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第十章科技知识第一节模块一复习要点第一节、 科技创新(一) 一、科技及其发展趋势1. （一）科学与技术及其关系科学是反映自然、社会和思维的本质和规律的知识体系，又是一项与知识体系相关联的探索活动，主要解决“是什么”、“为什么”的问题。科学分为自然科学、社会科学和思维科学，通常提到的科学是指自然科学。自然科学是知识形态的生产力，具有继承性和非阶级性。创新是科学的灵魂与生命力。技术是自然科学在生产过程中的应用，主要解决“做什么”、“怎么做”的问题。科学和技术是辩证统一的： 科学是发现，技术是发明；科学提供物化的可能，技术提供物化的现实；科学是技术发展的理论基础，技术是科学发展的手段；科学是创造知识的研究，技术是应用知识的研究。科学和技术都产生于生产实践，并随着生产实践的发展而发展。2. （二）科技革命科技发展有渐进式和突变式两种方式。科技革命是科技的突变式发展方式。(1) 1科学革命。科学发展中占主导地位的是科学革命。科学革命是指人类对自然界认识上的飞跃。有史以来重大的科学革命有三次： 第一次发生在17世纪前后，是以牛顿力学为核心的近代科学革命，其主要内容还有哥白尼的日心说和拉瓦锡的氧化理论。第二次发生在19世纪，取得了一大批成果，如道尔顿的原子论、门捷列夫的元素周期表、能量守恒与转化定律、麦克斯韦的电磁理论和达尔文的进化论等。第三次发生在19世纪末至今，是现代科学革命。它由量子力学和爱因斯坦的相对论拉开序幕，向人们展示了前所未有的微观和高速运动世界。20世纪30年代提出量子化学及核物理，50年代DNA双螺旋结构的发现开始了生物学革命，一直到半个多世纪以来由系统论、信息论和控制论到耗散结构理论、协同学和超循环理论的蓬勃发展，现代科学逐步走出近代科学的机械论框架，形成了辩证的、生态的或有机的自然观。科学革命不仅在知识上，而且在方法和精神上给予人类世界以深刻影响，推动了社会历史的不断迈进。(2) 2技术革命。技术发展起主导作用方式的是技术革命。技术革命是指生产工具和工艺过程方面的重大变革。近代以来人类经历了三次技术革命： 第一次技术革命以蒸汽机为标志；第二次技术革命以电力应用为标志；第三次技术革命以电子计算机为标志，也称“现代技术革命”。技术革命一旦进入生产过程，将改变劳动的条件、性质和内容，导致劳动生产率的迅速提高，形成新的现实生产力，并成为一次新的产业革命和经济大发展的前提和基础。3. （三）现代科技发展的特征和趋势现代科技从整体上一般分基础科学、技术科学和应用科学三大门类。它发展的基本特征和总态势是： 第一，现代科技向深广度进军，呈现全面繁荣态势。第二，现代科技发展的整体化趋向。一是指科学的技术化和技术的科学化的特征；二是指当代自然科学、技术与人文社会科学的密切结合；三是高度分化和高度综合并存，一方面分支学科越来越多，另一方面边缘学科、横断学科和综合学科大量涌现。第三，现代科技发展的数学化趋势。这是人类的知识领域更加宽广、更加深入的表现。第四，现代科技发展的国际化趋势。面对共同的问题，跨国界的科技合作与交流越来越多。第五，现代科技与社会经济紧密结合。现代科技的产业化进程加速，转化为生产力的周期越来越短。(二) 二、科学技术的社会作用马克思、恩格斯认为“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”。科技的社会作用主要体现在： 1. 科技推动经济增长“科技是第一生产力”，形象地说明了现代科技在推动经济增长方面所起的巨大作用。科技推动经济增长的主要表现： 第一，当代科技已成为生产力发展的新的生长点，决定着生产力发展的方向、速度和规模；第二，科技的发展推动着管理的现代化；第三，科技发展改变着产业结构，如信息技术产业的发展，提高了传统产业的科技含量，使其呈现高技术化的趋势；第四，科技进步促进生产国际化的发展，加强了世界各国的经济协作。2. 科技推动政治文明科技推动政治文明发展的主要表现： 第一，科技的发展，将使社会主义民主政治建立在更为坚实、更为先进的物质技术基础之上；第二，科技的发展提高了劳动者的科技文化素质，从而增强了民众参政、议政的意识和能力；第三，科技的发展改变了人际交往的途径和方式，推动着政治的透明和高效；第四，科技革命导致生产关系和社会政治制度的根本改变。3. 科技推动文化建设科技推动文化建设的主要表现： 第一，科技对人的精神世界产生重大影响。科学精神改变人们的精神面貌和价值观念，促使人们解放思想、实事求是、追求真理。第二，科技促进文化的变迁。科技的发展本身就意味着广义文化的发展，科技的发展又影响着文化的其他要素，引起整个社会文化生活的变迁。(三)三、 技术创新1. （一）创新的内涵“创新”一词，最早是由美籍奥地利经济学家熊彼特于1912年引入经济学中的。熊彼特的“创新”是一个经济学范畴，其主要内容是采用新技术、开发新产品。2. （二）技术创新及其特点、分类今天，创新一词的外延十分广泛，其中包含了技术创新。所谓技术创新，是指与新产品的制造、新工艺过程或设备的首次应用有关的技术设计活动。技术创新活动具有三个最一般的特征：第一，市场性。技术创新是一个始于市场、又返回市场的双向过程。它从市场出发，根据市场需要，开发新技术、新工艺、新产品，然后将其产品化、商品化，最终效果还要靠市场来检验。