2013年现代科学技术基础

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1、总论总论（ （p1-10） ）现现代科学技代科学技术术已已经经成成为为社会社会发发展的推展的推动动力，力，经济发经济发展的生展的生产产力，政治力，政治上的影响力，上的影响力，军军事上的事上的战战斗力。斗力。现现代科学技代科学技术术极大地推极大地推动动了社会生了社会生产产力的力的发发展，使人展，使人类类走向信息走向信息时时代。代。现现代科学技代科学技术术正在改正在改变变着着产业结产业结构、构、经济结经济结构、社会构、社会结结构、生构、生产结产结构、生活方式和思构、生活方式和思维维方式。方式。科学是人科学是人类对类对客客观观世界的正确世界的正确认识认识，是反映客，是反映客观观事事实实和和规规律的知

2、律的知识识体体系。科学从大的系。科学从大的层层次上划分至少包括自然科学、社会科学和思次上划分至少包括自然科学、社会科学和思维维科学科学三大分支。三大分支。自然科学中的重大基本自然科学中的重大基本问题问题主要有：主要有：、1、宇宙的起源和演化。宇宙的起源和演化。、2、地球的起源和演化。地球是太阳系八大行星中唯一有生命的星地球的起源和演化。地球是太阳系八大行星中唯一有生命的星球。它是两极稍扁，赤道略鼓的球。它是两极稍扁，赤道略鼓的椭椭球体。地球以平均球体。地球以平均 29.79km/s 的速的速度沿度沿椭圆椭圆形形轨轨道道绕绕太阳公太阳公转转。地球是具有圈形。地球是具有圈形结结构的星球。地球的板构

3、的星球。地球的板块块构造学构造学说说和地球系和地球系统统科学可揭示地球的科学可揭示地球的变变化化规规律。律。、3、生命的本生命的本质质与智力的起源。人的全部与智力的起源。人的全部遗传遗传信息存于信息存于细细胞核内染胞核内染色体的色体的 DNA 中，人的中，人的遗传遗传基因基因约约 3-4 万个。万个。、4、宇宙的宇宙的层层次次结结构与物构与物质质的基本的基本单单元。宇宙可分元。宇宙可分为为宇宇观观、宏、宏观观和微和微观观三个三个层层次。自然界存在的四种基本的相互作用，即万有引力相互作次。自然界存在的四种基本的相互作用，即万有引力相互作用、用、电电磁相互作用、弱相互作用和磁相互作用、弱相互作用和

4、强强相互作用。相互作用。构成世界物构成世界物质质的基本的基本单单元是夸克、元是夸克、轻轻子、子、传传播子和希格斯粒子。播子和希格斯粒子。技技术术考察研究始于古希腊（考察研究始于古希腊（亚亚里士多德里士多德“制作的智慧制作的智慧”），），18 世世纪纪末，法末，法国科学家狄德国科学家狄德罗罗指出：指出：“技技术术是是为为某一目的共同某一目的共同协协作作组组成的各种工具成的各种工具和和规则规则体系。体系。 ”2.现现代高薪技代高薪技术术1.现现代高新技代高新技术术是是对对知知识识密集、技密集、技术术密集密集类产业类产业及其及其产产品的通称；品的通称；2.现现代高新技代高新技术术是指那些是指那些对对

5、一个国家一个国家军军事、事、经济经济有重大影响，具有有重大影响，具有较较大的社会意大的社会意义义，能形成，能形成产业产业的新技的新技术术或尖端技或尖端技术术。 。3.高技高技术术的特征的特征高技高技术术的特征，即高增的特征，即高增值值、高、高竞竞争、高争、高资资金、高金、高风险风险、高、高驱动驱动和高智力。和高智力。、1、高增高增值值是高技是高技术为术为人人们们所追求的首要特征。所追求的首要特征。、2、高高竞竞争是高技争是高技术发术发展中表展中表现现出来的出来的显显著特征，它是推著特征，它是推动动高技高技术术发发展的内在展的内在动动力。力。、3、高高资资本是高技本是高技术术要取得充分要取得充分

6、发发展的支撑条件，也是高技展的支撑条件，也是高技术术得以得以崭崭露露头头角的角的显显著特征之一，因著特征之一，因为为高技高技术术必必须须要有雄厚的要有雄厚的资资金金实实力作保力作保证证。 。、4、高高风险风险是高技是高技术发术发展最引人注目，也是最困展最引人注目，也是最困难难之之处处，但又是不可，但又是不可缺少的一缺少的一环环。 。、5、高高驱动驱动不但是高技不但是高技术术能冲入世界范能冲入世界范围围的的动动力，也是高技力，也是高技术发术发展展的广的广阔阔前途所在。前途所在。、6、高智力是高技高智力是高技术术的根本属性，也是高技的根本属性，也是高技术发术发展的前提条件。展的前提条件。4.高技高

