21 世纪地球科学研究的十大科学问题
2008年3月12日美国国家研究理事会（National Research Council）发布了研究报告《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》（Origin and Evolution of Earth: Research Questions for a Changing Planet），该报告确定了地质学和行星科学（也称为“固体地球科学”）的10大研究问题。这些问题反映了地球科学在21世纪面临的重要科学挑战。
应美国能源部（DOE）、国家科学基金会（NSF）、美国地质调查局（USGS）和美国宇航局（NASA ）等的共同要求，美国国家科学院成立了一个委员会——固体地球科学重大研究问题委员会（Committee on Grand Research Questions in the Solid-Earth Sciences），委员会主要成员来自美国加州大学、犹他大学、哥伦比亚大学、哈佛大学、芝加哥大学、麻省理工学院、马里兰大学、密歇根大学、乔治梅森大学等。委员会以超脱各相关机构的任务与使命的授权，来独立地提出和探讨当今需要研究的地球科学重大问题。该委员会确定了构成“重大”问题的标准，重大问题需要至少符合以下3条准则中的2条：①跨越地质学和行星科学各自学科领域的界限；②涉及永恒性的问题（如地球和生命起源）；③与对人类福祉具有重要影响的现象存在联系。委员会挑选了涵盖各种空间和时间尺度的问题，对相关问题进行了遴选，并在地质学界广泛征求意见，最后确定了固体地球科学的十个重大研究问题。
这些研究问题可以归为四大类主题：①“起源”——地球与太阳系其它行星的起源，地球的早期历史，生命起源；②“运行”——地球内部的运行与地表的现状，包括地球的物质特性及其对地球过程的基础作用；③地表环境的“可居住性”——气候与气候变化，地球－生命相互作用；④“地质灾害与地球资源”——地震、火山，以及与地球内、地球上的水和其它流体相关的现代环境问题。
1 地球和其它行星是如何形成的？
太阳系具有奇特的几何形态和拥有各种各样的行星和卫星。随着人类利用太空船获得新的观测资料和对陨星更精确的测量，太阳系呈现出一些更为细致和迷人问题。尽管科学家普遍认为，太阳和行星都来自于同一片星云，但对地球如何获得其独特的化学组成却知之甚少，尚不能完全理解地球形成后的演变以及地球与其它行星和其它行星之间演化的不同。例如，地球在演化过程中保留了一些允许生命出现的挥发性物质（包括水），就这点来说，地球与其他行星完全不同。虽然先进的计算能力能为科学家提供更可靠的早期太阳系的模型，但只有对太阳系的其他星体和太阳系外天体作进一步观测，才是人类进一步了解地球和太阳系起源的主要途径。
2 地球“黑暗时期”（地球诞生后的最初5 亿年）究竟发生了什么？
科学家们认为，在地球形成的后期，一颗火星大小的行星与地球发生了碰撞，撞击出一大块星云碎片，其后来形成了月球，同时碰撞过程中产生的巨大热量使整个地球发生熔化。但对这些岩浆是如何分异出现在的地核、地幔和岩石圈，或地球是如何形成其大气层和海洋，科学家们却了解不多。这个被称作冥古宙的时期对我们解开行星演变之谜至关重要，但科学家对此却知之甚少，因为来自这个时期的岩石在地球上几乎没有保存下来。可是，随着对陨星和其它行星认识的不断深入，以及从地球上古老的锆石晶体获得新的信息，来自这个时期的线索在不断增多。
3 生命是如何起源的？
生命起源是科学史上最令人好奇、最难、也是最持久的问题之一。因为太阳系中生命形成于数十亿年以前，因此，有关生命起源的一些最根本性问题属于地质学研究领域。有关生命起
源以及生命最早形成的地点、时间和生命形式的现有唯一证据，来自于对岩石和矿物质的地质研究。当生命首次在地球上出现时，地球表面的环境可能与现在差别很大，准确弄清楚适合早期生命的地球物理环境和化学条件图景是当前研究中的一项重大挑战。对生命起源的探索本身就是一个多学科的问题，涉及到了有机化学、分子生物学、天文学、行星科学以及地质学和地球化学等学科。由于火星上有关行星早期历史的沉积物记录早于地球上年代最久远的岩石以及其它拥有行星的恒星系统，科学家对火星探测的兴趣与日俱增。
4 地球内部如何运动及其如何影响地表？
随行星形成时间的增加，行星逐渐冷却，这引起它们的内部过程、大气和地表过程也进入逐步变化的阶段。热量从行星内部传递到地表的最基本方式是行星尺度的固态和液态对流。尽管科学家们知道地幔和地核处于不断的对流运动中，但科学家既不能精确描述这些运动的目前状态，也无法自信地计算它们在过去的不同之处。地核对流产生了地球磁场，其可能对地表状况产生了重要影响。而地幔对流则是火山作用、海底扩张和造山运动的原因，诸如水和碳等物质则不断在地表和地球深部之间交换。因此，缺乏对地球内部作用过程的详细了解，科学家们既无法推断过去的地表环境，也无法预测将来的地表环境。
5 地球为何拥有板块构造和大陆？
尽管板块构造学说已经相当成熟，但地球什么会有板块构造，以及板块构造与地球的其他独特特征——丰富的水、存在大陆和海洋、拥有生命等——联系有多么密切仍存在问题。我们无从知道地球仅有一种特征而没有其它特征是否可能，也无法知道这些特征是如何相互依赖的。大陆地壳的存在和持续维持所展现出的问题与板块构造所展现的问题一样具有基础性。大陆地壳使地球对非海洋生命来说具有可居住性，并通过其表面的风化作用扮演着调节地球气候的角色。但科学家们仍然不知道大陆最初形成的时间；以及大陆如何能存在数十亿年，或者准确地说大陆是如何演化到目前的状态的。新的数据和观测资料表明，气候和侵蚀作用在山脉的形成和定型中扮演着重要的角色，因而也是大陆地壳形成和破坏的基本作用。
6 地球过程如何受物质特性的控制？
对地球和其它行星上岩石记录的秘密的破解始于科学家们对大规模地质过程的了解。行星物质的基本物理和化学属性是了解这些过程的关键。地球内部的高压和高温、地球及其结构的巨大体积、地质时间的超长范围，以及地球组成物质及其性质的巨大差异，所有这一切都呈现出特殊挑战。科学家们可以借助同步加速器辐射、对大范畴非均质材料的最新测量和模拟结果、以及对极端条件下材料性能的量子力学计算来面对这些挑战。围绕天然纳米粒子研究、微生物对化学过程调解的一些新研究领域将得到发展。
7 什么原因引起气候变化，气候变化的幅度能有多大？
虽然在过去1万年中全球气候条件保持相对适宜和稳定，但科学家们从地质证据得知在数十年或数百年的时间尺度上地球气候也可以发生重大变化。尽管可以改变气候的因素众多，从太阳光照强度的缓慢变化到新的山脉的形成和大气成分的变化等，但在过去40亿年中，地表温度一直保持在较小的变化范围之内。地表温度变化在长期内是如何保持良好的调控的，即使其变化可能非常剧烈？最近的发现揭示出地球上气候非常冷、非常热或变化特别快的历史时期。了解这些特殊条件可以对地球的气候进行重新认识，对古老沉积岩的新的地球化学观测结果和改进的气候系统模型最终将能使科学家们预测气候变化的量级和后果。
8 生命如何改变地球，地球又如何塑造生命？
