【正文】 。與此同時，低揚(yáng)程大流量和高揚(yáng)程小流量兩種新型風(fēng)力提水機(jī)已研制成功。 其他新能源和可再生能源開發(fā)利用繼續(xù)發(fā)展 風(fēng)能開發(fā)利用繼續(xù)發(fā)展。特別是我國迄今尚有 28 個無電縣，上千個無電鄉(xiāng)村，成千個無電島嶼，對解決這些邊遠(yuǎn)偏僻地區(qū)供電門圍光伏發(fā)電已經(jīng)并將更有效地發(fā)揮作用。據(jù) 1993 年不完全統(tǒng)計，全國已推廣太陽能熱水器 230 萬平方米，被動式太陽房 180 萬平方米，太陽能農(nóng)作物溫室 34． 2 萬公頃，太陽灶14 萬臺，太陽能干燥器 13200 平方米，并一直保持發(fā)展勢頭。到 1993 年底，全國運(yùn)行中的小水電站達(dá) 6 萬多座，目前全國 97％的的鄉(xiāng)、 92％的村和 87％的農(nóng)戶通了電；小水電作為一種有效的農(nóng)村能源，在實現(xiàn)中國農(nóng)村電氣化進(jìn)程中起著重要的作用，已有 109 個縣實現(xiàn)了初級農(nóng)村電氣化，200 個縣正在開展第二批初級農(nóng)村電氣化建設(shè)。 燃料電池被認(rèn)為是21 世紀(jì)首選的潔凈、高效發(fā)電技術(shù)。這種核電站比現(xiàn)有核電站體積小、成本低、運(yùn)行簡單、可靠性高。 能源技術(shù)將取得突破 能源問題圍繞人類生存由來已久，不但關(guān)系到社會經(jīng)濟(jì)發(fā) 展，而且對于國家安全、環(huán)境保護(hù)來說具有特殊意義。隱身技術(shù)作為當(dāng)今世界三大尖端軍事技術(shù)之一，受到世界各國軍方的廣泛關(guān)注和高度重視。 超導(dǎo)材料將成為 21 世紀(jì)材料領(lǐng)域的新貴。另據(jù)預(yù)測， 2020 ～ 2020 年期間，納米電子學(xué)將取代微電子學(xué)；只要有充足的研究經(jīng)費(fèi)，納米技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用可能在 15 年內(nèi)實現(xiàn)。具有高比 18 強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫高壓、耐腐耐蝕等極端條件的結(jié)構(gòu)材料、智能材料等也將進(jìn)一步受到重視而獲得新的發(fā)展。所謂新材料是指近二三十年內(nèi)研制成功和正在研制的具有優(yōu)異特性和功能、能滿足高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化需求的新型材料。繼醫(yī)藥作為生物技術(shù)的第一次浪潮之后，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將成為生物技術(shù)的第二次浪潮。也有人對基 因工程的前途表示憂慮，擔(dān)心通過基因操作對人進(jìn)行重新設(shè)計。 隨著基因克隆技術(shù)趨向成熟和基因組測序工作的進(jìn)展，后基因時代正在到來。人類基因組計劃已受到全球普遍關(guān)注，美國投入巨資動員了數(shù)百名科學(xué)家從事繪制人類基因組圖譜工程，參與國除美國外還有日本、歐洲、中國等，最終目標(biāo)是：繪制出人體的 10萬個基因圖譜，揭示 30 億個堿基對的密碼，弄清全部基因的位臵、結(jié)構(gòu)和功能并編目繪圖。生物技術(shù)研究中優(yōu)先任務(wù)是：進(jìn)一步加強(qiáng)旨在發(fā)現(xiàn)、闡明、改良和控制各種陸地和海洋生物的遺傳、生化制品和過程的研究；應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)手段解決農(nóng)業(yè)、環(huán)境等問題，以促進(jìn)新產(chǎn)品的開發(fā)等。 預(yù)言八： PC 兩年內(nèi)重新崛起：全球范圍內(nèi) PC 的家庭擁有率不過是 10％左右，而在發(fā)展中國家，這一數(shù)字更是低到了 5％以下， PC仍然是最佳上網(wǎng)方式。 預(yù)言五： ? 人工智能 ? 變?yōu)?? 