A. 科技成就
20世纪最耀眼的12组科技成果
王渝生
20世纪是科学技术发展突飞猛进的世纪,人类在本世纪所取得的科技成就和创造的物质财富超过了以往任何一个时代。它们是推动经济和社会持续发展的决定性因素,改变了并将继续改变世界的面貌。它们中有一些为科技界公认的重大成就,将在人类历史上永远闪耀着夺目的光辉。
20世纪初科学革命两大成就
20世纪的科学是在19世纪的重大理论成果如热力学与电磁学理论、化学原子论、生物进化论与细胞学说等基础上发展起来的。19世纪的三大发现(X射线、放射性、电子)导致了20世纪前30年的物理学革命,诞生了相对论和量子力学,成为20世纪科学发展的先导和基础。
1、相对论
1905年,20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论,提出了不同于经典物理学的崭新的时空观和质(m)能(E)相当关系式E=mc2(此处光速C=3×108米/秒),在理论上为原子能的应用开辟了道路。
关于E=mc2,即物体贮藏的能量等于该物体的质量乘以光速的平方,这个数量大到令人难以想象的程度。我们不妨打个比方说,1克物质全部转化成的能量,相当于常规状态下燃烧36000吨煤所释放的全部热能;或者说,1克质量相当于2500万度的电能。
1915年,爱因斯坦又创立了广义相对论,深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系——空间和时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的。它成为了现代物理学的基础理论之一。
从1923年开始,爱因斯坦用他的后半生致力于统一场论的探索,企图建立一个既包括引力场又包括电磁场的统一场理论,虽然他没有取得成功,但是杨振宁和米尔斯于50年代创立了“杨—米尔斯场方程”,发展了所谓“规范场”的理论,使爱因斯坦梦寐以求的统一场论可望在规范场的基础上得以实现。
2、量子力学
1900年,普朗克创立了量子论,提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。1905年,爱因斯坦提出了光量子论,揭示了光的“波粒二象性”。1913年,玻尔把量子化概念引进原子结构理论。1923年,德布罗意提出物质波理论。1925年,海森伯和薛定谔分别建立矩阵力学和波动力学。1928年,26岁的狄拉克提出电磁场中相对论性电子运动方程和最初形式的量子场论,使包括矩阵力和波动力学在内的量子力学取得了重大的进展。
20代末量子力学的建立,是继1905-1915年相对论建立之后对经典物理学的又一次革命性的突破,它成功地揭示了微观物质世界的基本规律,加速了原子物理学和固态物理学的发展,为核物理学和粒子物理学准备了理论基础,同时也促进了化学键理论和分子生物学等的产生。因此,量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论,迄今仍具有强大的生命力。
20世纪中后期5大科学成就
30年代以来,物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建,使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域,成为人类文明进步的巨大推动力。
1、物质的基本结构
从远古时代开始,人们就在探讨物质是由什么组成的,有没有公共的基本单元。直到19世纪末,人们都认为这种共同的基元就是原子。1911年,卢瑟福发现原子内部有一个核;1913年,玻尔指出放射性变化发生在原子核内部,于是研究原子核的组成、变化规律以及内部结合力的核物理学应运而生。
1932年,查德威克发现了中子。从此,人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的,于是把这三种粒子和光子称为基本粒子。
但是,基本粒子并不“基本”。一方面,正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现;另一方面,基本粒子还有其内部结构。60年代以来,出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等,使40年代末诞生的一门新的独立学科——基本粒子物理学(又称高能物理学)至今方兴未艾,成果累累。
2、宇宙大爆炸理论
现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦。他在1915年创立广义相对论后,用它来考察宇宙的结构问题,于1917年提出有限无边的宇宙模型。1922年,弗里德曼提出的非静态宇宙模型,认为宇宙是可能膨胀的。1929年,哈勃确定了星系红移(即退行速度)和距离之间的线性关系,证实了宇宙膨胀理论。1932年,勒梅特提出了宇宙爆炸说。
1948年,伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来,发展了大爆炸理论,并用它来说明化学元素的起源。这一宇宙大爆炸理论在1965年发现的宇宙背景辐射现象和1998年哈勃望远镜探测到距地球120亿光年之遥的星系中得到了有力的支持。
3、DNA分子双螺旋模型
1953年4月25日,英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型,这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现,也被认为是分子生物学诞生的标志。
DNA是遗传基因的物质载体——脱氧核糖核酸的英文简称。1915至1928年间,摩尔根通过果蝇实验,证明了坐落在细胞核内染色体上的基因决定着生物性状,从而创立了基因理论。染色体是由蛋白质和DNA组成的。过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体,直到1944年埃弗里等人通过实验才证明了遗传载体不是蛋白质,而是DNA。1953年DNA分子结构双螺旋模型的建立是打开遗传之谜的关键。60年代尼伦柏格等人破译了遗传密码,证明地球上所有生物的遗传密码都是相同的——DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息,决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序。作为基因载体的DNA是生命的后台指挥者,生命的一切性状通过受DNA决定的蛋白质来表现。
4、大地板块构造学说
1912年,魏格纳提出大陆漂移说,认为在地质历史上的古生代,全球只有一块巨大陆地,周围是一片大洋;中生代以来,这块古陆开始分裂、漂移,逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿,原来的大洋则分割成几个大洋和若干小海。