第二，创造性。技术创新的整个过程是将技术发明引入经济系统，使生产要素获得一种新的组合。这个过程兼有破坏性和创造性两方面，既要破坏已过时的产品、工艺和管理，又要在此基础上形成自己的专用技术、专用产品、知识产权或管理模式。第三，综合性。技术创新是科技和经济相结合的活动。它不仅包括在发明创造或引进、消化、吸收的基础上研发出新产品、新工艺的科技活动，而且还包括把科技成果转化为商业化生产经营的经济活动和市场活动。技术创新分为三种基本形式：一是节约劳动型，即经过技术创新，在单位产品中，劳动要素投入的下降幅度比资本要素投入的下降幅度要大。二是节约资本型，即经过技术创新，在单位产品中，资本要素投入的下降幅度比劳动要素投入的下降幅度要大。三是中性创新型，即对于劳动密集型行业或产品，通过节约资本的技术创新，使劳动要素投入到所占比例较大的行业或产品；而对于资本密集型行业或产品，则通过节约劳动的技术创新，使资本要素投入到所占比例较大的行业或产品。根据创新对经济社会的影响程度，可以将技术创新分为渐进型、质变型、技术系统变革型和技术经济范式变革型四种类型。第一，渐进型创新是指一些渐进的、连续的小创新。重大创新需要许多渐进型创新的支持；第二，质变型创新一般是研究与发展部门精心研究的结果，常伴有产品创新、工艺创新和组织创新，在一段时间内会引起产业结构的变化；第三，技术系统变革型创新将影响经济的多个部门，并伴随着新兴产业的出现；第四，技术经济范式变革型创新也称技术革命，它既伴随着许多质变型创新，又包含许多技术系统的变革，几乎影响到经济的每一部门，可以导致技术与经济系统总体格局的变化。3. （三）技术创新与经济增长、社会发展的关系现代经济的增长主要不是通过要素投入的增长来获得，而是通过技术进步(要素生产率提高)的途径来实现的。在欧美等发达国家，技术创新已成为经济增长最关键的动力。技术创新尤其是技术的自主创新，对于我国走新型工业化道路、转变经济增长方式(经济发展方式)、调整产业结构和经济结构、提高国家的核心竞争力，最终实现中华民族的伟大复兴都有着重要的战略意义。4. （四）技术创新政策的目标技术创新政策是指一国政府为了影响或者改变技术创新的速度、方向和规模而采取的一系列公共政策。技术创新政策的根本目标就是影响技术创新向着有利于公共利益的方向发展，促进技术创新的规模扩大与速度加快，从而最大限度地促进科学技术成果的产业化进程。5. （五）国家创新体系国家创新体系一般由创新资源、创新机构、创新机制和创新环境四个主要部分所构成： 第一，创新资源是创新活动的基础要素，人才资源是国家创新体系的核心资源；第二，创新机构是创新活动的行为主体，是国家创新体系中最重要的组成部分；第三，创新机制是保证创新体系有效运转的关键因素；第四，创新环境是维系和促进创新活动的保障因素。我国在20世纪90年代中期引入国家创新体系概念，我国的国家创新体系是由政府、企业、科研院所及高校、技术创新支撑服务体系(包括技术中介机构、金融机构)等组成的网络。技术创新是推进我国国家创新体系的核心环节。我国的国家创新体系建设要从系统角度出发，结合本国国情和社会环境制定创新政策，以切实有效地解决我国当前创新活动中出现的相关问题。(四) 四、可持续发展1. （一）从“可持续发展”概念到可持续发展观可持续发展的概念，首先是针对资源和环境问题提出来的，它是国际社会关于发展理论深化到一定阶段的产物。二战以来，国际社会对发展问题的认识经历了四个阶段的演变：20世纪5060年代，现代化理论占主导，发展被看成经济增长，最多加进经济结构的演变，这是发展的经济观；70年代，贫困问题代替积累和增长成为发展理论的核心，出现了发展的社会观；70年代末到80年代初，人们逐渐意识到发展中的种种社会、文化失调问题，形成了发展的文化观；从70年代的石油危机开始，西方一些学者意识到“增长的极限”，80年代形成了发展的生态观，即可持续发展理论。发展的生态观，即可持续发展的概念，是1987年联合国环境与发展大会我们共同的未来这一报告中正式提出的。报告认为，可持续发展是指满足当代人现实需要的同时，又不危及后代人满足其需要能力的发展。目前，可持续发展观已成为世界经济和社会发展的重要原则。1992年，世界“环境与发展”首脑会议通过了21世纪议程，表明可持续发展已成为全人类面向21世纪的共同选择。【真题链接】（2010年江苏省考A类，单项选择题）由世界银行提出并被多数国家认可和采用，对国内生产总值测算进行的指标是（ ）A人类发展指数 B环境GDP C绿色GDP D幸福指数【解析】C。绿色GDP(可持续收入)的基本思想是由希克斯在其1946年的著作中提出的。绿色GDP，即现行GDP总量扣除环境资源成本和对环境资源的保护服务费用所剩下的部分。它是对传统GDP的修正。2.（二） 可持续发展的系统 1 (1) 基础系统。实行可持续发展的关键点就是资源的使用与耗费不能超过环境潜在的恢复能力，如果超过了环境的承受能力，这个系统平衡将被打破。其一，劳动力因素或者说是人口的总量，要与一定地区的可承载能力相适应。其二，资本因素应当从可持续发展和环境保护的角度出发，投入到对环境污染小、经济效益好的绿色行业。其三，目前的环境公害在很大程度上还是能源使用的方式问题，或者说是清洁能源目前的技术水平还不成熟的问题。应大量应用清洁能源和可再生能源。其四，应使用可再生型原材料，材料的开采不能超过环境的承受能力。 (2) 2智力系统。可持续发展把经济的发展、社会的进步、资源的高效利用以及生态环境的建设与保护，构筑于强有力的知识基础之上。特别是关于资源合理利用与环境的良性循环，要紧紧依靠技术进步和人口素质的不断提高。昔日辉煌的石油大王、钢铁大王不得不把风头让位给电脑大王、软件大王，滥采资源、浪费劳动力的传统工业模式正在向富含知识和最新科技的经济形态转变。 (3) 3环境系统。谈及环境问题，人们首先想到的是环境污染。环境污染主要是由生产和生活引起的。要解决环境污染问题，实现经济可持续发展目标，就需要仔细分析企业排污的原因。因此，完善环境保护的法规和环境管理的制度就成为当务之急。【真题链接】（2010年江苏省考C类，多项选择题）按获得的方法划分,能源可分为一次能源和二次能源,下列属于一次能源的有( ) A煤炭 B石油 C风能 D电力【解析】ABC。一次能源指从自然界取得未经改变或转变而直接利用的能源。如原煤、原油、天然气、水能、风能、太阳能、海洋能、潮汐能、地热能、天然铀矿等。二次能源由一次能源经过加工直接或转换得到的能源。如电力、石油制品、焦炭、煤气、热能等。故选ABC。 (4) 4动力系统。可持续发展的消费模式是一种“循环消费”，这种消费模式要求对初级产品使用后的材料加以回收和再利用，目的是减少自然资源的消耗。采用“循环消费”模式，既能使产品生态经济效益得到提高，又能使单位产品排放的污染物和废弃物得以减少，从而形成良性循环体系。 (5) 5过程系统。可持续发展涉及到人类的诸多方面，意味着社会的整体变革，包括社会、经济、人口、资源、环境和生态等诸多领域在内的全面协调发展。目前，就世界的整个势态来说，可持续发展所针对的主要是战胜贫穷、落后、愚昧和污染。可见，提高全民的科学文化素质，已成为实现社会经济可持续发展的根本前提。3. （三）中国可持续发展的提出及主要内容 1994年，我国制订了中国21世纪议程，标志着可持续发展已成为中国的既定发展战略。中国21世纪议程围绕人口、资源、环境等可持续发展领域的一些重大问题开展了前瞻性、战略性研究，是我国制定“九五”计划和2010年国民经济和社会发展中长期计划的重要指导性文件。中国21世纪议程主要内容：第一，可持续发展的总体战略。强调不仅要发展经济，而且要走经济、科技、社会、人口、资源和环境协调发展的新路。要建立相应的政策体系和法律体系，突出科技和教育的地位。第二，社会可持续发展。强调控制人口增长，提高人口素质，加快城市化进程。第三，经济可持续发展。建设社会主义市场经济体制，调整产业结构，发展绿色技术。第四，资源的可持续利用与环境保护。二、第二节 科学前沿(一、) 复杂性科学当代复杂性科学是一门交叉学科，它主要研究复杂系统和复杂性现象等。复杂性科学倡导一种新的思维方式，以探索现实世界的整体性、过程性和复杂性。非线性、不稳定性、不确定性是复杂性的根源。20世纪40年代相继建立了系统论、控制论、信息论，把科学研究引向横向综合，扩大了人们研究问题的深度和广度。1970年前后，诞生了一大批以耗散结构理论、协同学、超循环理论和自组织理论等为代表的新兴学科，在自然科学领域和社会经济文化生活中得到了广泛应用。复杂性科学的应用案例： 第一，海岸线测量与分形理论。海岸线蜿蜒曲折，科学家通过深入研究提出了分形理论，解决了海岸线测量的问题。第二，金融突发事件的复杂性。金融突发事件具有高度复杂性、不确定性。第三，流行病研究的复杂性。复杂性科学对于研究SARS演化的规律有更真切、更本质的认识。(二) 、现代生物技术现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的，它是一门集生物学、医学、工程学、数学、计算机科学、电子学等多学科相互渗透的综合性学科。现代生物技术对于提高国力，迎接人类面临的人口剧增、资源日渐枯竭、能源消耗殆尽和环境污染严重等挑战，具有至关重要的作用。现代生物技术所带来的社会伦理问题引起越来越多的人的关注。生物技术的伦理问题主要表现在其对自然生态发展、个体生命影响以及传统伦理理念冲击这三个方面。现代生物技术主要包括基因工程(如克隆绵羊)、细胞工程、酶工程、发酵工程等。(1) 1基因工程。基因是具有一定遗传效应的DNA分子中的特定核苷酸序列，是遗传信息传递和性状分化发育的依据，是遗传物质的最小功能单位。基因的物质基础是DNA。基因工程又称DNA重组或分子水平的杂交。一个完整的基因工程的流程一般包括目的基因的获得、载体的制备、重组体的制备、基因的转移、基因的表达、基因工程产品的分离提纯等环节。1997年2月23日，英国科学家宣布，世界上第一只来源于体细胞的、通过克隆方式获得的克隆绵羊多莉问世，这意味着动物可能进行大量、快速无性繁殖。基因工程出现后引起了人们的疑惑和不安，但还是以迅猛的速度发展，在农业、工业、医学、环境保护等方面取得了一系列成就。【真题链接】（2010年江苏省考B类，单项选择题）1999年9月，中国科学院遗传研究所所获准参加的国际重大科研活动是（ ）A生物克隆计划 B国际人类基因组计划 C破译人类遗传密码计划 D人类胰岛素结晶计划【解析】B。1999年7月7日，中国科学院遗传研究所人类基因组中心注册参与国际人类基因组计划；同年9月，国际协作组接受了我国申请，并为中国划定了所承担的工作区域位于人类3号染色体短臂上。故选B。(2) 2细胞工程。