现代科学技术的发展现状及展望(课堂PPT)
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科学技术发展的回顾与展望PPT精品文档49页
哲学 数学
思维科学
科学素质
科学技术 科 知学 识方法
科学思想 科学文化素质 科学精神
处理实际问题能力
参与公共事务能力
人类社会
蒙昧时代（几百万年） 野蛮时代（几万年） 文明时代（几千年）
文明时代
农业文明（几千年） 工业文明（几百年） 科业文明（几十年）
科技发展促进人类文明进程
❖ 古代科学技术的萌芽催生人类农业文明 ❖ 近代科学革命和技术革命引发工业文明 ❖ 20世纪科学发现和技术发明
迎来知识经济时代 ❖ 21世纪科学技术发展预示未来辉煌前景
科学技术是人类文明重要的组成部分，它的历史和 人类自身一样久远。人类从制造工具开始就产生了原 始技术，并且孕育了科学知识的萌芽。古代埃及、巴 比伦、印度和中国是早期人类文明的中心。
严格意义上的科学产生在14-16世纪文艺复兴后的欧洲，在
溯源意义上有古代科学之说。17世纪近代科学产生之前，古希 腊、罗马、中国和阿拉伯的科学技术相继获得了发展。
2019年 李振声 (1931— )，遗传学家，小麦远缘杂交的奠基人
2019年 闵恩泽 (1924— )，石油化工催化剂专家
吴征镒 (1916— )，著名植物学家
2019年 王忠诚 (1925— )，神经外科专家，中国神经外科开拓者
徐光宪 (1920— )，著名化学家，教育家
2009年 谷超豪 (1926— )，著名数学家
黄 昆 (1919—2019 ) ，著名物理学家
2019年 金怡濂 (1929— ) ，高性能计算机领域的著名专家
2019年 刘东生 (1917— )，著名地球环境科学家
王永志 (1932— ) ，著名航天技术专家
2019年 空 缺
现代科学技术的发展现状及展望ppt
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现代科学技术发展的现状及展望
2.1 一种技术：计算机技术
• 世界上第一台电子计算机—ENINC （1945年美国莫切利和埃克特发明 ）。
• 电子计算机经历了电子管、半导体、集成电路、大规 模和超大规模集成电路几代的发展。
• 目前计算机的计算速度已达每秒12万亿次。
图1.世界上第一台电子计算机ENINC（上） “曙光1000”大规模并行计算机系统（下）
发展为标志 。 （20世纪后半期）
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现代科学技术发展的现ຫໍສະໝຸດ 及展望1 概况（续） 1.4 世界科技中心在不断转移
• 早在7-12世纪以前，我国科学技术的发展经久不衰。 • 1540-1610年转至意大利。 • 1660-1730年转至英国。 • 1770-1830年转到法国。 • 1810-1920年转到德国。 • 1920-现在转移到美国 。 • 21世纪中叶可能又转移到东方, 即中国和日本 。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.2 两大问题：资源问题、环境问题
万同胞死于废墟之中） 2. 陆地的形成（有6大洲，非洲与南美洲
很早以前连在一起）
图4 地球板块模型
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现代科学技术发展的现状及展望
4 DNA双螺旋结构模型
• DNA 双螺旋结构模型的提出，对研究细胞核 及基因的结构、组成和功能，都起到十分重 要的作用。
图5 核糖核酸双螺旋结构模型
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现代科学技术发展的现状及展望
• 1999年格林提出了超弦理论，将相对论与量子论统一起来（这一理论还需要通过实践加以证明）。
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现代科学技术发展的现状及展望
2. 3 三项突破 1 核能利用
• 1951年美国建成第一座核电站，核能 开始和平利用。
现代科学技术发展的现状及展望
2.1 一种技术：计算机技术
• 世界上第一台电子计算机—ENINC （1945年美国莫切利和埃克特发明 ）。
• 电子计算机经历了电子管、半导体、集成电路、大规 模和超大规模集成电路几代的发展。
• 目前计算机的计算速度已达每秒12万亿次。
图1.世界上第一台电子计算机ENINC（上） “曙光1000”大规模并行计算机系统（下）
发展为标志 。 （20世纪后半期）
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现代科学技术发展的现ຫໍສະໝຸດ 及展望1 概况（续） 1.4 世界科技中心在不断转移