大陆漂移说经半个多世纪的发展,由地幔对流说(1928年)、海底扩张说(1961年)等阶段,到1968年勒比雄等提出了全球大地板块构造学说,建造了全球被分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块的结构模型,得到了越来越多的科学验证,特别是海洋地质学的有力支持。
5、信息论、控制论、系统论
1948年,申农《通讯的数学理论》、维纳《控制论:关于动物和机器中控制和通信的科学》、贝塔朗菲《生命问题》的出版,标志着交叉科学信息论、控制论、一般系统论的诞生;1957年,古德等《系统工程学》的出版为系统工程论奠定了基础。60年代以来,又出现了新的交叉科学——突变论、协同论和耗散结构理论。
交叉科学不仅沟通了为数众多的自然科学学科,而且在方法论上也沟通了自然科学与社会科学。它向人们提供了定量、精确和最优的认识世界的方法,对人类社会产生了深刻的影响。
20世纪的5大尖端技术成果
在科学的先导和生产的促进下,20世纪发展起来五大尖端技术:核技术、航天技术、信息技术、激光技术和生物技术,在能源、材料、自动化、海洋和环境等高新技术方面也有了长足的进步。
1、核能与核技术
原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用,为人类提供了一个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。
1942年,美国建成了世界上第一座原子反应堆,首次实现了人工控制的链式核裂变反应。1945年第一颗原子弹爆炸成功。1952年第一颗轻核聚变的氢弹爆炸成功。1954年,苏联建成世界上第一座原子能发电站。60年代以后,核电站进入实用阶段,发展至今已成为一种重要能源,约占全球发电总量的1/5。
核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。40年代放射性同位素开始大量生产,1947年比利发明了C14测定年代的方法,1951年开始使用Co60等放射性元素治疗癌症,70年代以来计算机x射线断层扫描技术(CT)广泛应用于临床,80年代初发展到核磁共振扫描技术(MRI)。
2、航天和空间技术
1903-1914年,齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论,奠定了航天学的基础。1919年,戈达德提出火箭飞行的数学原理,并于1926年成功地发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。1942年,布劳恩主持设计发射的液体军用飞箭成为二战后各国火箭发展的蓝本。
1957年,苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星,“空间时代”从此开始。1961年,苏联发射载人宇宙飞船,人类首次飞向太空。1969年,美国“阿波罗”11号飞船登月,人类在月球上留下了第一个脚印。1971年,苏联建造空间站,人类首次在太空中有了活动基地。1981年,美国发射航天飞机成功,从此人类可以自由进出太空。
自50年代后期起,人类开始对月球和太阳系各大行星,以及遥远的行星际空间进行探测,至今已发射了100多颗空间探测器,去揭示宇宙的形成与演化,探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响。
3、信息技术
信息技术是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响。
1906年,三极电子管的发明使电信号放大,从而使远程无线电通信成为可能。1947年,第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和数字化提供了重要的基础。1945年问世的电子计算机,已经历了第一代(电子管,40年代中至50年代末)、第二代(晶体管,50年代末至60年代中)、第三代(集成电路,60年代中至70年代初)和第四代(大规模和超大规模集成电路,70年代初开始)等发展阶段,80年代开始对新一代的智能计算机、光学计算机和量子计算机的探索已取得初步成果。
随着大规模集成电路的出现,计算机向巨型化和微型化两极发展。70年代中,巨型机的向量运算速度超过了每秒亿次;微机则进入了千家万户,标志着个人电脑时代的来临。当今,巨型机的运算速度已达每秒3.9万亿次,而计算机互联网络则在2亿多网民的学习、研究、交流、贸易甚至娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。
4、激光技术
1917年,爱因斯坦在研究光的辐射的过程中,提出了“受激辐射”的概念,奠定了激光的理论基础。1958年激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台激光器,它用红宝石晶体做发光材料,用发光强度很高的脉冲氙灯做激发光源,在这种受激辐射作用下产生的一种超强光束就是激光。
继红宝石激光器之后,半导体激光器(1963年)、气体激光器(1964年)、自由电子激光器(1977年)乃至原子激光器(1977年)等相继问世。
5、生物技术
基因重组技术(又称基因工程)是20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。60年代末至70年代初,阿尔伯和史密斯发现细胞中有两种“工具酶”,能对DNA进行“剪切”和“连接”;内森斯则使用工具酶首次实现了DNA切割和组合。DNA的重组能创造性地利用生物资源,实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来,已获得上百种转基因动植物,对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。
除基因工程外,生物技术(即生物工程)还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例试管婴儿路易斯诞生、1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作;加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品;现代发酵工业始于青霉素的生产,现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造,生产出新的、自然界原本不存在的优质蛋白质,更是日益受到重视,被誉为第二代基因工程。
20世纪科技发展带给21世纪的遗产将包括科学的全球化、社会化,社会的科学化,科学的交叉性、复杂性和综合性,科学、技术与社会的密切结合并相互作用,科学技术促进世界和平和人与自然的协调发展等等。有了这些基础,人类可以满怀信心地去迎接全球化知识经济的新时代!
