科学与现代化-电气控制序论.doc

路甬祥院长谈科学与现代化 摘自中国科学院路甬祥院长为中国现代化报告2002作的序世界现代化的历史证明，科学和创新是现代化的根本动力和知识源泉。受文艺复兴的影响，1617世纪欧洲发生科学革命，现代科学诞生。17世纪英国成为世界科学中心。18世纪下半叶英国发生第一次工业革命，工业现代化启动。继英国以后，18世纪法国成为世界科学中心，启蒙运动的中心从英国转移到法国，并达到高潮，引发法国大革命，“自由、平等、博爱”的民主精神传遍欧洲。欧洲开始从农业时代向工业时代、农业经济向工业经济、农业社会向工业社会转移。18711913年欧洲和美国发生第二次工业革命。科学对第二次工业革命有直接的作用，如化学工业、电力工业和内燃机等重大发明，都是建立在科学基础上的。19世纪德国成为世界科学中心，德国是19世纪末第二次工业革命的中心之一，她仅用40多年时间（18711913年）就成为欧洲头号工业强国。20世纪美国成为世界科学中心，她是第二次工业革命的中心之一。第二次世界大战结束后，科学技术的作用受到广泛关注，发达国家加大科学投入，普及科学教育，形成了国家创新体系。20世纪70年代以来，北美和欧洲发生了知识革命（信息革命），以信息技术与知识创新为特征的新的现代化启动，美欧开始从工业时代向知识时代、工业经济向知识经济、工业社会向知识社会转移。如果说，科学是第一次现代化的知识基础和主要动力，那么，第二次现代化是建立在科学和创新基础上的。世界现代化进程还表明，没有科学的发展和普及，就没有真正的现代化，当然仅有科学也是不够的。英国、法国、德国和美国先后成为世界科学中心，它们先后在世界现代化进程中扮演重要角色。意大利曾经是第一个世界科学中心，但她没有成为现代化的先行者。 中国第三步战略目标是在2050年基本实现现代化，2050年的现代化应该是在信息技术与知识经济时代的现代化。这要求我们实施科教兴国战略和可持续发展战略，大力发展新科学，发展高技术，发展知识经济，建设国家创新体系，提高知识创新、技术创新和制度创新能力，以工业化促进信息化与知识化，以信息化、知识化带动工业化，实现从第一次现代化向第二次现代化的历史性跨跃。 面对经济全球化和知识经济快速发展的国际环境，我国科技界的作用是不可替代的。她既是知识创新和高技术创新的主力军，也是知识传播和知识应用的促进者；既是我国现代化建设的知识源泉，也是我国知识经济的发展动力。我国科技界肩负着为实现现代化服务的重大责任。 1998年中国科学院何传启研究员提出第二次现代化理论，它是一种新现代化理论。在第二次现代化理论中，“现代化”被赋予新涵义。 其一，现代化的一般涵义。现代化一般指18世纪工业革命以来人类社会所发生的深刻变化，它包括从传统经济向现代经济、传统社会向现代社会、传统政治向现代政治、传统文明向现代文明转变的历史过程及其变化；它既发生在先锋国家的社会变迁里，也存在于后进国家追赶先进水平的过程中。 其二，第一次现代化。指从农业时代向工业时代、农业经济向工业经济、农业社会向工业社会、农业文明向工业文明的转变过程及深刻变化。 其三，第二次现代化。指从工业时代向知识时代、工业经济向知识经济、工业社会向知识社会、工业文明向知识文明的转变过程及深刻变化。 其四，综合现代化。指发展中国家为迎头赶上发达国家第二次现代化水平，采取第一次现代化和第二次现代化协调发展的道路，形成综合现代化模式。 其五，未来的现代化。指完成第二次现代化后人类社会进行的新的现代化。科学与现代化的关系 在第一次现代化过程中，科学是第二次工业革命和第三次产业革命的基础和知识源泉。但在多数时间里，科学研究是“学院式的”或“象牙塔”式的，科学与经济是分离的，科学对现代化的促进作用是缓慢发生的。在第二次现代化过程中，知识创新导致科学和技术的结构变化；科学和技术结构变化导致经济和社会的结构变化，经济和社会结构变化需要和伴随着大量的制度创新；制度创新又会促进知识创新；制度创新和知识创新最终将导致政治和文化结构的变化；知识创新和制度创新的相互作用推动了第二次现代化进程。从“现代”到“现代化”根据韦氏辞典，英语单词modern是形容词，产生于1585年，有两层含义：表示性质：现代的，新近的，时髦的；表示时间：现代的，指从大约公元1500年到当前这段历史时间。两层含义的特点是：表示性质，只有时间限制（新近的），没有领域限制，所以，它可以指人类活动各个方面的特点；表示时间，只有时间上限，没有时间下限，所以，“现代”是可以“无限”延长的。英语单词modernize是动词，产生于1748年，含义是：使现代化（成为具有现代特点的、成为现代的），使适合现代需要。英语单词modernization 是modernize的名词形式，产生于1770年，含义是：实现现代化的过程，实现现代化后的状态。珍妮机的问世工业革命的开始在英国各个工业部门中，机器的最早采用，并不是在英国传统的工业中，而是新兴的工业部门棉纺织业中。这是因为棉纺织业作为一个年轻的工业部门，没有旧传统和行会的束缚，容易进行技术革新和开展竞争。