智能人工 ? ： ? 人工智能 ? 停留在讓機(jī)器模仿人的階段， ? 智能人工 ? 不斷把更多的行為模式傳授給機(jī)器，機(jī)器就處在某種不斷學(xué)習(xí)，記憶，適應(yīng)，優(yōu)化的狀態(tài)下，學(xué)到的越多，機(jī)器就越 ? 聰明 ? ，越個性化，而 ? 智能人工 ? 也必將成為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的一項核心技術(shù)。 預(yù)言二：著名的 ? 摩爾定律 ? 斷定微處理器的速度會每 18 個月翻一倍。美國正在加速建設(shè)比現(xiàn)在的因特網(wǎng)快 1000 倍的第二代因特網(wǎng)。 網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)將深刻地改變 21 世紀(jì)人們生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)的方式，帶來學(xué)習(xí)的革命。主要是開展先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究，建立基于新型網(wǎng)絡(luò)的試驗基地，進(jìn)而開發(fā)全新網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域。 信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將繼續(xù)成為經(jīng)濟(jì)增長的主導(dǎo)信息技術(shù)是當(dāng)代科技發(fā)展最快 的技術(shù)。把 計算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實現(xiàn) ? 資源 ? 包括信息資源、硬件資源、軟件資源以及通信資源的共享。 光纖通信：是一種利用光通信的新方式。 如通信技術(shù)： 衛(wèi)星通信：隨著人類地 球衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，人們研究出一種專 I門為通信服務(wù)的人造衛(wèi) 星，叫作通信衛(wèi)星。 改革開放以來，全國各地都紛紛建立了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)，請你談?wù)勌┌哺咝录夹g(shù)的利用及產(chǎn)業(yè)化情況。 無論是應(yīng)用數(shù)學(xué)或是純粹數(shù)學(xué)的發(fā)展都大大推動了整個科學(xué)技術(shù)，乃至工程和生產(chǎn)的發(fā)展。 兩種或多種以上的結(jié)構(gòu)可以復(fù)合成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它們之間通過映射或運(yùn)算聯(lián)系在一起。若附近的流線部分流入，部分離開，該運(yùn)動狀態(tài)在某些方向也是穩(wěn)定的 。 對自然或社會的復(fù)雜動力系統(tǒng)，拓?fù)洳蛔兞渴沁\(yùn)動狀態(tài)的特征量。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究幾何對象在連續(xù)變換下保持不變的性質(zhì)。他們認(rèn)為數(shù)學(xué)只是研究數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的科學(xué)，并且由數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的明確使得數(shù)學(xué)對象更加豐富和多樣。集合論和公理論的發(fā)展促進(jìn)了抽象結(jié)構(gòu)的研究，群論、域論、環(huán)論、格論和拓?fù)涞仍?19 世紀(jì)都問世了。 這種以計算方法為主，以求出特定數(shù)學(xué)問題解答為目標(biāo)的數(shù)學(xué)是 18 世紀(jì)以前經(jīng)典數(shù)學(xué)的主流，進(jìn) — 步發(fā)展成為當(dāng)前應(yīng)用廣泛的應(yīng)用數(shù)學(xué)，如微分方程和積分方程、微分幾何、統(tǒng)計理論和隨機(jī)過程、博弈論等等，都已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、管理和科學(xué)研究。