(本文作者系中国科学院理学博士、中科院自然科学史所研究员、中国科技史学会秘书长)
光明日报1999.12.14.
B. 有什么科技成就
20世纪最耀眼的12组科技成果
王渝生
20世纪是科学技术发展突飞猛进的世纪,人类在本世纪所取得的科技成就和创造的物质财富超过了以往任何一个时代。它们是推动经济和社会持续发展的决定性因素,改变了并将继续改变世界的面貌。它们中有一些为科技界公认的重大成就,将在人类历史上永远闪耀着夺目的光辉。
20世纪初科学革命两大成就
20世纪的科学是在19世纪的重大理论成果如热力学与电磁学理论、化学原子论、生物进化论与细胞学说等基础上发展起来的。19世纪的三大发现(X射线、放射性、电子)导致了20世纪前30年的物理学革命,诞生了相对论和量子力学,成为20世纪科学发展的先导和基础。
1、相对论
1905年,20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论,提出了不同于经典物理学的崭新的时空观和质(m)能(E)相当关系式E=mc2(此处光速C=3×108米/秒),在理论上为原子能的应用开辟了道路。
关于E=mc2,即物体贮藏的能量等于该物体的质量乘以光速的平方,这个数量大到令人难以想象的程度。我们不妨打个比方说,1克物质全部转化成的能量,相当于常规状态下燃烧36000吨煤所释放的全部热能;或者说,1克质量相当于2500万度的电能。
1915年,爱因斯坦又创立了广义相对论,深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系——空间和时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的。它成为了现代物理学的基础理论之一。
从1923年开始,爱因斯坦用他的后半生致力于统一场论的探索,企图建立一个既包括引力场又包括电磁场的统一场理论,虽然他没有取得成功,但是杨振宁和米尔斯于50年代创立了“杨—米尔斯场方程”,发展了所谓“规范场”的理论,使爱因斯坦梦寐以求的统一场论可望在规范场的基础上得以实现。
2、量子力学
1900年,普朗克创立了量子论,提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。1905年,爱因斯坦提出了光量子论,揭示了光的“波粒二象性”。1913年,玻尔把量子化概念引进原子结构理论。1923年,德布罗意提出物质波理论。1925年,海森伯和薛定谔分别建立矩阵力学和波动力学。1928年,26岁的狄拉克提出电磁场中相对论性电子运动方程和最初形式的量子场论,使包括矩阵力和波动力学在内的量子力学取得了重大的进展。
20代末量子力学的建立,是继1905-1915年相对论建立之后对经典物理学的又一次革命性的突破,它成功地揭示了微观物质世界的基本规律,加速了原子物理学和固态物理学的发展,为核物理学和粒子物理学准备了理论基础,同时也促进了化学键理论和分子生物学等的产生。因此,量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论,迄今仍具有强大的生命力。
20世纪中后期5大科学成就
30年代以来,物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建,使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域,成为人类文明进步的巨大推动力。
1、物质的基本结构
从远古时代开始,人们就在探讨物质是由什么组成的,有没有公共的基本单元。直到19世纪末,人们都认为这种共同的基元就是原子。1911年,卢瑟福发现原子内部有一个核;1913年,玻尔指出放射性变化发生在原子核内部,于是研究原子核的组成、变化规律以及内部结合力的核物理学应运而生。
1932年,查德威克发现了中子。从此,人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的,于是把这三种粒子和光子称为基本粒子。
但是,基本粒子并不“基本”。一方面,正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现;另一方面,基本粒子还有其内部结构。60年代以来,出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等,使40年代末诞生的一门新的独立学科——基本粒子物理学(又称高能物理学)至今方兴未艾,成果累累。
2、宇宙大爆炸理论
现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦。他在1915年创立广义相对论后,用它来考察宇宙的结构问题,于1917年提出有限无边的宇宙模型。1922年,弗里德曼提出的非静态宇宙模型,认为宇宙是可能膨胀的。1929年,哈勃确定了星系红移(即退行速度)和距离之间的线性关系,证实了宇宙膨胀理论。1932年,勒梅特提出了宇宙爆炸说。