同时，棉纺织品的价格比毛纺织品便宜，市场需求量大，为满足市场不断增长的需求，需要扩大生产规模以增加产量，所以对技术革新的要求比较迫切。关于英国工业革命的发明成就，初中已有介绍，因此建议引导学生阅读教材以及【历史纵横】，观察图片飞梭、早期纺车和珍妮机，结合表格第一次工业革命期间纺织业的主要发明，掌握棉纺织业的发明成就。机器的发明和使用是第一次工业革命的第一阶段。珍妮机的出现是棉纺织业第一项具有深远影响的发明，使纺织效益提高了40倍以上。珍妮机的发明，一般认为是英国工业革命的开始。之后，有更多的机器被发明出来并得以应用，在冶金、采煤等其他行业，也出现发明和使用机器的高潮。蒸汽时代与电气时代18世纪下半期开始于英国的工业革命，是近代以来的第一次世界性技术革命。这次技术革命以蒸汽机的广泛运用为标志，从此人类进入“蒸汽时代”。从19世纪70年代开始的第二次世界性技术革命以电力的广泛运用为标志，从此人类进入“电气时代”。“蒸汽时代”和“电气时代”两个概念准确而形象地概括了第一次、第二次世界性技术革命的中心内容、突出特点和巨大影响，对于人们理解和记忆这两个重大历史事件很有帮助，因而为我国历史教学界（包括历史教材）所普遍采用。从带头学科看，第一次世界性技术革命是热力，第二次是电磁学。从内容看，第一、二次世界性技术革命是以动力革命为中心内容。发生在18世纪60年代英国的产业革命即工业革命，实际上是一场工业技术的革命。它表现在以机器代替人力，以大规模的工厂生产代替个体工场手工生产，即在生产力和生产关系方面均发生了巨大的变革，它使人类历史进入了一个全新的时期。一座座工厂在绿色的原野上耸立起来，高大的烟囱冒出浓黑的烟雾，机器的轰鸣声惊醒了沉寂的山坳，人类的生活方式在工业革命中发生着巨大的变化。而这一切发生的直接动因则是不断创新的纺织技术导致的蒸汽机的出现，蒸汽机作为这个时代的核心技术，第一次解决了人类大规模制造和利用动力的问题。蒸汽机时代发端的直接动因主要是工业革命的发源地英国棉纺织业的发展导致的纺织机发明与改进需要新的动力；英国采煤业的发展也急需要新的动力机械，蒸汽机的发明正是在矿井排水问题的刺激下产生的；而自然科学的新成就和生产技术的提高则是蒸汽机发明的必要条件。概括地说，社会生产发展的需要是蒸汽机得以发明的催产婆，而自然科学的成就是蒸汽机得以发明的理论基础，相关的生产技术的进步则是蒸汽机得以发明的技术保证。蒸汽机的发明，以蒸汽动力代替人力，迎来了世界近代的第一次技术革命。蒸汽机的发明者瓦特的名字和蒸汽机一起传遍全世界，瓦特也被人们誉为“蒸汽大王”。瓦特是近代第一次技术革命的伟大旗手。随着蒸汽机的发明和不断完善，到1784年蒸汽机作为一种动力机，不但在纺织、采矿业中得到广泛的应用，而且还被推广应用到交通运输、冶金、机械、化工等一系列工业部门，使社会生产力以前所未有的高速度发展，出现了蒸汽机时代的技术革命。钢铁是机械工业的原料。随着纺织机、蒸汽机的发明和广泛地应用于生产过程，使机械制造业以及相关的其他生产部门得到迅速发展，需要大量钢铁，因此，也要求冶金有一个较快速度的发展。蒸汽机的发明和普遍应用，使机器代替了手工工具，从根本上改变了生产的面貌，提高了劳动效率。但蒸汽机本身，最初却是用手工工具制造出来的。如果机器本身不能摆脱手工业的羁绊，整个工业当然也就不能从旧的生产方式的躯壳中解放出来。为了适应机器制造蒸汽机的需要，对加工机械以及工厂设备的研制和生产受到了重视，并得了迅速地发展。也正是因为蒸汽动力的运用，使运输机械发生了巨大的变革，将文明社会推向了一个热火朝天的新世界，交通运输业的巨变主要表现在两个方面：汽船、铁路与火车。汽船的发明开辟了世界航运史上的新时代，在风暴面前，水手不再望而却步。它穿梭在河海潮面，使全球连成一体，使人类生活世界的空间距离大大缩小。蒸汽动力用于陆路运输的主要标志是火车的出现。火车的鸣叫，召唤了一个“铁路时代”的到来，使世界真正认识到铁路运输的巨大优越性。铁路使世界经济联成一体，隆隆的火车宣告了第一次工业革命的胜利完成。所谓电力时代，是指以电动机为代表的第二次技术革命，使新兴的电能作为一种主要的能量形式支配着社会经济生活，推出了一个前人未曾想过的历史时期。电能的突出优点在于：第一，它是一种易于传输的工业动力；第二，它还是极为有效可靠的信息载体。因此，电力时代主要体现在动力传输与信息传输两个方面。与动力传输相关联，出现了大型发电机，高压输电网、各种各样的电动机和照明电灯。与信息传输相关联，出现了电报、电话和无线电通讯。这些伟大的发明使人类的生活进入了一个更光明、更美好的新时期。由于电、电流、电磁感应和电磁波的发明和应用，以及电力传输的成功是使电力取代蒸汽动力的重大突破，它使电力很快成为广泛应用的能源和动力。19世纪末20世纪初，在世界上掀起了电气化的高潮，美国、德国由于最早实现了电气化而迅速进入世界工业强国行列。电力技术的广泛应用，首先促进了电力工业、电气设备工业的迅速发展。以发电、输电、配电这三个环节为主要内容的电力工业产生并发展起来了。制造发电机、电动机、变压器、断路器以及电线、电缆