• 早在7-12世纪以前，我国科学技术的发展经久不衰。 • 1540-1610年转至意大利。 • 1660-1730年转至英国。 • 1770-1830年转到法国。 • 1810-1920年转到德国。 • 1920-现在转移到美国 。 • 21世纪中叶可能又转移到东方, 即中国和日本 。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.2 两大问题：资源问题、环境问题
万同胞死于废墟之中） 2. 陆地的形成（有6大洲，非洲与南美洲
很早以前连在一起）
图4 地球板块模型
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现代科学技术发展的现状及展望
4 DNA双螺旋结构模型
• DNA 双螺旋结构模型的提出，对研究细胞核 及基因的结构、组成和功能，都起到十分重 要的作用。
图5 核糖核酸双螺旋结构模型
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现代科学技术发展的现状及展望
• 1999年格林提出了超弦理论，将相对论与量子论统一起来（这一理论还需要通过实践加以证明）。
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现代科学技术发展的现状及展望
2. 3 三项突破 1 核能利用
• 1951年美国建成第一座核电站，核能 开始和平利用。
当代科学技术发展现状与趋势_图文
３.细胞工程
在细胞水平上改变品种、创造新物种的技术。 细胞融合：植物、动物、动植物。 细胞和组织培养技术——农作物的试管化、
工业化、商业化。 克隆技术：无性繁殖、生物复制。 干细胞技术：万能细胞，制造器官组织。
细胞工程培养的试管苗
4、基因工程
在分子水平上对生物遗传物质进行改造的技术。 遗传的物质基础--DNA（脱氧核糖核酸），双螺旋 结构的长分子链； 基因：带有遗传信息的DNA片段，由核苷酸的不同 排列顺序所决定（四种碱基A、C、T、G）； 基因工程：通过改变基因来改变品种、创造新物 种。 人类基因结构图谱--30亿个碱基配对。 人类基因组"初步解析"--3万多个基因。对医疗诊 断、医药、基因治疗有重大意义。
到2020年，全社会研究开发投入占国内生产 总值的比重提高到2.5％以上，力争科技进步贡献 率达到60％以上，对外技术依存度降低到30％以 下，本国人发明专利年度授权量和国际科学论文 被引用数均进入世界前5位。
（二）我国中长期科技发展的重点任务
1、把发展能源资源和环境保护技术 放在优先位置。
2、把掌握装备制造业和信息产业核 心技术的自主知识产权，作为提高我国产 业竞争力的突破口。
下一代互联网。
内部网络与外部网络
（4）智能模拟--智能化
专家系统 机器翻译 智能型机器人
中国机器人导游
３.通信技术
现代通信系统 *终端设备：电话、可视电话、手机、IP电 话 、传真机、数据终端、图象终端等。 *交换设备：程控交换机、移动交换系统。 *传输设备：同轴电缆、卫星通信、无线移动 通信、微波通信、光纤通信。
转基因马铃薯
（三）新材料技术
1、结构材料：新型金属材料，新 型高分子材料（工程塑料等），新型非 金属材料（新型陶瓷等），复合材料。
当代科学技术发展现状与趋势ppt课件
地源热泵系统工程技术规范
当代科技发展趋势 与我国科技发展战略
1
地源热泵系统工程技术规范
一、当代科学技术发展的主要特点
（一）科学技术加速化发展
当代科技以指数规律增长。科学知识更新 快；科学成果迅速增长；从科学发现——技术实 现——生产应用时间缩短；新技术新产品更新换 代快。
（二）科学技术整体化趋势日益显著
经济全球化、信息网络化和跨国公司的 活动，促进了全球科技资源的流动和科技信 息的共享。对于发展中国家来说，既是机遇 又是挑战。
3
地源热泵系统工程技术规范
（四）创新成为科技发展的源动力 科技的生命在于创新。创新包括原始性创新、
集成创新和引进创新。建立创新体系，提高创新 能力，成为各国科技发展战略的首选。 （五）科技成为引领经济社会发展的主导力量
趋势：三机合一（电视、电话、电 脑——多媒体），三网合一（电信网、广 电网、计算机网——高速宽带网），三业 合一（电信业、广电业、网络业——信息 服务业）。
下一代互联网。
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地源热泵系统工程技术规范
内部网络与外部网络
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地源热泵系统工程技术规范
（4）智能模拟--智能化 专家系统 机器翻译 智能型机器人
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地源热泵系统工程技术规范
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地源热泵系统工程技术规范
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地源热泵系统工程技术规范
18
地源热泵系统工程技术规范
中国雷达旅指挥自动化系统