细胞工程是指在细胞水平上的遗传操作，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种。细胞工程不仅可以在植物与植物之间、动物与动物之间、微生物与微生物之间进行杂交，甚至可以在动物、植物、微生物之间进行融合，形成前所未有的杂交物种。细胞工程就是利用细胞的全能性，为人类提供优良品种。(3) 3酶工程。酶工程就是在一定的生物反应器中，利用酶的特异的催化功能，快速、高效地将相应的原料转化成有用物质。酶工程主要由酶的产生、酶的分离纯化、酶的固定化、生物反应器四部分组成。目前，由于酶工程的发展，人们已经开发、生产、分离和提纯了多种生物酶，有效地应用于化学分析、临床诊断及农业生产和水产加工等方面。(4) 4发酵工程。发酵工程以活细胞为催化剂，采用工程学技术充分挖掘和利用生物体系的潜力，是化学工程学和生物科学相互渗透而产生的一门新学科。发酵工程的关键在于优良菌株的获取，除选用常用的诱变、杂交、原生质体融合等传统方法外，还与基因工程相结合来改造菌种。目前常用的抗生素、氨基酸、食品添加剂(如味精)等都是发酵工程的产品。(三、) 信息技术信息技术主要是指利用电子计算机和现代通信手段获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息。信息不仅仅是经济发展的资源和独特的生产要素，信息产业更成为国民经济发展的主导产业，成为社会进步的强大推动力。信息技术包括传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术和信息产业等方面。1. （一）计算机技术迄今电子计算机已经历了四代，计算机技术也从大型机阶段、个人PC阶段进入到网络阶段。目前，电子计算机技术向两个方向发展： 一是采用超高速、超大规模集成电路技术；二是开发智能计算机、神经网络计算机。计算机软件是计算机程序、原始数据和文档的总称，包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件)的软件。常见的系统软件有操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。应用软件是指除了系统软件以外的所有其他软件。2. （二）通信技术光纤传输、卫星通信和移动通信等通信技术的发展极大地提高了通信的传输能力，扩展了通信技术的应用领域。目前，通信技术开始向数字化发展，几种主要的通信业务包括语音通信、传真通信、数据通信、数字视频通信。3. （三）网络技术网络是交流信息、传播信息、共享信息的通道和手段。计算机技术与通信技术的融合形成“多媒体通信网络”。实现“多媒体通信网络”的技术称为“网络技术”。互联网不仅方便了消费者，也为企业提供了以低廉成本参与全球竞争的机会，同时带动了与网络有关的一批新兴服务产业的发展。4. （四）信息产业狭义的信息产业指电子信息工业；广义的信息产业包括信息内容提供业、信息设备制造与服务业、软件与系统集成和服务业三大部门。信息产业与其他产业有着许多不同之处。第一，信息产业是智力密集型产业；第二，信息产业是高渗透产业；第三，信息产业是低消耗、高增值产业；第四，信息产业是高创新、高风险和高投入产业。【真题链接】（2010年十三省联考，单项选题）下列说法错误的是（ ）A核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品项目简称“核高基”，是我国“十一五规划”中的第一个科技课题B王选院士开发的汉字激光照排系统被誉为“汉字印刷术的第二次发明”C上海超级计算中心是国内第一个面向社会开放、实现资源共享的高性能计算公共服务台DCDMA2000是我国自主研发的3G移动通信标准【解析】D。我国自主研发的3G标准是TD-SCDMA。故选D。 (四) 、新能源技术新能源是指那些正在开发利用、尚未普遍使用的能源，包括核能、太阳能、风能、地热能、海洋能及生物质能等。太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能与煤、石油、天然气等常规能源不同，具有可再生性，可以持久地供人们使用，有着开发、利用的无穷潜力，且在利用过程中基本不存在污染环境的问题。核能，又称“原子能”，是原子核结构发生变化时放出的能量。核能已成为一种可以大规模和集中利用的能源，可代替能源矿产，目前主要用于发电。核能发电具有如下几个特点：第一，燃料能量高度集中；第二，对环境污染较小；第三，安全性强；第四，燃料储藏量极为丰富。核能除用于发电外，还可用于供热以及作为火箭、宇宙飞船、人造卫星等的动力能源。由于核动力不需要空气助燃，因而是缺乏空气条件下的理想动力能源。能源的节约利用对合理利用自然资源以及保护环境均有重要作用。目前已实用化的节能新技术主要有余热回收利用技术、高效锅炉技术、电子控制节电技术和高效加热技术等。【真题链接】（2011年国考，单项选择题）我国的能源条件可以概括为（ ）A. 缺煤、富油、少气 B. 富煤、缺油、少气C. 缺煤、缺油、多气 D. 富煤、富油、多气【解析】B。我国能源现状是：总量丰富，但人均不足。我国煤炭资源总量为56万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11%，（石油占2.4%，天然气占1.2%）。