更新時(shí)間：2021-06-10 18:27:23作者：admin2
科學(xué)技術(shù)與未來(lái)
——新科技革命的歷史、現(xiàn)狀及未來(lái)
1 新科技革命產(chǎn)生的歷史背景
新科技革命指的是20世紀(jì)50年代以來(lái)（至今方興未艾）在世界范圍信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、激光技術(shù)、新制造（加工）技術(shù)、空間開(kāi)發(fā)技術(shù)、海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)……高新技術(shù)群落的崛起.新科技革命是科學(xué)技術(shù)作為一個(gè)系統(tǒng)，在一定社會(huì)歷史條件下，自組織演化的必然結(jié)果.其產(chǎn)生的科學(xué)與技術(shù)方面的基礎(chǔ)主要有以下二個(gè)方面.(1)第一次科學(xué)革命（16～19世紀(jì)）：自然科學(xué)擺脫神學(xué)統(tǒng)治，走上獨(dú)立發(fā)展的道路，建立起近代自然科學(xué)體系，確立了實(shí)證科學(xué)的方法傳統(tǒng).第二次科學(xué)革命（19～20世紀(jì)初）：突破機(jī)械的自然觀，人類(lèi)的認(rèn)識(shí)從宏觀進(jìn)入微觀與宇觀，發(fā)現(xiàn)了微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.第三次科學(xué)革命（20世紀(jì)50年代以來(lái)）：系統(tǒng)科學(xué)、非線性科學(xué)的興起，使人類(lèi)認(rèn)識(shí)從追求簡(jiǎn)單性轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿鲝?fù)雜性.(2)以蒸氣動(dòng)力技術(shù)為主導(dǎo)的第一次技術(shù)革命（18世紀(jì)中葉～19世紀(jì)上葉），使生產(chǎn)的技術(shù)方式機(jī)械化.以電力技術(shù)為主導(dǎo)的第二次技術(shù)革命（19世紀(jì)中葉～20世紀(jì)初）使生產(chǎn)的技術(shù)方式在機(jī)械化的基礎(chǔ)上電氣化.以電子技術(shù)為主導(dǎo)的第三次技術(shù)革命（20世紀(jì)30年代～20世紀(jì)70年代）使生產(chǎn)的技術(shù)方式在機(jī)械化、電氣化的基礎(chǔ)上自動(dòng)化.
2 新科技革命的主要內(nèi)容
新科技革命是上述歷史上科學(xué)革命的產(chǎn)物、技術(shù)革命的繼續(xù)及發(fā)展.
2.1信息技術(shù)能量、材料、信息是物質(zhì)世界的三個(gè)基本要素；隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生活的不斷發(fā)展，信息的重要性愈來(lái)愈顯得突出.什么是信息？對(duì)這個(gè)問(wèn)題從不同角度有不同的回答.從最一般的意義來(lái)說(shuō)，信息指的是客觀世界的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與主觀世界精神活動(dòng)所表現(xiàn)出來(lái)的各種狀態(tài)特征的總和.這些特征被人的感覺(jué)器官或儀器所感覺(jué)到或測(cè)量到并被紀(jì)錄或表達(dá)下來(lái)，就成為了一些數(shù)據(jù)、圖像、符號(hào)、語(yǔ)言、文字等，它們包含著所表征事物或事件的內(nèi)容，即客觀世界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)或主觀世界精神活動(dòng)的狀態(tài)特征.信息技術(shù)則是有關(guān)信息的產(chǎn)生、收集、傳輸、接受、處理、存貯、檢索等技術(shù)的總稱(chēng)，包括微電子技術(shù)（提供電腦芯片）、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息存貯技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)……在信息技術(shù)發(fā)展中，20世紀(jì)90年代在全球興起的“信息高速公路熱”，特別引人注目.信息高速公路的正式名稱(chēng)叫做“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃”，指的是建立起由信息庫(kù)、信息處理機(jī)（計(jì)算機(jī)）、通信網(wǎng)以及各種電子設(shè)備組成的信息網(wǎng)絡(luò).每一個(gè)人在網(wǎng)絡(luò)上既可以瀏覽信息，又可以發(fā)布信息，從而，把整個(gè)世界變成了一個(gè)“地球村”.