以結(jié)構(gòu)的觀點研究和統(tǒng)一數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)論亦稱結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)或抽象數(shù)學(xué)，它作為貫穿 20 世紀(jì)數(shù)學(xué)發(fā)展的一條紅線 ，不同程度地推動 了經(jīng)典數(shù)學(xué)各分支的研究，成為當(dāng)代數(shù)學(xué)的標(biāo)志性特征。由整數(shù)組成的集合，由于它 乘法的逆不是整數(shù)，這種集合稱為整域，定義整域的公理體系中少一條公理，即乘法的逆存在。從公理出發(fā)，使用嚴(yán)密的邏輯推理進(jìn) 行演繹，研究集合內(nèi)元素的結(jié)構(gòu)和關(guān)系，這就是集合論的方法。數(shù)學(xué)注重從前 提 到結(jié)論整個過程中所用的邏輯的嚴(yán)格性，數(shù)理邏輯也是數(shù)學(xué)的 分支 學(xué)科，它對建立和發(fā)展計 算機(jī)體系也有重要作用。當(dāng)代生物學(xué)中出現(xiàn)了一系列新的分支學(xué)科：分子遺傳學(xué)、分子細(xì)胞學(xué)、分子分類學(xué)、分子發(fā)育學(xué)、分子神經(jīng)科學(xué)、分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)、分子流行病學(xué)等。 隨著 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出和遺傳信息傳遞的 ? 中心法則 ? 的確立以及基因重組技術(shù)的興起，幾乎所有生命現(xiàn)象的研究都深入到分子水平去尋找本質(zhì) 的規(guī)律，分子生物學(xué)成為生命現(xiàn)象研究的核心理論。這種載體就是信使 核糖核酸mRNA。遺傳信息何對生物體蛋白質(zhì)進(jìn)行控制 ?信息的傳遞過程如何 ?1958 年克里克提出的分子生物學(xué) ? 中心法則 ? 對此給出了答復(fù)，指明了核糖核 酸 (RNA)在制造蛋白質(zhì)過 程中的作用。 在地球上，不論是人類還是其他動、植物，子代都繼承了親代 (父母代 )的性狀。 1970 年代基因重組開辟了基因技術(shù)的工程應(yīng)用的可能性。 基因是 DNA 上排列各異并且長短不一的堿基 序列，它不是 物質(zhì)的實體單位，而是 DNA 上表達(dá)遺傳信息的功能單位。1944年美國細(xì)菌學(xué)家艾弗里 (O． T． Avery， 1877 年～ 1955年 )發(fā)現(xiàn) DNA是細(xì)菌之間經(jīng)交換而產(chǎn)生突變的轉(zhuǎn)化因子，實際上等于證明它是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。美國遺傳學(xué)家摩爾根 (T． H． Man，1866 年 1945 年 )通過對果蠅的研究于 1926 年出版《基因論》，為基因理論奠定了基礎(chǔ)。細(xì)胞核內(nèi)有染色體，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有多種細(xì)胞器，如生產(chǎn)蛋白質(zhì)的核糖體、進(jìn)行光合作用的葉綠體、由食物產(chǎn)生的細(xì)胞能利用的能源分子 ATP 的線粒 體等等。直到 17 世紀(jì)用顯微鏡觀察到植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，解決這一問題才有了可行的思路。而對于 ? 我們這個大 千 世界的千千萬萬種生物是怎樣來 ? 這一問題的回答，生物學(xué)用 ? 進(jìn)化 ? 解釋。 