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地源热泵系统工程技术规范
（３）信息处理——网络化
网络时代：全球范围的信息交流与知 识共享时代。
革命性变革：信息传播、电子商务、 远程教育、电子政府、生活方式等。
趋势：“信息高速公路”——高速宽带网 （宽带接入技术）。
当代科技发展趋势 与我国科技发展战略
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地源热泵系统工程技术规范
一、当代科学技术发展的主要特点
（一）科学技术加速化发展
当代科技以指数规律增长。科学知识更新 快；科学成果迅速增长；从科学发现——技术实 现——生产应用时间缩短；新技术新产品更新换 代快。
（二）科学技术整体化趋势日益显著
经济全球化、信息网络化和跨国公司的 活动，促进了全球科技资源的流动和科技信 息的共享。对于发展中国家来说，既是机遇 又是挑战。
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地源热泵系统工程技术规范
（四）创新成为科技发展的源动力 科技的生命在于创新。创新包括原始性创新、
集成创新和引进创新。建立创新体系，提高创新 能力，成为各国科技发展战略的首选。 （五）科技成为引领经济社会发展的主导力量
趋势：三机合一（电视、电话、电 脑——多媒体），三网合一（电信网、广 电网、计算机网——高速宽带网），三业 合一（电信业、广电业、网络业——信息 服务业）。
下一代互联网。
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地源热泵系统工程技术规范
内部网络与外部网络
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地源热泵系统工程技术规范
（4）智能模拟--智能化 专家系统 机器翻译 智能型机器人
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地源热泵系统工程技术规范
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地源热泵系统工程技术规范
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地源热泵系统工程技术规范
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地源热泵系统工程技术规范
中国雷达旅指挥自动化系统
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地源热泵系统工程技术规范
（３）信息处理——网络化
网络时代：全球范围的信息交流与知 识共享时代。
革命性变革：信息传播、电子商务、 远程教育、电子政府、生活方式等。
趋势：“信息高速公路”——高速宽带网 （宽带接入技术）。
现代科学技术PPT课件
组织工程
利用生物材料、细胞和生长因子等，构建具有特定形态和功能的生物组织，用于 修复或替代受损组织。
生物制药与诊断技术
生物制药
利用生物技术生产药物，包括基因工程药物、抗体药物、疫 苗等，具有高效、安全等优点。
诊断技术
利用生物技术对疾病进行诊断，包括基因诊断、免疫诊断、 生物芯片技术等，提高诊断的准确性和灵敏度。
科技安全和国家战略
01
科技安全与国家安全
阐述科技安全对国家安全的重要性，以及如何在科技发展中保障国家安
全和利益。
02
关键核心技术突破与自主创新
探讨如何突破关键核心技术瓶颈，实现自主创新，提升国家科技实力和
竞争力。
03
科技人才队伍建设与培养
分析科技人才队伍建设对科技安全和国家战略的意义，以及如何培养和
现代科学技术ppt课件
• 现代科学技术概述 • 信息技术 • 生物技术 • 新材料技术 • 能源技术 • 制造技术 • 现代科学技术对社会影响及挑战
01
现代科学技术概述
定义与发展历程
定义
现代科学技术是指在现代社会中，通过科学研究和技术创新所获得的知识、方 法和技能的总称。
发展历程
自工业革命以来，现代科学技术经历了多次重大变革，包括电力、通信、计算 机、生物技术等领域的飞速发展，以及人工智能、大数据等前沿技术的不断涌 现。
生物质能
生物质能转化技术、生物质燃 料及生物质发电等。
核能安全与未来趋势
核能发电原理
核裂变与核聚变反应原理及核能发电站工作 原理。
核废料处理与处置
核废料分类、处理方法及最终处置方案探讨。
核安全监管
国际原子能机构及各国核安全监管体系介绍。
利用生物材料、细胞和生长因子等，构建具有特定形态和功能的生物组织，用于 修复或替代受损组织。
生物制药与诊断技术
生物制药
利用生物技术生产药物，包括基因工程药物、抗体药物、疫 苗等，具有高效、安全等优点。
诊断技术
利用生物技术对疾病进行诊断，包括基因诊断、免疫诊断、 生物芯片技术等，提高诊断的准确性和灵敏度。
科技安全和国家战略
01
科技安全与国家安全
阐述科技安全对国家安全的重要性，以及如何在科技发展中保障国家安
全和利益。
