當(dāng)代世界科技

當(dāng)代世界科技第1頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

了解現(xiàn)代科技前沿的意義1、理論發(fā)展對(duì)人們思維方式的影響（科學(xué)）2、技術(shù)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響（技術(shù)）科學(xué)回答“是什么”“為什么”技術(shù)解決“做什么”“怎么做”第2頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月李約瑟（JosephNeedham，1900-1995）英國皇家科學(xué)院院士，英國文學(xué)院院士，英中友誼協(xié)會(huì)會(huì)長。1954年李約瑟主編的七卷本英文版《中國科學(xué)技術(shù)史》被認(rèn)為是是二十世紀(jì)完成的重大學(xué)術(shù)成果之一。第3頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月李約瑟難題“為什么近代科學(xué)沒有發(fā)生在中國？”第4頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

科學(xué)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷分為三個(gè)階段5101620科技成就時(shí)間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀(jì)古希臘科技籠統(tǒng)、模糊、直覺生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)牛頓經(jīng)典理論兩次技術(shù)革命量子力學(xué)、相對(duì)論兩次技術(shù)革命第5頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月5101620科技成就時(shí)間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀(jì)古希臘科技反映出東西方思維方式的差異東西方科學(xué)技術(shù)發(fā)展的差異第6頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月講座內(nèi)容：一、自然科學(xué)的重大基本問題二、現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的重要前沿第7頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月一、自然科學(xué)的重大基本問題

所謂基本問題，就是研究自然界（非生命界、生命界）到底是由有什么構(gòu)成的，它又是如何演化的。第8頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月從分子到夸克4個(gè)層次大分子原子原子核夸克

-6-8-13-1710101010 粒子結(jié)構(gòu)大小（一）微觀層次結(jié)構(gòu)的研究

目前，研究的最小物質(zhì)層次是夸克（Quark）第9頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月納米技術(shù)（1納米=10米）

1納米－－100納米的技術(shù)，使用STM操縱原子、分子的技術(shù)。-9第10頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）宇宙起源及演化的研究

1光年＝9.5萬億公里

范圍約200億光年人類迄今觀測(cè)到距地球150億光年的星系（8C1433＋63

）第11頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月超星系團(tuán)星系團(tuán)本星系群銀河系太陽系地球第12頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

銀河系直徑10萬光年，中心厚度1萬光年，總星球超過2000億顆。宇宙中像銀河系這樣的星系有1000萬億個(gè)。范圍約200億光年，誕生約為150億年。銀河系第13頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀(jì)開創(chuàng)現(xiàn)代宇宙學(xué)1916年，愛因斯坦提出廣義相對(duì)論，預(yù)言日全食時(shí)掠過太陽邊緣的星光會(huì)發(fā)生1.75角秒的偏射。1919年，英國愛丁頓日全食觀察隊(duì)觀測(cè)到1.98角秒。第14頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

宇宙大爆炸假說（1946年，美國天文學(xué)家伽莫夫）⑴基本粒子形成階段（1秒、150億年前、溫度100億K）⑵元素形成階段（1秒以后、溫度1億K）⑶實(shí)物形成階段（1萬年至今、3000K）⑷未來發(fā)展階段（由密到疏）第15頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代自然科學(xué)理論發(fā)展形式許多重大基本問題的研究是以假說的形式發(fā)展。未知事物規(guī)律假說實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第18頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）生命起源及演化的研究第19頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

“化學(xué)進(jìn)化說”場所：原始大氣和原始海洋物質(zhì)：甲烷、氨、水、氫氣、硫化氫、氰化氫等等能量：宇宙射線、紫外線、閃電、火山噴發(fā)釋放的能量等等第20頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月無機(jī)小分子有機(jī)小分子生物有機(jī)大分子生物個(gè)體和群種細(xì)胞沃森克里克

達(dá)爾文凱奇和奧特曼

艾根我國人工合成米勒試驗(yàn)1922年,生物化學(xué)家奧巴林第21頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月原始的海洋“還原性大氣”模擬降雨加熱米勒實(shí)驗(yàn)裝置第22頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

宗教與科學(xué)的關(guān)系人類社會(huì)自然界宗教科學(xué)原始的巫術(shù)和自然崇拜迷信邪教第23頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月5101620科技成就時(shí)間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀(jì)古希臘科技東西方思維方式的差異第24頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月5101620科技成就時(shí)間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀(jì)古希臘科技西方科學(xué)的基石1、邏輯率2、因果率第25頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月二、當(dāng)代技術(shù)發(fā)展的重要前沿當(dāng)代技術(shù)發(fā)展的重要前沿，是指２０世紀(jì)７０年代末８０年代初，以微電子技術(shù)為先導(dǎo)的技術(shù)革命，所誕生的高技術(shù)群。集成電路技術(shù)（芯片技術(shù)）在半導(dǎo)體材料上集成成千上萬個(gè)電子元件。第26頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月最早：1958年9月12日。地點(diǎn)：美國德克薩斯儀器公司發(fā)明人：杰克·基爾比集成度：5（1只晶體管、3只電阻、1只電容器）集成電路技術(shù)（微電子技術(shù)）第27頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月微電子技術(shù)，采用先進(jìn)的微細(xì)加工技術(shù)（技術(shù)是超細(xì)、超純、超凈。工藝是離子束、電子束、分子束），在很小的半導(dǎo)體材料上集成成千上萬個(gè)電子元件。60年代，60萬個(gè)。80年代，上百萬個(gè)?，F(xiàn)在，上千萬個(gè)。第30頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月六大高技術(shù)領(lǐng)域：生物技術(shù)信息技術(shù)空間技術(shù)新材料技術(shù)新能源技術(shù)海洋技術(shù)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特征：高投入、高效益、高風(fēng)險(xiǎn)、高競爭、高潛能、高智力。第33頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月我國“863”計(jì)劃（高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃綱要）楊嘉墀、王大珩、陳芳允、王淦昌第34頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）生物技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