量子力學(xué)也對哲學(xué)產(chǎn)生深刻的影響，在量子力學(xué)中，連續(xù)與分立、粒 子與波動、決定性和隨機(jī)性、短 (長 )時間脈沖 和高 (低 )能量、小 (大 )空間范圍與大 (小 )運(yùn)動動量等等相互矛盾的方面統(tǒng)一于物質(zhì)和運(yùn)動的存在之中，顯示了辯證思維的威力。量子力學(xué)的一切預(yù)言和推論都已為實驗所完全證實。相對論的革命性的作用還不只是提供了一種具體有效的描述許多物理 現(xiàn)象的時空構(gòu)架，更重要的是以其懷疑的和批判的精神為物理學(xué)的發(fā)展開辟道路，引發(fā)了一場深刻的物理學(xué)革命。任何事物都處于永不停止的相互作用和運(yùn)動變化之中，事物在運(yùn)動過程中形成自身的結(jié)構(gòu)和賴以存在的時空，反過來，時空的結(jié)構(gòu)又對物體產(chǎn)生引力作用，影響事物的運(yùn)動和結(jié)構(gòu)。 1917 年愛因斯坦根據(jù)他的引力場方程推論了引力波的存在。由這兩條原理結(jié)合通過邏輯推理，發(fā)現(xiàn)物體的存在和運(yùn)動會改變所在時空的曲率，形成彎曲的時空。 愛因斯坦經(jīng)過 10 年的默默努力又到達(dá)一個新的科學(xué)高峰， 1915年他發(fā)表了題為《引力的場方程》的論文，宣告?廣義相對論 ?作 4 為 — 種邏輯結(jié)構(gòu)終于完成了。由于 靜止物體的質(zhì)量也等價于能量，是能量的一種形式，參與能量的轉(zhuǎn)化與守恒，減少靜止質(zhì)量可以獲得其他形式的能量。當(dāng)物體運(yùn)動速度增加時，它的慣性質(zhì)量和 能量也隨之增加。他從這兩個假說出發(fā)，以邏輯的推理得出以下的結(jié)論： (1)時空與運(yùn)動不是彼此獨立的絕對的概念，在作相對運(yùn)動的兩個參考坐標(biāo)系中，時間的度量不同。它還改變了人們對絕對時空，對 3 物質(zhì)運(yùn)動的觀念。一個物體運(yùn)動的速度只 在相對于某個參考系測量時才有意義，本身并無絕對意義。 一、 20 世紀(jì)基礎(chǔ)科學(xué)理論的重大發(fā)現(xiàn) 在 21 世紀(jì)初的今天，我們可以蓋棺論定地說，相對論、量子力學(xué)和分子生物學(xué)等 基礎(chǔ)理論是 20 世紀(jì)確立的當(dāng)代科學(xué)最偉大的理論體系。在 21 世紀(jì)，我們既面臨著許多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又擁有難得的機(jī)遇。 1 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展概況及其對人類社會的影響 張文華 中共泰安市委黨校 科研處 教授 【教學(xué)目的要求】 通過本專題的教學(xué)，使學(xué)員對 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展概況及其對人類社會的影響 有一個粗略的了解。在以經(jīng)濟(jì)實力、國防實力和民族凝聚力為主要內(nèi)容的綜合國力的激烈競爭中，能否在高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域占據(jù)一席之地已經(jīng)成為競爭的焦點，成為維護(hù)國家主權(quán)和經(jīng)濟(jì)安全的命脈所在?！闭J(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會江澤民總書記的重要指示，對于我們牢固樹立“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的觀點，深刻理解“三個代表”的重要思想，從世界眼光和戰(zhàn)略思維 2 的高度認(rèn)清學(xué)習(xí)現(xiàn)代科技知識的重要性、必要性和緊迫性，進(jìn)一步增強(qiáng)科技意識，從思想到行動真正轉(zhuǎn)移到依靠科技進(jìn)步和提高勞動者素質(zhì)的軌道上來，推動國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康地發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實意義。 