7、技术术的内容的内容高技高技术术主要包括一下主要包括一下领领域域:生物技生物技术术、 、计计算机和算机和现现代信息技代信息技术术、激光技、激光技术术、新材料技、新材料技术术、新能源技、新能源技术术、海洋开、海洋开发发技技术术、空、空间间技技术术。 。、1、生物技生物技术术生物技生物技术术也叫生物工程，有人也叫生物工程，有人预测预测它是它是 21 世世纪纪高技高技术术的核心。它以的核心。它以基因工程和蛋白基因工程和蛋白质质工程工程为标为标志，通志，通过过人人为为控制的方法，改控制的方法，改变变生物的生物的遗遗传传性状，定向地性状，定向地创创造出生物新品种或新物种。生物技造出生物新品种或新物种。生物

8、技术术包括基因工程、包括基因工程、细细胞工程、胞工程、酶酶工程和微生物工程和微生物发发酵工程。生物技酵工程。生物技术术的的发发展，展，预预示着一个示着一个可以按照人可以按照人类类需要需要设计设计地球上生命的新地球上生命的新时时代的到来。代的到来。 1997 年克隆羊年克隆羊“多莉多莉”诞诞生的生的报报道引起世界震惊。克隆羊道引起世界震惊。克隆羊“多莉多莉”的的诞诞生：哺乳生：哺乳动动物的物的无性繁殖无性繁殖进进入了一个新入了一个新时时代。代。、2、计计算机和算机和现现代信息技代信息技术术电电子子计计算机的算机的发发展和展和应应用是用是现现代科学技代科学技术术大革命的重要大革命的重要标标志之一。

9、志之一。电电子子计计算机包括三算机包括三类类： ：电电子数字子数字计计算机、算机、电电子模子模拟计拟计算机和数字模算机和数字模拟拟合并的混合式合并的混合式电电子子计计算机。算机。1997 年年 5 月月 12 日，日，计计算机算机“深深蓝蓝”战胜战胜了了人人类类有史以来最有史以来最伟伟大的棋手、世界国大的棋手、世界国际际象棋冠象棋冠军军卡斯帕卡斯帕罗罗夫。夫。计计算机和算机和现现代信息技代信息技术术是当今高技是当今高技术术的先的先导导。 。、3、激光技激光技术术激光技激光技术术是是 20 世世纪纪 60 年代年代发发展起来的最活展起来的最活跃跃的科学技的科学技术领术领域之一，域之一，它是以科学

10、它是以科学为为前前导导的新型技的新型技术术。 。激光的四大特点：第一是高亮度、第二是高方向性、第三是高激光的四大特点：第一是高亮度、第二是高方向性、第三是高单单色性、色性、第四是高第四是高简简并度。它已并度。它已经经在通信、在通信、测测量、机械加工、医学以及科学研究量、机械加工、医学以及科学研究等方面得到广泛的等方面得到广泛的应应用。用。、4、新材料技新材料技术术新材料技新材料技术术是是现现代技代技术术革命的基革命的基础础， ，现现代新代新兴兴技技术术的的兴兴起是以新材料起是以新材料作作为为支柱的，有的甚至是以新材料的出支柱的，有的甚至是以新材料的出现为现为先先导导的。的。分子分子设计设计材料

11、和超材料和超导导材料是其材料是其标标志性技志性技术术。 。富勒富勒烯烯材料（材料（C60）是材料）是材料领领域的一域的一颗颗新星。新星。C60 是由是由 60 个碳原子个碳原子组组成成的碳分子，是一个由的碳分子，是一个由 12 个五个五边边形和形和 20 个六个六边边形形组组成的成的 32 面体，是面体，是自然界中最自然界中最圆圆的分子。的分子。、5、新能源技新能源技术术新能源技新能源技术术是是现现代技代技术术革命的支柱。核聚革命的支柱。核聚变变能和太阳能利用使其能和太阳能利用使其标标志志技技术术。 。新能源是相新能源是相对对于煤炭和石油而言的，主要包括核能、太阳能、地于煤炭和石油而言的，主要