地球科学家们倾向于将地球的地质演化过程看成是一个基本无机过程。同样地，生命科学家们则倾向于将生命演化看成是一个基本生物学问题。但是，生命的演化明显受地表环境的影响，同时地表环境也受生命活动的影响。如果不是为了生命，大气中将不包含氧气，正是氧气的存在激发了其他生命形式的进化。虽然科学家们知道地质事件和陨石撞击导致过去生物的大灭绝并影响生物的进化过程，但地质与生物进化间的准确联系仍然是个谜。对现在的地球来说，科学家们的兴趣在于生命在地质作用过程（如风化和剥蚀）中所扮演的角色。科学家们致力于理解生命是如何出现的，以及如何在其他行星的地质记录中留下遗迹。
9 能够预测地震、火山喷发及其后果吗？
由于灵敏的新检测仪器和对火山成因的更好认识，地质学家对火山喷发的预测能力正在提高。就地震而言，虽然科学家们在长期预测方面取得了进展，但也许永远不能预测出地震发生的准确时间和地点。深入了解断层破裂如何启动和停止、改善对大地震附近震动预测的模拟，以及增加对危险性地震开始的预警时间，是科学家们面临的持续挑战。由于对地表下活动过程的实时地震、大地测量和电磁探测的测量成果，火山活动研究已进入一个新的时代，但是，仍然存在着将这些实时数据与火山野外调查和火山物质的实验室研究资料相统一的挑战。火山研究的最终目标是描绘出一幅能清楚描述岩浆从上地幔（岩浆来源地）运动到地壳（岩浆临时存储并最终从火山口喷出地表的地方）的图像。
10 流体流动和输运如何影响人类环境？
对自然资源和环境的有效管理要求管理人员拥有有关地下和地表流体特性的相关知识。主要的科学目标是了解流体如何流动、如何输送物质和热量、以及它们如何与周围环境相互作用并对其进行改造。虽然新的实验工具和野外测量技术，加之航空和航天测量，为地表和地下过程的研究提供了史无前例的视角，但是，在确定以下问题方面仍存在困难：地下流体是如何分布在非均质岩石和地层中？它们流动究竟有多快？它们如何有效传输溶解的和悬浮的物质？以及与宿主地层的化学和热交换如何影响它们？如果要准确评价人类影响和气候变化是如何影响地表景观演化的，以及如何管理这些影响以维持生态系统和重要的流域特征，就需要有更好的流量和相关的侵蚀与输运的模型。研究的最终目标是建立可以预测未来自然系统行为的数学模型，虽然仍未实现，但其在人类对支撑其生存和发展的土地和资源的未来做出有科学依据的决策时非常重要。
参考文献
[1] Committee on Grand Research Questions in the Solid-Earth Sciences, National Research Council. Origin and Evolution of Earth: Research Questions for a Changing Planet. https://www.doczj.com/doc/d114708629.html,/catalog/12161.html
[2] Ten Questions Shaping 21st-Century Earth Science Identified http://www8.nationalacademies.or ... aspx?RecordID=12161
[3] Origin and Evolution of Earth Research Questions for a Changing Planet https://www.doczj.com/doc/d114708629.html,/dels/rpt_bri ... _of_earth_final.pdf
（郑军卫张志强赵纪东编译）
21世纪科学的五大突破 Person of the Year: George W. Bush 据预测21世纪科学将出现五大突破。 我们将知道我们从哪里来。为什么宇宙会存在？换一种说法，为什么会有物质存在而不是空无一物？自20世纪20年代以来，科学家已经了解到宇宙正在扩张。这就是说宇宙一定是在过去的某一特定时候开始形成的。科学家们甚至已经提出种种理论，详尽地描绘宇宙从它形成的最初一瞬间一直到现在的演变过程。在未来的几十年中，由功能异常强大的新型望远镜所带来的数据将会使这些理论更加精确。同时，我们将进一步了解物质在宇宙初期不可思议的高温高压下，是如何表现的。 我们将破译遗传密码并征服癌症。19世纪的歌剧中，如果女主角在第一幕中咳嗽的话，观众便会知道她将在第三幕中因肺结核而死。但是由于20世纪抗生素的出现，曾经是那样可怕的不治之症现在成了服点儿药片就万事大吉的事情。由于科学家对基因密码更加了解，而且已将研究深入到了分子水平，许多严重的疾病（比如癌症）对人类的威胁将会变得越来越小。通过使用生产出的“治疗性”病毒，科学家们得以用健康的基因取代受癌症破坏的脱氧核糖核酸。或许这一过程只是通过一粒药片或是一剂注射便可完成。 我们将活得更长（120岁？）。如果说通常的衰老过程主要是我们细胞内的一场激烈而不可见的竞赛的话（一场对我们的脱氧核糖核酸进行破坏同我们体内的细胞对被破坏的组织进行修复的竞赛），那么21世纪遗传医学的巨大成就会使我们能够控制、甚至逆转这一过程。但是在我们促使科学家再做得更多一些之前，不妨想一想：我们确实想要生活在一个没有人衰老，很少有孩子出生（因为地球只能承受那么多的人）的世界上吗？新奇的主意将从何而来？多活的那些年我们该做些什么呢？ 我们将“管理”地球。下一个世纪，我们将不再谈论天气，而是主动地去调理天气。我们将逐渐学会如何预测人类活动对地球、对全球气候以及对生态系统所带来的影响。拥有了这些知识，人们将更乐意用它来对我们这个星球的“行为方式”进行管理。 我们将拥有人脑的“路线图”。这是21世纪的一个真正的“尖端领域”：人脑是我们所知道的最复杂的系统。它含有1000多亿个神经元（大概是银河系中星星的数量），其中每一个神经元又连接到另外1000多种其他神经元。下一个世纪的早期，我们将应用先进的磁共振呈像形式绘制详细的人脑神经元运作图。当你读一个词，说一个词，想一个词以及做其他事情的时候，我们将能肯定地说出哪些神经元在工作。
中国古代科学家5位 1、张衡（公元78—139 年），字平子，南阳西鄂人（今河南省南阳市石桥镇夏村），张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。张衡共著有科学、哲学、和文学著作三十二篇，其中天文著作有《灵宪》和《灵宪图》等。为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“张衡环形山”，将小行星1802命名为“张衡小行星”。郭沫若对张衡的评价是：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。” 2、沈括（1033－1097），字存中，北宋科学家杭州钱塘人。沈括的科学贡献遍及天文、数学、物理、地质、气象、生物、医学等各领域。梦溪笔谈》全面总结了宋朝以前我国科学技术成就，在世界上享有极高声誉。在数学上，他发明了“隙积术”和“会圆术”，“隙积术”比国外计算高阶等差级数的公式早500 多年，“会圆术”是我国球面三角学的发展奠定了基础。沈括提出的地磁有偏角存在现象，比哥伦布1492年横渡大西洋时“首次”发现磁偏角现象要早400 年。李约瑟教授称沈括是中国整部科学史中最卓越的人物。赞许他的著作《梦溪笔谈》是中国科学史的里程碑。 