现代科学技术的发展现状及展望.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,现代科学技术发展的现状及展望,1,现代科学技术的近期发展及展望,1 一般情况,2 20世纪科学技术的几项重大成就,3 21世纪科学技术发展的趋向,4 我们面临的机遇与挑战,2,1 一般情况,1.1 现代科学技术取得突飞猛进的发展,20世纪后30年,人类所取得的成果比过去2000年的成果还多(主要是近50年)。,19世纪，科技成果每50年增加一倍。,20世纪中叶，大约每10-15年增加一倍。,现在，大约每5-8年增加一倍。,（这么发展下去，速度是十分惊人的）,3,1 一般情况（续）,1.2 科技人员的数量在不断地增加,美国，每10年科技人员要增加一倍。,西欧，每15年翻一番。,预计未来100年中，科技人员将增加一倍还要多。,我国近几年一直在扩大高校的招生名额。,4,1 一般情况（续）,1.3 4次重大的产业革命,第一次产业革命是以蒸汽机的发明为代表。,（,1781,年，瓦特,）,第二次产业革命是以电力的发现为代表。,（,1879,年，爱迪生）,第三次产业革命是以原子能的发现为代表。,（,1945,年美国在日本广岛扔下了第一颗原子弹,此后便转向和平利用，,1951,年美国建成了第一座核电站,）,第四次产业革命是以高新技术为代表,以信息技术及生物技术的,发展为标志,。,（20世纪后半期）,5,1 概况（续）,1.4 世界科技中心在不断转移,早在7-12世纪以前，我国科学技术的发展经久不衰。,1540-1610年转至意大利。,1660-1730年转至英国。,1770-1830年转到法国。,1810-1920年转到德国。,1920-现在转移到美国。,21世纪中叶可能又转移到东方,即中国和日本,。,6,2.20世纪科学技术的几项重大成就,2.1,一种技术:计算机技术,2.2 两个理论:相对论与量子论,2.3 三项突破:核能利用，空间科学，基因序列,2.4 四个模型:（1）夸克模型，,（2）宇宙大爆炸模型，,（3）地球板块模型，,（4）核糖核酸双螺旋结构模型,7,2.1 一种技术：计算机技术,世界上第一台电子计算机,ENINC,（,1945,年美国莫切利和埃克特发明,）,。,电子计算机经历了电子管、半导体、集成电路、大规模和超大规模集成电路几代的发展。,目前计算机的计算速度已达每秒12万亿次。,图1.世界上第一台电子计算机,ENINC（,上）,“,曙光1000,”,大规模并行计算机系统（下）,8,2.2 两个理论：相对论与量子论,爱因斯坦相对论对宇宙空间发生的一些物理现象有了正确的解释,（但还有些要观点要通过实践加以证明）,。,能量公式：,E=m c,2,;,物体最大速度不会大于光速;,老子按光度完成宇宙旅行后返回地球，他比小子还要年轻。,20世纪的另一重大理论成果是防大学 量子论（,1900,年普朗克发表了量子论，,1925,年海森堡提出了量子力学,），它的影响涉及到材料学、原子结构理论、核能的利用和信息技术等方面,（诺贝尔奖金获得者杨振宁教授曾对此给以很高评价）,。,1999,年格林提出了超弦理论，将相对论与量子论统一起来,（这一理论还需要通过实践加以证明）,。,9,2.3 三项突破,1 核能利用,1951年美国建成第一座核电站，核能开始和平利用。,目前法国核电站的总量已超过总发电量70，美国和日本约占20-30%,。,图2 费米反应堆（上）,苏联第一座核电站（下）,10,2.空间科学 3.基因序列,空间科学,：,1957年苏联将第一颗人造卫星送上天空，1961年将载人人造卫星送上天（图4）,（我国已是载人航天的第三大国）,。,基因序列,：,2000年6月26日 国际人类基因工作组计划联合研究小组公布了人类基因工作草图，这标志着人类解读自身,“,生命之书,”,的路上迈出了的一步,（,人类基因由,31.647,亿个万碱基对组成,共有,3,万至,3.5,万个基因,）。