现代科技概论

人类已进入到信息时代
1946年J. W. Mauchly和J. P. Eckert演示了ENIAC计算机，科 学界认为人类进入到电子时代 科学界认为1973年开始人类已进入信息时代 主要标志是：
1）S. N. Cohen及H. W. Boyer演示了世界上第一例基因工程， 用化学方法完成了DNA（脱氧核糖核酸）基因分子重组，改变 了遗传密码。从信息论上看，是一个划时代的飞跃。
目前世界上空间最大的载人飞船。 4. 装有52台发动机，能精确调整飞船飞
行姿态和运行轨道。 5. 变轨后飞行的圆形轨道距地球343千米。
“神州”5号的有关数据(2)
6. 90分钟绕地球一圈，还要经受180摄氏 度的温度考验。
7. 共绕地球14圈，行程约60万千米。 8. 飞船实际着陆点与理论着陆点相距4.8
青霉素原理 1928 制出青霉素 1943 15 年
铀核裂变 1938 制出原子弹 1945 7 年
发现半导体 1948 半导体收音机 1954 6 年
集成电路设计 1952 第一个单片集成 1959 7 年
思想
电路
光纤通信原理 1966 光纤电缆
1970
4年
无线移动通信 1974 蜂窝移动电话 1978 4 年 设想
现代科学技术
世界为什么变化这么快?
• “折花逢驿使,寄与陇头人”——电子邮件 • “人到七十古来稀”（1900年人均寿命45
岁）——85岁以上 • 一百年里世界为什么变化得这么快？ • 是由于科学技术的高速发展 • 科技知识增长速度： • 19世纪——每50年增加1倍 • 20世纪中叶——每10年增加1倍 • 当前——每3-5年增加1倍
了新思路、新方法，同时还沟通了自然科学和社会科学的联系，使整个
科学有了共同的概念、语言和方法。科学社会学、技术经济、管理科学、
未来学等一系列新兴学科，就是自然科学与社会科学互相渗透、相互作
用的产物。
• 科学史告诉我们，科学理论的发展往往并不意味着新理论摧毁旧理论， 而是限制和缩小旧理论的作用范围，把旧理论作为新理论的某种特例包 含在其中。因此，科学理论的每一进展和突破都伴随着人类知识的综合， 促进科学整体化的发展。早在19世纪，马克思就预见到：“自然科学包 括人的科学，同样．人的科学也包括自然科学，这将是一门科学。”现 代科学正在朝着这一方向发展。
21世纪改变人类的科学技术
科学 物质科学 生命科学
技术 信息技术 生物技术 纳米技术 能源技术
12个重大关键技术攻关项目
1. 超大规模集成电路和软件 2. 信息安全与电子政务及电子金融 3. 功能基因组与生物芯片 4. 电动汽车 5. 高速磁悬浮列车 6, 创新药物与中药现代化 7. 主要农产品深加工 8. 奶业发展 9. 食品安全 10. 节水农业 11. 水污染治理 12. 重要技术标准
全球首富比尔•盖茨
1)比尔•盖茨1973年（19岁）离开哈佛大学从商, 1975年以5000美元资本创办微软，抓住信息技 术的关键—操作系统来发展企业,到1987年成 为亿万富翁，1994年成为世界首富，现已连续 九年居首位。
2《福布斯环球商业与金融》杂志（2003）报道， 盖茨的个人财产为410亿美元，比前一年减少 了100多亿美元。但比第二名沃伦.巴菲特还是 领先很多（沃伦.巴菲特的个人净资产为305 亿美元,2002年为350亿美元） 。 美国著名杂志《福布斯》最新公布的2014年全球亿万
“神州”5号的六大特点(1)
1. 起点高。作为我国第一代飞船，它的研制越 过了单舱式、双舱式飞船，直接研制三舱2-3 人式飞船，前苏联第一代飞船“东方”号是 单人双舱式、美国第一代飞船“水星”号是 单人单舱式。
2. 轨道舱留轨工作半年。国外飞船的轨道舱在 返回舱返回地面时就废弃在轨道上了，而 “神州”5号的轨道舱装有太阳能电池翼继续 供电，舱内的仪器设备能像卫星一样自主工 作半年。
➢ “神5”升空展示了我国学人的风貌，将 会大大促进我国科学技术的发展；
➢ “神5”升空增强了我国的国防力量，给 我们的敌人以巨大的震慑。
“神州”五号的舱段
“神舟”5号由轨道舱(也叫工作舱)、返回舱(又称座舱)、推进舱(或 称服务舱、设备舱、仪器舱)和一个附加段（用于与其他航天器对 接或空间探测）组成。飞船顶部还有一个高 8米的逃逸救生塔，它 装有10台发动机，在火箭起飞前900秒到起飞后160秒期间（0~110 千米），如发生故障，它能拽着返回舱和轨道舱与火箭分离，并 落到安全地带，使航天员转危为安。
“神五”冲宵 梦圆今朝
2003年北京时间10月15日9时整, 我国自行研制的“神舟”五号载
人 飞船升空,将中国首位航天员杨 利伟顺利送上太空。
“神五”冲天，带着中国人千年 企
盼，梦圆浩瀚太空。
“神舟”5号升空的重大意义
➢“神5”升空是我国综合国力强大的标志， 它将大大提高了我国的国际地位；