1948年,伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来,发展了大爆炸理论,并用它来说明化学元素的起源。这一宇宙大爆炸理论在1965年发现的宇宙背景辐射现象和1998年哈勃望远镜探测到距地球120亿光年之遥的星系中得到了有力的支持。
3、DNA分子双螺旋模型
1953年4月25日,英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型,这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现,也被认为是分子生物学诞生的标志。
DNA是遗传基因的物质载体——脱氧核糖核酸的英文简称。1915至1928年间,摩尔根通过果蝇实验,证明了坐落在细胞核内染色体上的基因决定着生物性状,从而创立了基因理论。染色体是由蛋白质和DNA组成的。过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体,直到1944年埃弗里等人通过实验才证明了遗传载体不是蛋白质,而是DNA。1953年DNA分子结构双螺旋模型的建立是打开遗传之谜的关键。60年代尼伦柏格等人破译了遗传密码,证明地球上所有生物的遗传密码都是相同的——DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息,决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序。作为基因载体的DNA是生命的后台指挥者,生命的一切性状通过受DNA决定的蛋白质来表现。
4、大地板块构造学说
1912年,魏格纳提出大陆漂移说,认为在地质历史上的古生代,全球只有一块巨大陆地,周围是一片大洋;中生代以来,这块古陆开始分裂、漂移,逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿,原来的大洋则分割成几个大洋和若干小海。
大陆漂移说经半个多世纪的发展,由地幔对流说(1928年)、海底扩张说(1961年)等阶段,到1968年勒比雄等提出了全球大地板块构造学说,建造了全球被分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块的结构模型,得到了越来越多的科学验证,特别是海洋地质学的有力支持。
5、信息论、控制论、系统论
1948年,申农《通讯的数学理论》、维纳《控制论:关于动物和机器中控制和通信的科学》、贝塔朗菲《生命问题》的出版,标志着交叉科学信息论、控制论、一般系统论的诞生;1957年,古德等《系统工程学》的出版为系统工程论奠定了基础。60年代以来,又出现了新的交叉科学——突变论、协同论和耗散结构理论。
交叉科学不仅沟通了为数众多的自然科学学科,而且在方法论上也沟通了自然科学与社会科学。它向人们提供了定量、精确和最优的认识世界的方法,对人类社会产生了深刻的影响。
20世纪的5大尖端技术成果
在科学的先导和生产的促进下,20世纪发展起来五大尖端技术:核技术、航天技术、信息技术、激光技术和生物技术,在能源、材料、自动化、海洋和环境等高新技术方面也有了长足的进步。
1、核能与核技术
原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用,为人类提供了一个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。
1942年,美国建成了世界上第一座原子反应堆,首次实现了人工控制的链式核裂变反应。1945年第一颗原子弹爆炸成功。1952年第一颗轻核聚变的氢弹爆炸成功。1954年,苏联建成世界上第一座原子能发电站。60年代以后,核电站进入实用阶段,发展至今已成为一种重要能源,约占全球发电总量的1/5。
核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。40年代放射性同位素开始大量生产,1947年比利发明了C14测定年代的方法,1951年开始使用Co60等放射性元素治疗癌症,70年代以来计算机x射线断层扫描技术(CT)广泛应用于临床,80年代初发展到核磁共振扫描技术(MRI)。
2、航天和空间技术
1903-1914年,齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论,奠定了航天学的基础。1919年,戈达德提出火箭飞行的数学原理,并于1926年成功地发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。1942年,布劳恩主持设计发射的液体军用飞箭成为二战后各国火箭发展的蓝本。