,11,图3 国际空间站（左），苏联宇航员加加林（右上）美国宇航员阿姆斯特朗登月（右下）,12,2.4 四个模型,1,夸克模型 2 宇宙大爆炸模型,夸克是物质构成的最小微粒。,美籍华人诺贝尔奖金获得者,丁肇中教授发现,J,粒子,（第4种夸克）,宇宙大爆炸模型认为宇宙是在百亿年前,（160亿年前）,核子爆炸而形成的。,图3 宇宙大爆炸模型,13,3 地球板块模型,地球板块模型的提,出，为地震的发生,及陆地的形成作出,了正确的解释。,1.地震的产生（,1976年唐山大地震，24万同胞死于废墟之中）,2.陆地的形成,（有6大洲，非洲与南美洲很早以前连在一起）,图4 地球板块模型,14,4,DNA,双螺旋结构模型,DNA,双螺旋结构模型的提出，对研究细胞核及基因的结构、组成和功能，都起到十分重要的作用。,图5 核糖核酸双螺旋结构模型,15,3 21世纪科学技术发展的趋向,3.1 一个升起:纳米技术,3.2 两个问题:资源问题、环境问题,3.3 三个领域:陆地、海洋和宇宙空间,3.4 四大支柱产业:信息产业、制造产业、,新材料产业、生物工程产业,3.5 五个基础学科:生命科学、物质科学、,宇宙科学、数学、思维科学,16,3.1 纳米技术,什么叫纳米?,1,m=10,9,nm;,原子的大小约为10纳米,物质在纳米级的情况下物理性质会发生很大的变化,（碳纳米管的强度比钢还要强，1997年获诺贝尔化学奖）,。,纳米技术的应用成果及前景。,美国前总统克林顿的三项许诺：,1 纳米材料 2 纳米芯片 3 纳米医学,美国研制出分子大小的纳米马达。正在研制,“,纳米炸弹,”,。,纳米医学将能把人的寿命延长下去。,17,3.2 两大问题：资源问题、环境问题,人类只有一个地球。,在宇宙中直到现在还没有发现像地球这样，既有水和空气，又有这么适宜 的气温；既有花草树木，又有人类的星球（国为我们有太阳）。地球是一个得天独厚的星球。（这决不是上帝创造的吗。）,地球上的资源是有限的，资源在不断减少。,人类生活的环境已在不断恶化，情况相当严重。,我国已提出了可持续发展的战略。世界各国都开始十分重视保护绿色世界。,18,3.3 三个领域：陆地,、,海洋和宇宙空间,陆地是人类获得最早开发的领域。,地球内部还没有得到开发。,目前海洋和宇宙空间还没有获得很好的开发。,海洋里有丰富的有用资源：海底有锰结核；富钴结壳；热液硫化,物；天然气水合物等。我们可以从一些星球上获得许多有用资源，,太阳能可以充分利用。目前我国有些大专院校已增设类似专业。,进军海洋和宇宙空间是,21,世纪的重要任务。,19,3.4 四大产业,1 信息产业,信息技术是研究信息的采集、传输、处理和储存的技,术科学，它是由多煤体技术,、,网络技术,、,光导纤维技,术,、,集成电路技术和传感技术等组成。,信息产业仍是21世纪全球经济中规模最宏大,最具有,活力的产业。,信息技术的主要发展方向是：,微电子器件；尺寸愈来愈小，容量愈来愈大。生物芯片。,计算机技术：硬件（速度与储存量）；,软件（将具有人脑的功能）。,新概念计算机-,DNA,计算机正在研制过程中。,20,信息产业（续）,1 高性能计算机,2 微电子产业化,附件一：关于鼓励集成电路产业发展的若干政策,附件二：不到长城非好汉,附件三：为我国集成电路产业发展提供良好的税负环境,3 仪器仪表和微电子专用设备,4 软件产业,5 信息安全产业,6 网络工程及其关键设备,7 第三代移动通信系统,8 接入网产业化,9 光电子与光通信,10 数字电视产业化,21,2 新,材料产业,先进材料是发展高技术产业的物质基础。,建筑材料、金属材料、化工材料、衣着用材料等。,21世纪材料科学技术将向功能化，复合化，智能化，微型化的方向发展。,纳米技术的出现，给新材料产业开辟了一个新的宽广的空间,。