生物技術(shù)是指利用生物有機(jī)體（從微生物到高級(jí)動(dòng)物）或生物體的組成部分（器官、組織、細(xì)胞等），來發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的高技術(shù)體系。第35頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要影響：農(nóng)業(yè)（超級(jí)植物、超級(jí)動(dòng)物）醫(yī)學(xué)（超級(jí)藥物、基因治療）環(huán)保（微生物工程）第36頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月生物技術(shù)的主要內(nèi)容：基因技術(shù)細(xì)胞技術(shù)酶技術(shù)微生物技術(shù)第37頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要的技術(shù)發(fā)展

基因技術(shù)（遺傳技術(shù)、DNA技術(shù)）

指對(duì)不同的生物基因，按照人類的意愿在生物體外進(jìn)行切割、拼接和重新組合，再將它們轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)，以產(chǎn)生人們所期望的某種產(chǎn)物。第38頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）是一種高分子化合物，組成它的基本單位是脫氧核苷酸。每個(gè)脫氧核苷酸由一分子磷酸分子（P）、一分子脫氧核酸（S）和一分子含氮堿基組成（腺嘌呤Ａ、鳥嘌呤Ｇ、胞嘧啶Ｃ、胸腺嘧啶Ｔ）。第39頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑴基因操作技術(shù)（基因克隆技術(shù)）⑵基因組技術(shù)（人體基因組的破譯）第40頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月克隆羊克隆“Clone”1997－2003年第41頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月綿羊:1997年，多利（Dolly）獼猴:2000年1月，Tetra，雌性豬:2000年3月，5只蘇格蘭PPL小豬；8月，Xena，雌性牛:2001年，Alpha和Beta，雄性貓:2001年底，CopyCat（CC），雌性鼠:2002年兔:2003年3-4月分別在法國和朝鮮獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)；騾:2003年5月，愛達(dá)荷Gem，雄性；6月，猶他先鋒，雄性鹿:2003年，Dewey馬:2003年，Prometea，雌性狗:2005年，韓國首爾大學(xué)實(shí)驗(yàn)隊(duì)，史努比（Snoopy)豬:2005年8月8日，中國第一頭供體細(xì)胞克隆豬第43頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖為參與繪制的英國桑格研究中心(Sanger．Centre)主任約翰-蘇爾斯頓博士(Dr.JohnSulston)在新聞發(fā)布會(huì)上。

人體基因組技術(shù)2000年6月26日，英國研究人員在倫敦召開新聞發(fā)布會(huì)，宣布由各國政府資助進(jìn)行人類基因組草圖已經(jīng)繪制完畢。第44頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

2001年２月１２日，中、美、日、德、法、英等６國科學(xué)家和美國塞萊拉公司聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。這次公布的人類基因組圖譜是在去年６月２６日公布的人類基因組“工作框架圖”的基礎(chǔ)上，經(jīng)過整理、分類和排列后得到的，它更加準(zhǔn)確、清晰、完整。

圖為英國科學(xué)家、癌基因工程領(lǐng)導(dǎo)人斯特拉頓工作的資料照片。第45頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月新的發(fā)現(xiàn)：１、人類基因是果蠅的的兩倍；２、人類個(gè)體基因間的差距僅僅為0.001%；３、從基因看沒有人種好壞之分；４、1/3級(jí)因?yàn)椤袄保唬秶呢暙I(xiàn)率第46頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）信息技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用信息技術(shù)是指以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，研究和實(shí)現(xiàn)信息的獲取、傳遞、處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸和控制的技術(shù)體系。第47頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要影響：提高效率降低成本信息化與工業(yè)化融合第48頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月信息技術(shù)主要內(nèi)容：信息獲取技術(shù)信息的處理技術(shù)信息傳遞技術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息控制技術(shù)第49頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

主要的技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)－－集成電路技術(shù)核心－－計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)特征－－網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第50頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路技術(shù)的發(fā)展遵守摩爾定律：

