更新時間：2021-06-10 18:27:23作者：admin2
科學技術與未來
——新科技革命的歷史、現狀及未來
1 新科技革命產生的歷史背景
新科技革命指的是20世紀50年代以來（至今方興未艾）在世界范圍信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、激光技術、新制造（加工）技術、空間開發技術、海洋開發技術……高新技術群落的崛起.新科技革命是科學技術作為一個系統，在一定社會歷史條件下，自組織演化的必然結果.其產生的科學與技術方面的基礎主要有以下二個方面.(1)第一次科學革命（16～19世紀）：自然科學擺脫神學統治，走上獨立發展的道路，建立起近代自然科學體系，確立了實證科學的方法傳統.第二次科學革命（19～20世紀初）：突破機械的自然觀，人類的認識從宏觀進入微觀與宇觀，發現了微觀粒子運動的規律.第三次科學革命（20世紀50年代以來）：系統科學、非線性科學的興起，使人類認識從追求簡單性轉變為探索復雜性.(2)以蒸氣動力技術為主導的第一次技術革命（18世紀中葉～19世紀上葉），使生產的技術方式機械化.以電力技術為主導的第二次技術革命（19世紀中葉～20世紀初）使生產的技術方式在機械化的基礎上電氣化.以電子技術為主導的第三次技術革命（20世紀30年代～20世紀70年代）使生產的技術方式在機械化、電氣化的基礎上自動化.
2 新科技革命的主要內容
新科技革命是上述歷史上科學革命的產物、技術革命的繼續及發展.
2.1信息技術能量、材料、信息是物質世界的三個基本要素；隨著科學技術與社會生活的不斷發展，信息的重要性愈來愈顯得突出.什么是信息？對這個問題從不同角度有不同的回答.從最一般的意義來說，信息指的是客觀世界的物質運動與主觀世界精神活動所表現出來的各種狀態特征的總和.這些特征被人的感覺器官或儀器所感覺到或測量到并被紀錄或表達下來，就成為了一些數據、圖像、符號、語言、文字等，它們包含著所表征事物或事件的內容，即客觀世界物質運動或主觀世界精神活動的狀態特征.信息技術則是有關信息的產生、收集、傳輸、接受、處理、存貯、檢索等技術的總稱，包括微電子技術（提供電腦芯片）、計算機技術、通信技術、信息存貯技術、數據庫技術、網絡技術……在信息技術發展中，20世紀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叫做“國家信息基礎設施計劃”，指的是建立起由信息庫、信息處理機（計算機）、通信網以及各種電子設備組成的信息網絡.每一個人在網絡上既可以瀏覽信息，又可以發布信息，從而，把整個世界變成了一個“地球村”.
2.2生物技術生物是一種高級的物質運動形態，它們是同時具有自我更新、自我調節、自我復制的物質系統.生物技術指的是運用工程的方法對生命系統進行作用，以實現預期目的的一種技術，故生物技術又稱為生物工程.在生物技術中，基因重組技術處于核心地位.基因重組技術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并進行重組，然后再轉移或整合到另一些生命體中去.由于這種基因重組技術的出現，人類就可以根據需要，用工程的方法來改造現有的生物物種或制造新的生物物種.在眾多生物技術應用的項目中，“人類基因組計劃”具有特殊的重要意義.1990年10月，“人類基因組計劃”開始實施.其要點是：測出人類DNA中全部（約3×1010）核苷酸的順序，搞清人類的10萬個基因的全部藍圖以及這些基因在人類23對染色體上的位置.美國、英國、德國、日本、法國和中國的1 000多名科學家參加了這個計劃的研究，于2006年勝利完成.“人類基因組計劃”的完成及進一步研究（解讀基因密碼的含義）將對人類疾病（特別是癌癥、艾滋病等疑難病）的預防及治療產生決定性的作用，開辟人類延年益壽的新途徑.
2.3新能源技術能源是指能夠提供能量的自然資源.能源是一切物質活動的基礎.目前，人類所使用的能源（煤、石油、天然氣等）多為非再生能源，已日漸枯竭；因此，尋找新能源成為關系人類生存與發展的重大問題.20世紀70年代以來，人類加快了新能源的開發利用，目前主要集中在以下方面：（1）太陽能的開發利用太陽每年投射到地球上的能量為529×1024 J，比現在每年人類總消耗的能量大10 000多倍.20世紀70年代以來，人類加快了對太陽能開發利用的研究，已取得初步成效.在光—熱轉化、光—電轉化、光—化學轉化方面都取得一定突破，但離充分利用還有很大距離，有巨大的發展潛力.（2）地熱能的開發利用
地熱資源是地球陸地表層以下10km深度內
15～400℃范圍含熱能量.500 m以內地熱貯量相當于4 948萬億噸標準煤.各地對地熱資源的開發利用，正在因地制宜地廣泛展開，前景十分廣闊.（3）風能利用風力機可以將風能轉變為電能、機械能、熱能.據估計，在離地面100 m以內的上空，陸地風機可吸收的能量每年約1.3×1012 kW, 相當于全世界水力發電的總和.（4）除此之外，新能源開發利用還包括核聚變能、海洋能、生物質能、氫能、可燃冰以及多種多樣的節能技術.總之，新能源的開發利用完全可以消除多少有些令人恐慌的“能源危機”.
