欧亚体育科学技术的发展趋势
科技创新、转化和技术更新速度不断加快,原始性创新的地位日益突出。目前,科研成果转化为现实生产力的周期越来越短,技术更新速度也日益加快。在19世纪,电从发明到应用时隔近300年,电磁波通信时隔近30年;到了20世纪,集成电路仅用了7年的的时间就得到应用,而激光器仅仅用了一年多。今天,人类基因组、超导、纳米材料等本属于基础研究的成果,在中间成果阶段就申请了专利,有些甚至迅速转化为产品走进人们的生活。在计算机技术方面,每5到7年速度就增加10倍,体积减小到原来的1/10,价格下降到原来的1/10。这充分说明,当前科学与技术的界限日益模糊,技术和产品更新换代速度不断加快,经济竞争已前移到原始性创新阶段,原始性创新能力已经成为国家间科技竞争成败的分水岭,成为决定国际产业分工地位的一个基础条件。
纳米本是一个尺寸的概念,但纳米科学的发展不是一个简单的尺度上的深化,而是当材料尺寸减小到纳米量级后,它所表现出的一些新奇的物理效应。发现、掌握、利用这些效应,可能会在信息,生物、能源领域带来深刻的技术革命。目前,纳米技术的发展有一些新的特点。一是发展微加工手段,对原子,分子进行加工从而塑造全新的微观世界。二是纳米技术可能引发相关领域的产业革命。比如,在材料方面,纳米技术可能使材料性质发生根本转化,如硬的变软,导电的变成不导电,无磁性变成有磁性等;在微电子学与器件方面,纳米技术可以制造更节能、更便宜的微处理器,使计算机效率提高百万倍;在生物和农业方面。纳米技术可制造新的化学药品,可对动植物基因进行改良。目前由于纳米科学和技术的概念突破还很少,其相应的产业革命还远未到来。但可以预料,纳米科学具有巨大潜力和美好远景,将给人类文明和社会进步带来不可估量的影响。
纳米材料技术、纳米电子技术、纳米生物技术、纳米测量学等都是近些年发展起来的新兴交叉学科,生物材料、生物芯片、纳米机器人、信息材料等融合技术也已经向人们展示出其巨大的应用潜力。未来的重大科技创新将更多地出现在学科交叉领域,各类技术之间的相互融合也将更加频繁,新技术改造传统产业的步伐会进一步加快,将会产生新的技术系统变革、重大学科突破以及新一轮的科技革命及产业革命。
重大创新更多地出现在学科交叉领域。文艺复兴以后的几个世纪里,科学技术领域不断细分。但最近几十年,科学技术的发展又向我们展示了自然组织学深层次的根本统一。在这个新的境界上,许多学种之间的边界将变得更加模糊。第一,科学和技术之间的高度融合,是当代科学技术发展的一个基本特征。欧亚体育科学和技术的结合和相互作用、相互转化更加迅速。逐步形成统一的科学技术体系。在这个统一体系中,一方面,基础科学的作用日益增加、不断为ห้องสมุดไป่ตู้术进步开辟新的方向,并且以更快的速度向应用开发和产业化转移;另一方面,技术发展又为科学发展提供了有效手段,许多大科学工程越来越依赖于技术装备的突破。第二,数学和定量化方法的广泛应用是当代科学技术发展的又一个基本特征,标志着人类对自然的认识已从定性阶段全面进入到定量阶段。量子力学的突破使量子化学、量子生物学应运而生,深化了人类对于化学、生物学基本原理的认识。教学和统计力学的发展,结合大规模计算和仿真技术的应用,深化了人类对于复杂系统的认识,促进了地学、环境科学等学等学科向定量化的演进。第三,自然科学和人文社会科学的相互渗透,极大地改变着人类的生活方式。今天,科技不仅在物质生活层面上支持和促进人和文化的发展,而且在精神生活层面上关注和推动人和文化的发展,从而给人的生存和发展注入更加完整和深刻的内涵。人类的前途虽然取决于诸多因素的交互作用,但是科技与人文的结合无疑是其中一个决定性因素,经济社会的发展也少将建立在科技与人文两个车轮之上。
