当代世界科技

当代世界科技第1页，课件共82页，创作于2023年2月

了解现代科技前沿的意义1、理论发展对人们思维方式的影响（科学）2、技术发展对经济社会的影响（技术）科学回答“是什么”“为什么”技术解决“做什么”“怎么做”第2页，课件共82页，创作于2023年2月李约瑟（JosephNeedham，1900-1995）英国皇家科学院院士，英国文学院院士，英中友谊协会会长。1954年李约瑟主编的七卷本英文版《中国科学技术史》被认为是是二十世纪完成的重大学术成果之一。第3页，课件共82页，创作于2023年2月李约瑟难题“为什么近代科学没有发生在中国？”第4页，课件共82页，创作于2023年2月

科学技术发展经历分为三个阶段5101620科技成就时间中国古代科技古代科技近代科技现代科技世纪古希腊科技笼统、模糊、直觉生产经验总结牛顿经典理论两次技术革命量子力学、相对论两次技术革命第5页，课件共82页，创作于2023年2月5101620科技成就时间中国古代科技古代科技近代科技现代科技世纪古希腊科技反映出东西方思维方式的差异东西方科学技术发展的差异第6页，课件共82页，创作于2023年2月讲座内容：一、自然科学的重大基本问题二、现代技术发展的重要前沿第7页，课件共82页，创作于2023年2月一、自然科学的重大基本问题

所谓基本问题，就是研究自然界（非生命界、生命界）到底是由有什么构成的，它又是如何演化的。第8页，课件共82页，创作于2023年2月从分子到夸克4个层次大分子原子原子核夸克

-6-8-13-1710101010 粒子结构大小（一）微观层次结构的研究

目前，研究的最小物质层次是夸克（Quark）第9页，课件共82页，创作于2023年2月纳米技术（1纳米=10米）

1纳米－－100纳米的技术，使用STM操纵原子、分子的技术。-9第10页，课件共82页，创作于2023年2月（二）宇宙起源及演化的研究

1光年＝9.5万亿公里

范围约200亿光年人类迄今观测到距地球150亿光年的星系（8C1433＋63

）第11页，课件共82页，创作于2023年2月超星系团星系团本星系群银河系太阳系地球第12页，课件共82页，创作于2023年2月

银河系直径10万光年，中心厚度1万光年，总星球超过2000亿颗。宇宙中像银河系这样的星系有1000万亿个。范围约200亿光年，诞生约为150亿年。银河系第13页，课件共82页，创作于2023年2月20世纪开创现代宇宙学1916年，爱因斯坦提出广义相对论，预言日全食时掠过太阳边缘的星光会发生1.75角秒的偏射。1919年，英国爱丁顿日全食观察队观测到1.98角秒。第14页，课件共82页，创作于2023年2月

宇宙大爆炸假说（1946年，美国天文学家伽莫夫）⑴基本粒子形成阶段（1秒、150亿年前、温度100亿K）⑵元素形成阶段（1秒以后、温度1亿K）⑶实物形成阶段（1万年至今、3000K）⑷未来发展阶段（由密到疏）第15页，课件共82页，创作于2023年2月第16页，课件共82页，创作于2023年2月第17页，课件共82页，创作于2023年2月现代自然科学理论发展形式许多重大基本问题的研究是以假说的形式发展。未知事物规律假说实验实验第18页，课件共82页，创作于2023年2月（三）生命起源及演化的研究第19页，课件共82页，创作于2023年2月

“化学进化说”场所：原始大气和原始海洋物质：甲烷、氨、水、氢气、硫化氢、氰化氢等等能量：宇宙射线、紫外线、闪电、火山喷发释放的能量等等第20页，课件共82页，创作于2023年2月无机小分子有机小分子生物有机大分子生物个体和群种细胞沃森克里克

达尔文凯奇和奥特曼

艾根我国人工合成米勒试验1922年,生物化学家奥巴林第21页，课件共82页，创作于2023年2月原始的海洋“还原性大气”模拟降雨加热米勒实验装置第22页，课件共82页，创作于2023年2月