1957年,苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星,“空间时代”从此开始。1961年,苏联发射载人宇宙飞船,人类首次飞向太空。1969年,美国“阿波罗”11号飞船登月,人类在月球上留下了第一个脚印。1971年,苏联建造空间站,人类首次在太空中有了活动基地。1981年,美国发射航天飞机成功,从此人类可以自由进出太空。
自50年代后期起,人类开始对月球和太阳系各大行星,以及遥远的行星际空间进行探测,至今已发射了100多颗空间探测器,去揭示宇宙的形成与演化,探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响。
3、信息技术
信息技术是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响。
1906年,三极电子管的发明使电信号放大,从而使远程无线电通信成为可能。1947年,第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和数字化提供了重要的基础。1945年问世的电子计算机,已经历了第一代(电子管,40年代中至50年代末)、第二代(晶体管,50年代末至60年代中)、第三代(集成电路,60年代中至70年代初)和第四代(大规模和超大规模集成电路,70年代初开始)等发展阶段,80年代开始对新一代的智能计算机、光学计算机和量子计算机的探索已取得初步成果。
随着大规模集成电路的出现,计算机向巨型化和微型化两极发展。70年代中,巨型机的向量运算速度超过了每秒亿次;微机则进入了千家万户,标志着个人电脑时代的来临。当今,巨型机的运算速度已达每秒3.9万亿次,而计算机互联网络则在2亿多网民的学习、研究、交流、贸易甚至娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。
4、激光技术
1917年,爱因斯坦在研究光的辐射的过程中,提出了“受激辐射”的概念,奠定了激光的理论基础。1958年激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台激光器,它用红宝石晶体做发光材料,用发光强度很高的脉冲氙灯做激发光源,在这种受激辐射作用下产生的一种超强光束就是激光。
继红宝石激光器之后,半导体激光器(1963年)、气体激光器(1964年)、自由电子激光器(1977年)乃至原子激光器(1977年)等相继问世。
5、生物技术
基因重组技术(又称基因工程)是20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。60年代末至70年代初,阿尔伯和史密斯发现细胞中有两种“工具酶”,能对DNA进行“剪切”和“连接”;内森斯则使用工具酶首次实现了DNA切割和组合。DNA的重组能创造性地利用生物资源,实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来,已获得上百种转基因动植物,对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。
除基因工程外,生物技术(即生物工程)还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例试管婴儿路易斯诞生、1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作;加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品;现代发酵工业始于青霉素的生产,现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造,生产出新的、自然界原本不存在的优质蛋白质,更是日益受到重视,被誉为第二代基因工程。
20世纪科技发展带给21世纪的遗产将包括科学的全球化、社会化,社会的科学化,科学的交叉性、复杂性和综合性,科学、技术与社会的密切结合并相互作用,科学技术促进世界和平和人与自然的协调发展等等。有了这些基础,人类可以满怀信心地去迎接全球化知识经济的新时代!
C. 科技成果是什么意思
所谓科技成果是指人们在科学技术活动中通过复杂的智力劳动所得出的具有某种被公认的学术或经济价值的知识产品。中国科学院在《中国科学院科学技术研究成果管理办法》把科技成果的含义界定为:对某一科学技术研究课题,通过观察实验、研究试制或辩证思维活动取得的具有一定学术意义或实用意义的结果。科技成果按其研究性质分为基础研究成果、应用研究成果和发展工作成果;
简介
科技成果是指由法定机关(一般指科技行政部门)认可,在一定范围内经实践证明先进、成熟、适用,能取得良好经济、社会或生态环境效益的科学技术成果,其内涵与知识产权和专有技术基本相一致,是无形资产中不可缺少的重要组成部分 。
基本特征
(1)是新颖性与先进性:没有新的创见、新的技术特点或与已有的同类科技成果相比较为先进之处,不能作为新科技成果。
(2)是实用性与重复性:实用性包括符合科学规律、具有实施条件、满足社会需要。重复性是可以被他人重复使用或进行验证。