我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气。(五) 、新材料技术新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。目前的新材料主要有电子信息材料、新能源材料、复合材料、生态环境材料、生物医用材料、智能材料和先进陶瓷材料等。电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件等基础产品领域中所用的材料，主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料、激光晶体为代表的光电子材料、介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料等。这些基础材料及其产品支撑着通信、计算机、网络技术等现代信息产业的发展。新能源材料主要包括以储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料等。复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物化作用，组成具有两个或两个以上相似结构的材料。复合材料按用途主要分为结构复合材料和功能复合材料两大类。结构复合材料主要作为承力结构使用的材料，它是国民经济中应用最广泛的材料。功能复合材料是指除力学性能以外还提供其他物理、化学、生物等特殊性能的复合材料。生态环境材料消耗的资源和能源少，对生态和环境污染小，再生利用率高，而且从材料制造、使用、废弃直到再生循环利用的整个过程，都与生态环境相协调。生态环境材料主要包括环境相容材料(如纯天然材料、仿生物材料、绿色包装材料、生态建材)、环境降解材料、环境工程材料等。生物医用材料是一类用于诊断、治疗或替换人体组织、器官的新型高技术材料。生物医用材料按材料组成和性质分为医用金属材料、医用高分子材料、生物陶瓷材料和生物医学复合材料等，按应用分为可降解与吸收材料、组织工程材料与人工器官、控制释放材料等。智能材料是模仿生命系统，能感知环境变化并实时地改变自身的一种或多种性能参数，作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料。智能材料是一种集材料与结构、智能处理、执行系统、控制系统和传感系统于一体的复杂的材料体系。先进陶瓷材料一般分为结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷三类。大部分功能陶瓷在电子工业中应用广泛，通常称为电子陶瓷材料，如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷和铁氧体磁性材料等。【真题链接】（2009年江苏省考C类，单项选择题）磁悬浮列车速度快、无噪声、无污染、无振动,它所使用的材料主要是( )。A信息材料 B纳米材料 C智能材料 D超导材料【解析】D。磁悬浮列车车厢的两侧,安装有磁场强大的超导电磁铁。车辆运行时,电磁铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环,致使其中产生感应电流,同时产生一个同极性反磁场,并使车辆推离轨面在空中悬浮起来。(六) 、海洋技术海洋技术将为海洋开发提供技术支撑。国际上海洋技术发展有以下五个重点领域：海洋生物技术、海洋生态系统模拟技术、海洋油气资源高效勘探开发技术、海洋环境观测和监测技术、海底勘测和深潜技术。中国海洋技术研究的重点：海洋环境监测技术、海洋油气资源勘探开发和深海勘探技术、海洋生物技术。海洋技术的标志性技术是深海挖掘和海水淡化。海洋生物技术是运用现代生物学、化学和工程学的方法，生产有用产品和提供社会服务的一门高技术科学。海洋生物技术是现代生物技术与海洋生物学交叉的产物。 海洋生态系统模拟技术一般涉及自然生态系统和围隔实验生态系统等领域。近几十年，我国以围隔实验生态系统研究为主，主要开展营养层次、海水中化学物质转移、污染物对海洋生物的影响、经济鱼类幼鱼的食物和生长等研究。 海洋油气资源高效勘探开发技术包括：海洋油气资源成矿规律和探矿理论、方法；海底油气资源勘探的新技术、新方法；海底油气资源开发的新技术、新方法；海上油气储运技术。 海洋环境观测和监测技术是一项全球合作任务，需要多学科和多技术手段的配合，也有多元化的应用领域。海底勘测和深潜技术包括：深海调查探测技术；深海地质、深海矿物学和勘探技术；深海采矿技术；潜水医学和深潜技术；深海生物科学和基因技术；深海矿物加工技术。(七) 、空间技术空间技术是研究和解决如何使用空间飞行器(又称“航天器”)进入外层空间并在那里有效工作、探索、开发和利用外层空间以及地球以外天体的综合性工程技术，主要由运载火箭、空间飞行器(航天器)以及地面发射和调控系统三部分组成。空间技术是随着第二次世界大战期间火箭导弹技术的发展而逐步形成的一门现代高技术。目前，空间技术正在向建立永久性空间站，进而建立空间开发基地、实现太空工业化和商业化的方向前进。空间技术的特点：第一，空间技术是高度综合的现代科学技术，它是许多科技最新成就的集成，其中包括喷气技术、电子技术、自动化技术、遥感技术、材料科学、计算科学、数学、物理学、化学等等。