3、郭守敬（1231——1316）字若思，顺德邢台人。元代天文学家，水利专家。先后制造了简仪、高表、仰仪、正方案等近20种天文仪器，很多仪器其设计的科学性和使用的准确性，在当时世界上也处于领先地位。大大提高了观测精度，对元、明时期天文研究的影响极为深远，郭守敬曾领导开展了全国范围的天文测量郭守敬根据观测的结果，于公元1280年3 月，制订了部准确精密的新历法《授时历》。这部新历法设定一年为365.2425天，比地球绕太阳一周的实际运行时间只差26秒。国际天文学会组织将美国在月球上发现的一座环形山和太阳系国际编号为2012的小行星，均以郭守敬的名字进行了命名。 4、徐光启（1562－1633年）字子先，号玄扈谥文定。上海徐家汇（今属上海市）人，明末著名的科学家，第一个把欧洲先进的科学知识，特别是天文学知识介绍到中国，终生从事研究天文、历法、水利、测量、数学、农学，较早接触并容纳西方文化，有《农政全书入《崇祯历书》和《几何原本》等著译，可谓我国近代科学的先驱者。 5、宋应星（公元1587—约1666年），字长庚，南昌奉新北乡（今宋埠乡）人。中国明朝著名科学家、诗人。着有《天工开物》。《天工开物》共有上、中、下3 卷，分为乃粒（粮食作物耕培）、粹精（谷物加工）、作咸（制盐）、甘嗜（制糖）、膏液（榨油）、乃服（养蚕与纺织）、彰施（染色）、五金、冶铸、锤锻、陶埏（陶瓷）、燔石（煤、石灰、矾石、硫黄、砒石）、杀青（造纸）、丹青（颜料与墨）、舟车、佳兵（兵器）、蘖（酒母、酒）及珠玉18部分，并附有123 幅图画。此书几乎论述了工农业所有部门的技术，反映了我国当时具有世界先进水平的许多生产技术和经验，对研究明代的科学技术和社会生产具有很高的价值，被欧洲学者称为“技术的百科全书”。 现代科学家5位 1、梁思成（1901——1972），广东新会人，梁启超长子。1924年，入美国宾夕法尼亚大学建筑系学习，获建筑硕士、美术学士学位。他代表中国参加了联合国大厦的设计，被普林斯顿大学赠予名誉博士学位。曾任北京市都市计划委员会
* 21世纪是高科技时代。有人说, 21世纪是信息科学时代, 也有人说, 新世纪是生命科学时代。但是, 工业要发展, 人民生活要提高, 要建厂房、造住宅, 要挖隧道、架桥梁。因此, 土木工程将继续发展。 那么, 21世纪的土木工程将如何发展？ 土木工程在世纪将引进更多的高新技术,促进提高、创新和发展的同时, 它发展2中将保持其自身的特点, 不可能完全偏离已有的方向。因此对中国土木工程发展现状的了解是十分重要的, 只有认识现状, 才有可能预测未来。 * 一、我国土木工程现状 *中国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快, 尤其在改革开放年间, 发展极为迅猛, 几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现, 新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快, 数量之巨, 令世界各国惊叹不已。 *高层建筑 *2、台北101大楼 *被称为“台北新地标”的台北101大楼于1998年1月动工，主体工程于2003年10月完工，高508米。有世界最大且最重的“风阻尼器”：一个悬挂在大楼内部楼顶的重达660吨的铁球，为了在台风到来时保持平衡，还有两台世界最高速的电梯，从一楼到89楼，只要39秒的时间。它保持世界上速度最快的电梯的纪录（每小时60.4公里）。 *在世界高楼协会颁发的证书里，台北101大楼拿下了“世界高楼”四项指标中的一项，即“含塔尖最高建筑结构建筑物”(509米)。 *3、环球金融中心 *上海环球金融中心工程是一幢以办公为主，集商贸、宾馆、观光、展览及其他公共设施于一体的大型超高层建筑，位于浦东陆家嘴，与金茂大厦相距仅40米。工程总建筑面积377300平方米，塔楼地上101层，地面以上高度为492米。它拥有世界上最高的观景台、一个五星级豪华旅馆，以及零售空间。同时上海环球金融中心也在“世界高楼” 四项指标中的两项，即“不含塔尖顶层顶板高度”（487米）和“最高使用楼层高度”（474米）超越了台北101大厦，获得了世界高楼协会颁发的证书，跃居摩天大楼榜首。 *4、国家石油公司双塔大楼 *国家石油公司双塔大楼位于吉隆坡市中心美芝律，高88层，是当今世界名冠的超级建筑。巍峨壮观，气势雄壮，是马来西亚的骄傲。它曾以451.9米的高度打破了美国芝加哥希尔斯大楼保持了22年的最高记录。这个工程于1993年12月27日动工，1996年2月13日正
21世纪的科学技术 单选题： 1. 在上个世纪的前15年完成了相对论，包括狭义相对论和广义相对论理论。 A ?爱因斯坦 B. 牛顿 C 爱迪生 D.亚里士多德 我的答案：A V 答对 年，德国科学家.伦琴因发现射线，成为第一届诺贝尔物理学奖的获奖者。 D. R 我的答案：B "答对 3. 科学技术创新活动国际化趋势进一步加强，其竞争也更加激烈，竞争的焦点是 （分） A. 人才 B. 知识 C 技术 D 制度 我的答案：A V 答对 4. 是人类经济、社会发展的重要动力源泉。（分） A. 卫生和教育 B. 知识与技术创新 C. 政治和文化 D. 文化和卫生 （分） （分）
多选题: 1.相对论的意义体现在（分）） A. 对于揭示质量和能量的相互转换规律起了革命性的影响 B. 对于揭示时间、空间的心得概念起了革命性的作用 C对于揭示压力和浮力的关系起了重大作用 D?对于揭示压力和压强的关系起了重大的影响 2.,始终是信息科技追求的目标。（分）） A.效率 B.安全性 C可靠性 D.智能化 我的答案：CD X答错 判断题： 1?非极端条件下的生命和生态现象研究将可能揭示生命适应逆境、演化自身能力，并可能为发展抗逆农牧产品和人类健康开辟新的途径。（分） 我的答案：错误V答对 2. 在过去的100年中，人类对于自然界的利用的能力，对自然资源利用的能力大幅度提高。（分） 我的答案：正确V答对 3. 计算机向超高速、超高速集成、并行处理、智能化方向发展，使信息的采集、传输、存储、处理等功能实现更高效的系统集成。（分） 我的答案：正确V答对 4. 一项科学理论的更新往往引发资源的新发现，引发人类科学技术的进步，以及人类日常生活的改变和生产效率的提高。（分） 我的答 案： 正确V答对
