现代科学技术的发展概况及其对人类社会的影响

现代科学技术的发展概况及其对人类社会的影响内容摘要：

息技术发展的方向。 第二代因特网为了加速开发适用于 21 世纪的先进信息技术和网络技术，确保美国在信息技术领域的领先地位，美国正在加速建设比现在的因特网快 1000 倍的第二代因特网。 主要是开展先进网络技术研究，建立基于新型网络的试验基地，进而开发全新网络应用领域。 计划完成后，将彻底更新遍布全美的计算机网络系统，实现声音、图像信号的实时传递。 电子商务网络技术的发展和 21 世纪电脑的普及，为电子商务的发展创造了条件。 通过网络购物和促销将成为生活‚必需 ‛。 网络信息技术将深刻地改变 21 世纪人们生产、生活和学习的方式，带来学习的革命。 知识经济时代，终生学习、终生教育将成为时尚和谋生手段，网络信息技术、多媒体通信将使教育事业发生根本性变革。 对此，‚我们需要一个‘学习社会’来与‘信息社会’相匹配。 ‛ 15 信息网络技术是当代科技发展最快的技术，以网络经济为代表的新经济和以信息技术、数字技术为先导的新技术的迅速发展将强化信息产业作为国民经济的先导和支柱产业地位。 美国正在加速建设比现在的因特网快 1000 倍的第二代因特网。 开展先进网络技术研究，建立基于新型网络的试验基地， 进而开发全新网络应用领域。 计划完成后，将彻底更新遍布全美的计算机网络系统，实现声音、图像信号的实时传递。 21 世纪网络世界八大预言： 预言一：互联网飞速发展的终极是 ‚ 技术全球化 ‛ 、 ‚ 产品多样化 ‛ 、 ‚ 市场本地化 ‛ 以及 ‚ 服务个性化 ‛。 预言二：著名的 ‚ 摩尔定律 ‛ 断定微处理器的速度会每 18 个月翻一倍。 未来 25 年里，主干网的带宽将每 6 个月增加一倍，比 CPU的增长速度快得多。 预言三：多媒体技术圆你 3D 梦：多媒体新技术具有更加生动逼真的 2D 与 3D 场景，无线通信、互联网和多媒体技术的相互融合使用户得以随时随地利 用任何设备来获取以往大概只能在梦中体验的乐趣。 预言四：人机界面发生革命性突破：未来 5 年里，实用的语音识别和音字转换技术将走进千家万户的电器设备中，改变移动电话和其他信息家电原本繁琐的操作步骤。 预言五： ‚ 人工智能 ‛ 变为 ‚ 智能人工 ‛ ： ‚ 人工智能 ‛ 停留在让机器模仿人的阶段， ‚ 智能人工 ‛ 不断把更多的行为模式传授给机器，机器就处在某种不断学习，记忆，适应，优化的状态下，学到的越多，机器就越 ‚ 聪明 ‛ ，越个性化，而 ‚ 智能人工 ‛ 也必将成为网络环境中的一项核心技术。 预言六： ‚B2B‛ 和 ‚P2P‛ 成为主要动力： B2B 模式大幅降低了企业营销所需的成本，也使交易双方获得了前所未有的自由度。 而 16 尽管 P2P(PeertoPeer)只是刚刚崛起的一种新技术，但它的出现正在深刻地影响今后互联网的架构。 预言七：数字高清晰度电视走入主流： 5 年内，美国本土将有90％以上的电视台具备发送 DTV 的能力。 预言八： PC 两年内重新崛起：全球范围内 PC 的家庭拥有率不过是 10％左右，而在发展中国家，这一数字更是低到了 5％以下， PC仍然是最佳上网方式。 (二 )生物技术 应用生物科学和工程学原理来 加工 生物材料，以提供所需物质的综合性科学技 术。 生物技术主要有：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、生物芯片技术等。 生命科学与生物技术将发挥 21 世纪带头作用 生命科学与生物技术的发展使人们能够从分子或原子水平上揭开生物构造和遗传的秘密，对促进人口与健康、农业高新技术、生态环境、食品和化学工业等领域的发展具有重大作用。 生物技术研究中优先任务是：进一步加强旨在发现、阐明、改良和控制各种陆地和海洋生物的遗传、生化制品和过程的研究；应用现代生物技术手段解决农业、环境等问题，以促进新产品的开发等。 医药和健康、农业生物技术、环境生物技术、生物处 理方法、海洋生物技术将成为生物技术研究的重点方向。 生命科学研究重点将主要包括：基因组研究、蛋白质结构分析、生物医学和脑研究。 基因组研究。 人类基因组计划已受到全球普遍关注，美国投入巨资动员了数百名科学家从事绘制人类基因组图谱工程，参与国除美国外还有日本、欧洲、中国等，最终目标是：绘制出人体的 10万个基因图谱，揭示 30 亿个碱基对的密码，弄清全部基因的位臵、结构和功能并编目绘图。 