12、包括核能、太阳能、地热热能、能、风风能、能、氢氢能、和燃煤磁流体能等。能、和燃煤磁流体能等。、6、空空间间技技术术空空间间技技术术是是现现代技代技术术革命的外向延伸。航天革命的外向延伸。航天飞飞机和永久太空站是其机和永久太空站是其标标志性技志性技术术。它是探索开。它是探索开发发和利用太空以及地球以外的天体的和利用太空以及地球以外的天体的综综合性工合性工程技程技术术，是利用人造地球，是利用人造地球卫卫星、宇宙火箭和航天星、宇宙火箭和航天飞飞机等各种航天工具，机等各种航天工具，进进行宇宙探索，空行宇宙探索，空间资间资源利用和其他学科研究的科学技源利用和其他学科研究的科学技术术。它是利用。它是利用空

13、空间间的一些有利条件加速开的一些有利条件加速开发发人人类类生存与生存与发发展所必需的物展所必需的物质资质资源。源。1997 年年 7 月月 4 日，美国日，美国“火星探路者号火星探路者号”飞飞船成功地在火星阿瑞斯平船成功地在火星阿瑞斯平原着原着陆陆。 。1960 年我国成功年我国成功发发射第一枚探空火箭和第一枚自制的运射第一枚探空火箭和第一枚自制的运载载火箭。从火箭。从1999 年年 11 月至月至 2008 年年 9 月，我国先后成功月，我国先后成功发发射了射了“神舟一号神舟一号”至至“神神舟七号舟七号”飞飞船。船。2003 年年 10 月月发发射的射的“神舟五号神舟五号”， ，2005 年

14、年 10 月月发发射的射的“神舟六号神舟六号”和和 2008 年年 9 月月 25 日日发发射的射的“神舟七号神舟七号”这这三次是三次是载载人航人航天天飞飞行。行。“神舟七号神舟七号”的的发发射成功，使我国成射成功，使我国成为继为继俄俄罗罗斯、美国之后第三个掌握斯、美国之后第三个掌握太空出太空出舱舱技技术术的国家。的国家。2007 年年 10 月月 24 日，中国第一日，中国第一颗绕颗绕月探月探测卫测卫星星“嫦娥一号嫦娥一号”在西昌在西昌卫卫星星发发射中心射中心发发射成功。射成功。发发射射过过探月航天器的国家分探月航天器的国家分别别是美国、俄是美国、俄罗罗斯、斯、欧盟、日本和中国。欧盟、日本和

15、中国。、7、海洋开海洋开发发技技术术海洋开海洋开发发技技术术是是现现代高技代高技术术革命的内向拓展。海洋挖掘和海水淡化是革命的内向拓展。海洋挖掘和海水淡化是其其标标志技志技术术。我国是世界上第九个海洋大国，有。我国是世界上第九个海洋大国，有 3.7*105 km2领领海、海、3*106km2可管可管辖辖海域海域。海域海域。2007 年年 7 月月 10 日，国家日，国家发发布了布了 高技高技术产业发术产业发展展“十一五十一五”规规划划 提出提出了了“自主自主创创新、着力新、着力应应用、用、产业产业集聚、集聚、规规模模发发展、国展、国际际合作合作”二十字原二十字原则则。 。明确了未来一段明确了未

16、来一段时时期需要重点期需要重点发发展的八大展的八大产业产业， ，这这八大八大产业产业包括：一包括：一是是电电子信息子信息产业产业；二是生物；二是生物产业产业；三是航空航天；三是航空航天产业产业；四是新材料；四是新材料产业产业； ；五是高技五是高技术术服服务业务业；六是新；六是新资资源源产业产业；七是海洋；七是海洋产业产业； ；八是八是应应用高新技用高新技术术。 。第一篇第一篇 当代自然科学中的重大基本当代自然科学中的重大基本问题问题地球距太阳平均距离地球距太阳平均距离为为 1.486*108km，太阳是太阳系的中心天体。，太阳是太阳系的中心天体。太阳系是由太阳、行星及其太阳系是由太阳、行星及其卫卫星、彗星、流星体和行星星、彗星、流星体和行星际际物物质质构成的构成的天体系天体系统统。离太阳由近及。离太阳由近及远远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等八大行星。八大行星星、天王星和海王星等八大行星。八大行星围绕围绕太阳太阳转转。八大行星以。八大行星以外的冥王星距太阳平均外的冥王星距太阳平均 5.9*109km，光，光约约走走