,22,新材料产业（续）,1 多晶硅、单晶硅、化合物半导体砷化镓单晶,2 氮化镓基高亮度发光二极,3,GaAs InP,基半导体微结构材料,4 氧化物晶体,5 高密度刻录和可擦写数字光盘生产技术,6 显示材料,7 大规模集成电路引线框架,8 功能微珠粉体材料和工程级反光膜,9 生物医用材料,10 稀土功能材料,11 纳米材料和纳米技术,12,新型电动车用材料及电动车,13 非晶态合金加氢催化剂,14 气相法全密度聚乙烯催化,23,新材料产业（续）,15,NbTi,合金超导材料,16 两亲分子组合材料,17 炸药爆炸膨化处理植物纤维材料及制浆造纸新技术,18 尼龙-,6工程塑料,19 防汛、节水等工程用含水凝胶复合膨胀止水材料,20,SEBF,SLF,重腐蚀防护技术,21 特殊环境下用耐蚀合金及其管材,22 优质合成耐火原料和特种功能耐火材料及制品,23 热结构复合材料的低成本制备,24 钛合金制备新工艺,25 铸态直接轧制微细均质特殊型材新工艺,26 材料的自蔓延制备技术,27 材料制备工艺的计算机模拟软件,24,3 生物工程产业,生物工程产业的比重将会在21世纪达到20%，达到甚至超过信息产业,基因工程：,基因工程在农业中的应用，转基因。转基因大豆和玉米等,全新的医疗技术,基因疗法。由于基因缺陷引发的 各种疾病可以采用基因疗法，如聋、哑和各种器官疾病。,克隆技术：,各种动物的克隆（牛、猪、羊等），人体器官的克隆。,基因工程与克隆技术的研究与应用，将大大延长人类的寿命。,（,美国的长寿研究所科学家文森特，见帕帕的研究表明，今后,10,20,年内人类的平均寿命达到,95,岁，到,2020,2050,年可达到,110,130,岁）,25,生物工程产业（续）,1 转基因农作物,2 功能性蛋白类饲料添加剂,3 基因药物,4 生物芯片,5 以高新技术改造传统生物工程产业,第一部分 以高新技术改造人用疫苗,第二部分 以高新技术改造兽用生物制品产业,26,4 制造产业（包括汽车产业）,制造业是一切产业的基础,制造产业发展的,基本出路是与信息技术密切结合。,制造产业发展的趋势是：,1)微型化或大型化 2）柔性化或专用化,3)高速化和高效化 4)精密化,5）集成化 6）模块化,7）综合化,8）,自动化,9）智能化,10）,数字化,11）网络化 12）绿色化,27,制造产业（包括汽车产业）（续）,机器人:有一定智能化程度的机器,工业机器人：焊接机器人，喷涂机器人，装配机器人,运输机器人等。,为家庭生活服务的机器人,有感情和有智慧的机器人,医疗机器人,搜集情报的机器人,战争机器人,28,制造产业（包括汽车产业）（续）,爬壁机器人,管道机器人,水下机器人,航天机器人,足球机器人,玩具机器人,图6 6000米自治水下机器人,29,制造产业（包括汽车产业）（续）,1 数控系统与数控机床,2 激光加工和测量技术与装置,3 计算机辅助技术、系统及集成,4 工业自动化系统,5 网络化制造工程,6 汽车电子控制零部件,7 智能化交通系统,8 现代农业装备,9 数字化医学影像设备,30,3.5 五大基础学科：,生命科学、物质科学、宇宙科学、数学、思维科学、（语言学：中文，英语）,基础科学的三大命题是:物质的构成，宇宙的诞生，生命的起源。,自然界中有无反物质呢？,宇宙既有诞生，是否还有一天会毁灭？如何去延长宇宙的寿命呢？,新的核子大爆炸还会产生新的宇宙吗？生命来自何处？,数学是一切科学的基础。机器化数学，用计算机解题。,思维科学是研究人类思维形式和规律的新兴学科。,人脑各部份的功能如何？怎样才能充分发挥人脑各部份的作用？,31,4 我们面临的机遇与挑战,4.1 人类即将进入知识经济时代，要紧抓这,个极好的机遇。,4.2 紧抓机遇，迎接挑战。,4.3 要树雄心，立大志。,4.4 不断总结，不断提高，不断积累，既定,目标，有望实现。,32,4.1,我们即将进入知识经济时代，要,抓住这,个极好的机遇,4.1.1 知识经济时代到来是一个极好的机遇,是每个人施展才华的极好机会,（首先要了解形势，世界即将进入知识经济时代，知识经济,时代有那些特点？必须要有较全面和较详细的了解。),要善于,抓,住机遇，力争取得成功。,（机遇是靠当事人自己去,抓的，多数不会自己送上门来。