➢ “神5”升空大长了中国人的志气，将会 进一步促进我国经济的持续发展；
富翁排行榜显示，比尔·盖茨以760亿美元的净资产挤下墨 西哥电信大亨卡洛斯·斯利姆·埃卢，重新登顶世界首富宝 座。
邓小平同志的指示
1989年，邓小平同志讲：
“科学技术是第一生产力；科 学是了不起的事情，要重视科 学，最终可能是科学解决问 题”。
“科学技术是第一生产力” 的思想内涵
(1)“科学技术是第一生产力”的使命 是把经济搞上去。
3. 技术含量高。它的电子技术和控制技术都比 美俄的第一代飞船先进得多。
“神州”5号的六大特点(2)
4. 降落伞最大。它是世界上最大的降落伞，足 有1200平方米，有引导伞、减速伞、主伞和 伞包组成。减速伞将返回舱的速度从200米/ 秒减至80米/秒左右后与主伞分离；主伞能把 返回舱的速度减至6米/秒，一副降落伞有80 米长，铺在地上有半个足球场大小，可叠起 来却只有小提包大，重量仅90多千克。
– 现代技术革命：始于20世纪40年代（信息 控制）
第三次技术革命的特点
• (1)科学技术的加速度发展
• (2)现代科学的整体化趋势
•
科学家从横的方向上对自然界进行研究，从而产生了一系列横断科
学(如信息论、系统论、耗散结构理论等)。横断科学从某一特定的视角揭
示了客观世界的本质联系和运动规律，不仅为现代科学技术的发展提供
• (3)技术科学化与科学技术化
• (4)科学Байду номын сангаас技术、生产日益结合为统一体系
科学技术的 重要意义
诺基亚的神话
1. 芬兰的诺基亚公司原是生产橡胶鞋的工厂， 后来引进信 息技术，转变到生产手机的公司。2000年销售的手机占 领全球市场的37%。
2. 诺基亚现在全球有雇员54000名，其中22000人在芬兰， 另有20000人在芬兰依附诺基亚而工作。
(2)“科学技术是第一生产力”的真 谛在于科技与经济要一体化。
(3)“科学技术是第一生产力”是巩 固和发展社会主义制度的重要保证。
(4)发挥“科学技术是第一生产力” 作用的关键是提高全社会的科技意识。
从宇宙史到科技史
宇宙史：150~200亿年 地球史：47亿年 人类史：240多万年 人类文明史：至多6000年 人类科技巨大变革时间：300多年 人类认识科技作用时间：最近50多年
21世纪的科学
近年来的重大基础科学进展
1.关于宇宙起源和未来的理论; 2.接近揭开“宇宙黑洞”之迷; 3.把引力、弱作用力、电磁力、和强作用力统一起来的 “超弦理论”； 4.物理常数（电子电荷e、光速c、普朗克常数h）在改变，
由e、c、h 组成的精细结构常数（近似为1/137）也在 改变； 5.破解人类染色体基因密码; 6.生命的起源问题的研究有新进展（RNA的机理）; 7.在数学领域, 几百年来科学界曾重奖悬赏的若干问题 （如四色问题、费马定理等）已被证实; 8.智能数学方法有许多突破。
科学发现 年份 技术发明 年份 孕育过程
电磁感应原理 1831 发电机
1872 41 年
内燃机原理 1862 汽油内燃机 1883 21 年
电磁波通信原 1895 第一个公众广播 1921
理
电台
喷气推进原理 1906 涡轮喷气发动机 1935
26 年 29 年
雷达原理 1925 制出雷达
1935 10 年
多媒体设想 1987 多媒体电脑 1991 4 年
新一代设计芯 90 年 新一代芯片实现 90 年代 18 个月
片
代
（莫乐定
律）
高技术及其产业的领域
(1) 信息科学技术（包括微电子、光电子科学技术） (2) 生物科学技术（包括生命科学技术） (3) 新能源科学技术（包括核能科学技术） (4) 新材料科学技术（包括纳米科学技术） (5) 环境科学技术（包括地球科学技术） (6) 航空航天科学技术（包括空间及军事科学技术） (7) 海洋科学技术（包括地球科学技术） (8) 先进制造科学技术（包括微机电系统科学技术） (9) 管理科学技术（包括软科学技术） (10)认知科学技术（包括人脑和智能系统科学技术）
5. 飞船空间大。“神州”5号返回舱的直径达 2.5米，容积约6立方米，是目前世界上最大 的。
6. 研制费用低。直接成本不足10亿人民币，前4 次费用各约1亿美元。
“神州”5号的有关数据(1)
1. 直接成本不足10亿人民币, 前4次费用 各约1亿美元。
2. 飞船总长9.2米，总重7790千克。 3. 返回舱直径2.5米，容积约6立方米，是
2）Alan Kay发明了第一台“办公室计算机”。 3）T. B. Martins及R. B. Cox发明了第一台可理解语言指令 的计算机. 4）超大规模集成电路（LSI）：第一次在一个芯片上做出了 1万个以上的晶体管（现在已超过900万个管子）。 5） J. Malland在 苏格 兰阿 巴 丁大 学发 明 了核 磁共 振 扫描 （NMRS），用于医学检查。