21世纪物理学的25个难题 大卫·格罗斯1[①] 编者按：1900年，在巴黎国际数学家代表大会上，德国数学家大卫·希尔伯特（David Hilbert，1864－1943）根据19世纪数学研究成果和发展趋势，提出了新世纪数学家应该致力解决的23个数学问题。希尔伯特的演讲，对20世纪的数学发展，产生了极大的影响。100余年之后的2004年，另一个大卫，因发现量子色动力学中的“渐近自由”现象而荣获2004年诺贝尔物理学奖的美国物理学家大卫·格罗斯教授，同样就未来物理学的发展，提出了25个问题。也许人们会说，在物理学领域提出问题要比数学领域容易得多，因为物理学就像大江大河，而数学则像尼罗河三角洲中纵横交错的河网。但若是反过来想一想，既然物理学界对前沿问题具有更广泛的共识，我们就不难明白，格罗斯教授所提出的问题对未来物理学发展的重要意义。有趣的是，这25个问题中，有1/3落在物理学的边缘地带，其中3个与计算机科学相关，3个与生物学相关，4个与哲学和社会学相关。格罗斯教授的演讲，最初是为美国加州大学卡维利理论物理研究所成立25周年庆典而准备的，该庆典云集了物理学各领域的世界一流学者。此后数月，格罗斯教授先后在欧洲核子中心（CERN）、中国科学院理论物理研究所、浙江大学等地作过内容相近的讲演。这里的译文，系根据格罗斯教授所提供的讲稿译出，中科院理论物理所网站有免费下载的讲演录相（https://www.doczj.com/doc/d114708629.html,/ Video/2005/000.asf），读者也可以参考。 作者简介：大卫·格罗斯（David Gross），美国国家科学院院士，加州大学圣巴巴拉分校（University of California at Santa Barbara）卡维利理论物理研究所（Kavli Institute for Theoretical Physics ）所长。格罗斯教授是量子色动力学的奠基人之一，当代弦理论专家，因发现强相互作用中的渐近自由现象2004年与弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）和戴维·波利策（David Politzer）分享了当年度的诺贝尔物理学奖。 这份讲稿来自于我在2004年10月7日卡维利理论物理研究所（KITP）25周年庆祝会议上所作的演讲。在这次会议中，与会者被邀请提出一些可能引导物理学研究的问题，广泛地说，在未来25年可能引导物理学研究的问题，讲稿中的一部分内容就来自于与会者所提出的问题。 1、宇宙起源 第1个问题关于宇宙的起源。这个问题不仅对于科学而且对于哲学和宗教都是一个永久的问题。现在它是理论物理学和宇宙学亟待解决的问题：“宇宙是如何开始的？” 根据最新的观察，我们知道宇宙正在膨胀。因此，如果我们让时光倒流，宇宙将会收缩。如果我们应用爱因斯坦方程和我们关于粒子物理学的知识，我们可以或多或少对哪儿会出现“初始奇点”做出近似的推断。在“初始奇点”，宇宙收缩成为一种难以置信的高密度和高能量的状态——即通常所称的“大爆炸”。我们不知道在大爆炸点（at the big bang）发生了什么，我们所知的基础物理的所有方法——不仅是广义相对论和标准模型，甚至包括我所知的弦理论——都失灵了。 1[①]作者简介：大卫·格罗斯（David Gross），美国国家科学院院士，加州大学圣巴巴拉分校（University of California at Santa Barbara）卡维利理论物理研究所（Kavli Institute for Theoretical Physics ）所长。格罗斯教授是量子色动力学的奠基人之一，当代弦理论专家，因发现强相互作用中的渐近自由现象2004年与弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）和戴维·波利策（David Politzer）分享了当年度的诺贝尔物理学奖。
21世纪的科学技术（2020） 卷1 1.“把科学首先看成是历史的有力的杠杆，看成是最高意义上的革命力量”，这个观点的提出者是（10.0分） A.马克思 B.恩格斯 C.列宁 D.毛泽东 2.1901年，德国科学家W.C.伦琴因发现射线，成为第一届诺贝尔物理学奖的获奖者。（10.0分） A.Y B.X C.Z D. R 3.上个世纪下半叶在材料方面最重大的成就是（10.0分） A.钨材料的利用 B.铝材料的利用 C.铁材料的利用 D.硅材料的利用 4.维格纳提出了。（10.0分） A.宇宙大爆炸理论
B.大陆板块漂移学说 C.海底扩张学说 D.板块构造理论 1.中国致力于建设国家创新体系，包括（10.0分）） A.知识创新 B.技术创新 C.体制创新 D.政治创新 2.干细胞生物技术的进展将为带来革命性进展。（10.0分）） A.医学上的器官移植、人类生育与脏器的再生 B.工业上的流程再造、技术更新 C.农业上的优良家畜育种、繁殖 D.商业上的利益增收机制、产业模式 1.通信工具的发展，把整个世界连接成为一个整体。（10.0分） 2.非极端条件下的生命和生态现象研究将可能揭示生命适应逆境、演化自身能力，并可能为发展抗逆农牧产品和人类健康开辟新的途径。（10.0分） 3.在物质科学、生命科学、认知科学等的带动下，21世纪，信息技术、生物技术与新材料将成为对人类经济发展与社会进步最有影响力的技术领域。（10.0分）
4.X射线的发现，揭开了20世纪物理革命的序幕。（10.0分） 卷2 1.维格纳提出了。（10.0分） A.宇宙大爆炸理论 B.大陆板块漂移学说 C.海底扩张学说 D.板块构造理论 2.上个世纪下半叶在材料方面最重大的成就是（10.0分） A.钨材料的利用 B.铝材料的利用 C.铁材料的利用 D.硅材料的利用 3.2001年2月，美、日、法、德、英、中六国科学家联合公布了（10.0分） A.体细胞的克隆过程 B.人类基因组图谱及分析结果 C.干细胞生物技术的应用 D.人体基因芯片
中国古代十大科学家 1、张衡（公元78—139 年），字平子，南阳西鄂人（今河南省南阳市石桥镇夏村），张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。张衡共著有科学、哲学、和文学著作三十二篇，其中天文著作有《灵宪》和《灵宪图》等。为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“张衡环形山”，将小行星1802命名为“张衡小行星”。郭沫若对张衡的评价是：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。” 2、张仲景（公元150 —219 ）名机，东汉南阳郡涅阳人（今河南省邓县穰东镇）张仲景博览群书，广采众方，系统地总结了汉代以前的医学精华，根据自己丰富的医疗实践经验，著《伤寒杂病论》合十六卷，后世医学者称张仲景为" 医圣" ，奉" 伤寒" 、" 金匮" 为医经（唐宋以后将《伤寒杂病论》分为《伤寒论》和《金匮要略》两部书）。中医" 四大经典" ，张仲景一人就完成了两部。他所确立的" 辨证论治"原则，是祖国医学伟大宝库中的灿烂明珠，从而使中华民族的医学独具特色而自立于世界民族之林。张仲景是中华民族悠久文明史上最杰出的科学家之一，他的学说哺育了世代名医，至今依然是" 道经千载更光辉". 3、祖冲之（429 －500 ），字文远，范阳遒（今河北涞水）人。杰出的数学家、天文学家和机械制造家。他在世界数学史上第一次将圆周率（л）值计算到小数点后七位，即3.1415926 到3.1415927 之间。他提出约率22／7 和密率355 ／113 ，这一密率值是世界上最早提出的，比欧洲早一千多年，所以有人主张叫它“祖率”。他编制的《大明历》，第一次将“岁差”引进历法。提出在391年中设置144 个闫月。推算出一回归年的长度为365.24281481日，误差只有50秒左右。为了纪念祖冲之的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“祖冲之环形山”，将小行星1888命名为“祖冲之小行星”。祖桓，祖冲之的儿子，字景烁，生卒年代无可考。 祖冲之的杰出成就主要在数学、天文历法和机械三方面，他研究过《九章算