,）,错过机遇，可能会造成极大的损失。,（,“,机不可失，时不再来,”,。假如真的要再来的话，也要等一,定时间和适当的机会。）,33,4.1.2 我们即将进入知识经济时代，知识经济的特点:,知识将对人类社会的政治制度、社会经济、科学技术、教育制度以及思维方式、生活方式等产生越来越大的影响,其特点：,1.知识经济以人脑的创造性思维为依托,传统的工业经济主要是以自然资源与人的体力劳动为依托,而知识经济则主要以人脑的创造性思维为依托。,2.知识经济以高新技术产业为第一支柱,传统的工业经济是以传统的工业产业为第一支柱,而知识经济则是以高新技术产业为第一支柱。,3.“创新”是知识经济的的生命线和“灵魂”,包括,体制创新、理论,创新、技术创新。,实现跨跃式发展靠创新。,34,4.2 树雄心 立大志,：,有志者，事竟成,4.2.1,“,有志者，事竟成,”,一个人，应该确立远大理想，应该有宏大志向。,伟 人：,一些伟人常常是在青少年时就有大志。,毛 主 席：,青少年时代就有远大理想。,茅 盾：,“,有志竟成,”,。,拿 破 仑：,“,不想当将军的士兵不是好士兵,”,。,苏联专家：,“,一位好的研究生，应该有为科学事业作出重,大贡献的理想，即当院士的理想,”,。,35,4.2.2,各种各样的理想,：,总的目标是发展国家的科学技术和经济,为科学技术的发展作贡献,科技工作者，科学家，院士。,为培养各种人才作贡献,教师，教育家，教授。,为发展我国经济直接作出贡献,企业家。,为国家或政府的管理作贡献,领导干部，国家领导人。,为保卫我国的国防作贡献,军人，将军。,为发展我国的文艺、体育事业作贡献,作家、艺术家、体育,运动员、世界冠军。,为广大人民的健康事业作贡献,医生，著名医师。,做一个普通劳动者,技术工人，劳动模范。,36,4.3 正确的思想与方法 正确的学风,4.3.1 要有正确的思想：,做学问，先要学做人：要有好的思想品德,要将自己的理想和奋斗目标与国家和民族的需要与发展,统一起来。,现代科学技术是依靠千万个人共同努力才能取得。,要建立起集体主义的思想。,先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。,只有提高国家的地位与国力，个人才有地位。国力不强,大，总是会受到强者欺侮的。提倡实力政策。,有本领的人，有学问的人，有贡献的人，常常会受到别,人尊敬。,37,4.3.2 正确的学习态度:,勤奋刻苦,善于克服困难，要实事求是。,一个人的智商有高低，但决定事业成败的主要靠勤,奋要有,“,付出一份劳动，才有一份收获,”,的思想。,成绩通常是在艰苦奋斗和勤奋刻苦的条件下取得。,要有迎接困难的思想准备。把顺利看少一点，把困,难看多一点。,实事求是，要认真地学习与工作，要一丝不苟。切,勿有急功近利的思想。,要利用好一切时间,（时间是金钱）,。重在开始，贵在坚持,38,4.3.3 要有正确的方法,敢于创新 勇于实践。要了解事物发展规律和按照事物客观规律去办事。,创新是一个民族的灵魂。对于每一个人来说，创新也是灵魂,要创新，首先要有创新的思维，要敢于创新。,要打好基础：知识、能力、品德。要培养好自己的几个能力,1 自学能力,2 分析问题的能力,3 解决问题的能力,4 实践能力,5 创新能力,要勇于实践，只有通过实践才能获得创新的成果。,要了解事物发展规律和按照事物客观规律去办事，要采取科,学的方法，按毛主席的实践论与矛盾论去处理问题,39,4.3.4 要有正确的学风,实事求是、一丝不苟。,不弄虚作假、不做表面文章、要脚踏实地。,虚假的手段和做法，总会有一天在众人面前暴露无遗。,做老实人，办老实事。,要注意知识产权，要重视他人成果。,40,4.4,不断总结 不断提高 不断积累,既定目标 有望实现,1 要不断总结，从总结中吸取经验教训。,有总结，才有提高。,2 成绩与成果也必须依靠积少成多。,积累是一种有效的手段。,3 不能急于求成。,4 既定目标是在不断的积累中才有望实现。,