我们的未来时代——科学新纪元
edison2006/01/12科学技术学 IP:四川

我们的未来时代——科学新纪元

随着我们的成长而逐渐成熟的科学观会渐渐让大家认识到,科学技术的进步是推动世界经济和社会发展的强大动力,是衡量一个国家综合国力的重要标志。尽管这里并不发达,但我们确实生活在一个高度科学技术化了的新时代,这个时代正进行着一场以前所未有的规模和力度,呈现加速发展趋势的科学技术革命。大家是否知道,科学家们估算过:人类在最近30年来所获得的知识等于过去2000年中所创造的总和。按科学技术的发展预测,本世纪的前15年中科学技术将在许多领域出现爆炸性的突破和扩展。
因此在今天,我们说国家的科学技术进步,已不再是仅仅谈科学技术的先进,而是从国家综合国力、经济社会发展、国际竞争力和安全的深度层次上来考虑科学技术发展。我们一同进入了二十一世纪,世界科学技术的发展趋势将是我们,甚至是全世界最为关注的问题。

一、信息技术将成为世界竞争的关键
目前人类已进入信息化社会,人们已开始认识到信息是比物质和能源更为重要的可以再生的资源。因为信息既可压缩、扩散,也可以光速传播,并渗透了人类生活中各个方面。信息的交流已不再是我们打打电话,写写信那么简单,它将在时间和空间上,使世界变小、科学变大,为人类共享精神财富创造了客观条件。尤其是数字化信息革命,它已使信息技术发展到了一个崭新的阶段,它必将成为21世纪经济社会发展的火车头。 大家可能不知道什么是数字化信息,在这里我介绍一下。我们传统的信息通迅,如打电话、电视节目、收音等,都是通过相互发信息来实现的,但这些信息只是模拟真实的信号,而且不同类的信号是不能兼容的。但数字化信息不同,它只是很长一串数字,却蕴涵了丰富多彩的内容,且传输速度极快,只要设备上装有相关的解码器,就能像破解密码一样将数字所代表的内容豪无损失地展现给大家。所以,数字化信息相比现行的模拟信息有着无可比拟的优势,这使未来的信息技术将成为包括中国在内的世界各国竞争的关键领域.下面让我讲一份国外的数据:美国政府曾经估计,21世纪初叶,随着信息高速公路的实现,美国工业部门每年可多创造3000亿美元的销售额,生产效率将提高20-40%。银行的收入4/5来自于信息,只有1/5来自存贷利差。科学家们可在网络上如居一室地合作研究开发,创造出更加丰硕的成果。学生们可以学习分布在各地的最好教师的课程,并可节省40%的时间和30%的费用。病人可通过远程的名医会诊和遥控治疗。得好的医疗,信息技术将为人们提供一个方便、多样、舒适协调的生存环境。而我们中国呢?尽管大家都有这么一个美好的未来憧憬,但科技高低的差距是显而易见的,若要实现这一理想,还需靠我们这一代人加倍的努力啊.