当代新科技革命表现为群体突破的态势,新的技术群和新的产业群蓬勃发展,这标志着科学技术进入了一个前所未有的创新密集的时代。除了信息技术,现代生物技术和生命科学、纳米科技、航空航天科技、环保科技等也正在孕育一系列重大突破。许多高新技术产业群迅速崛起壮大,成为经济发展的主要推动力。各种先进实验仪器设备的发展,为科研活动提供了前所未有的条件,大大提高了人类认识和改造物质世界的能力,也使科学技术正在宏观和微观两个尺度上向着最复杂、最基本的方向发展。建立在多科学基础上的复杂系统研究已经列入科学研究的议程,如对社会系统、经济系统、大脑和生命系统、生态系纪、网络系统的研究,将对经济、社会和人类自身的发展产生重大影响。对微观系统的深入探索,如对基本粒子和受控核聚变、基因、微机化、微加工和纳米材料等的研究,完全突破了人类的传统认识。可能引发全新的技术革命。
在纳米技术领域,纳米发电机已经研制成功,在生物医学、军事、无线通信和无线传感方面都将有广泛而重要的应用。2007年5月,中美科学家合作,首次制备出具有高表面能的24面体铂纳米晶粒催化剂,在能源、催化、材料、化工等领域具有重大意义和应用价值。
在能源和环保科技领域,二氧化碳的捕获与封存技术受到普遍重视,有望大规模替代石油的第二代生物液体燃料呈现多元化发展,“国际热核聚变实验堆计划”正在积极实施,预计2070年前后受控核聚变发电将广泛造福于人类。
当今世界,科学技术发展异常迅猛,学科交叉融合加快,重大创新不断涌现,技术更新和成果转化的周期日益缩短。总的来看,当代科学技术发展有以下几个主要特征和趋势。
以生命科学和生物技术、信息科技、纳米科技、新材料与先进制造技术等为核心的高科技群体,成为当今前沿科技领域的代表,这些领域的进展直接反映了科技发展的新态势。
在生物芯片方面,DNA芯片成为生物技术与微电子站术相结合的产物,它的应用将大大提高疾病的检测准确度和效率,为更快地发现一些疑难疾病带来希望。
被称为“生命天书”的人类基因结构图绘制计划已经完成。没有人怀疑,在各国大量投资生命科学和生物技术之后,在生命科学中的疑惑被一个个破译和解答之后,将会形成一个巨大而充满活力的生物产业,并对环化、农业等产业的发展带来巨大影响。
全国人口计生委主任张维庆认为,当代世界科技的发展趋势,主要呈现出六大特征:
第一,知识经济将引发经济社会发展格局的重大转变。科学技术知识和高新技术是知识经济时代世界各国争夺的目标和关键的要素,在创新和应用的过程中,将不断发展和增值,知识资源取代劳动力资源,将带动各种要素的流动和集聚。国家的核心竞争力越来越表现为对智力资源和知识产权的培育、拥有和运用的能力欧亚体育。
第二,科学技术与经济社会的关系日益紧密。二十一世纪,世界科技活动将显现出更多的社会功能,欧亚体育出现科技高度社会化、社会高度科技化的趋向,经济社会发展中重大科技问题的解决已经远远超出了自然科学的范畴。综合运用自然科学、工程技术和社会科学的手段,来促进经济社会与生态的和谐统一。
第三,学科交叉融合加载,新兴学科不断涌现。近几十年,一方面科学技术向超微观和宏观两极方向发展,微观是纳米,宏观是大宇宙,两极方向发展。另一方面,科学技术揭示出自然科学和社会科学深层次的根本的统一,现代科学技术的革命,其主导作用是高科技集成创新,各种学科技术领域相互渗透、交叉和融合,科学与技术的相互作用和转化,欧亚体育研究的方法从定性阶段进入定量阶段科技发展,科技发展呈现出前所未有的群体突破的态势。科学技术发展的跨学科性日益明显,学科边界更加模糊,科学、技术、生产之间的结合往往成为新的增长点。未来重大创新越来越依赖于多种学科的融合。
最后,张维庆强调,这六个显著特征说明未来将是科学技术引领经济社会发展的世界,发达国家和发展中国家都面临着新的挑战,追求以科技创新为支撑的可持续发展,已经成为人类社会面临的共同任务和世界各国的战略选择。
在过去近半个世纪里.信息技术和信息产业对其他产业的渗透和带动,超出了几乎所有人的预想。但近两年来,大量信息类公司纷纷倒闭或陷入困境,信息产业增长速度急速下滑,又使人怀疑信息革命的高潮是否已经过去。冷静地分析,目前信息产业走入困境,主要是由于过度炒作以及股市泡沫破灭后投资者出现信心危机所致。就信息技术本身而言,现在还远未达到顶峰,而且正孕育着新的突破。一是集成电路等微电子技术正在孕育新的突破。二是计算周天术向多极化方向发展。三是通信技术与网络技术相互融合,构成了以无线保真技术为基础的无线联网。它可以通过便携式电脑或其他运算器件随时随地高速联网而无需电缆,从而使个人拥有网络通信能力。