02
关键核心技术突破与自主创新
探讨如何突破关键核心技术瓶颈，实现自主创新，提升国家科技实力和
竞争力。
03
科技人才队伍建设与培养
分析科技人才队伍建设对科技安全和国家战略的意义，以及如何培养和
现代科学技术ppt课件
• 现代科学技术概述 • 信息技术 • 生物技术 • 新材料技术 • 能源技术 • 制造技术 • 现代科学技术对社会影响及挑战
01
现代科学技术概述
定义与发展历程
定义
现代科学技术是指在现代社会中，通过科学研究和技术创新所获得的知识、方 法和技能的总称。
发展历程
自工业革命以来，现代科学技术经历了多次重大变革，包括电力、通信、计算 机、生物技术等领域的飞速发展，以及人工智能、大数据等前沿技术的不断涌 现。
生物质能
生物质能转化技术、生物质燃 料及生物质发电等。
核能安全与未来趋势
核能发电原理
核裂变与核聚变反应原理及核能发电站工作 原理。
核废料处理与处置
核废料分类、处理方法及最终处置方案探讨。
核安全监管
国际原子能机构及各国核安全监管体系介绍。
当代科学技术发展的趋势和特征课件
重要发明
飞机、生产线、 通讯卫星、激光、 基因图谱、纳米 磺胺药、半导 微处理器、避孕 技术、量子计算 体、计算机、 药、航天、DNA 机、生物芯片 彩电、原子弹 重组、录像机、 互联网 自动化、电子计 算机、原子能、 个人电脑、航天 第三次产业革命 第一次信息革命 因特网、电子商 务、生物工程、 软件 第二次信息革命 新生物学革命
表5 世界科技创新人员投入前10名 （从事R&D活动的科学家和工程师全时当量/万人口）
国 家 芬 兰 日 本 瑞 典 美 国
1970-1974 1980－1984 1990－1994 2000 2000年排名
12 53 12 25
20 38 n 28
23 57 31 38
57 50 45 41
1 2 3 4
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（1）创新型国家的概念
进 步 衰 退
生产要素导向 投资导向
创新导向
富裕导向
图二 迈克尔· 波特国家竞争优势发展的四个阶段
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（2）创新型国家的基本特征
1、科技创新成为促进国家发展的主导战略。科技 进步贡献率一般在70％以上。 2、创新投入高。创新型国家的R&D经费投入高， 占GDP的比重都在2%以上。科技创新人员投入高，用 从事研究与发展活动的科学家与工程师全时当量/万人 口表示，要达20人以上。 3、创新产出高。用居民申请国内发明专利数/百万 人，都达200个以上。 4、自主创新能力很强。国家对外技术依存度均在 30％以下。
在工业经济，是按生产、技术、科学顺序 发展的。如18实际下半叶，生产需求新的动力 蒸汽机技术 热力学原理。 在现代新经济，是按科学、技术、生产顺 序发展的。如先有量子理论 半导体技术、电 子技术、计算机技术 电子产业
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现代科学技术发展的现状及展望
2. 20世纪科学技术的几项重大成就
• 2.1 一种技术: 计算机技术 • 2.2 两个理论: 相对论与量子论 • 2.3 三项突破: 核能利用，空间科学，基因序列 • 2.4 四个模型: （1）夸克模型，
（2）宇宙大爆炸模型， （3）地球板块模型， （4）核糖核酸双螺旋结构模型
）。
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现代科学技术发展的现状及展望
图3 国际空间站（左），苏联宇航员加加林（右上）美国宇航员阿姆斯特朗 登月（右下）
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2.4 四个模型 现代科学技术发展的现状及展望
1 夸克模型 2 宇宙大爆炸模型
• 夸克是物质构成的最小 微粒。
美籍华人诺贝尔奖金获得者丁肇中教 授发现J 粒子（第4种夸克）
• 宇宙大爆炸模型认为宇 宙是在百亿年前（160亿年前
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现代科学技术发展的现状及展望
2. 空间科学 3. 基因序列
• 空间科学：
• 1957年苏联将第一颗人造卫星送上天空，1961 年将载人人造卫星送上天（图4）（我国已是载人航 天的第三大国） 。
• 基因序列：
• 2000年6月26日 国际人类基因工作组计划联合 研究小组公布了人类基因工作草图，这标志着 人类解读自身 “生命之书” 的路上迈出了的 一步（人类基因由31.647亿个万碱基对组成, 共有3万至3.5万个基因
新材料产业、生物工程产业 • 3.5 五个基础学科: 生命科学、物质科学、
宇宙科学、数学、思维科学
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现代科学技术发展的现状及展望
3.1 纳米技术
• 什么叫纳米?
