更新時間：2021-06-10 18:27:23作者：admin2
科學技術(shù)與未來
——新科技革命的歷史、現(xiàn)狀及未來
1 新科技革命產(chǎn)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(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、激光技術(shù)、新制造（加工）技術(shù)、空間開發(fā)技術(shù)、海洋開發(fā)技術(shù)……高新技術(shù)群落的崛起.新科技革命是科學技術(shù)作為一個系統(tǒng)，在一定社會歷史條件下，自組織演化的必然結(jié)果.其產(chǎn)生的科學與技術(shù)方面的基礎(chǔ)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(tǒng)治，走上獨立發(fā)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(tǒng).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(fā)現(xiàn)了微觀粒子運動的規(guī)律.第三次科學革命（20世紀50年代以來）：系統(tǒng)科學、非線性科學的興起，使人類認識從追求簡單性轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿鲝?fù)雜性.(2)以蒸氣動力技術(shù)為主導(dǎo)的第一次技術(shù)革命（18世紀中葉～19世紀上葉），使生產(chǎn)的技術(shù)方式機械化.以電力技術(shù)為主導(dǎo)的第二次技術(shù)革命（19世紀中葉～20世紀初）使生產(chǎn)的技術(shù)方式在機械化的基礎(chǔ)上電氣化.以電子技術(shù)為主導(dǎo)的第三次技術(shù)革命（20世紀30年代～20世紀70年代）使生產(chǎn)的技術(shù)方式在機械化、電氣化的基礎(chǔ)上自動化.
2 新科技革命的主要內(nèi)容
新科技革命是上述歷史上科學革命的產(chǎn)物、技術(shù)革命的繼續(xù)及發(fā)展.
2.1信息技術(shù)能量、材料、信息是物質(zhì)世界的三個基本要素；隨著科學技術(shù)與社會生活的不斷發(fā)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(zhì)運動與主觀世界精神活動所表現(xiàn)出來的各種狀態(tài)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(shù)據(jù)、圖像、符號、語言、文字等，它們包含著所表征事物或事件的內(nèi)容，即客觀世界物質(zhì)運動或主觀世界精神活動的狀態(tài)特征.信息技術(shù)則是有關(guān)信息的產(chǎn)生、收集、傳輸、接受、處理、存貯、檢索等技術(shù)的總稱，包括微電子技術(shù)（提供電腦芯片）、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、信息存貯技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)……在信息技術(shù)發(fā)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(chǔ)設(shè)施計劃”，指的是建立起由信息庫、信息處理機（計算機）、通信網(wǎng)以及各種電子設(shè)備組成的信息網(wǎng)絡(luò).每一個人在網(wǎng)絡(luò)上既可以瀏覽信息，又可以發(fā)布信息，從而，把整個世界變成了一個“地球村”.
2.2生物技術(shù)生物是一種高級的物質(zhì)運動形態(tài)，它們是同時具有自我更新、自我調(diào)節(jié)、自我復(fù)制的物質(zhì)系統(tǒng).生物技術(shù)指的是運用工程的方法對生命系統(tǒng)進行作用，以實現(xiàn)預(yù)期目的的一種技術(shù)，故生物技術(shù)又稱為生物工程.在生物技術(shù)中，基因重組技術(shù)處于核心地位.基因重組技術(shù)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(zhuǎn)移或整合到另一些生命體中去.由于這種基因重組技術(shù)的出現(xiàn)，人類就可以根據(jù)需要，用工程的方法來改造現(xiàn)有的生物物種或制造新的生物物種.在眾多生物技術(shù)應(yīng)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(yù)防及治療產(chǎn)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(shù)能源是指能夠提供能量的自然資源.能源是一切物質(zhì)活動的基礎(chǔ).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(guān)系人類生存與發(fā)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(fā)利用，目前主要集中在以下方面：（1）太陽能的開發(fā)利用太陽每年投射到地球上的能量為529×1024 J，比現(xiàn)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(fā)利用的研究，已取得初步成效.在光—熱轉(zhuǎn)化、光—電轉(zhuǎn)化、光—化學轉(zhuǎn)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(fā)展?jié)摿?（2）地熱能的開發(fā)利用
地熱資源是地球陸地表層以下10km深度內(nèi)
15～400℃范圍含熱能量.500 m以內(nèi)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(fā)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(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋C械能、熱能.據(jù)估計，在離地面100 m以內(nèi)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(fā)電的總和.（4）除此之外，新能源開發(fā)利用還包括核聚變能、海洋能、生物質(zhì)能、氫能、可燃冰以及多種多樣的節(jié)能技術(shù).總之，新能源的開發(fā)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(shù)材料是物質(zhì)世界三個基本要素之一，材料技術(shù)的發(fā)展是各種新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ).20世紀70年代以來，具有各種特殊性能的材料（光導(dǎo)纖維、非晶態(tài)、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(xiàn).據(jù)統(tǒng)計，目前已有25萬種性能各異的材料問世，以滿足生產(chǎn)及生活各方面的需要.某些重要材料的出現(xiàn)，往往導(dǎo)致某種程度的技術(shù)革命或推動新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益.例如，20世紀90年代蓬勃發(fā)展的納米技術(shù)（10-7～10-9 m），由于其一系列獨特的性能及廣泛應(yīng)用，就正在形成一個新產(chǎn)業(yè)群落并且推動并影響整個科學技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.