通过该项工程可以揭开有关人体生长、发育、衰老、死亡和遗传病变等秘密，最终将帮助人类攻克诸多疑难病症，对人类健康意义极大。 由于大公司的介入 ，投资加大，并引入先进的 17 排序解读装臵，最新预计该计划将提前 3 年于 2020 年完成， 2020 年中期将完成一份具有指导意义的人类全部基因草图。 目前已经识别出约 10 亿对人体基因。 随着基因克隆技术趋向成熟和基因组测序工作的进展，后基因时代正在到来。 新药创制是生物技术大有作为的一个重要领域。 21 世纪初，科学家不仅能在分子水平上了解生命，而且能够操纵生命，如利用 DNA 芯片，对于每一个人的成千上万个关键基因变异进行分类，创造出‚遗传条码‛。 遗传条码将成为预知各人未来何时患病和患何种病的水晶球，利于及早防治。 也有人对基 因工程的前途表示忧虑，担心通过基因操作对人进行重新设计。 基因组学、组合化学和高效筛选结合，可以针对具体疾病在分子水平上设计出药品。 利用克隆技术和基因组学知识，未来可能出现诸如‚药品农业‛的全新产业。 农业生物技术是生物技术在农业部门中的应用。 继医药作为生物技术的第一次浪潮之后，农业生物技术将成为生物技术的第二次浪潮。 特征是强调作物的产出品质，对消费者增加价值 —— 如增加果实的营养。 科学家将通过遗传工程改良植物，使它们转变成生产化工产品（如塑料）和药品的‚生物工厂‛。 (三 )新材料技术 材料技术是人类文明进步 的重要阶梯和标志，它与能源技术、信息技术 — 起被公认为是现代文明的三大基石。 所谓新材料是指近二三十年内研制成功和正在研制的具有优异特性和功能、能满足高技术及其产业化需求的新型材料。 目前，被誉为 ‚ 发明之母 ‛ 的新材料 技术已经成为世界各国发展高技术不可缺少的组成部分， 受到了世界各国的高度重视。 新材料继续成为人类文明大厦的基石 新材料研究开发的中心问题仍然是开发高性能、低成本、环境友好的材料。 21 世纪材料科学技术的发展具有功能化、复合化、智能化特征，最活跃的将是信息功能材料、纳米材料、高性能陶瓷、生物材料、复合材料 等。 具有高比 18 强度、高比刚度、耐高温高压、耐腐耐蚀等极端条件的结构材料、智能材料等也将进一步受到重视而获得新的发展。 材料设计包括在数据库和知识库的基础上，利用计算机进行性能预报；利用计算机模拟揭示材料微观结构和性能关系；提出新概念并采用新技术研制新材料；深入研究各种条件下材料的生长过程，探索合成材料新途径。 纳米技术碳纳米管将成为 21 世纪的超级材料，作为纤维，其强度比钢大 100 倍，而重量仅为同体积钢的 1／ 6；作为导线， 其电导率远远超过铜。 NASA 希望，用纳料材料，到 2020 年航天器发射费用可以从目前的每磅 1 万美元降低到 200 美元； 可制造只有 6 美元的航天器； 一架波音 747 飞机的重量将为目前同型号飞机的 1／ 150。 另据预测， 2020 ～ 2020 年期间，纳米电子学将取代微电子学；只要有充足的研究经费，纳米技术的大规模应用可能在 15 年内实现。 智能材料因具有奇特的功能，将成为 21 世纪初的新宠。 如美国已研制出一种用导电复合材料制成的新型飞机蒙皮，把微处理器、微型传感器和微型天线等植入蒙皮里，实现电子设备和飞机蒙皮一体化。 一旦飞机受到损伤，微型传感器立即从受损部位的形状、应力变化情况得到‚ 感觉‛，通过电路传给微处理器，中央计算机作出决策，指挥受损部位重建电路，保证电子系统继续工作，使其避免酿成灾难，平安返航。 超导材料将成为 21 世纪材料领域的新贵。 超导材料可以大大提高能源利用率，预计到 2020 年前后，美国和日本以及欧洲大部分地区将利用超导电缆输送电力，从而大量减少能耗。 超导材料还将使21 世纪的航运、铁路以及其它基础设施面貌一新。 隐身材料。 隐身技术作为当今世界三大尖端军事技术之一，受到世界各国军方的广泛关注和高度重视。 隐身材料的研究已从初期的涂覆性涂层向复合结构，掺混等材料发展。 细微粉、超微 粒子、纳米复合材料、纳米量级的低维材料，特别是纳米高分子复合材料是隐身材 19 料的主要研究 (四 )新能源技术 新能源是在指除常规能源外正在开发的能源，如太阳能、生物．能和海洋能等；新能源技术是指涉及新能源从开发到应用各个环节所采用的先进技术以及重点节能新技术。 现在，具有特色的新能源与能源新技术有：核能及其新技术；太阳能热利用技术；太阳能光电转换技术；海洋能发电技术；氢能利用技术；洁净煤技术电储能技术；燃料电池技术；燃煤磁流体技术等。 