二、先进材料技术成为科学技术发展的突破口
我们常被比作是国家的栋梁之材,因为祖国的进步需要新鲜的血液.
同样,人类历史发展证明, 先进材料是人类文明的阶梯,时代的发展需要新材料。而新材料又推动着时代的进一步发展。因此,我们可以把材料视为时代文明的支柱之一,它也是世界各国科技竞争的焦点。 新材料如高强度结构材料、超导材料、纳米材料、能源材料和生物材料等。而其中许多种类可以归为信息功能材料,因为信息功能材料是指用于信息处理有关的材料,品种多、涉及面广。而各国科学家们对于在信息方面所用的新科技材料又不尽相同。例如,以前电脑板卡所用的是以一种叫硅的元素为原料制成的集成电路板,但是在这种材料上进行运算速度提升已达到了极限,这就迫使科学家去寻找新的材料来代替,有一种叫做单晶硅片,由它的直径愈来愈大(目前直径300mm,2010年将达到450mm)、线宽度小、性能好,成为发展最快的先进信息材料。目前占硅集成电路中的95%,下一世纪上半叶仍将占主导地位。而更先进的材料科学家们也在研制,他们将让电脑比现在缩小很多。也许在将来,电脑已经量子化;或者,我们能用生物的有机分子来代替高发执量的电脑处理器;或者,光将取代电路板中的电流来进行信息传送。新材料对信息技术的贡献我们是无法估量的。但它同时也在其它领域发挥巨大作用。 专家测算汽车每减轻100公斤则每升要多行0.5公里,若新型材料能用在汽车制造或其它运输工具制造业中,那么将更能节能环保。当然,新型结构材料对航空航天事业有着更重要的意义。从1986年高温超导体被发现以来,就引起人们超常重视,专家们估算,高温超导电缆2010年内将会达到工业化水平。大家听说过纳米吗?“纳米”是最近才兴起的流行词汇,其实它只是一个计量单位,一亿纳米才等于一米。很多材料在被做得如此小具有很多异乎寻常特点,这使得纳米技术已成为先进材料的前沿技术。就拿一种叫做纳米碳管材料来说吧,它的强度比钢高100倍,密度却很低,可作强剂。其中它的电性超过铜,有可能成为下世纪纳米级电子线路的主要材料。另外,用于诊断、治疗、修复人体器官或组织更换的生物材料和称为绿色材料的环保材料等,都将成为有发展前景的新材料。我再给同学们举一个最简单最接近我们的例子, 现在的环保饭盒的材质,不就是用甘蔗渣制成的吗?它代替了污染极强很难分解的泡沫塑料,又实现了残料的再次利用,可以说也是有前景的环保产品.

三、现代生物技术将成为革命性技术
生物技术又称生物工程,它是利用生物体或其组织部分发展的新产品或新工艺的一系列技术群。同学们可能不太理解,但大家都知道养蜂吧,它就是一种原始的生物工程,利用蜜蜂这种生物体来生产蜂蜜这种产品。其它的生物工程性质也很类似,像养蚕生产丝绸等。但这些只是传统的生物技术。现代生物技术与传统生物技术的区别在于它更科学,吸入了大量的高新科技。它所以成为起主导作用的高技术,不仅在于依据其建立起的涉及工业、农业、医药(啊)、食品、能源和环保(啊)等诸多方面的产业群,有很大的经济潜力;更重要的还在于当今我们人类面临的许多难题的解决途径非现代生物技术莫属,使人类生命和生活将发生一场革命性变化。它将同信息技术、先进材料技术并列,成为决定未来的三大最重要高技术。
为什么这样说呢?现代生物技术中包含基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。地球上绝大部分生物体是由细胞构成的,而细胞中有一种物质叫做基因,它决定了生物的遗传。比如说我们长得像爸爸妈妈,而且有他们的优点,就是他们遗传给我们的。当然,如果自己长得难看,就得去问问爸爸妈妈为什么了。请同学们不要误解,我只是想说明基因的重要性。基因质量好坏决定着人或其它生物生存质量。所以全世界的科学家这就是为什么基因工程、细胞工程是生物工程的核心了。而这种新技术又是以前两者为基础来发展的,那就是——克隆技术,说得通俗一点,就是对一个生物的完整复制,用一只羊的一个体细胞培养出一只与前者一模一样分毫不差的羊来。1997年英国罗斯林研究所正式宣布"多莉"克隆绵羊问世。这是科学家们首次将高度分化的体细胞无性繁殖应用于哺乳动物。尽管后来多莉羊应技术不成熟而早衰死亡,但它却是成生物时代的里程碑。同年美国ABS公司宣布克隆出"基因"牛,其技术更加先进、效率更高。同年12月罗斯林研究所在"多莉"的基础上又克隆出"波莉"绵羊,它具有人的基因,既是克隆羊、又是转基因羊,能产生治疗血友病的物质。另一种叫作转基因技术,即是为了让一种生物拥有另一种生物的基因。就好比让橘子有柚子的基因,从而种出碰橘来。这种技术最直接的好处就是品种的改良。最直接从它身上受益的就是农业.我们可以试着将一种抗病虫害能力强的植物的基因移植到庄稼上,让种的庄稼有同样的抗病虫能力,那么我们不就能少用些农药,又得到更多收成了吗? 好,现在有一个问题要问问大家,百色这里种的什么作物是最为出名的?对了,是甘蔗.既然甘蔗主要是用来产糖的,那么我们可以用先进的技术给家乡种的甘蔗换上含高量糖的基因,或者是让它们含有更多营养物质的基因,甚至,我们可以通过修改甘蔗的基因来使其能被加工出更多更有用的东西来。这,就是基因工程的魔力。
不过当前生物技术尚处于研究开发的初阶段,还有很多方面不成熟。单就克隆技术来说,科学家们复制出的生物有很多缺陷,如体弱多病,早衰。但生物技术确实孕育着新的很大潜力,在不久的将来,在大家共同的努力下,它会充分显示出巨大威力。随着生物技术的发展,我们的农业将会发生一系列的变化。科学家断言,21世纪将是以生物工程为代表的生命科学的世纪。