第二，空间技术是对国家现代化、社会进步具有宏观作用的科学技术。由于航天器飞行速度快，运行高度高，所以可快速地大范围覆盖地球表面。第三，空间活动是高投入、高效益、高风险的事业。尽管风险很大，但是空间技术的发展对人类的贡献是巨大的，因此它必将持续发展。空间技术应用于卫星通信和广播、卫星导航定位、资源调查和测绘、气象与灾害预报、国防军事。此外，空间技术在科学研究等方面也发挥了积极作用。世界上先进国家的科研机构在生命科学、宇宙科学、日地空间环境的研究方面都取得了不少的成就。【真题链接】（2011年国考，单项选择题）下列关于人类航天史的说法，正确的是（ ） A. 载人飞船首次在地球轨道上实现交会和对接是在20世纪60年代 B. 前苏联宇航员加加林是世界上第一个进行太空行走的人 C. 成功将世界上第一颗人造地球卫星送入太空的是美国D. 首次实现登月的载人飞船是“阿波罗13号”【解析】A。A项正确：1965年12月15日，美国的双子星座号飞船与双子星座7号飞船实现了首次人控交会，两艘飞船的最近距离为.米；B项错误：第一个进行太空行走的人是前苏联宇航员列昂诺夫；C项错误：世界上第一颗人造地球卫星是前苏联于1957年10月4日实现的；D项错误：第一次实现登月的载人飞船是“阿波罗11号”，故D选项错误。(八) 、纳米技术纳米技术是一种操纵原子、分子或原子团、分子团使其形成所需要物质的技术。纳米材料是纳米科技的基础。目前定义纳米材料的尺寸范围为0.1100纳米。纳米技术和纳米材料集中体现了小尺寸、复杂构型、高集成度和强相互作用等特点。纳米技术的出现，标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，标志着人类科技已进入一个新的时代纳米科技时代。纳米科技的研究范围主要是纳米机械、纳米材料、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学。纳米科技正在从根本上改变材料和器件的制造与生产方式。纳米技术的目标：第一，通过在原子、分子、超分子水平上控制结构来发现这些特性以及学会有效地生产和运用这些工具。第二，保持接触面的稳定和在微米、肉眼观察范围内合成这些纳米结构。实现纳米技术的途径有两条：一是由宏观向微观进行，即用宏观的方式将机器制造得越来越小，这为纳米技术的实现和应用提供了必要的参考；二是由微观向宏观进行，即直接操纵原子和分子，对它们进行不同的排列组合，形成新的物质，制造出具有新功能的机器。纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大。纳米复合塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产业和产品注入新的高科技含量。纳米布料、服装已批量生产，像电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。(九) 、激光技术自然界存在着两种不同的发光方式，一种叫自发发射，另一种叫受激发射。1958年后，科学家们提出了激光基本原理性方案。1960年，美国休斯公司美国休斯实验室的梅曼教授制成了世界上第一台红宝石激光器，随后激光以空前迅速的步伐踏进了人们的生活和社会的各个领域。激光有极好的方向性，亮度高，单色性好。激光有很广泛的用途，主要有：第一，在信息技术中的应用。激光用于刻录光盘和激光通信。激光通信具有信息容量大、通信质量高、保密性能好、原料足价格低四个显著特点。第二，在生物技术和医学中的应用。利用激光显微技术、激光诊断与激光治疗技术等更好地了解各种生化过程和生命过程。第三，在能源技术中的应用。利用激光技术可以帮助人类开采利用能源。第四，在材料技术中的应用。激光对新材料的发展起着独特的作用。第五，激光在空间和海洋技术中的应用。这主要用于测定位置和距离。(十) 、绿色技术绿色技术是保护环境、节约能源的技艺、方法的总称。绿色技术有利于促进生态平衡，保持人与自然界的和谐发展。绿色技术有四个层次： 第一层次是环境立法与管理；第二层次是清洁生产，清洁生产的实质就是在生产过程中废物减量化、资源化和无害化；第三层次是环境污染控制；第四层次是发展绿色产品。绿色技术的一个重要内容是生态农业。按生态学的规律，应用系统工程方法建立和发展起来的生态农业，实现了粮食生产与多种经济作物生产相结合，种植业与养殖业相结合，大农业与二、三产业相结合。生态农业的发展，形成与环境保护、资源利用与经济上的良性循环，从而实现农业的可持续发展。绿色技术是由相关知识、能力和物质手段构成的动态系统。环保和生态知识是绿色技术不可缺少的要素，绿色技术创新是环保和生态知识的应用。绿色技术的经济价值包括三部分：一是内部价值，指绿色技术开发者或绿色产品生产者获得的价值。如绿色技术转让费，清洁生产设备、环保设备和绿色消费品在市场获得的高占有率等。二是直接外部价值，指绿色技术使用者和绿色产品消费者获得的效益。如用高炉余热回收装置降低能源消耗，用油污水分离装置清除水污染等。三是间接外部价值，指未使用绿色技术(产品)者获得的效益。这是所有社会成员均能获得的效益(如干净的水，清新的空气)，也是绿色技术负载的最高经济价值。随着现代科技的迅速发展，人类又提出了绿色科技这一新概念。绿色科技扩大了绿色技术的范畴。