2.2生物技術(shù)生物是一種高級(jí)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)，它們是同時(shí)具有自我更新、自我調(diào)節(jié)、自我復(fù)制的物質(zhì)系統(tǒng).生物技術(shù)指的是運(yùn)用工程的方法對(duì)生命系統(tǒng)進(jìn)行作用，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的的一種技術(shù)，故生物技術(shù)又稱(chēng)為生物工程.在生物技術(shù)中，基因重組技術(shù)處于核心地位.基因重組技術(shù)指的是將某些具有特殊性能的遺傳基因從生物體中分離出來(lái)并進(jìn)行重組，然后再轉(zhuǎn)移或整合到另一些生命體中去.由于這種基因重組技術(shù)的出現(xiàn)，人類(lèi)就可以根據(jù)需要，用工程的方法來(lái)改造現(xiàn)有的生物物種或制造新的生物物種.在眾多生物技術(shù)應(yīng)用的項(xiàng)目中，“人類(lèi)基因組計(jì)劃”具有特殊的重要意義.1990年10月，“人類(lèi)基因組計(jì)劃”開(kāi)始實(shí)施.其要點(diǎn)是：測(cè)出人類(lèi)DNA中全部（約3×1010）核苷酸的順序，搞清人類(lèi)的10萬(wàn)個(gè)基因的全部藍(lán)圖以及這些基因在人類(lèi)23對(duì)染色體上的位置.美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)和中國(guó)的1 000多名科學(xué)家參加了這個(gè)計(jì)劃的研究，于2006年勝利完成.“人類(lèi)基因組計(jì)劃”的完成及進(jìn)一步研究（解讀基因密碼的含義）將對(duì)人類(lèi)疾病（特別是癌癥、艾滋病等疑難病）的預(yù)防及治療產(chǎn)生決定性的作用，開(kāi)辟人類(lèi)延年益壽的新途徑.
2.3新能源技術(shù)能源是指能夠提供能量的自然資源.能源是一切物質(zhì)活動(dòng)的基礎(chǔ).目前，人類(lèi)所使用的能源（煤、石油、天然氣等）多為非再生能源，已日漸枯竭；因此，尋找新能源成為關(guān)系人類(lèi)生存與發(fā)展的重大問(wèn)題.20世紀(jì)70年代以來(lái)，人類(lèi)加快了新能源的開(kāi)發(fā)利用，目前主要集中在以下方面：（1）太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)每年投射到地球上的能量為529×1024 J，比現(xiàn)在每年人類(lèi)總消耗的能量大10 000多倍.20世紀(jì)70年代以來(lái)，人類(lèi)加快了對(duì)太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的研究，已取得初步成效.在光—熱轉(zhuǎn)化、光—電轉(zhuǎn)化、光—化學(xué)轉(zhuǎn)化方面都取得一定突破，但離充分利用還有很大距離，有巨大的發(fā)展?jié)摿?（2）地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用
地?zé)豳Y源是地球陸地表層以下10km深度內(nèi)
15～400℃范圍含熱能量.500 m以?xún)?nèi)地?zé)豳A量相當(dāng)于4 948萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤.各地對(duì)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用，正在因地制宜地廣泛展開(kāi)，前景十分廣闊.（3）風(fēng)能利用風(fēng)力機(jī)可以將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋C(jī)械能、熱能.據(jù)估計(jì)，在離地面100 m以?xún)?nèi)的上空，陸地風(fēng)機(jī)可吸收的能量每年約1.3×1012 kW, 相當(dāng)于全世界水力發(fā)電的總和.（4）除此之外，新能源開(kāi)發(fā)利用還包括核聚變能、海洋能、生物質(zhì)能、氫能、可燃冰以及多種多樣的節(jié)能技術(shù).總之，新能源的開(kāi)發(fā)利用完全可以消除多少有些令人恐慌的“能源危機(jī)”.