四、先进制造技术将是工、农业现代化的保障
刚刚我讲了这么多新技术,但它们的进步都依赖于制造技术的发展。同学们试想一下,如果我们的新发明新技术仅仅停在理论而没有成熟的实践技术来把它们做出来,那么我们的理想就只能成幻想了。
机械制造是现代工业工艺装备的基础条件,它的发展和先进程度标志着一个国家或地区工业现代化的水平。因为先进制造技术是在传统制造技术的基础上,将计算机等多种现代科学技术,综合集成地应用于制造,实现优质、高效、低耗、清洁、文明生产。因此研究开发和推广应用先进制造技术已成为现代经济发展中的重要任务,也是各国工业现代化追求的目标。
其中,微加工技术推动了信息技术。当前计算机速度增长很快,但是旧的生产工艺却让电脑性能提升很不明显,反而带来了对电能的极大消耗和浪费。要让电脑的发展突破这个极限,就必须发明新的制造工艺。现在最先进的便是纳米加工技术了。它仅被应用在制造未来计算机上,还能在机械制造领域大展拳脚。也许在将来,用纳米技术生产出来的机械还能代替现在同学们家乡的农用机器,参与到对家乡的建设中去。因为它们环保、节能、效率高。21世纪初叶纳米技术的产业化的实现,成套的纳米加工设备将得到广泛的应用。

  落后而先进材料的合成与加工也是依靠先进制造技术来保障的,新材料的合成与加工是新材料发展的关键。如果在制造技术方面无进展,就不能让被发现的新科学来造福人类了。例如,让电力传输无能量损失的高温超导体从发现至今已有10余年,但电缆产业化至今难以实现,原因是没有理想的合成与加工方法。因此,对于有发展前景的先进材料,除拓宽用途外,必须探索一条合成与加工制造的方法,才能让它们被广泛应用。生物技术的应用也离不开先进的仪器设备和工艺。就是传统的工业要实现高技术改造,也离不开先进制造技术中的先进技术集成系统。兴许,通过吸收先进科技,同学们的家乡——百色的制粮业,就不再只是生产糖纸那么简单了,我们甚至可以做出新的具有很高价值的东西来。因此,先进制造技术是21世纪的关键技术。
  技术固然重要,但关键的还是要靠大家,靠人才。只有同学们学好知识本领,掌握并发明新的技术,才能让技术服务于家乡,服务于祖国。尽管同学们的家乡还不是很发达,但它却蕴藏了丰富的财富。我们要把这些财富找出来,就得靠先进技术。如果大家都能将自己对科学的崇拜化为竭尽全力为之奋斗的科学理想的话,我相信在将来,同学们将不仅能走出山区,还能建设山区,更能带着自己的家乡一块走出去!百色山区将代表富饶而不是贫穷!

(转载,佚名)

来自:科创总论 / 科学技术学
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