宗教与科学的关系人类社会自然界宗教科学原始的巫术和自然崇拜迷信邪教第23页，课件共82页，创作于2023年2月5101620科技成就时间中国古代科技古代科技近代科技现代科技世纪古希腊科技东西方思维方式的差异第24页，课件共82页，创作于2023年2月5101620科技成就时间中国古代科技古代科技近代科技现代科技世纪古希腊科技西方科学的基石1、逻辑率2、因果率第25页，课件共82页，创作于2023年2月二、当代技术发展的重要前沿当代技术发展的重要前沿，是指２０世纪７０年代末８０年代初，以微电子技术为先导的技术革命，所诞生的高技术群。集成电路技术（芯片技术）在半导体材料上集成成千上万个电子元件。第26页，课件共82页，创作于2023年2月最早：1958年9月12日。地点：美国德克萨斯仪器公司发明人：杰克·基尔比集成度：5（1只晶体管、3只电阻、1只电容器）集成电路技术（微电子技术）第27页，课件共82页，创作于2023年2月第28页，课件共82页，创作于2023年2月第29页，课件共82页，创作于2023年2月微电子技术，采用先进的微细加工技术（技术是超细、超纯、超净。工艺是离子束、电子束、分子束），在很小的半导体材料上集成成千上万个电子元件。60年代，60万个。80年代，上百万个。现在，上千万个。第30页，课件共82页，创作于2023年2月第31页，课件共82页，创作于2023年2月第32页，课件共82页，创作于2023年2月六大高技术领域：生物技术信息技术空间技术新材料技术新能源技术海洋技术高技术产业的特征：高投入、高效益、高风险、高竞争、高潜能、高智力。第33页，课件共82页，创作于2023年2月我国“863”计划（高技术研究发展计划纲要）杨嘉墀、王大珩、陈芳允、王淦昌第34页，课件共82页，创作于2023年2月（一）生物技术发展及应用

生物技术是指利用生物有机体（从微生物到高级动物）或生物体的组成部分（器官、组织、细胞等），来发展新产品或新工艺的高技术体系。第35页，课件共82页，创作于2023年2月主要影响：农业（超级植物、超级动物）医学（超级药物、基因治疗）环保（微生物工程）第36页，课件共82页，创作于2023年2月生物技术的主要内容：基因技术细胞技术酶技术微生物技术第37页，课件共82页，创作于2023年2月主要的技术发展

基因技术（遗传技术、DNA技术）

指对不同的生物基因，按照人类的意愿在生物体外进行切割、拼接和重新组合，再将它们转入生物体内，以产生人们所期望的某种产物。第38页，课件共82页，创作于2023年2月ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）是一种高分子化合物，组成它的基本单位是脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸由一分子磷酸分子（P）、一分子脱氧核酸（S）和一分子含氮碱基组成（腺嘌呤Ａ、鸟嘌呤Ｇ、胞嘧啶Ｃ、胸腺嘧啶Ｔ）。第39页，课件共82页，创作于2023年2月

⑴基因操作技术（基因克隆技术）⑵基因组技术（人体基因组的破译）第40页，课件共82页，创作于2023年2月克隆羊克隆“Clone”1997－2003年第41页，课件共82页，创作于2023年2月第42页，课件共82页，创作于2023年2月绵羊:1997年，多利（Dolly）猕猴:2000年1月，Tetra，雌性猪:2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性牛:2001年，Alpha和Beta，雄性猫:2001年底，CopyCat（CC），雌性鼠:2002年兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现；骡:2003年5月，爱达荷Gem，雄性；6月，犹他先锋，雄性鹿:2003年，Dewey马:2003年，Prometea，雌性狗:2005年，韩国首尔大学实验队，史努比（Snoopy)猪:2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆猪第43页，课件共82页，创作于2023年2月

图为参与绘制的英国桑格研究中心(Sanger．Centre)主任约翰-苏尔斯顿博士(Dr.JohnSulston)在新闻发布会上。

人体基因组技术2000年6月26日，英国研究人员在伦敦召开新闻发布会，宣布由各国政府资助进行人类基因组草图已经绘制完毕。第44页，课件共82页，创作于2023年2月

2001年２月１２日，中、美、日、德、法、英等６国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在去年６月２６日公布的人类基因组“工作框架图”的基础上，经过整理、分类和排列后得到的，它更加准确、清晰、完整。

图为英国科学家、癌基因工程领导人斯特拉顿工作的资料照片。第45页，课件共82页，创作于2023年2月新的发现：１、人类基因是果蝇的的两倍；２、人类个体基因间的差距仅仅为0.001%；３、从基因看没有人种好坏之分；４、1/3级因为“垃圾”；６国的贡献率第46页，课件共82页，创作于2023年2月（二）信息技术的发展及应用信息技术是指以微电子技术为基础，研究和实现信息的获取、传递、处理、网络传输和控制的技术体系。第47页，课件共82页，创作于2023年2月主要影响：提高效率降低成本信息化与工业化融合第48页，课件共82页，创作于2023年2月信息技术主要内容：信息获取技术信息的处理技术信息传递技术信息网络技术信息控制技术第49页，课件共82页，创作于2023年2月