它主要涉及三方面： 一是资源的合理开发、综合利用与保护；二是发展清洁生产技术和无污染的绿色产品；三是提倡文明、适度的消费和生活方式。【真题链接】1（2010年国考）下列有关现代科技的说法中，正确的（ ） A高温超导体是指其超导临界温度在摄氏零度以上 B纳米材料是指结构单元的尺度达到纳米级而原有性能保持不变的材料 C杂交水稻是通过基因重组改变水稻的基因来提高产量的 D转基因食品是指转移动物的基因并加以改变、制造出具备新特征的食品 【解析】C。高温超导体是指相对原来超导所需的超低温高许多的温度，也有零下几百多摄氏度。而在人类所研究的超导中温度算提高非常多，所以称之为高温超导体；转基因食品利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。2（2011年国考，单项选择题）新中国成立后，我国在一些前沿技术领域取得了一批具有较大国际影响力的创新成果，下列全部属于近30年来取得的重大突破的一组是（ ）A. 歌德巴克猜想、载人航天、古生物考古、南水北调B. 月球探测、核电工程、反西格玛负超子、陆相成油理论C. 超大规模集成电路、第三代移动通信、高性能计算机、超级杂交水稻D. 激光照排技术、量子通讯、古生物考古、人工合成牛胰岛素结晶【解析】C。A项：陈景润发表关于哥德巴赫猜想的论文的时间是1966年；B项：陆相成油理论诞生于20世纪40年代；D项：人工合成牛胰岛素结晶的时间是1965年。第三节三 、 科技常识(一) 、自然科学的基础知识1. （一）天文学基础知识(1) 1光年光年是计算星体间距离的单位。光的速度约30万公里/秒，光在真空中一年内所走的距离叫作一光年，一光年约等于10万亿公里。(2)2 银河系银河系是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。银河系的发光部分直径约7万光年，最大厚度约1万光年。太阳是银河系中的一颗普通恒星，以250公里/秒的速度绕轴旋转。银河系中有大约2000亿颗恒星，离太阳最近的比邻星也有4.3万光年远。除恒星外，银河系中还有不少由气体和尘埃组成的团块，称为“星云”。银河系之外还有数以10亿计的庞大天体系统，与银河系属同一结构层次，统称“星系”，有些星系又聚集成更大的超星系团。(3) 3太阳系太阳系是由太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质构成的天体系统。太阳系的中心天体是太阳，它是一个半径约70万公里、表面温度达摄氏6000度的气体球，其核心温度高达1500万度，发生着氢聚变为氦的热核反应。太阳质量占整个太阳系质量的99.8%，太阳系其他天体都在太阳引力作用下围绕太阳运动。太阳系有八大行星，分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。太阳系最突出的特点是所有行星的轨道都处在太阳的赤道平面内(共面性)，它们不仅围绕太阳公转，除个别外还在同一方向上自转(同向性)。类地行星(水星、金星、地球、火星)主要由石、铁等物质组成，体积小，密度大，卫星较少。类木行星(木星、土星、天王星、海王星)主要由氢、氦、氨、甲烷等物质组成，体积大，密度低，卫星较多。1957年第一颗人造卫星上天开创了人类的宇宙航行的时代，60年代的阿波罗计划把人类首次送上月球，7080年代“水手号”、“金星号”、“先驱者号”、“海盗号”等对各大行星的近距离观察，积累了有关太阳系天体物理性质和化学组成的大量资料，为人类更深入地认识太阳系的起源奠定了良好基础。(4)4 地球地球是太阳系八大行星之一，地球围绕太阳公转的轨道是椭圆的，公转的平均速度是29.79公里/秒。地球的赤道半径约为6378公里，极半径约为6357公里，它不是规则的正球体。地球绕太阳公转一周的时间为一年，自转一周的时间为一日。地球内部的最上层叫作“地壳”，中心称“地核”，地壳和地核之间称“地幔”。地球表面由水圈和大气圈包围，水与大气又维系着生物圈的存在。地球表面的形状非常复杂，大陆面积接近地球表面积的40%。组成地球物质的主要元素有铁、氧、硅、镁、硫、钙、铝，其中90%是铁、氧、硅和镁4种元素。2. （二）物理学基础知识(1) 1热力学第一定律(能量守恒与转化定律)在任何孤立的物质系统中，不论发生何种变化，无论能量从一种形式转化为另一种形式或从一部分物质传递给另一部分物质，系统的总能量是守恒的。能量守恒与转化定律被称为物理学的“最高定律”、“宇宙的普遍的基本定律”，为人们认识物质运动形式的多样性和统一性、物质运动在量上和质上的守恒性，提供了科学依据，构成了马克思主义哲学产生的三大自然科学前提之一。(2) 2热力学第二定律在没有外界作用的情况下，热能只会从热体传向冷体，而不可能从冷体传到热体，即热能的传递具有不可逆性。在封闭系统内(即无外界作用的情况下)总是存在着热耗散(熵增加)的现象，其结果是热平衡。(3) 3分子运动论热是大量气体分子无规则运动的宏观表征；微观客体的运动遵循统计学规律。分子运动论是对热现象给予微观解释的理论。它以大量气体分子的随机运动来说明宏观上具有稳定性的热现象，在宏观确定性与微观随机性之间架起了一座桥梁。(4) 4电和磁的相互转化近代早期，人们认为电和磁是两种完全不同的东西。19世纪初不同物质运动形式相互转化的思想影响着某些物理学家，推动着他们研究电和磁的内在联系、相互转化。