21世纪的科学技术 1.是李四光先生倡导的理论。（10.0分） A.狭义相对论 B.“陆相成油”理论 C.地质力学 D.原子能理论 我的答案：C√答对 2.是中国经济社会高速发展、国家创新体系建设形成的关键时期。（10.0分） A.22世纪初 B.20世纪初 C.21世纪初 D.19世纪初 我的答案：C√答对 3.在上个世纪的前15年完成了相对论，包括狭义相对论和广义相对论理论。（10.0分） A.爱因斯坦 B.牛顿 C.爱迪生 D.亚里士多德 我的答案：A√答对 4.是人类经济、社会发展的重要动力源泉。（10.0分） A.卫生和教育 B.知识与技术创新 C. 政治和文化 D.文化和卫生 我的答案：B√答对 1.运载工具的现代化带来的变化包括（10.0分）） A.改变了人类活动的时空观 B.拓展了人类活动的范围
C.开启了无污染的绿色交通时代 D.奠定了全球化经济的基础 我的答案：AB×答错（ABD） 2.，始终是信息科技追求的目标。（10.0分）） A.效率 B.安全性 C.可靠性 D.智能化 我的答案：ABCD√答对 1.通信工具的发展，把整个世界连接成为一个整体。（10.0分） 我的答案：正确√答对 2.在物质科学、生命科学、认知科学等的带动下，21世纪，信息技术、生物技术与新材料将成为对人类经济发展与社会进步最有影响力的技术领域。（10.0分） 我的答案：正确√答对 3.计算机向超高速、超高速集成、并行处理、智能化方向发展，使信息的采集、传输、存储、处理等功能实现更高效的系统集成。（10.0分） 我的答案：正确√答对 4.动物基因组图谱项目的成功，标志着人类对自身的了解迈入了一个崭新的阶段，迎来了科学技术的新纪元。（10.0分） 我的答案：错误√答对
2020年专业技术人员公需科目，当代科学技术前沿知识，考试题目，( 试题与答案，考试得分100分、满分) 一、单项选择题（共20题，共40分） 1. 信息材料旨在实现信息的产生、发射、传输、接收、获取、存储和显示等功能使用，下列属于信息材料的是() A.第三代半导体材料 B.超大容量信息存储材料 C.先进磁性材料 D.激光晶体 参考答案 答案：ABC 2. 目前，以疫苗为主的生物治疗目前在全球迅速发展，下列哪些属于以疫苗为主的生物治疗()。 A、T细胞激活与调节 B、树突状细胞疫苗 C、溶癌病毒治疗 D、T细胞过继转移 参考答案 答案：ABCD
3. ( ) 指的是利用量子叠加或量子纠缠来获得更高灵敏度和分辨率的新型传感器。 A、生物传感器 B、位移传感器 C、红外传感器 D、量子传感器 参考答案 答案：D 4. 量子材料指的是由于其自身电子遵循的量子力学规律而产生奇异物理特性的材料，下列不属于量子材料的是( )。 A.石墨烯 B.铜氧化物高温超导体 C.铁基超导体 D.锂离子电池 参考答案 答案：D 5. 2009年，科技部、中共中央组织部、工业和信息化部三部委联合启动国家农村农业信息化示范省建设工作。以下哪个省市未被列入先期示范工作中：()。 A、山东 B、湖南 C、江苏 D、安徽
参考答案 答案：C 6. 目前，全球固体废物领域技术创新最为活跃的国家是以下哪个国家：()。 A、美国 B、德国 C、日本 D、中国 参考答案 答案：D 7. ()有望成为继药物治疗、手术治疗后的第三种疾病治疗途径。 A、精准医学 B、再生医学 C、预防医学 D、康复医学 参考答案 答案：B 8. 关于重大慢性病的说法，不正确的是（)。 A.重大慢性病多为终身性疾病，很难根治 B.并发症危害大，疾病后期的致死致残率高 C.对人类健康和发展造成了极大的负面影响
21世纪的科学技术 交卷时间： 2019-07-22 15:16:41 1.在上个世纪的前15 年完成了相对论，包括狭义相对论和广义相对论理论。（10.0 分） A.爱因斯坦 B.牛顿 C.爱迪生 D.亚里士多德 我的答案： A √答对 2.上个世纪下半叶在材料方面最重大的成就是（10.0 分） A.钨材料的利用 B.铝材料的利用 C.铁材料的利用 D.硅材料的利用 我的答案： D √答对 3.科学技术创新活动国际化趋势进一步加强，其竞争也更加激烈，竞争的焦点是（10.0 分） A.人才 B.知识 C.技术 D.制度 我的答案： A √答对 4.维格纳提出了。（ 10.0 分） A.宇宙大爆炸理论 B.大陆板块漂移学说 C.海底扩张学说 D.板块构造理论 我的答案： B √答对 1.运载工具的现代化带来的变化包括（10.0 分）） A.改变了人类活动的时空观 B.拓展了人类活动的范围 C.开启了无污染的绿色交通时代 D.奠定了全球化经济的基础 我的答案： ABC ×答错
2.21 世纪，信息技术以为代表，将在容量、速率、智能化等方面取得新的突破。（10.0 分）） A.计算机 B.掌上电脑 C.宽带数字通讯 D.微型手机 我的答案： AC √答对 1.动物基因组图谱项目的成功，标志着人类对自身的了解迈入了一个崭新的阶段，迎来了科学技术的新纪元。（ 10.0 分） 我的答案：错误√答对 2.相对论是对牛顿力学理论体系的一次重大调整。（10.0 分） 我的答案：错误√答对 3.21 世纪物质科学将研究和进一步揭示迄今已知的地球独有的生命现象的奥秘。（10.0 分） 我的答案：错误√答对 4.X 射线的发现，揭开了20 世纪物理革命的序幕。（10.0 分） 我的答案：正确√答对
关于古代科学家的资料 中国古代十大科学家1、张衡（公元78—139 年），字平子，南阳西鄂人（今河南省南阳市石桥镇夏村），张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪，还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。张衡共著有科学、哲学、和文学著作三十二篇，其中天文著作有《灵宪》和《灵宪图》等。为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“张衡环形山”，将小行星1802命名为“张衡小行星”。郭沫若对张衡的评价是：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。” 2、张仲景（公元150 —219 ）名机，东汉南阳郡涅阳人（今河南省邓县穰东镇）张仲景博览群书，广采众方，系统地总结了汉代以前的医学精华，根据自己丰富的医疗实践经验，著《伤寒杂病论》合十六卷，后世医学者称张仲景为" 医圣" ，奉" 伤寒" 、" 金匮" 为医经（唐宋以后将《伤寒杂病论》分为《伤寒论》和《金匮要略》两部书）。中医" 四大经典" ，张仲景一人就完成了两部。他所确立的" 辨证论治"原则，是祖国医学伟大宝库中的灿烂明珠，从而使中华民族的医学独具特色而自立于世界民族之林。张仲景是中华民族悠久文明史上最杰出的科学家之一，他的学说哺育了世代名医，至今依然是" 道经千载更光辉". 3、祖冲之（429 －500 ），字文远，范阳遒（今河北涞水）人。杰出的数学家、天文学家和机械制造家。他在世界数学史上第一次将圆周率（л）值计算到小数点后七位，即3.1415926 到3.1415927 之间。他提出约率22／7 和密率3 55 ／113 ，这一密率值是世界上最早提出的，比欧洲早一千多年，所以有人主张叫它“祖率”。他编制的《大明历》，第一次将“岁差”引进历法。提出在391年中设置1 44 个闫月。推算出一回归年的长度为365.24281481日，误差只有50秒左右。为了纪念祖冲之的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“祖冲之环形山”，将小行星1888