2.4新材料技術材料是物質世界三個基本要素之一，材料技術的發展是各種新技術發展的基礎.20世紀70年代以來，具有各種特殊性能的材料（光導纖維、非晶態、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.據統計，目前已有25萬種性能各異的材料問世，以滿足生產及生活各方面的需要.某些重要材料的出現，往往導致某種程度的技術革命或推動新興產業的出現，產生巨大的經濟效益.例如，20世紀90年代蓬勃發展的納米技術（10-7～10-9 m），由于其一系列獨特的性能及廣泛應用，就正在形成一個新產業群落并且推動并影響整個科學技術研究及產業的發展.
2.5激光技術激光是一種新型光源，它具有高亮度，方向性好，單色性好，脈沖時間短、覆蓋波段寬且可調諧等優點，從而成一種強有力的技術手段.第一臺激光器出現于20世紀60年代.20世紀70年代以來，找到可產生激光器振蕩的工作物質千余種、激光譜線萬余條、研制成不同類型的激光器數十種.與此同時，激光技術得到廣泛應用，包括激光測量、激光全息、激光醫學、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）技術相對于傳統的機械制造（加工）技術，新制造（加工）技術呈現出一系列新的面貌.其最突出的表現在以下方面：（1）計算機集成系統（CIMS）制造技術面對市場，從顧客的需要及企業的整體能力出發，利用電腦系統使產品的制造（加工）實現高質、低耗、快速的技術.（2）機器人技術利用機器人去進行一些特殊的制造（加工）作業.例如 水下機器人，室外遙控移動式機器人，精密裝配機器人.（3）微加工技術20世紀90年代發展起來的納米技術加工尺度已達到10-9 m，可以對單個原子、分子進行直接操作.
2.7空間開發技術20世紀50年代以來，宇航技術或空間開發技術得到迅猛發展.空間開發技術主要圍繞以下三個方面展開.（1）人造衛星的發射及利用目前，人類向宇宙空間發射人造衛星約5 000個，包括資源衛星、氣象衛星、通信衛星、技術試驗衛星、科學探測衛星、軍用衛星等，為人類的生存與發展作出巨大貢獻.（2）空間工業化宇宙空間有許多地面上所沒有的得天獨厚的條件，如失重、高真空、強輻射、低溫、超凈等.目前，已發射各種類型的“空間站”進入太空，利用宇宙空間某些獨特條件，進行科學實驗與工業生產.（3）行星際探測把星際探測器發射到太空，已經對月球、金星、木星、土星、火星、彗星等進行了科學考察，為研究宇宙、星系、太陽、地球等的形成及演化收集第一手資料.
2.8海洋開發技術人類除向空間發展外，還試探著向海洋發展.海洋占地球面積71%，約3.6×108 km2，是人類活動的廣闊天地.目前，海洋資源開發技術主要包括以下方面：（1）海洋資源開發海洋中蘊涵著豐富的石油、天然氣、各種金屬礦.例如，近年在海洋中發現了一種稱為“可燃冰”的新能源，所蘊藏的能量達1.05×1010 t，超過地球上已探明的煤、石油、天然氣能量貯存量的總和.目前美、中、日本、德國都在進行科學考察，進行開采“可燃冰”的試驗.（2）海洋養殖與捕撈海洋養殖與捕撈有著悠久的歷史.20世紀70年代以來的發展，主要是把海洋養殖與捕撈建立在現代科學技術基礎上.（3）海洋能的開發利用海洋中有許多形式能量可開發利用，包括潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等.目前，各國都進行了一定的探索與開發.
3 新科技革命的主要特點
新科技革命就性質而言，屬于技術革命.按技術革命的時間順序排列，這次技術革命是第四次技術革命.與歷史上三次大的技術革命來比，這次技術革命呈現一系列特點.