集成電路的集成度，每隔18到24個(gè)月提高一倍，同時(shí)價(jià)格下降一半。第51頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)算機(jī)技術(shù)（信息處理技術(shù)）電子計(jì)算機(jī)是一種能夠高速、自動(dòng)處理信息的機(jī)器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件軟件輸出設(shè)備輸入設(shè)備運(yùn)算器中央處理器控制器CPU存儲(chǔ)器操作系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件等第52頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的心臟－－CPU第53頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月中央處理器（CPU）的發(fā)展歷程1971年發(fā)明1982年，80386（幾千萬次/秒）1990年，80486（億次）1995年，奔騰（Pentium）1998年，奔騰二代（PentiumII）1999年，奔騰三代（PentiumIII）（十億次）2000年，奔騰四代（PentiumIV）第54頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月美國壟斷的硬件技術(shù)英特爾、AMD、DEC、HP、Transmeta等壟斷世界處理器生產(chǎn)、銷售的95%以上動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器、顯示適配器芯片、主板芯片組等制造核心技術(shù)（最新集成電路技術(shù)）硬盤、激光打印機(jī)技術(shù)各種主要硬件生產(chǎn)、制造的工業(yè)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)第55頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月美國壟斷的軟件技術(shù)操作系統(tǒng)（90%以上）辦公軟件（至少80%）網(wǎng)絡(luò)瀏覽器（幾乎100%）計(jì)算機(jī)通訊協(xié)議（幾乎全部）其他多種重要軟件和技術(shù)協(xié)議等第56頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月通信技術(shù)（信息傳遞技術(shù)）第57頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月通信技術(shù)內(nèi)容：程控交換機(jī)（機(jī)電交換，計(jì)算機(jī)交換）；光纖通信（帶寬10億b/s，能耗低100公里無中繼站，無干擾，重量輕是銅的1%）；衛(wèi)星通信（銥星系統(tǒng)）；移動(dòng)電話（蜂窩電話）；數(shù)字通信（模擬電路數(shù)字電路計(jì)算機(jī)化）；

高清晰度電視機(jī)；16:9（4:3），1125行(625行)，象素140萬個(gè)（28萬個(gè)），帶寬30兆（6兆）。第58頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1964年美國蘭德公司提出新的網(wǎng)絡(luò)基本思想；1969年12月美國建成阿帕網(wǎng)（Arpa）（美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署簡稱）；1993年美國副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥靶畔⒏咚俟贰?；隨后國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）迅速發(fā)展。第59頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

信息高速公路就是能夠以交互方式傳遞信息流量的電信網(wǎng)。（速度可達(dá)10億b/s）美國預(yù)計(jì)，運(yùn)輸負(fù)擔(dān)減少40%，能耗減少40%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高20-40%）。第60頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）空間技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

空間技術(shù)是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的綜合技術(shù)體系。

第61頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要影響：帶動(dòng)國家科學(xué)技術(shù)的整體發(fā)展國家安全吸引青少年獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)第62頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月空間技術(shù)的主要內(nèi)容：航天運(yùn)載工具技術(shù)人造衛(wèi)星技術(shù)載人航天技術(shù)（空間站）深空探測(cè)技術(shù)第63頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要的技術(shù)發(fā)展

航天運(yùn)載工具⑴一次性運(yùn)載火箭。中國的長征號(hào)，俄羅斯的質(zhì)子號(hào)、美國的大力神號(hào)、歐盟的阿里安娜號(hào)、日本的H號(hào)等，都可以將４噸重的衛(wèi)星送往36000km的軌道。第64頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第65頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月航天飛機(jī)。在200-400km軌道上運(yùn)行，在人3-7人，20頓?？梢远啻问褂茫娛律蟽r(jià)值高。但是，其成本高，風(fēng)險(xiǎn)大。目前各國努力的方向，低軌道成本由1-2萬/公斤降低到1000/公斤。我國863計(jì)劃內(nèi)容之一。近期航天運(yùn)載工具發(fā)展的方向，發(fā)展無污染、大推力、低成本的多次使用的運(yùn)載工具。第66頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

人造地球衛(wèi)星目前，發(fā)射人造衛(wèi)星能力，８個(gè)國家獨(dú)立發(fā)射，重量由幾十公斤到100頓，壽命由幾個(gè)月到十幾年，分辨率到0.3m,傳輸能力由幾十路到幾萬路。衛(wèi)星的種類根據(jù)用途分為：通訊衛(wèi)星（我國的東方紅系列）、資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星（美國的GPS全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)，由２４顆衛(wèi)星組成，精度米級(jí)）等。然而，大多數(shù)（約占70%）衛(wèi)星是用于軍事。近期發(fā)展，各種衛(wèi)星向著大容量、多譜段、大功率、長壽命、靜止軌道、低軌道小衛(wèi)星（美國銥星計(jì)）今后十年將發(fā)射1700顆衛(wèi)星，加之1200億美元，70%是商用衛(wèi)星。第67頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月１９７０年４月２４日，中國第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功，是繼蘇、美、法、日之后，成為世界第５個(gè)有能力用自制火箭，發(fā)射自制衛(wèi)星的國家。１９５７年１０月４日。前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，它標(biāo)志著人類空間時(shí)代的開始。第68頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月載人航天（空間站）

1961年4月12日，蘇聯(lián)首次在人飛行成功。1969年7月21日，“阿波羅－11號(hào)”登月成功?，F(xiàn)已有400人次進(jìn)入太空，