21世纪四大化学难题 到了21世纪，数学界、物理学界和生物学界都相继提出了各自领域的重大难题或奋斗目标。但在化学界，一直没有人明确提出哪些是化学要解决的世纪难题。 近年来，在世界范围内出现了淡化化学的思潮。那么化学界果真提不出重大难题吗？有人对这一问题，提出21世纪的四大化学难题供大家一起探讨。如何建立精确有效而又普遍适用的化学反应的含时多体量子理论和统计理论？ 化学是研究化学变化的科学，所以化学反应理论和定律是化学的第一根本规律。应该说，目前的一些理论方法对描述复杂化学体系还有困难。因此，建立严格彻底的微观化学反应理论，既要从初始原理出发，又要巧妙地采取近似方法，使之能解决实际问题，包括决定某两个或几个分子之间能否发生化学反应？能否生成预期的分子？需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应？如何在理论指导下控制化学反应？ 如何计算化学反应的速率？如何确定化学反应的途径等，是21世纪化学应该解决的第一个难题。对于这一世纪难题，应予首先研究的课题有：(1)充分了解若干个重要的典型的化学反应的机理，以便设计最好的催化剂，实现在最温和的条件进行反应，控制反应的方向和手性，发现新的反应类型，新的反应试剂。 (2)在搞清楚光合作用和生物固氮机理的基础上，设计催化剂和反应途径，以便打断CO2, N2等稳定分子中的惰性化学键。(3)研究其它各种酶催化反应的机理。酶对化学反应的加速可达100亿倍，专一性达100%。如何模拟天然酶，制造人工催化剂，是化学家面临的重大难题。(4)充分了解分子的电子、振动、转动能级，用特定频率的光脉冲来打断选定的化学键——选键化学的理论和实验技术。 如何确立结构和性能的定量关系？这里“结构”和“性能”是广义的，前者包含构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等，后者包含物理、化学和功能性质以及生物和生理活性等。这是21世纪化学的第二个重大理论难题。要优先研究的课题有：(1)分子和分子间的非共价键的相互作用的本质和规律。(2)超分子结构的类型，生成和调控的规律。(3)给体-受体作用原理。(4)进一步完善原子价和化学键理论，特别是无机化学中的共价问题。(5)生物大分子的一级结构如何决定高级结构？高级结构又如何决定生物和生理活性？(6)分子自由基的稳定性和结构的关系。(7)掺杂晶体的结构和性能的关系。(8)各种维数的空腔结构和复杂分子体系的构筑原理和规律。(9)如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料？(10)如何使宏观材料达到微观化学键的强度？例如“金属胡须”的抗拉强度比通常的金属丝大一个量级，但还远未达到金属-金属键的强度，所以增加金属材料强度的潜力是很大的。以上各方面是化学的第二根本问题，其迫切性可能比第一问题更大，因为它是解决分子设计和实用问题的关键。 如何揭示生命现象的化学机理？充分认识和彻底了解人类和生物的生命运动的化学机理，无疑是21世纪化学亟待解决的重大难题之一。例如：(1)研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理，这是药物设计的基础。(2)化学遗传学为哈佛大学化学教授Schreiber所创建。他的小组合成某些小分子，使之与蛋白质结合，并改变蛋白质的功能，例如使某些蛋白酶的功能关闭。这些方法使得研究者们不通过改变产生某一蛋白质的基因密码就可以研究它们的功能，为开创化学蛋白质组学，化学基因组学(与生物学家以改变基因密码来研究的方法不
21世纪的科学技术 1.维格纳提出了。（10.0分） A.宇宙大爆炸理论 B.大陆板块漂移学说 C.海底扩张学说 D.板块构造理论 2.是人类经济、社会发展的重要动力源泉。（10.0分） A.卫生和教育 B.知识与技术创新 C. 政治和文化 D.文化和卫生 3.2001年2月，美、日、法、德、英、中六国科学家联合公布了（10.0分） A.体细胞的克隆过程 B.人类基因组图谱及分析结果 C.干细胞生物技术的应用 D.人体基因芯片
4.是李四光先生倡导的理论。（10.0分） A.狭义相对论 B.“陆相成油”理论 C.地质力学 D.原子能理论 1.21世纪，信息技术以为代表，将在容量、速率、智能化等方面取得新的突破。（10.0分）） A.计算机 B.掌上电脑 C.宽带数字通讯 D.微型手机 2.干细胞生物技术的进展将为带来革命性进展。（10.0分）） A.医学上的器官移植、人类生育与脏器的再生 B.工业上的流程再造、技术更新 C.农业上的优良家畜育种、繁殖 D.商业上的利益增收机制、产业模式
1.在物质科学、生命科学、认知科学等的带动下，21世纪，信息技术、生物技术与新材料将成为对人类经济发展与社会进步最有影响力的技术领域。（10.0分） 2.通信工具的发展，把整个世界连接成为一个整体。（10.0分） 3.动物基因组图谱项目的成功，标志着人类对自身的了解迈入了一个崭新的阶段，迎来了科学技术的新纪元。（10.0分） 4.非极端条件下的生命和生态现象研究将可能揭示生命适应逆境、演化自身能力，并可能为发展抗逆农牧产品和人类健康开辟新的途径。（10.0分）
钱学森 1911年12月11日生，浙江杭州人，1959年8月加入中国共产党，博士学位。 1929年至1934年在上海交通大学机械工程系学习，毕业后报考清华大学留美公费生， 录取后在杭州笕桥飞机场实习。1935年至1939年在美国麻省理工学院航空工程系学 习，获硕士学位。1936年至1939年在美国加州理工学院航空与数学系学习，获博士 学位。1939年至1943年任美国加州理工学院航空系研究员。1943年至1945年任美 国加州理工学院航空系助理教授（其间：1940年至1945年为四川成都航空研究所通 信研究员）。1945年至1946年任美国加州理工学院航空系副教授。1946年至1949 年任美国麻省理工学院航空系副教授、空气动力学教授。1949年至1955年任美国加 州理工学院喷气推进中心主任、教授。 钱三强 钱三强，原名钱秉穹，1913年出生于浙江绍兴，父亲钱玄同是中国近代著名的语言文字学家。他少年时代即随父在北京生活，曾就读于蔡元培任校长的孔德中学，16岁便考入北京大学预科，1932年，又考入清华大学物理系。1936年，钱三强毕业后，担任了北平研究院物理研究所严济慈所长的助理。翌年，他通过公费留学考试，在卢沟桥的炮声响起之际，以报国之志赴欧洲，进入巴黎大学居里试验室做研究生，导师是居里的女儿、诺贝尔奖获得者伊莱娜·居里及其丈夫约里奥·居里。1940年，钱三强取得了法国国家博士学位，又继续跟随第二代居里夫妇当助手。1946年，他与同一学科的才女何泽慧结婚。夫妻二人在研究铀核三裂变中取得了突破性成果，被导师约里奥向世界科学界推荐。不少西方国家的报纸刊物刊登了此事，并称赞“中国的居里夫妇发现了原子核新分裂法”。同年，法国科学院还向钱三强颁发了物理学奖。