1 m = 10 9 nm ; 原子的大小约为10纳米
• 物质在纳米级的情况下物理性质会发生很大的 变化（碳纳米管的强度比钢还要强，1997年获诺贝 尔化学奖）。
• 信息产业仍是21世纪全球经济中规模最宏大,最具有 活力的产业。
• 信息技术的主要发展方向是：
微电子器件；尺寸愈来愈小，容量愈来愈大。生物芯片。 计算机技术： 硬件（速度与储存量）；
软件（将具有人脑的功能）。
• 新概念计算机--DNA计算机正在研制过程中。
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现代科学技术发展的现状及展望
信息产业（续）
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现代科学技术发展的现状及展望
2 新材料产业
• 先进材料是发展高技术产业的物质基础。
建筑材料、金属材料、化工材料、衣着用材料等。
• 21世纪材料科学技术将向功能化，复合化，智能 化， 微型化的方向发展。
• 纳米技术的出现，给新材料产业开辟了一个新的 宽广的空间。
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现代科学技术发展的现状及展望
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现代科学技术发展的现状及展望
2.2 两个理论：相对论与量子论
• 爱因斯坦相对论对宇宙空间发生的一些物理现象有了正确的解释（但还有 些要观点要通过实践加以证明）。
能量公式：E = m c 2 ;物体最大速度不会大于光速; 老子按光度完成宇宙旅行后返回地球，他比小子还要年轻。
• 20世纪的另一重大理论成果是防大学 量子论（ 1900年普朗克发表了量 子论，1925年海森堡提出了量子力学），它的影响涉及到材料学、原子 结构理论、核能的利用和信息技术等方面 （诺贝尔奖金获得者杨振宁教授 曾对此给以很高评价）。
第一部分 以高新技术改造人用疫苗 第二部分 以高新技术改造兽用生物制品产业
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现代科学技术发展的现状及展望
4 制造产业（包括汽车产业）
• 制造业是一切产业的基础,制造产业发展的 基本出路是与信息技术密切结合。
• 制造产业发展的趋势是：
1) 微型化或大型化
2）柔性化或专用化
3) 高速化和高效化
4) 精密化
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现代科学技术发展的现状及展望
制造产业（包括汽车产业）（续）
爬壁机器人 管道机器人 水下机器人 航天机器人 足球机器人 玩具机器人
图6 6000米自治水下机器人
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现代科学技术发展的现状及展望
制造产业（包括汽车产业）（续）
1 数控系统与数控机床 2 激光加工和测量技术与装置 3 计算机辅助技术、系统及集成 4 工业自动化系统 5 网络化制造工程 6 汽车电子控制零部件 7 智能化交通系统 8 现代农业装备 9 数字化医学影像设备
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现代科学技术发展的现状及展望
3 生物工程产业
• 生物工程产业的比重将会在21世纪达到20%，达到甚至超过 信息产业
• 基因工程：基因工程在农业中的应用，转基因。转基因大豆和玉米等
全新的医疗技术——基因疗法。由于基因缺陷引发的 各种疾病可以 采用基因疗法，如聋、哑和各种器官疾病。
• 克隆技术：各种动物的克隆（牛、猪、羊等），人体器官的克隆。 • 基因工程与克隆技术的研究与应用，将大大延长人类的寿
5）集成化
6）模块化
7）综合化
8）自动化
9）智能化
10）数字化
11）网络化
12）绿色化
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现代科学技术发展的现状及展望
制造产业（包括汽车产业）（续）
机器人:有一定智能化程度的机器
工业机器人：焊接机器人，喷涂机器人，装配机器人 运输机器人等。
为家庭生活服务的机器人 有感情和有智慧的机器人 医疗机器人 搜集情报的机器人 战争机器人
）核子爆炸而形成的。
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图3 宇宙大爆炸模型
现代科学技术发展的现状及展望
3 地球板块模型
地球板块模型的提 出，为地震的发生 及陆地的形成作出 了正确的解释。
1. 地震的产生（1976年唐
山大地震，24万同胞死于废 墟之中）
2. 陆地的形成（有6大洲，
非洲与南美洲很早以前连在 一起）