從牛頓力學(xué)的觀點來看，時間和物質(zhì)是彼此獨立的存在，時間的度量不依賴于觀測者所在參考系的運(yùn)動。 愛因斯坦的狹義相對論是 20 世紀(jì)最偉大科學(xué)的發(fā)現(xiàn)之一，它包含牛頓力學(xué)，在物體運(yùn)動速 度遠(yuǎn)低于光速時趨于牛頓力學(xué)，而在高速，即接近光速的情況下，又修正牛頓力學(xué)，使之既能正確解釋光速不變的實驗事實，又和日常經(jīng)驗不矛盾。愛因斯坦認(rèn)為問題出在絕對時空的觀念上。 (2)相對論還證明，物質(zhì)和運(yùn)動是聯(lián)系在一起的，質(zhì)量和能量 等價，它們可以互相轉(zhuǎn)化，滿足能量守恒定律。只有靜止質(zhì)量為零的粒子，如光子，在任 何以等速作相對運(yùn)動的慣性參考系中都將始終以光速運(yùn)動。愛因斯坦所提出的理論假說經(jīng)過實驗的驗證成為了科學(xué)的原理。? 愛因斯坦提出兩條原理作為前提假說，建立了廣義相對論的邏輯系統(tǒng)：一條原理叫廣義相對性原理，即廣義協(xié)變原理，主張自然定律在一切坐標(biāo)系中應(yīng)具有不變的形式；另一條原理叫等效原理，即勻加速參照系同均勻引力場在物理上等價。 1979 年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)處星體所發(fā)出的光可以通過引力透鏡聚焦成像，又一次證明了廣義相對論。它說明，物質(zhì)、時空、相互作用和運(yùn)動相互依存、相互影響、相互確定，是不可分割的整體。它的成功引導(dǎo)了將所有力場和時空結(jié)構(gòu)統(tǒng)一起來的研究方向。磁性、半導(dǎo)體、激光、超導(dǎo)、放射性、各種電子顯微鏡等等現(xiàn)象的規(guī)律和所發(fā)展出的技術(shù)都和微觀世界所表現(xiàn) 出的 ? 波粒二象性 ’’ 相關(guān)，都能由量子力學(xué)加以精確的解釋。這是為什么研究體積越來越小的基本粒子所需的加速器能量越來越大，耗資越來越多的原因，也是宇宙的產(chǎn)生、發(fā)展和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)通過量子力學(xué)而緊密相關(guān)表現(xiàn)了極大和極小相互轉(zhuǎn)化的辯證論，正是現(xiàn)代科學(xué)理論展示的奇觀。 ? 牛生牛，馬生馬 ? 和 ? 種瓜得瓜，種豆得豆 ? 這樣的諺語，在生物學(xué)中用 ? 遺傳 ? 這一術(shù)語概括。 早在公元前約 400 年，古希臘著名醫(yī)生希波克拉底 (Hippocrates ofCos，約公元前 460 年～公元前 377 年 )就認(rèn)為受精包括了父母種子物質(zhì)的混合，但對于遺傳物質(zhì)究竟是什么卻沒有答案 。 1833 年英國植物學(xué)家布朗(Robert Brown， 1773 年～ 1858 年 )第一次將細(xì)胞核看成是活細(xì)胞的一個有機(jī)組成部分。 1903 年美國生物學(xué)家薩頓 (w． Sutton， 1877 年 1916 年 )把細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)結(jié)合起來并把孟德爾的遺傳因子定位在細(xì)胞核中的染色體上， 1908 年丹麥生物學(xué)家約翰森 (w． L． Johannsen， 1857 年 —— 1927 年 )引進(jìn) ? 基因 ? (gene)代替 ? 因子 ’’ 等含糊概念。到 30 年代，遺傳學(xué)家們已充分 認(rèn)識到所有的動物和植物細(xì)胞的染色體都具有 DNA 和 RNA。 1926 年～ )和英國物理學(xué)家克里克 (F． H． C． Crick， 1916年～ )發(fā)現(xiàn) DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 1958年克里克提出從 DNA 到 RNA 再到蛋白質(zhì)的中心法則， 1961年法國生物學(xué)家雅各爾 (F． Jacob， 1920 年～ )和莫諾 (J． Monod， 1910年 1976 年 )提出基因的功能分類和調(diào)控基因的概念。在生殖細(xì)