21世纪的科技、城市、建筑和人 人们曾经预言，21世纪是高新科技发展的一个鼎盛时代，微电子工程、信息工程、生物工程、材料工程以及纳米技术将有一个大的飞跃，由于这些高科技成果在各行业中得到应用，势必推动了各行各业的技术、产品的发展。 对世纪城市规划将引入生态平衡规划理论，将O2和H2O的生态平衡和可持续发展，作为城市规划的主要依据，可以预测，在21世纪上半叶，将以提高城市绿化率为主体，到21世纪下半叶将有一个城市人口大迁移和大疏散重大举措。现有的特大城市将成为古城而小村镇将星罗棋布。上半叶将以发展地铁、轻轨为主体交通，逐步实现高速列车（时速＞500公里）、轻轨和汽车（电动和燃气型）相结合的城市交通体系。 由于信息网络工程发展人们不必要每日上下班而奔波，多功能别墅已成为21世纪建筑的主体，公共建筑仅是少量，现有的无电梯多层建筑将在2030年之前拆除，现有的落后房型的高层建筑将在2050年之前拆除，人们将享受到大自然所赋予的充足的阳光、新鲜的空气和洁净的水。 21世纪对于人类500万年的进化史来说是一瞬间，21世纪开发人类右脑，将成为世界性运动，21世纪人类在文明素质有很大提高，科学技能、法律道德、环保意识都有进步。由于人们饮食更趋科学化和合理化，对饮水要求更卫生，并注重锻炼身体，
因此人们的身体素质要比20世纪有所提高，寿命更长．但水仍然是构成人体的主要成份。人体排泄物从质量上和数量上并没有改变． 2．建筑给水 1）用水量和水质 从宏观来说，21世纪人们用水量要有所增加，由于家庭游泳池、冲浪淋浴房、按摩浴池的普及、健身用水比例将有大幅度提高，家庭绿化、环境绿化率提高、绿化用水也有显著提高，预测在水源供应充沛城市2050年，人均最高日用水量可达500升/日，到21世纪末可达800升/日。 在一些边远水资源相对缺乏的地区，当地政府将根据水资源平衡的原则制订相应法律，限制用水，这种限制措施可能沿续到2080年，随着高科技在水处理方面的应用，城市复用水量也逐步提高，这种限制也随之放宽。21世纪的生活饮用水标准应比现在要高，达到直接饮用水标准。由于水环境资源的保护，作为生活饮用水的水源的等级大为提高，可望到2030年之前，按现有水处理技术不增加投入完全可以达到。由于在管道系统设计中大大加重给水管道系统防回流污染的措施，以及管道施工安装工人素质提高，规范操作大大避免了水质污染途径。 2）供水系统 由于供水系统信息网络化管理和遥测遥控元件的微型化和
《中国科学家的小故事》 中国科学家的小故事（一）： 袁隆平，经过6年多的时间跑遍了大半个中国最后在海南岛找到了雄性不育植株。然后 又因为十年动乱差点断送了他的全部实验成果，幸好他的助手帮他藏了4钵稻苗，还能够进 行研究，最后研究出了杂交水稻。 中国科学家的小故事（二）： 国家最高科学技术奖获得者吴文俊 如果不是亲眼所见，你也许无法想象眼前这位鹤发童颜、乐观开朗的老先生，就是年逾8 旬的著名数学家：步履矫健，连小伙子有时都赶不上；思维敏捷，稍不留神就跟不上他的思绪。 2001年2月19日，82岁的吴文俊从国家主席江泽民手中接过国家最高科学技术奖证书，这位平时十分低调的科学家顷刻间成为举世瞩目的新闻人物。 中国科学家的小故事（三）： 中国核物理学家王淦昌早年为了支持抗日战争，把日本侵略者早日赶出去，他就将自己家 中积蓄的白银、首饰全都献给了祖国。1961年，当国内出现了严重的自然灾害，钱财十分短 缺时，身在苏联的王淦昌就将自己省吃俭用节约下来的十四万卢布（约合人民币2至3万元）交给中国驻苏大使馆转赠给祖国和人民。1982年，王淦昌又将自己荣获国家自然科学一等奖 的奖金三千元全部都捐赠给了小学。 中国科学家的小故事（四）： 著名地质学家李四光早年在英国伯明翰大学苦读六年，取得了地质学硕士学位。他的老师 鲍尔敦教授劝他留下深造，获得博士学位后再回国。李四光谢绝了老师的好意，他回答说：不，我想把我学到的知识，尽快贡献给我的祖国。1920年回国工作，直到1937年抗日战争爆发 为止。之后，一度出国，在国外仍坚持地质学的研究工作。到1950年，他放下国外优厚条件，在新中国百废待兴之际，毅然从英国绕道回国，作为新中国的地质部长为我国石油事业立下卓 越功勋。 中国科学家的小故事（五）： 著名数学家华罗庚在1946年应聘到美国讲学，很受学术界器重。当时，美国的伊利诺大 学以一万美元的年薪，与他订立了终身教授的聘约。华罗庚的生活一下子舒适起来了，不仅仅 有了小洋楼，大学方面还特地给他配备了四名助手和一名打字员。新中国成立后，一些人总以 为华罗庚在美国已功成名就，生活优裕，是不会回来的了。然而，物质、金钱、地位并没有能 羁绊住他的爱国之心。1950年2月，华罗庚毅然放下了在美国阔教授的待遇，冲破重重封锁 回到祖国。途经香港时，他写了一封《告留美同学的公开信》，抒发了他献身祖国的热情。他 满腔热忱地呼吁：为了国家民族，我们应当回去！锦城虽乐，不如回故乡；梁园虽好，非久留 之地。 中国科学家的小故事（六）：
科学与技术复习试题 一、选择题（每题2分，共10分） 1．自然界中一切物体的相互作用，都可能归结为四种基本的相 互作用，即引力、弹力、电磁力和(C)相互作用。A．地磁力B．分子力C强力D．结合力 2．基因是含特定遗传信息的核苷酸序列，是(D)的最小功能单位。 A ．细胞 B ．蛋白质 C ．氨基酸 D ．遗传物质 3.1996年，世界上第一只克隆羊——多利面世，这 是世界上首次利用(A)技术而培养出的克隆动物。 A. 细胞核移植 B ．细胞融合C．细胞培养 D ．细胞膜嫁 接 4．由无数恒星和星际物质构成的巨大集合体称为(A) 。 A．星系 B ．星空 C ．星云 D ．星际 5．光纤通信利用光纤来传送(C)，它是20世纪70年代发展起来的一种新的通信方式。 A．电 B ．声 C ．光 D ．机械 二、填空题（每空2分，共10分） 6．科学是技术发展的__理论__基础，技术是科学发展的手段， 他们相互依存、相互渗透、相互转化。 7 ．我国863计划中，被评选列入该纲要的8个技术群是生物技 术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能 源技术、新材料技术和海洋技术。 8 ．新技术革命的兴起是以__信息技术为先导的。 9．板块构造说的理论是在__大陆漂移学说、海底扩张 学说的基础上发展起的。 10.1987年，世界环境与发展委员会发布了一份 题为《我们共同的未来》的报告，首次提出了“可持续 发展”的概念。 三、名词解释（每题5分，共20分） 11．核能是在原子核变化过程中，从变化前后原子核质量亏损的质量 差转化来的能量。 12. 纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（lo-g 米），再用这种超细微粒子制造的材料。 