丹麦科学家奥斯特经多年努力，于1820年发现，若在通电导线旁放置磁针，磁针会因电流通过而发生偏转。这表明，电流具有某种磁效应。法拉第从另一个角度思考，即磁能否产生电。经过十年努力，他发现，如果在一块软铁上缠绕两个线圈，当其中一个线圈上的电流发生变化时，另一个线圈就会出现瞬间电流。这正是发电机的工作原理。电和磁的相互转化，在理论上证明了它们是物质运动的不同形式，在实践上为发电机和电动机的研制开辟了道路。(5) 5电磁场理论场概念是为了说明电、磁效应的各种实验而提出的。这些实验成果虽有很大的实际意义，但并未涉及其中的机理。牛顿提出万有引力理论时，想象引力是一种超距作用力，引力的作用不需要介质传递，并且是即时发生的。但法拉第却认为宇宙间充满着介质，电和磁是通过介质的传递而发生作用的。在1851年，他提出了“场”和“力线”的概念并对之加以解释。法拉第把电和磁发生作用的空间称为“场”，电有电场，磁有磁场，电场和磁场都由“力线”所组成。法拉第以场和力线的概念成功地描述了“电磁感应定律”，即感生电流的产生在于该导线切割磁力线，感应电流的强度正比于该导线单位时间内切割磁力线的数目。场概念的提出，最直接的后果是导致电磁波的发现。后来的科学实验证明，场(电场、磁场、引力场)的确是一种客观实在。过去人们只知道实物是物质存在的形式，现在又知道场也是物质存在的一种形式。这是关于物质观念的重大突破，也是对辩证唯物主义物质观的证实和丰富。(6) 6电磁波随着电和磁相互转化的发现、电场和磁场概念的提出，麦克斯韦着手把稳恒电流的定律推广到变化的电场和磁场，提出了电磁波的概念。即如果空间某处存在一个变化的电场，它将在周围激发出一个变化的磁场；这个变化的磁场又在周围激发出一个变化的电场；这一连串相互激发、连续出现的电场和磁场的振动，就是电磁波。麦克斯韦的工作使电、磁和光这些从前看来相异的现象得到了理论上的统一，实现了人类知识的又一次大综合。德国人赫兹在1888年初证实了电磁波的存在，表明麦克斯韦的理论完全正确。麦克斯韦因此被誉为牛顿以后最伟大的数学物理学家。电磁场理论的建立和电磁波的发现，为无线电技术奠定了坚实基础，使人类进入了无线通信的新时代。3. （三）化学基础知识(1) 1燃烧理论揭示燃烧现象的机理，并使燃素说最终退出历史舞台的是法国著名的化学家拉瓦锡。拉瓦锡以准确的实验证实，物质的燃烧是该物质与氧化合的过程。拉瓦锡虽然不是第一个发现氧的人，但却是第一个真正理解这个发现的人。拉瓦锡做了大量的燃烧实验，直至1777年才在题为燃烧通论燃烧概论的著名文章中提出了燃烧的氧化学说。(2) 2元素周期律化学作为一门科学确立后，即以前所未有的速度向前发展。到1869年人们已知的元素已达到63种，化学家们开始对已知的元素进行分类。19世纪以后，原子量已被公认为元素最重要的特征之一，不少科学家试图以元素的原子量为依据进行分类。俄国化学家门捷列夫在元素周期律的确立上起了决定性作用。1869年他发表论文，阐述了他的元素周期律的基本观点： 第一，“按照原子量的大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性”。第二，“原子量的大小决定元素的特征，正像质点的大小决定复杂物质的性质一样”。第三，“元素的某些同类元素，将按它们的原子量大小而被发现”。第四，“当我们知道了某元素的同类元素后，有时可以修正该元素的原子量”。门捷列夫化学元素周期律的发现，是人类关于自然知识的又一次大综合。它把原先孤立的各种元素的知识综合起来，为研究化学元素和化学变化过程提供了重要依据。元素周期律为日后人们进一步揭开原子内部的秘密作了必要准备。4. （四）生物学基础知识(1)1 达尔文的进化论进化论的内容： 第一，生物界与生物界、生物界与自然环境之间普遍存在着生存斗争。第二，生物界普遍存在着变异。第三，变异和生存斗争导致自然选择。第四，被保存下来的个体将其特征遗传给下一代，这些特征经过长期的积累、巩固和发展，形成了稳定的有别于原来物种的新物种。进化论揭示了物种起源和人类起源之谜，有力地批判了“神创论”，成为近代最伟大的三大自然科学发现之一，也构成了马克思主义哲学的自然科学前提之一。(2) 2细胞与细胞理论细胞是一切生物体机体构造和发育的基本单位。细胞的最外层为细胞膜(植物细胞膜外还有细胞壁)，膜内是细胞质，细胞质里有细胞核，还有线粒体、高尔基体(植物细胞还有叶绿素)等细胞器。其中，细胞核是“司令部”，控制各种细胞器协同作用以完成各种生理功能。德国植物学家施莱登提出细胞是一切植物结构的基本单位，德国动物学家施旺把施莱登的观点扩大到动物界，从而正式建立了细胞学说。细胞学说的创立，实现了生物学知识的一次大综合，证明了生物在构造和发育上的统一性，曾被恩格斯称之为19世纪最伟大的三大自然科学发现之一。【真题链接】（2010年十三省联考，单项选择题）红细胞是血液中数量最多的一种血细胞，它在人体中的主要作用是： A将氧气从肺运送到身体各个组织B作为免疫系统的一部分帮助身体抵抗传染病以及外来感染C促进血液中的生物化学反应，辅助生物体的新陈代谢D在血管破裂时大量聚集，起到凝血作用【解析】A。红细胞能通过血红蛋白将吸入肺泡中的氧运送给组织，而组织中新陈代谢产生的二氧化碳也通过红细胞运到肺部并被排出体外。故选A。B项是白细胞的功能。D项是血小板的功能。