2.4新材料技術(shù)材料是物質(zhì)世界三個(gè)基本要素之一，材料技術(shù)的發(fā)展是各種新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ).20世紀(jì)70年代以來(lái)，具有各種特殊性能的材料（光導(dǎo)纖維、非晶態(tài)、新型陶瓷、碳60、鈦合金、納米材料、生物材料、智能材料等）不斷涌現(xiàn).據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前已有25萬(wàn)種性能各異的材料問(wèn)世，以滿(mǎn)足生產(chǎn)及生活各方面的需要.某些重要材料的出現(xiàn)，往往導(dǎo)致某種程度的技術(shù)革命或推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益.例如，20世紀(jì)90年代蓬勃發(fā)展的納米技術(shù)（10-7～10-9 m），由于其一系列獨(dú)特的性能及廣泛應(yīng)用，就正在形成一個(gè)新產(chǎn)業(yè)群落并且推動(dòng)并影響整個(gè)科學(xué)技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.
2.5激光技術(shù)激光是一種新型光源，它具有高亮度，方向性好，單色性好，脈沖時(shí)間短、覆蓋波段寬且可調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)，從而成一種強(qiáng)有力的技術(shù)手段.第一臺(tái)激光器出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代.20世紀(jì)70年代以來(lái)，找到可產(chǎn)生激光器振蕩的工作物質(zhì)千余種、激光譜線萬(wàn)余條、研制成不同類(lèi)型的激光器數(shù)十種.與此同時(shí)，激光技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，包括激光測(cè)量、激光全息、激光醫(yī)學(xué)、激光通信、激光光譜分析、激光熱處理激光信息、激光冷卻及激光武器等諸多方面.
2.6新制造（加工）技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制造（加工）技術(shù)，新制造（加工）技術(shù)呈現(xiàn)出一系列新的面貌.其最突出的表現(xiàn)在以下方面：（1）計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)（CIMS）制造技術(shù)面對(duì)市場(chǎng)，從顧客的需要及企業(yè)的整體能力出發(fā)，利用電腦系統(tǒng)使產(chǎn)品的制造（加工）實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、低耗、快速的技術(shù).（2）機(jī)器人技術(shù)利用機(jī)器人去進(jìn)行一些特殊的制造（加工）作業(yè).例如 水下機(jī)器人，室外遙控移動(dòng)式機(jī)器人，精密裝配機(jī)器人.（3）微加工技術(shù)20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的納米技術(shù)加工尺度已達(dá)到10-9 m，可以對(duì)單個(gè)原子、分子進(jìn)行直接操作.
2.7空間開(kāi)發(fā)技術(shù)20世紀(jì)50年代以來(lái)，宇航技術(shù)或空間開(kāi)發(fā)技術(shù)得到迅猛發(fā)展.空間開(kāi)發(fā)技術(shù)主要圍繞以下三個(gè)方面展開(kāi).（1）人造衛(wèi)星的發(fā)射及利用目前，人類(lèi)向宇宙空間發(fā)射人造衛(wèi)星約5 000個(gè)，包括資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星、科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星、軍用衛(wèi)星等，為人類(lèi)的生存與發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn).（2）空間工業(yè)化宇宙空間有許多地面上所沒(méi)有的得天獨(dú)厚的條件，如失重、高真空、強(qiáng)輻射、低溫、超凈等.目前，已發(fā)射各種類(lèi)型的“空間站”進(jìn)入太空，利用宇宙空間某些獨(dú)特條件，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工業(yè)生產(chǎn).（3）行星際探測(cè)把星際探測(cè)器發(fā)射到太空，已經(jīng)對(duì)月球、金星、木星、土星、火星、彗星等進(jìn)行了科學(xué)考察，為研究宇宙、星系、太陽(yáng)、地球等的形成及演化收集第一手資料.
2.8海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)人類(lèi)除向空間發(fā)展外，還試探著向海洋發(fā)展.海洋占地球面積71%，約3.6×108 km2，是人類(lèi)活動(dòng)的廣闊天地.目前，海洋資源開(kāi)發(fā)技術(shù)主要包括以下方面：（1）海洋資源開(kāi)發(fā)海洋中蘊(yùn)涵著豐富的石油、天然氣、各種金屬礦.例如，近年在海洋中發(fā)現(xiàn)了一種稱(chēng)為“可燃冰”的新能源，所蘊(yùn)藏的能量達(dá)1.05×1010 t，超過(guò)地球上已探明的煤、石油、天然氣能量貯存量的總和.目前美、中、日本、德國(guó)都在進(jìn)行科學(xué)考察，進(jìn)行開(kāi)采“可燃冰”的試驗(yàn).（2）海洋養(yǎng)殖與捕撈海洋養(yǎng)殖與捕撈有著悠久的歷史.20世紀(jì)70年代以來(lái)的發(fā)展，主要是把海洋養(yǎng)殖與捕撈建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上.（3）海洋能的開(kāi)發(fā)利用海洋中有許多形式能量可開(kāi)發(fā)利用，包括潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等.目前，各國(guó)都進(jìn)行了一定的探索與開(kāi)發(fā).