在农业转基因生物技术方面,利用转基因技术,转基因谷物、大豆、杂交水稻等抗逆,抗病高产作物以及转基因动物等不断培育成功。是对传统农业的重大技术革命。
在医药生物技术方面,基因克隆、细克隆、个体水平克隆等无性繁殖技术发展迅速;基于器官修复和移植的干细胞克隆研究取得积极进展,为人类实现从冶疗疾病到预防疾病的历史性转变奠定了坚实基础。
第五,科技创新、转化和产业化的速度不断加快。创造性的科学工作将成为本世纪人类的主要活动,科学技术、知识增长以及更新的速度不断加快,科研成果的商品化、产业化的周期日益缩短,原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力已经成为国家科技竞争的核心,成为决定国际产业分工梯队和全球经济格局的基础条件。
第六,科技全球化的趋势加快。世界科技呈现多元化的局面,科技活动正在由国家的规模向国际的规模发展,主要体现在国际跨国公司。各国在市场、资源、要素等方面既互相争夺又互相依赖和互相合作,人类社会面临着重大问题越来越具有全球性,科学技术的研究与开发的国际化成为各国争夺市场和资源的新形式。科技资源流动的壁垒不断下降,区域性的科技、集群化的趋势日益出现,国际科技的合作步伐进一步加快。
进入新世纪,能源问题研究又在全球范围升温。有学者认为,21世纪人类面临的各种科学问题大多与能源有关。能源技术的发展有四个重点方向:一是化石能源,其核心之一是洁净煤问题;二是太阳能与风能、生物质能,它们被称为三大可再生洁净能源;三是电动汽车,着力开发污染很少、发展潜力巨大的燃料电池;四是核聚变,从长远来看,核能将是继石曲,煤和天然气之后的主要能源,核聚变将是核能利用的一个重要方向。能源问题的研究将更加注重环境问题。
近年来,随着气候变化问题的日益凸现,以低能耗、低污染为基本特征的低碳经济概念开始风行,带动相关领域科技创新日趋活跃。发达国家大力推进向低碳经济转型的战略行动,并已经开始从产业政策、能源政策、技术政策及贸易政策等方面做出一系列重大调整。在2007年9月举行的联合国气候变化高级别会议上,欧盟提出必须在2050年之前将全球温室气体排放量在1990年的基础上减少一半。美国开展了“氢燃料计划”、“先进能源计划”、“未来发电计划”、“阳光美国计划”等重要计划。德国联邦教研部在2007年6月投资6000万欧元启动“有机太阳能光伏电池研发计划”,其战略伙伴企业将投入3亿欧元进行相关研发。日本经济产业省在2007年11月公布了《冷却地球——能源创新技术计划》框架方案,提出要对有助于大幅消减温室气体排放的创新技术给予重点支持。
在生命科学和生物技术领域,人类基因组图谱已经全部绘制完成,人类“生命天书”得以破解;抗逆、抗病高产作物不断培育成功;科学家们直接提取人体皮肤细胞制成诱导多功能干细胞,这项技术除其在干细胞治疗与再生医学的应用价值外,也是人类在揭示生物发育与疾病机制研究方法学上的突破。
在信息技术领域,超级计算机的运行速度大大提高,2007年6月IBM公司推出的“蓝色基因/P”能够以每秒1千万亿次的运算速度连续运行。英特尔公司成功开发出基于45纳米技术的试产样品芯片“Penryn”,对整个半导体集成电路制造业意义深远。
第四,科学技术的竞争重心前移。基础研究的作用日益突出,科技发展的重点由技术研究转向基础研究,由满足需求转向创造需求,由市场需求驱动转向社会发展驱动,不断为科技进步开辟新的方向。科学理论的超前研究为技术进步开辟了各种可能的途径,科学技术的每一次重大突破都将成为新技术革命的中心,引发社会生产力的要件和人类社会的深刻变革。
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