13. 地球外部圈层结构指地球外部离地表平均800千米以内的圈 层，包括大气圈、水圈和生物圈。 14 ．物质生产力一（劳动者十劳动资料十劳动对象十管理 +??） 高科技。四、简答题（每题15分．共30分） 15．简述科学认识发展的动因。 (1)科学认识发展的外部动因（8分） 恩格斯曾经指出：“经济上的需要曾经是，而且越来 越是对自然界的认识进展的主要动力”。 一般地说，在19世纪中叶以前，科学是落后于生产和技术的， 它的发展是在生产需要的推动下进行的。而从19世纪下半叶以后，科学理论研究不仅走在技术和生产的前面，还为技术和生产的发展开辟了各种可能的途径。进入二十世纪以后，现代科学产生了空前的先行作用，科学变成了超越一般技术进步的因素。 (2)科学认识发展的内部动因（7分） 科学作为系统化的理论知识体系，有其自身的矛盾运 动和继承积累关系。科学发展的内部矛盾运动是它的内部动力。它表现为：1)新事实和1日理论的矛盾。2)各种不同观点、假说和理论的矛盾。 16．简述新材料发展的方向。 随着社会的进步，人类总是不断地对材料提出新的要求。当今新材料的发展有以下几点： (1)结构与功能相结合。即新材料应是结构和功能 上较为完美的结合。（3分） (2)智能型材料的开发。所谓智能型是要求材料本身具 有一定的 模仿生命体系的作用，既具有敏感又有驱动的双重的功能。（3 分） (3)少污染或不污染环境。新材料在开发和使用过 程中，甚至废弃后，应尽可能少地对环境产生污染。 （3分） 18世纪中叶产 生
21世纪的科学技术 单选题 1.科学技术创新活动国际化趋势进一步加强，其竞争也更加激烈，竞争的焦点是（10.0分） A.人才 B.知识 C.技术 D.制度 我的答案：A√答对 2.维格纳提出了。（10.0分） A.宇宙大爆炸理论 B.大陆板块漂移学说 C.海底扩张学说 D.板块构造理论 我的答案：B√答对 3.上个世纪下半叶在材料方面最重大的成就是（10.0分） A.钨材料的利用 B.铝材料的利用 C.铁材料的利用 D.硅材料的利用
4.1901年，德国科学家W.C.伦琴因发现射线，成为第一届诺贝尔物理学奖的获奖者。（10.0分） A.Y B.X C.Z D. R 我的答案：B√答对 多选题 1.21世纪，科学研究将在哪些方面展开？（10.0分）） A.物质科学 B.生命科学 C.地球与生态环境科学 D.对人脑的研究 我的答案：ABCD√答对 2.运载工具的现代化带来的变化包括（10.0分）） A.改变了人类活动的时空观 B.拓展了人类活动的范围 C.开启了无污染的绿色交通时代 D.奠定了全球化经济的基础
判断题 1.X射线的发现，揭开了20世纪物理革命的序幕。（10.0分） 我的答案：正确√答对 2.动物基因组图谱项目的成功，标志着人类对自身的了解迈入了一个崭新的阶段，迎来了科学技术的新纪元。（10.0分） 我的答案：错误√答对 3.在物质科学、生命科学、认知科学等的带动下，21世纪，信息技术、生物技术与新材料将成为对人类经济发展与社会进步最有影响力的技术领域。（10.0分） 我的答案：正确√答对 4.相对论是对牛顿力学理论体系的一次重大调整。（10.0分） 我的答案：错误√答对
21 21世纪 科技发展展望 ●路甬祥 世纪将是人类依靠知识创新 和高技术创新持续发展的时代,人类将更加深入和完善 对物质世界统一性的科学认识,更合理地保护和利用自然资源,创造新的物质和精神文明,创造一个更加美好的自然环境和人类的理想社会。 信息革命和信息科技的发展将进一步拓展人的创造能力可以预见,随着量子电子、光量子技术和纳米科技的进展,微电子与光电子器件及其集成结构、功能和规模将取得新的革命性的进展。计算机结构和功能将向着微型化、超功能、智能化和网络化方向发展,人机界面将更为友好。新的科学方法与应用软件将帮助人们突破语言文字屏障,实现即时的虚拟现实,为全球化虚拟制造、服务、流通、研究与发展、终身学习和娱乐提供新的平台。通过信息科技与物质科技、生命科技乃至与社会人文科学的交叉与融合,分子设计、材料设计、虚拟实验、生物信息、数字地球、数字宇宙和数字生态等新的科学技术分支将得到发展,并表现出巨大的创新潜力。 继续揭示生命现象的奥秘,为人类控制自身、提高健康水平和生活质量带来新的福音21世纪初,人类、水稻等一些重要物种的全基因图谱和测序工作将要完成,随着后基因组计划的推进,将导致医药保健和农业产业新的革命。对于人脑和神经系统分子发育和工作机制的深入研究,将逐步揭示脑和认知过程的奥秘,促进认知科学、教育学和信息科学的发展,并可能为人的智力开发和计算机科学带来新的突破。生物信息科技的发展将为生命体的发育、遗传的调控,对机体疾病的诊断、调控与康复,对脑与神经的发育与修复乃至认知的发展开辟新的途径。分子遗传与分子生态学的进展将提示自然界生物多样性、生态平衡和动植物间的互相依存与相互作用 的分子机制,为生态保护和恢复提供新的科学根据。随着分子生物学的进展,蛋白质结构与功能的关系将得到系统诠释,蛋白质分子设计及生命物质的目标合成技术将日趋成熟,蛋白质工程将成为新兴产业。以细胞工程、蛋白质工程和基因工程为核心的生物工程技术,将在解决人类面临的人口、食物、健康和生态环境等重大问题上成为支柱性技术和产业,其成果不仅成为人们获取高品质、多样化食物的来源,也将成为可再生能源、可再生和环境友好材料的主要手段。 进一步掌握物质和能量清洁、高效和转化的规律,从而获得取之不竭的新型材料以及能源和资源先进材料和先进制造技术是发展高技术产业和现代文明的物质基础。21世纪的材料科学技术的发展重点将向具有功能化、复合化、智能化及环境相协调化特征的方向发展。由于从基础研究成果转化为实用材料,必须提高现有材料性能、节约资源及减少污染和降低成本,材料的制备与加工的研究是必由之路,从而将受到更大的重视。由于科学技术的发展,无论是结构材料或是功能材料,将更多地通过计算机辅助,从微观到宏观实现分子成分设计、空间结构设计和工艺设计。材料的开发与生产逐步摆脱以经验为主的局面。随着材料科学技术的进步,传统材料的性能将会大幅度提高,资源与能源消耗不断下降,污染受到有效的控制。在下世纪,燃煤高效联合循环技 术将得到进一步采用,运行安全、高效、清洁的核能技术将取得新的突破,潮汐发电、燃料电池、太阳能、风能、生物质能等优质、可再生和清洁能源的效率将大幅度提高,水力与地热资源将得到进一步有效利用。下个世纪,人类取之不竭的清洁能源———海水中氢同位素的受控热核聚变装置,将有可能得到工业化应用,人类将以最理想的方式解决地球上对能量的需求。 随着纳米科学技术的发展,将带来微细加工的新变革加工精度将从微米发展到纳米量级,原子、分子、量子器件的工业化制备将变为现实。制造技术将从传统的工厂、车间的屋顶下走出来。以信息、工艺与管理的计算机集成为特征,以社会生产要素与市场行销和服务相结合的虚拟工厂将形成全球制造体系新的特点。由于当代消费的多样化、个性化特点,功能性产品将被功能艺术性产品所代替,大批量、同造型的产品将被多品种、小批量,甚至单件定制的所替代。制造业的全盘自动化将被以人为核心、以计算机为中介的人—机一体化智能制造系统所代替。未来的制造业将全面进入柔性、智能、敏捷、精益、绿色、艺术化、全球化的先进制造新时代。 专题报道