(3)是应具有独立、完整的内容和存在形式,如新产品、新工艺、新材料以及科技报告等。
(4)是应通过一定形式予以确认:通过专利审查、专家鉴定、检测、评估或者市场以及其它形式的社会确认。
中国科学院在《中国科学院科学技术研究成果管理办法》中把“科技成果”定义为:某一科学技术研究课题,通过观察试验和辩证思维活动取得的,并经过鉴定具有一定学术意义或实用意义的结果。
“科技成果”一词频繁地被人们所使用,并且也出现在有关科技成果管理方面的政策法规上,然而对该词却没有明晰统一的认识,从而造成了很多问题。“科技成果”一词是具有中国特色的一个词,它是从“科学”一词演化来的,在计划经济时期、市场经济初期、市场经济成熟期以及加入WTO后,它的内涵均有所不同。在新的时期,为了明确认识,把“科技成果”分解为“科学成果”和“技术成果”两部分,并把“软科学成果”排除在“科技成果”的范围之外。
D. 科技成果有哪些类型
科技成果可分为三大类型:基础理论成果,是指在基础研究和应用研究领域取得的新发现、新学说,其成果的主要形式为科学论文、科学著作、原理性模型或发明专利等。
应用技术成果,是指在科学研究、技术开发和应用中取得的新技术、新工艺、新产品、新材料、新设备,以及农业、生物新品种、矿产新品种和计算机软件等。
(4)科技成果基本概念扩展阅读:
科技成果的基本成就:
1、是新颖性与先进性:没有新的创见、新的技术特点或与已有的同类科技成果相比较为先进之处,不能作为新科技成果。
2、是实用性与重复性:实用性包括符合科学规律、具有实施条件、满足社会需要。重复性是可以被他人重复使用或进行验证。
3、是应具有独立、完整的内容和存在形式,如新产品、新工艺、新材料以及科技报告等。
4、是应通过一定形式予以确认:通过专利审查、专家鉴定、检测、评估或者市场以及其它形式的社会确认。
中国科学院在《中国科学院科学技术研究成果管理办法》[1]中把“科技成果”定义为:某一科学技术研究课题,通过观察试验和辩证思维活动取得的,并经过鉴定具有一定学术意义或实用意义的结果。
在新的时期,为了明确认识,把“科技成果”分解为“科学成果”和“技术成果”两部分,并把“软科学成果”排除在“科技成果”的范围之外。
E. 科技成果有哪些类型
科技成果可分为三大类型:
基础理论成果,是指在基础研究和应用研究领域取得的新发现、新学说,其成果的主要形式为科学论文、科学著作、原理性模型或发明专利等。
应用技术成果,是指在科学研究、技术开发和应用中取得的新技术、新工艺、新产品、新材料、新设备,以及农业、生物新品种、矿产新品种和计算机软件等。
软科学成果,是指对科技政策、科技管理和科技活动的研究所取得的理论、方法和观点,其成果的主要形式为研究报告。
F. 21世纪伟大科技成果
1.日本研制出防瞌睡座椅提高驾驶安全性
极度疲劳往往会使人在驾驶过程中打瞌睡,而这会大大增加交通事故的发生率。东京大学的一个研究小组最近研制出一种防瞌睡座椅,有助于解决这一问题。
据当地媒体报道,研究人员在观察人打瞌睡时的血液流动和呼吸状态后发现,在进入瞌睡状态前,人体末梢血管的血流量会出现一定程度的增加。这种座椅利用安装在靠背内的电磁传感器和压力传感器可从驾驶者背部测出这一变化,并发出警告。
研究人员指出,与打瞌睡前人体发生变化类似,人在饮酒后血液的流动和呼吸状态等也会出现某些变化。今后研究小组还准备根据这一原理,开发在饮酒状态下无法发动汽车的“防酒后驾车座椅”。
2.美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力
美国科学家说,将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术,帮助数百万盲人恢复视力。
美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。
以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机,把视觉信号传送到眼睛里的电极。
以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。但图像不够清晰。
一名失明者在1999年接受了这种手术,现在他上街时能够避开长的或较低的树枝,但看人时好像是看到一团黑影。
不过美国加州大学的科学家说,他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像,然后把它们变成微弱的电信号,输送到一个接收器后,在通过电极,刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号,让失明者能够“看到”景物。
这种新的装置比传统的人工视网膜更细小,但拥有多达60个电极,使解像度更高。而且面积只有一平方毫米,植入手术也更容易。
3.全球首台量子计算机在加拿大诞生
