现代科学技术的发展现状及展望

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现代科学技术发展的现状及展望
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
• 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）。
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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）
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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
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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、
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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）。
多。 • 我国近几年一直在扩大高校的招生名额。
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1 一般情况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
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
）。
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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）
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2.4 四个模型 现代科学技术发展的现状及展望
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
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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。
• Biblioteka Baidu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 ）
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
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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）。
• 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）
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1 一般情况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
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
现代科学技术发展的现状及展望
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
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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) 。
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）
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1 概况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
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 。
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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
• 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
）核子爆炸而形成的。
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图3 宇宙大爆炸模型
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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）
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图4 地球板块模型