。 水资源
• 全国668个城市，400个缺水，50%城市地下水受到污染；
– 资源需求：从资源消耗型向节约型转变。

• 全国七大水系和湖泊，仅有40%达到三类环境质量标准；
（一）信息技术
１.微电子技术——微型化 超大规模集成电路（芯片：微处 理器、存储器）----电子信息技术 的基础、主要硬件。 英特尔。“龙芯”。 发展趋势：超导芯片、激光芯片、 生物芯片、纳米芯片。
２.计算机技术
计算机系统：硬件系统和软件系统 （１）科学研究——巨型化 弹道计算、核爆炸模拟、天气预报、地质 勘探、基因工程、大型管理系统。 微分方程组： dxi /dt = fi (x1,x2,…,xn) ( i=1,2,…,n ) 例 dv / dt = F / m dv = (F / m) dt
3.科学的交叉融合和技术的集成，导致重大的创 新突破，孕育着新的科学和技术革命
– 学科之间交叉融合和渗透，导致新学科诞生，如信息
科学、生命科学、环境科学、能源科学、纳米科学、 空间科学等；
– 自然科学与人文社会科学相互渗透，改变人们价值观、
思维方式、生活方式；
– 技术融合日益显著，最具代表性的是纳米、生物、信
（三）我国科技发展的战略需求
1.以资源、环境和十几亿人口为基点，确保 经济发展的需求； 2.促进社会可持续发展的需求； 保障国防和公共安全的需求。
（三）我国科技发展的战略需求
1.以资源、环境和十几亿人口为基点，确 保经济发展的需求
– 农业 – 制造业 – 高技术产业
– 现代服务
（三）我国科技发展的战略需求
技资源，获取强大竞争力，成为促进科技全球化的主 要力量。
（二）世界科学技术发展的优先领域
1.信息科学和技术 是实现经济增长的主要力量； 是知识型社会的基础科学技术； 未来微电子、计算机、软件、通信、网 络等技术发展方兴未艾，可能引发新一轮 产业革命。互联网、无线通讯将提供更为 有效的知识生产平台和传播、扩散空间， 引发经济形态和社会组织的巨大变化。
细胞工程培养的试管苗
4、基因工程
在分子水平上对生物遗传物质进行改造的技术。 遗传的物质基础--DNA（脱氧核糖核酸），双螺旋 结构的长分子链； 基因：带有遗传信息的DNA片段，由核苷酸的不同 排列顺序所决定（四种碱基A、C、T、G）； 基因工程：通过改变基因来改变品种、创造新物 种。 人类基因结构图谱--30亿个碱基配对。 人类基因组"初步解析"--3万多个基因。对医疗诊 断、医药、基因治疗有重大意义。
1.以资源、环境和十几亿人口为基点，确 保经济发展的需求
– 农业：
科学技术创新能力明显不足，难以为保障粮食 安全和满足农业结构的调整、提供可靠的支撑。 中国农业人口多、土地资源有限和气候差异大 等特殊农业国情，决定了必须另辟蹊径，抓住当 代信息技术和生物技术推进农业科技革命。
（三）我国科技发展的战略需求
（二）世界科学技术发展的优先领域
2.生命科学和生物技术 生命科学在揭示生命本质规律和认识、控制 生命过程方面的进展，以及生物技术在解决农业 持续发展和人口健康领域的问题提供新的途径。 功能基因学、蛋白质组学、干细胞、生物信 息学、系统生物学、整合生物学等不断突破，未 来15年可能形成与信息产业并驾齐驱、充满活力 的生物产业群。
（二）世界科学技术发展的优先领域
5.材料科学和技术
重点开发下一代高密度存储材料、生态材料、 生物材料、碳材料和高性能结构材料等，将生产 出体积更小、更加智能化、多功能、与环境兼容 性好的产品，从而对制造、物流和个人生活产生 重要影响。 6.纳米科学和技术
纳米材料、纳米生物、纳米传感、纳米加工 与组装、纳米检测等技术已在高技术领域显示其 强大的生命力。
（一）当代科学技术发展的新特点
2.科学技术向应用转化速度不断加快，科 技成果产业化周期大大缩短
– 20世纪上半叶，电话走进50%美国家庭用了60
年的时间；
– 90年代互联网进入50%的美国家庭只用了5年
时间；
– 单位面积芯片的存储量每18个月增加一倍，
主干网带宽将每6个月增加1倍
（一）当代科学技术发展的新特点
（四）新能源技术
1.节能技术与环保技术及产业 2.新能源
海洋能、地热能、风能、生物 能、氢能、太阳能、核能（裂变反 应与聚变反应） ３.中国核技术发展
（五）海洋技术
海洋资源开发利用工程——
*矿产资源 *化学资源 *空间资源
*生物资源 *动力资源 *海水资源
（六）航天技术
1、火箭技术 2、人造地球卫星 通信卫星、气象卫星、对地观测卫 星、导航卫星、科学实验卫星、军事卫 星。 3、载人飞行器 飞船、空间站、航天飞机。 4、中国航天事业的发展
军事自动化——精确制导技术、C4IRS系统 （指挥、控制、通讯、计算机、情报、侦察、监 视）
中国雷达旅指挥自动化系统
（３）信息处理——网络化
网络时代：全球范围的信息交流与知 识共享时代。 革命性变革：信息传播、电子商务、 远程教育、电子政府、生活方式等。 趋势：三机合一（电视、电话、电 脑——多媒体），三网合一（电信网、广 电网、计算机网——高速宽带网），三业 合一（电信业、广电业、网络业——信息 服务业）。 下一代互联网。
– 20世纪70年代至80年代
以微处理器大量生产和广泛使用为标志，人 类揭开了扩大大脑能力的新篇章；
（一）当代科学技术发展的新特点
– 20世纪80年代至90年代
以个人计算机和软件开发为标志，在世界范 围内开始掀起信息化浪潮；
– 20世纪90年代以来
以互联网和无线通讯的广泛应用为标志，人 类加速了知识生产和传播的进程，正在迈向知识 型社会的新纪元；
神威计算机（每秒3000亿次以上 ）
联想深腾6800（4.18万亿次/秒）
曙光4000A（10万亿次/秒）
（２）过程控制——自动化
工业自动化、先进制造技术。
特点：自、数、智、精、极、集、网、绿。
技术基础——计算机辅助设计与制造（ＣＡ Ｄ／ＣＡＭ）、数控机床、工业机器人；新生产 模式——集成制造系统（ＣＩＭＳ）、柔性生产 线、虚拟一体化。
交换机
4、传感器技术、音像技术
传感器：获取信息的装置。（利用声、 光、电、热、力检测距离、速度、角度 等信息，各类仪器仪表）。遥感技术 （对地观测）。 音像技术：电视（数字、高分辨率、 纯平、大屏幕、微型、壁挂、上网电视、 IP传送），VCD，DVD，摄录机，音响。
5、激光技术
原理：受激辐射光放大。特点： （1）高亮度，（2）高方向性，（3） 单色性，（4）相干性 应用：光纤通信、计算机、测 量、工业、农业、医疗、军事等。
1.以资源、环境和十几亿人口为基点，确 保经济发展的需求
– 制造业：效率低，装备落后，对国外技术的
过度依赖