3 新科技革命的主要特點(diǎn)
新科技革命就性質(zhì)而言，屬于技術(shù)革命.按技術(shù)革命的時(shí)間順序排列，這次技術(shù)革命是第四次技術(shù)革命.與歷史上三次大的技術(shù)革命來(lái)比，這次技術(shù)革命呈現(xiàn)一系列特點(diǎn).
3.1主導(dǎo)技術(shù)以技術(shù)群落的形式出現(xiàn)主導(dǎo)技術(shù)指的是代表某一歷史時(shí)期技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)與主流，影響到并推動(dòng)著相關(guān)技術(shù)發(fā)展的那些技術(shù).第一次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)是蒸氣動(dòng)力技術(shù)，第二次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)是電力技術(shù)，第三次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)是電子技術(shù).這一次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)不只一項(xiàng)，而是一個(gè)群落，即由信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、新制造技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)、空間開(kāi)發(fā)技術(shù)、海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)……構(gòu)成的一個(gè)群落.這個(gè)群落之間有如下關(guān)系：新能原技術(shù)、新材料技術(shù)、信息技術(shù)分別對(duì)應(yīng)著人類(lèi)物質(zhì)活動(dòng)的三要素（物質(zhì)、能量、信息），是整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)；生物技術(shù)、空間開(kāi)發(fā)技術(shù)、海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)代表著人類(lèi)發(fā)展的三個(gè)方向： 空間、海洋、復(fù)雜性領(lǐng)域（生命系統(tǒng)是最典型最重要的復(fù)雜性領(lǐng)域）；而激光技術(shù)、新制造（加工）技術(shù)作為一種技術(shù)手段在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用.
3.2宏大的技術(shù)體系建立在深厚的理論基礎(chǔ)之上與前三次技術(shù)革命相比，這次技術(shù)革命的理論基礎(chǔ)廣闊，深厚得多.從縱向來(lái)說(shuō)，其理論基礎(chǔ)為微觀粒子的量子理論，其中，信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、新制造（加工）技術(shù)、激光技術(shù)等，分別用到不同層次（分子、原子、原子核、粒子等）的量子理論.從橫向來(lái)說(shuō)，其理論基礎(chǔ)為復(fù)雜性科學(xué)，這種復(fù)雜性科學(xué)的成果、方法將為高新技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟新的途徑.
3.3主導(dǎo)技術(shù)群落的科學(xué)含量高技術(shù)分為經(jīng)驗(yàn)性技術(shù)與科學(xué)性技術(shù)，因此，對(duì)技術(shù)而言它們存在著一個(gè)科學(xué)含量的問(wèn)題.這次技術(shù)革命呈現(xiàn)出科學(xué)技術(shù)化、技術(shù)科學(xué)化、科學(xué)技術(shù)一體化的特征.所以，這次技術(shù)革命往往稱(chēng)為新科技革命，其真實(shí)意義在于說(shuō)明，這次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)群落的科學(xué)含量非常高.
3.4使社會(huì)信息化社會(huì)信息化包括生產(chǎn)的技術(shù)方式與社會(huì)生活方式二個(gè)方面的信息化.生產(chǎn)方式分為生產(chǎn)的技術(shù)方式及生的社會(huì)方式.生產(chǎn)的技術(shù)方式指的是生產(chǎn)過(guò)程所使用的生產(chǎn)資料（首先是生產(chǎn)工具）、生產(chǎn)方法（工藝、協(xié)作、分工等）以及它們的結(jié)合，生產(chǎn)的社會(huì)方式則主要指生產(chǎn)關(guān)系.第一次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式機(jī)械化；第二次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式機(jī)械化、電氣化；第三次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化；第四次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式在機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步信息化.這次革命不僅使生產(chǎn)的技術(shù)方式信息化，而且，使社會(huì)生活方式信息化，即使生產(chǎn)過(guò)程與社會(huì)生活過(guò)程同時(shí)成為信息流的運(yùn)行過(guò)程.從而，對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深刻而廣泛的影響.