主要的技术发展基础－－集成电路技术核心－－计算机和通信技术特征－－网络技术第50页，课件共82页，创作于2023年2月集成电路技术的发展遵守摩尔定律：

集成电路的集成度，每隔18到24个月提高一倍，同时价格下降一半。第51页，课件共82页，创作于2023年2月

计算机技术（信息处理技术）电子计算机是一种能够高速、自动处理信息的机器。计算机系统硬件软件输出设备输入设备运算器中央处理器控制器CPU存储器操作系统软件应用软件等第52页，课件共82页，创作于2023年2月计算机的心脏－－CPU第53页，课件共82页，创作于2023年2月中央处理器（CPU）的发展历程1971年发明1982年，80386（几千万次/秒）1990年，80486（亿次）1995年，奔腾（Pentium）1998年，奔腾二代（PentiumII）1999年，奔腾三代（PentiumIII）（十亿次）2000年，奔腾四代（PentiumIV）第54页，课件共82页，创作于2023年2月美国垄断的硬件技术英特尔、AMD、DEC、HP、Transmeta等垄断世界处理器生产、销售的95%以上动态存储器、显示适配器芯片、主板芯片组等制造核心技术（最新集成电路技术）硬盘、激光打印机技术各种主要硬件生产、制造的工业协议和标准第55页，课件共82页，创作于2023年2月美国垄断的软件技术操作系统（90%以上）办公软件（至少80%）网络浏览器（几乎100%）计算机通讯协议（几乎全部）其他多种重要软件和技术协议等第56页，课件共82页，创作于2023年2月通信技术（信息传递技术）第57页，课件共82页，创作于2023年2月通信技术内容：程控交换机（机电交换，计算机交换）；光纤通信（带宽10亿b/s，能耗低100公里无中继站，无干扰，重量轻是铜的1%）；卫星通信（铱星系统）；移动电话（蜂窝电话）；数字通信（模拟电路数字电路计算机化）；

高清晰度电视机；16:9（4:3），1125行(625行)，象素140万个（28万个），带宽30兆（6兆）。第58页，课件共82页，创作于2023年2月信息网络技术1964年美国兰德公司提出新的网络基本思想；1969年12月美国建成阿帕网（Arpa）（美国国防部高级研究计划署简称）；1993年美国副总统戈尔提出“信息高速公路”；随后国际互联网（Internet）迅速发展。第59页，课件共82页，创作于2023年2月

信息高速公路就是能够以交互方式传递信息流量的电信网。（速度可达10亿b/s）美国预计，运输负担减少40%，能耗减少40%，劳动生产率提高20-40%）。第60页，课件共82页，创作于2023年2月（三）空间技术的发展及应用

空间技术是探索、开发和利用宇宙空间的综合技术体系。

第61页，课件共82页，创作于2023年2月主要影响：带动国家科学技术的整体发展国家安全吸引青少年献身科学事业第62页，课件共82页，创作于2023年2月空间技术的主要内容：航天运载工具技术人造卫星技术载人航天技术（空间站）深空探测技术第63页，课件共82页，创作于2023年2月主要的技术发展

航天运载工具⑴一次性运载火箭。中国的长征号，俄罗斯的质子号、美国的大力神号、欧盟的阿里安娜号、日本的H号等，都可以将４吨重的卫星送往36000km的轨道。第64页，课件共82页，创作于2023年2月第65页，课件共82页，创作于2023年2月航天飞机。在200-400km轨道上运行，在人3-7人，20顿。可以多次使用，军事上价值高。但是，其成本高，风险大。目前各国努力的方向，低轨道成本由1-2万/公斤降低到1000/公斤。我国863计划内容之一。近期航天运载工具发展的方向，发展无污染、大推力、低成本的多次使用的运载工具。第66页，课件共82页，创作于2023年2月

人造地球卫星目前，发射人造卫星能力，８个国家独立发射，重量由几十公斤到100顿，寿命由几个月到十几年，分辨率到0.3m,传输能力由几十路到几万路。卫星的种类根据用途分为：通讯卫星（我国的东方红系列）、资源卫星、气象卫星、导航卫星（美国的GPS全球定位导航系统，由２４颗卫星组成，精度米级）等。然而，大多数（约占70%）卫星是用于军事。近期发展，各种卫星向着大容量、多谱段、大功率、长寿命、静止轨道、低轨道小卫星（美国铱星计）今后十年将发射1700颗卫星，加之1200亿美元，70%是商用卫星。第67页，课件共82页，创作于2023年2月１９７０年４月２４日，中国第一颗人造卫星发射成功，是继苏、美、法、日之后，成为世界第５个有能力用自制火箭，发射自制卫星的国家。１９５７年１０月４日。前苏联发射了世界上第一颗人造卫星，它标志着人类空间时代的开始。第68页，课件共82页，创作于2023年2月载人航天（空间站）

1961年4月12日，苏联首次在人飞行成功。1969年7月21日，“阿波罗－11号”登月成功。现已有400人次进入太空，