3.1主導技術以技術群落的形式出現主導技術指的是代表某一歷史時期技術發展的趨勢與主流，影響到并推動著相關技術發展的那些技術.第一次技術革命的主導技術是蒸氣動力技術，第二次技術革命的主導技術是電力技術，第三次技術革命的主導技術是電子技術.這一次技術革命的主導技術不只一項，而是一個群落，即由信息技術、生物技術、新能源技術、新材料技術、新制造技術、激光技術、生物技術、空間開發技術、海洋開發技術……構成的一個群落.這個群落之間有如下關系：新能原技術、新材料技術、信息技術分別對應著人類物質活動的三要素（物質、能量、信息），是整個技術系統的基礎；生物技術、空間開發技術、海洋開發技術代表著人類發展的三個方向： 空間、海洋、復雜性領域（生命系統是最典型最重要的復雜性領域）；而激光技術、新制造（加工）技術作為一種技術手段在各個領域都有應用.
3.2宏大的技術體系建立在深厚的理論基礎之上與前三次技術革命相比，這次技術革命的理論基礎廣闊，深厚得多.從縱向來說，其理論基礎為微觀粒子的量子理論，其中，信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、新制造（加工）技術、激光技術等，分別用到不同層次（分子、原子、原子核、粒子等）的量子理論.從橫向來說，其理論基礎為復雜性科學，這種復雜性科學的成果、方法將為高新技術發展開辟新的途徑.
3.3主導技術群落的科學含量高技術分為經驗性技術與科學性技術，因此，對技術而言它們存在著一個科學含量的問題.這次技術革命呈現出科學技術化、技術科學化、科學技術一體化的特征.所以，這次技術革命往往稱為新科技革命，其真實意義在于說明，這次技術革命的主導技術群落的科學含量非常高.
3.4使社會信息化社會信息化包括生產的技術方式與社會生活方式二個方面的信息化.生產方式分為生產的技術方式及生的社會方式.生產的技術方式指的是生產過程所使用的生產資料（首先是生產工具）、生產方法（工藝、協作、分工等）以及它們的結合，生產的社會方式則主要指生產關系.第一次技術革命使生產的技術方式機械化；第二次技術革命使生產的技術方式機械化、電氣化；第三次技術革命使生產的技術方式機械化、電氣化、自動化；第四次技術革命使生產的技術方式在機械化、電氣化、自動化的基礎上進一步信息化.這次革命不僅使生產的技術方式信息化，而且，使社會生活方式信息化，即使生產過程與社會生活過程同時成為信息流的運行過程.從而，對社會發展產生深刻而廣泛的影響.
4 新科技革命的未來發展
根據科學技術發展的一般規律及技術—產業轉化原理，我們可以對新科技革命在21世紀的走向及趨勢作出如下預測.
4.1第五次技術革命是智能化革命第四次技術革命主要解決信息化的問題；在信息化的過程中，已經開始接觸到智能化的問題.在現階段電腦技術中，引入了人的某些邏輯思維，常常稱為智能化.目前智能化都是比較簡單、低級的.智能化革命就在于：使智能計算機不僅具有人的邏輯思維能力（分類、歸納、分析、綜合、推理等），而且，具有人的非邏輯思維能力（推測、聯想、假設、論證、識別、反應、學習等）.大量的智能化計算機的出現及使用，將標志第五次技術革命——智能化革命的真正到來.其時間，可能發生在21世紀30～40年代.
4.2一系列新興產業群落的崛起根據技術—產業轉化原理，新科技革命的成果，在市場經濟的條件下，在一定時期，將會轉化并發展成為產業.目前，我們已經看到一系列新興產業群落正在崛起.其中主要包括：（1）信息技術產業群電子信息產業（目前電子計算機產業將轉化為人工智能產業）、信息咨詢產業、超導信息產業、光信息產業、生物信息產業、宇宙信息產業（利用人造天體發布信息進行有效的預測與決策）等.（2）生物技術產業群基因產業（利用基因生產各種轉基因產品）、生物化學產業、生物食品產業、生物醫藥產業（特別是基因技術在醫藥上的應用）、生物能源產業等.（3）納米科技產業群納米材料產業、納米器件及設備產業（例如微型機器人）、納米加工產業（在原子、分子水平上對材料、器件進行設計與加工）、納米應用產業等.（4）宇宙開發產業群宇宙交通運輸業、宇宙材料產業、宇宙能源產業（在太空建立太陽能發電站）、宇宙建筑業及宇宙旅游業等.（5）海洋開發產業群海洋機器人（21世紀進入全面應用），海洋資源業、海洋能源業、海水淡化業、海洋建筑業等.（6）“綠色”產業群人口產業（優生、胎教、保健、長壽）、“綠色”食品產業、環境工程、生態工程、循環經濟等.（7）知識產業群在現代科技水平及自然科學與社會科學統一的基礎上展開的咨詢產業、軟件產業、人才產業、文化產業、出版產業、傳播產業等.