4 新科技革命的未來(lái)發(fā)展
根據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律及技術(shù)—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化原理，我們可以對(duì)新科技革命在21世紀(jì)的走向及趨勢(shì)作出如下預(yù)測(cè).
4.1第五次技術(shù)革命是智能化革命第四次技術(shù)革命主要解決信息化的問(wèn)題；在信息化的過(guò)程中，已經(jīng)開(kāi)始接觸到智能化的問(wèn)題.在現(xiàn)階段電腦技術(shù)中，引入了人的某些邏輯思維，常常稱(chēng)為智能化.目前智能化都是比較簡(jiǎn)單、低級(jí)的.智能化革命就在于：使智能計(jì)算機(jī)不僅具有人的邏輯思維能力（分類(lèi)、歸納、分析、綜合、推理等），而且，具有人的非邏輯思維能力（推測(cè)、聯(lián)想、假設(shè)、論證、識(shí)別、反應(yīng)、學(xué)習(xí)等）.大量的智能化計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及使用，將標(biāo)志第五次技術(shù)革命——智能化革命的真正到來(lái).其時(shí)間，可能發(fā)生在21世紀(jì)30～40年代.
4.2一系列新興產(chǎn)業(yè)群落的崛起根據(jù)技術(shù)—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化原理，新科技革命的成果，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的條件下，在一定時(shí)期，將會(huì)轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為產(chǎn)業(yè).目前，我們已經(jīng)看到一系列新興產(chǎn)業(yè)群落正在崛起.其中主要包括：（1）信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)群電子信息產(chǎn)業(yè)（目前電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)將轉(zhuǎn)化為人工智能產(chǎn)業(yè)）、信息咨詢(xún)產(chǎn)業(yè)、超導(dǎo)信息產(chǎn)業(yè)、光信息產(chǎn)業(yè)、生物信息產(chǎn)業(yè)、宇宙信息產(chǎn)業(yè)（利用人造天體發(fā)布信息進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)與決策）等.（2）生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)群基因產(chǎn)業(yè)（利用基因生產(chǎn)各種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品）、生物化學(xué)產(chǎn)業(yè)、生物食品產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)（特別是基因技術(shù)在醫(yī)藥上的應(yīng)用）、生物能源產(chǎn)業(yè)等.（3）納米科技產(chǎn)業(yè)群納米材料產(chǎn)業(yè)、納米器件及設(shè)備產(chǎn)業(yè)（例如微型機(jī)器人）、納米加工產(chǎn)業(yè)（在原子、分子水平上對(duì)材料、器件進(jìn)行設(shè)計(jì)與加工）、納米應(yīng)用產(chǎn)業(yè)等.（4）宇宙開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)群宇宙交通運(yùn)輸業(yè)、宇宙材料產(chǎn)業(yè)、宇宙能源產(chǎn)業(yè)（在太空建立太陽(yáng)能發(fā)電站）、宇宙建筑業(yè)及宇宙旅游業(yè)等.（5）海洋開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)群海洋機(jī)器人（21世紀(jì)進(jìn)入全面應(yīng)用），海洋資源業(yè)、海洋能源業(yè)、海水淡化業(yè)、海洋建筑業(yè)等.（6）“綠色”產(chǎn)業(yè)群人口產(chǎn)業(yè)（優(yōu)生、胎教、保健、長(zhǎng)壽）、“綠色”食品產(chǎn)業(yè)、環(huán)境工程、生態(tài)工程、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等.（7）知識(shí)產(chǎn)業(yè)群在現(xiàn)代科技水平及自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)統(tǒng)一的基礎(chǔ)上展開(kāi)的咨詢(xún)產(chǎn)業(yè)、軟件產(chǎn)業(yè)、人才產(chǎn)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、出版產(chǎn)業(yè)、傳播產(chǎn)業(yè)等.