2.5激光技術(shù)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(diào)諧等優(yōu)點，從而成一種強有力的技術(shù)手段.第一臺激光器出現(xiàn)于20世紀60年代.20世紀70年代以來，找到可產(chǎn)生激光器振蕩的工作物質(zhì)千余種、激光譜線萬余條、研制成不同類型的激光器數(shù)十種.與此同時，激光技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，包括激光測量、激光全息、激光醫(yī)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(shù)相對于傳統(tǒng)的機械制造（加工）技術(shù)，新制造（加工）技術(shù)呈現(xiàn)出一系列新的面貌.其最突出的表現(xiàn)在以下方面：（1）計算機集成系統(tǒng)（CIMS）制造技術(shù)面對市場，從顧客的需要及企業(yè)的整體能力出發(fā)，利用電腦系統(tǒng)使產(chǎn)品的制造（加工）實現(xiàn)高質(zhì)、低耗、快速的技術(shù).（2）機器人技術(shù)利用機器人去進行一些特殊的制造（加工）作業(yè).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(shù)20世紀90年代發(fā)展起來的納米技術(shù)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(fā)技術(shù)20世紀50年代以來，宇航技術(shù)或空間開發(fā)技術(shù)得到迅猛發(fā)展.空間開發(fā)技術(shù)主要圍繞以下三個方面展開.（1）人造衛(wèi)星的發(fā)射及利用目前，人類向宇宙空間發(fā)射人造衛(wèi)星約5 000個，包括資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、技術(shù)試驗衛(wèi)星、科學探測衛(wèi)星、軍用衛(wèi)星等，為人類的生存與發(fā)展作出巨大貢獻.（2）空間工業(yè)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(fā)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(yè)生產(chǎn).（3）行星際探測把星際探測器發(fā)射到太空，已經(jīng)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(fā)技術(shù)人類除向空間發(fā)展外，還試探著向海洋發(fā)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(fā)技術(shù)主要包括以下方面：（1）海洋資源開發(fā)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(fā)現(xiàn)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(yǎng)殖與捕撈海洋養(yǎng)殖與捕撈有著悠久的歷史.20世紀70年代以來的發(fā)展，主要是把海洋養(yǎng)殖與捕撈建立在現(xiàn)代科學技術(shù)基礎(chǔ)上.（3）海洋能的開發(fā)利用海洋中有許多形式能量可開發(fā)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(fā).
3 新科技革命的主要特點
新科技革命就性質(zhì)而言，屬于技術(shù)革命.按技術(shù)革命的時間順序排列，這次技術(shù)革命是第四次技術(shù)革命.與歷史上三次大的技術(shù)革命來比，這次技術(shù)革命呈現(xiàn)一系列特點.
3.1主導(dǎo)技術(shù)以技術(shù)群落的形式出現(xiàn)主導(dǎo)技術(shù)指的是代表某一歷史時期技術(shù)發(fā)展的趨勢與主流，影響到并推動著相關(guān)技術(shù)發(fā)展的那些技術(shù).第一次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)是蒸氣動力技術(shù)，第二次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)是電力技術(shù)，第三次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)是電子技術(shù).這一次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)不只一項，而是一個群落，即由信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、新制造技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)、空間開發(fā)技術(shù)、海洋開發(fā)技術(shù)……構(gòu)成的一個群落.這個群落之間有如下關(guān)系：新能原技術(shù)、新材料技術(shù)、信息技術(shù)分別對應(yīng)著人類物質(zhì)活動的三要素（物質(zhì)、能量、信息），是整個技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)；生物技術(shù)、空間開發(fā)技術(shù)、海洋開發(fā)技術(shù)代表著人類發(fā)展的三個方向： 空間、海洋、復(fù)雜性領(lǐng)域（生命系統(tǒng)是最典型最重要的復(fù)雜性領(lǐng)域）；而激光技術(shù)、新制造（加工）技術(shù)作為一種技術(shù)手段在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用.
3.2宏大的技術(shù)體系建立在深厚的理論基礎(chǔ)之上與前三次技術(shù)革命相比，這次技術(shù)革命的理論基礎(chǔ)廣闊，深厚得多.從縱向來說，其理論基礎(chǔ)為微觀粒子的量子理論，其中，信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、新制造（加工）技術(shù)、激光技術(shù)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(chǔ)為復(fù)雜性科學，這種復(fù)雜性科學的成果、方法將為高新技術(shù)發(fā)展開辟新的途徑.