能源技术将取得突破 能源问题围绕人类生存由来已久，不但关系到社会经济发 展，而且对于国家安全、环境保护来说具有特殊意义。 世纪之交，各国都把能源的开发利用作为关键科技领域给予重视：一方面注重节能技术的开发与应用以及对设备进行技术革新，另一方面则着力开发洁净能源和新的替代能源。 21 世纪，燃煤高效联合循环技术将广泛采用，煤的液化、气化将达到工业化规模。 为解决核能安全问题，西方国家正在加紧研制新一代核电站。 这种核电站比现有核电站体积小、成本低、运行简单、可靠性高。 核聚变能已显露出希望的曙光，一些发达国家投入巨资竞相研究核聚变，并已在受控热核聚变研究方面取得了重大进展。 科学家们认为， 一旦受控核聚变取得突破并获得实用化，人类就将拥有取之不尽、用之不竭的能源，从而开辟解决能源问题的根本途径。 高效安全洁净核能系统，是由外中子源驱动的次临界增殖堆，具有提高铀资源利用率、放射性废料少、安全性较高等特点，预计 21 世纪初可望取得突破。 燃料电池被认为是21 世纪首选的洁净、高效发电技术。 在未来 30 年内，燃料电池将作为分散电站，主要用于家庭、办公大楼、医院、商业区、社区等供电，规模在千瓦至几十兆瓦范围；并向大规模电站发展，作为集中发电取代目前的火力发电，以及向燃料电池与蒸气轮机技术集成方向发展，形成联合 循环发电技术。 20 我国新能源和可再生能源开发利用现状 我国具有丰富的新能源和可再生能源资源：水能可开发资源为3． 78 亿千瓦，目前已开发利用 11％；生物智能资源，包括农作物秸秆、薪柴和各种有机废物，利用量约为 2． 6 亿吨标准煤，占农村生活能源消费的 70％，整个用能的 50％；我国太阳能年总辐射量超过60 万焦耳／平方厘米，开发利用前景广阔；风能资源总量为 16 亿千瓦，约 10％可供开发利用；地热资源尚待继续勘探，目前已探明的地热储量约为 4626 亿吨标准煤，现利用的仅约十万分之一；我国海洋能源资源亦十分丰富，其 中可开发的潮汐能就有 2020 万千瓦以上。 小水电开发取得世界公认成就 小水电开发和利用取得世界公认的成就。 到 1993 年底，全国运行中的小水电站达 6 万多座，目前全国 97％的的乡、 92％的村和 87％的农户通了电；小水电作为一种有效的农村能源，在实现中国农村电气化进程中起着重要的作用，已有 109 个县实现了初级农村电气化，200 个县正在开展第二批初级农村电气化建设。 太阳能利用进入新的发展阶段 太阳能的利用技术进入新的发展阶段。 国内太阳能热利用方面，主要有太阳能热水器、太阳灶 、被动式太阳房和太阳能干燥器。 经过十年的努力，我国太阳能热利用在这四个领域技术已基本过关，科技成果不同程度地转入小批量生产，有了一定数量推广应用的覆盖面，在缓解当地常规能源短缺、减轻生态和环境恶化等方面收到了实效。 据 1993 年不完全统计，全国已推广太阳能热水器 230 万平方米，被动式太阳房 180 万平方米，太阳能农作物温室 34． 2 万公顷，太阳灶14 万台，太阳能干燥器 13200 平方米，并一直保持发展势头。 国产太阳能热水器平均每平方米每年可节约 100 公斤〄 150 公斤标准煤，节能，社会效益十分明显。 我国的 太阳能光伏发电应用始于上世纪 7O 年代，但直到 1982 21 年以后才真正发展起来，在 1983 年。 1987 年短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从 1984 年以前的年产 200 千瓦跃到 1988 年的 4． 5 兆瓦。 在应用方面，我国目前太阳电池主要用于通信系统和边远无电地区，年销售约 1． l 兆瓦。 特别是我国迄今尚有 28 个无电县，上千个无电乡村，成千个无电岛屿，对解决这些边远偏僻地区供电门围光伏发电已经并将更有效地发挥作用。 目前西藏的 9 个无水力发电县中，已建成 2 个功率分别为 IO 千瓦和四 千瓦的光伏电站，其余 7 个已纳入国家计划正在兴建之中。 在太阳电池研究方面，实用型单晶硅电池效率达12％。 13％，多晶硅电池为 9％。 1O％，非晶硅电池为 5％。 6％。 虽然高效硅电池及非晶电池的实验室水平与国外相差不大，但在向生产力转化方面却差得很多，有些新型且有潜力的太阳能电池的研究国内尚属空白。 其他新能源和可再生能源开发利用继续发展 风能开发利用继续发展。 我国风力发电总装。