加拿大温哥华D-Wave公司首席技术官基尼-罗斯宣布,该公司已成功研制出一个具有16量子比特的“猎户星座”量子计算机。他透露,D-Wave公司将于2007年2月13日和2月15日分别在美国加州和加拿大温哥华展示他们的量子计算机。
量子计算机是物理学家费曼在19世纪80年代提出的概念。量子位可以同时表示1和0,因此能够携带更多的信息,更快地解决问题。量子计算机希望利用量子现象来增加计算的速度,最大特点是N个储存位可以同时储存2N个数据。不过量子计算机最大的问题是只要受到任何微干扰,例如过热,马上会关机。目前为止,量子计算机在实验室中只能成功运算数千次,稳定度仍然不够。D-Wave公司目前设计的16量子比特计算机是用贵金属铌制成,并且须在零下273K下运行。
有专家认为,D-Wave公司的尝试只是一种原理性检验,虽很有必要,却必须首先纠正量子计算中不可避免的错误,否则这个量子计算机将无法运行。许多科学家认为,量子计算机广泛商业化还需20年时间。但罗斯认为,2008年他们将制成世界第一台具有1000个量子比特的量子计算机。
4.美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力
美国科学家说,将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术,帮助数百万盲人恢复视力。
美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。
以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机,把视觉信号传送到眼睛里的电极。
以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。但图像不够清晰。
一名失明者在1999年接受了这种手术,现在他上街时能够避开长的或较低的树枝,但看人时好像是看到一团黑影。
不过美国加州大学的科学家说,他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像,然后把它们变成微弱的电信号,输送到一个接收器后,在通过电极,刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号,让失明者能够“看到”景物。
这种新的装置比传统的人工视网膜更细小,但拥有多达60个电极,使解像度更高。而且面积只有一平方毫米,植入手术也更容易。
5.消失模铸造技术
项目内容及应用领域:消失模铸造技术是将泡沫塑料(EPS)制成的模型埋入无粘结剂的干砂中造型,采用微震加负压紧实,在没有芯子甚至没有冒口的情况下浇入液态金属,在浇铸和凝固过程中继续保持一定的负压使泡沫塑料气化继而被金属取代形成铸件的一种新型铸造方法.它具有一次成型,尺寸精度高; 大大改善铸造车间的环境条件,易实现无污染生产;铸件形状、结构不受限制,为制品设计提供了充分的自由度; 生产制造成本低,设备投资小等优点。
6.纳米二氧化硅
纳米二氧化硅微粉技术在我国是一项刚刚起步的新兴技术。由于其表面积大,吸附力强,表面能大,因此该微粉具有特殊的性能,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。世界发达国家对超细材料的研究工作十分活跃,并已取得了一定的成果。
它以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在橡胶、涂料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用,并为其相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证,享有“工业味精”、“材料科学的原点”之美誉。自问世以来,已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。发达国家已经把高功能、高附加值的精细无机材料作为本世纪新材料的重点加以发展。
原本国内生产氧化硅微粉采用气相法工艺路线,所用原料以SiCl4 ,Si(CH3)n为主,因来源紧张,价格昂贵,收率低,使得其产品的生产成本较高,而普通沉淀法虽采用廉价原料,但也只能生产颗粒较大的微粉,其产品粒径在30—45μm之间,达不到超精微粉的级别,难以满足市场的需要。但现在,一些公司,通过分析研究,提出一种新的工艺路线---化学直接合成法。在这个方法中,采用的为改良沉淀法,即在沉淀过程中,通过分散剂控制粒子生长的方法控制关键的反应阶段及操作数据来生产氧化硅微粉。
纳米二氧化硅微粉能使材料和产品改善并提高其固有的物理属性和化学性能。几乎所有行业提高产品质量指标所需要的。目前国内外大量生产的是粒径较大的二氧化硅。因此本项目的研制成功,填补国内空白,为我国生产纳米二氧化硅产品开辟了一条新路,对我国新材料行业的发展具有十分重要的作用。
7.空气汽车