全行业人均劳动生产率为美国的1/25，德国的 1/20； 主要产品的耗能比发达国家高出25－90%；占 固定资产投资的设备中，60%靠进口解决。

（三）我国科技发展的战略需求
1.以资源、环境和十几亿人口为基点，确保经济 发展的需求
– 高技术产业：技术密集度和增加值率低，高技术企
业仍处在劳动密集型阶段，核心技术受制于人。

在中国申请的发明专利中，外国企业在信息领域占90%， 计算机占70%，医药占60%，生物占87.3%，通信占92%；
中国高新技术产品出口中，外资企业占82%。

– 现代服务业：水平不高，特别是金融、电信、中介
转基因马铃薯
（三）新材料技术
1、结构材料：新型金属材料，新 型高分子材料（工程塑料等），新型非 金属材料（新型陶瓷等），复合材料。 2、功能材料：光、电、磁、热、 声、力、气等。
３.纳米材料
纳米：10亿分之一米。
纳米技术：在0.1—100纳米范围内，对物质 和材料进行加工处理的技术。最终目标是用分 子、原子组装特殊性能的材料和产品。 纳米材料：用纳米级超微粒子构成的材料。 特性：强度、弹性、延塑性、顺磁性、导电 性、稳定性等。 应用：各种材料、所有领域。
（二）世界科学技术发展的优先领域
7.先进制造技术 先进制造技术将呈现系统化、智能化的 特点。在智能集成制造系统、高速精密加 工设备、绿色制造技术等方面的研究，将 为产业升级提供重要基础技术和装备，并 创造高附加值的新产品。
二.当代高新技术发展现状与趋势
科学革命：相对论、量子力学、分子生 物学。 高新技术主要领域：信息技术、生物技术、 新材料技术、新能源技术、海洋技术、航天技 术。 信息技术是核心和先导。信息产业；信息 经济；信息社会。以信息化带动工业化；加速 国家信息化建设。
当代科学技术发展趋势 及我国科技的发展
黎懋明
内容纲要
（一）当代科技发展的新特点 （二）世界科技发展的优先领域 （三）我国科技发展的战略需求 （四）制约我国科技发展的主要问题 （五）我国科技发展的指导方针 （六）我国科技发展的思路 （七）我国科技发展的目标 （八）我国科技发展的总体部署
（一）当代科学技术发展的新特点
（二）世界科学技术发展的优先领域
3.能源科学和技术 能源科学在全球范围内重新升温，以解决世 界性能源短缺、气候变暖等重大问题；
节能技术、清洁能源、核能、可再生能源的 开发利用成为研究开发的重点。