3.3主導(dǎo)技術(shù)群落的科學含量高技術(shù)分為經(jīng)驗性技術(shù)與科學性技術(shù)，因此，對技術(shù)而言它們存在著一個科學含量的問題.這次技術(shù)革命呈現(xiàn)出科學技術(shù)化、技術(shù)科學化、科學技術(shù)一體化的特征.所以，這次技術(shù)革命往往稱為新科技革命，其真實意義在于說明，這次技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)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(chǎn)的技術(shù)方式與社會生活方式二個方面的信息化.生產(chǎn)方式分為生產(chǎn)的技術(shù)方式及生的社會方式.生產(chǎn)的技術(shù)方式指的是生產(chǎn)過程所使用的生產(chǎn)資料（首先是生產(chǎn)工具）、生產(chǎn)方法（工藝、協(xié)作、分工等）以及它們的結(jié)合，生產(chǎn)的社會方式則主要指生產(chǎn)關(guān)系.第一次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式機械化；第二次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式機械化、電氣化；第三次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式機械化、電氣化、自動化；第四次技術(shù)革命使生產(chǎn)的技術(shù)方式在機械化、電氣化、自動化的基礎(chǔ)上進一步信息化.這次革命不僅使生產(chǎn)的技術(shù)方式信息化，而且，使社會生活方式信息化，即使生產(chǎn)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(fā)展產(chǎn)生深刻而廣泛的影響.
4 新科技革命的未來發(fā)展
根據(jù)科學技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律及技術(shù)—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(yù)測.
4.1第五次技術(shù)革命是智能化革命第四次技術(shù)革命主要解決信息化的問題；在信息化的過程中，已經(jīng)開始接觸到智能化的問題.在現(xiàn)階段電腦技術(shù)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(lián)想、假設(shè)、論證、識別、反應(yīng)、學習等）.大量的智能化計算機的出現(xiàn)及使用，將標志第五次技術(shù)革命——智能化革命的真正到來.其時間，可能發(fā)生在21世紀30～40年代.
4.2一系列新興產(chǎn)業(yè)群落的崛起根據(jù)技術(shù)—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化原理，新科技革命的成果，在市場經(jīng)濟的條件下，在一定時期，將會轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為產(chǎn)業(yè).目前，我們已經(jīng)看到一系列新興產(chǎn)業(yè)群落正在崛起.其中主要包括：（1）信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)群電子信息產(chǎn)業(yè)（目前電子計算機產(chǎn)業(yè)將轉(zhuǎn)化為人工智能產(chǎn)業(yè)）、信息咨詢產(chǎn)業(yè)、超導(dǎo)信息產(chǎn)業(yè)、光信息產(chǎn)業(yè)、生物信息產(chǎn)業(yè)、宇宙信息產(chǎn)業(yè)（利用人造天體發(fā)布信息進行有效的預(yù)測與決策）等.（2）生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)群基因產(chǎn)業(yè)（利用基因生產(chǎn)各種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品）、生物化學產(chǎn)業(yè)、生物食品產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)（特別是基因技術(shù)在醫(yī)藥上的應(yīng)用）、生物能源產(chǎn)業(yè)等.（3）納米科技產(chǎn)業(yè)群納米材料產(chǎn)業(yè)、納米器件及設(shè)備產(chǎn)業(yè)（例如微型機器人）、納米加工產(chǎn)業(yè)（在原子、分子水平上對材料、器件進行設(shè)計與加工）、納米應(yīng)用產(chǎn)業(yè)等.（4）宇宙開發(fā)產(chǎn)業(yè)群宇宙交通運輸業(yè)、宇宙材料產(chǎn)業(yè)、宇宙能源產(chǎn)業(yè)（在太空建立太陽能發(fā)電站）、宇宙建筑業(yè)及宇宙旅游業(yè)等.（5）海洋開發(fā)產(chǎn)業(yè)群海洋機器人（21世紀進入全面應(yīng)用），海洋資源業(yè)、海洋能源業(yè)、海水淡化業(yè)、海洋建筑業(yè)等.（6）“綠色”產(chǎn)業(yè)群人口產(chǎn)業(yè)（優(yōu)生、胎教、保健、長壽）、“綠色”食品產(chǎn)業(yè)、環(huán)境工程、生態(tài)工程、循環(huán)經(jīng)濟等.（7）知識產(chǎn)業(yè)群在現(xiàn)代科技水平及自然科學與社會科學統(tǒng)一的基礎(chǔ)上展開的咨詢產(chǎn)業(yè)、軟件產(chǎn)業(yè)、人才產(chǎn)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、出版產(chǎn)業(yè)、傳播產(chǎn)業(yè)等.