空气汽车最高时速已达100-120公里,加速能力0-50公里为6秒,行车距离230公里或12小时,在加气站添加“燃料”只需2分钟,售价大约在6-7万港币。现在,MDI已设立设计工作室,利用电脑,改进外观设计,适应时尚需求。
空气发动机是空气汽车的关键部件,从外观上看近似一种直列的小型内燃机,它有曲轴、活塞、阀门、进气管,排气管、定时皮带等等,但它具有自己独特的运行规则。
G. 科研成果的主要形式包括( )
1、论文和专著2、自主研发的新产品原型3、自主开发的新技术4、发明专利5、实用新型专利6、外观设计专利7、带有技术参数的图纸等8、基础9、应用10、其他
H. 中国现代科技成果有哪些
中国现代科技成就,有以下条:
光电子信息产业:
在本世纪微电子和电子计算机技术的基础上,21世纪将把光、电、声、磁等物理特性加以综合开发利用,形成包括光电子器件、激光配置 、光纤系统、 全息图像、光是集成电路、光计算机等基本内涵为新一代光电子信息产业。这一新产业将全面更新现有的各类信息手段,以适应人们对信息的最广泛的需要。
软件产业:
在21世纪,世界范围内的信息处理和知识处理业务将空前活跃,软科学技术的发展和知识产业的成长将加快步伐;大量的、遍及各个领域的数据库、信息库、知识库将普遍建成并广泛应用。基本软件、应用软件、智能软件、专家系统等软件产业,并在经济发展和国家安全中占有越来越突出的地位。
智能机械产业:
在21世纪,传统的各种机械工具将广泛地与微电子、光电子和人工智能机械产业。这个产业提供的智能机器人、智能计算机、智能工具(智能汽车、船舶、火车、飞机、航天器等)、智能生产线、智能化工厂等等,不仅在体力上, 同时也在脑力上部分替代人类的各种劳动,使人类的智能获得新的解放,从而人类可以开展更富创造性的工作。
生物工程产业:
以现代生命技术的四大组成部分(微生物、酶、细胞、基因)为基础,到21世纪将逐步形成以动植物工程、药物及疫苗、蛋白质工程、细胞融合、基因重组、生物芯片及生物计算机等为基本内涵的生物工程产业。这个产业将改造和创建若干高效益的生物物质,使人类的生产和生活发生巨大变化。
生物医学产业:
在疾病诊断、医疗手术、人工合成材料新成就的基础上,在21世纪人类能安全地掌握生物的或人工的脏器(心、肺、肾、脾等)、骨骼、血管、知觉(视、听、嗅、味、触)的移植和再造技术, 从而使新的医疗技术达到能对人体各单位进行有效替换和重建的高水平,生物医学产业必将成为令人瞩目的高技术产业之一。
超导体产业:
下个世纪,超导体产业将崛起。超导材料的某些独特性能将改变传统的若干概念和理论。超导电机、超导输电系统、超导储能装置、超导磁浮列车、超导计算机、超导电子器件等一系列高技术成果将大批地实用化、商品化,从而改造现有的强电、弱电、微电、光电等整个技术格局。
太阳能产业:
21世纪,人类将面临能源紧缺的困境。除寄希望于核聚变能源之外,现实的选择是:发展太阳能技术、研制和生产各种太阳能跟踪,捕获、转换和存贮装置,在地面和太空中更多地搜集和利用无污染的太阳能,建立起高技术的太阳能产业。
空间产业:
全世界每年投入4000多亿美元的空间活动经费,为21世纪的空间产业奠定了知识和技术基础,包括卫星发射、载荷搭载、太空旅行等空间商业活动和服务,以及利用微重力、超洁净的太空特有的环境进行科学试验和高精尖产品生产,这些将成为下个世纪国际产业竞争的重要领域,在地球圈外开拓新的疆域,在外星上采掘新的资源,是人类进入21世纪后空间技术及其产业发展的第一批目标。
海洋产业:
目前,人类最多只能下潜到200多米深的海区, 对海洋深处的状况知道得很少。21世纪,人类在地球之外扩展高边疆的同时,也能在地球之内扩展低边疆。可以相信,人类在较长一段时间内从资源密集的低疆域获取的效益,会比从资源离散的高疆域获取的效益多得多。南极开发,海水利用、深海采矿、海底城市建设等将成为下世纪海洋产业的基本内涵。
I. 科技成果的基本特征
(1)是新颖来性与先进性:没有新的创见自、新的技术特点或与已有的同类科技成果相比较为先进之处,不能作为新科技成果。
(2)是实用性与重复性:实用性包括符合科学规律、具有实施条件、满足社会需要。重复性是可以被他人重复使用或进行验证。
(3)是应具有独立、完整的内容和存在形式,如新产品、新工艺、新材料以及科技报告等。
(4)是应通过一定形式予以确认:通过专利审查、专家鉴定、检测、评估或者市场以及其它形式的社会确认。
中国科学院在《中国科学院科学技术研究成果管理办法》 中把“科技成果”定义为:某一科学技术研究课题,通过观察试验和辩证思维活动取得的,并经过鉴定具有一定学术意义或实用意义的结果。
“科技成果”一词频繁地被人们所使用,并且也出现在有关科技成果管理方面的政策法规上,然而对该词却没有明晰统一的认识,从而造成了很多问题。“科技成果”一词是具有中国特色的一个词,它是从“科学”一词演化来的,在计划经济时期、市场经济初期、市场经济成熟期以及加入WTO后,它的内涵均有所不同。在新的时期,为了明确认识,把“科技成果”分解为“科学成果”和“技术成果”两部分,并把“软科学成果”排除在“科技成果”的范围之外。