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图4 地球板块模型
多。 • 我国近几年一直在扩大高校的招生名额。
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1 一般情况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
1.3 4次重大的产业革命
• 第一次产业革命是以蒸汽机的发明为代表。 （1781年，瓦特） • 第二次产业革命是以电力的发现为代表。 （1879年，爱迪生） • 第三次产业革命是以原子能的发现为代表。 （ 1945年美国在日本
现代科学技术发展的现状及展望
现代科学技术的近期发展及展望
• 1 一般情况 • 2 20世纪科学技术的几项重大成就 • 3 21世纪科学技术发展的趋向 • 4 我们面临的机遇与挑战
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现代科学技术发展的现状及展望
1 一般情况
1.1 现代科学技术取得突飞猛进的发展
• 20世纪后30年, 人类所取得的成果比过去2000年 的成果还多 (主要是近50年) 。
命。（美国的长寿研究所科学家文森特，见帕帕的研究表明，今后10－20年
内人类的平均寿命达到95 岁，到2020－2050年可达到110－130岁）
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现代科学技术发展的现状及展望
生物工程产业（续）
1 转基因农作物 2 功能性蛋白类饲料添加剂 3 基因药物 4 生物芯片 5 以高新技术改造传统生物工程产业
广岛扔下了第一颗原子弹, 此后便转向和平利用，1951年美国建成了第 一座核电站 ）
• 第四次产业革命是以高新技术为代表, 以信息技术及生物技术的 发展为标志 。 （20世纪后半期）
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1 概况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
1.4 世界科技中心在不断转移
• 早在7-12世纪以前，我国科学技术的发展经久不衰。 • 1540-1610年转至意大利。 • 1660-1730年转至英国。 • 1770-1830年转到法国。 • 1810-1920年转到德国。 • 1920-现在转移到美国 。 • 21世纪中叶可能又转移到东方, 即中国和日本 。
• 纳米技术的应用成果及前景。
美国前总统克林顿的三项许诺：
1 纳米材料
2 纳米芯片
3 纳米医学
美国研制出分子大小的纳米马达。 正在研制“纳米炸弹” 。
纳米医学将能把人的寿命延长下去。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.2 两大问题：资源问题、环境问题
• 人类只有一个地球。
在宇宙中直到现在还没有发现像地球这样，既有水和空气，又有这么适宜 的气温； 既有花草树木，又有人类的星球（国为我们有太阳） 。地球是 一个得天独厚的星球。（这决不是上帝创造的吗。）
• 地球上的资源是有限的，资源在不断减少。 • 人类生活的环境已在不断恶化，情况相当严重。 • 我国已提出了可持续发展的战略。世界各国都开始十
分重视保护绿色世界。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.3 三个领域：陆地、海洋和宇宙空间
• 陆地是人类获得最早开发的领域。
地球内部还没有得到开发。
• 目前海洋和宇宙空间还没有获得很好的开发。
现代科学技术发展的现状及展望
4 DNA双螺旋结构模型
• DNA 双螺旋结构模型 的提出，对研究细胞 核及基因的结构、组 成和功能，都起到十 分重要的作用。
图5 核糖核酸双螺旋结构模型
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现代科学技术发展的现状及展望
3 21世纪科学技术发展的趋向
• 3.1 一个升起: 纳米技术 • 3.2 两个问题: 资源问题、环境问题 • 3.3 三个领域: 陆地、海洋和宇宙空间 • 3.4 四大支柱产业: 信息产业、制造产业、
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现代科学技术发展的现状及展望
2.1 一种技术：计算机技术
• 世界上第一台电子计算机—ENINC （1945年美国莫切利和埃克特发明 ）。
• 电子计算机经历了电子管、半导体、 集成电路、大规模和超大规模集成电 路几代的发展。
• 目前计算机的计算速度已达每秒12万 亿次。
图1.世界上第一台电子计算机ENINC（上） “曙光1000”大规模并行计算机系统（下 ）
1 高性能计算机 2 微电子产业化
附件一：关于鼓励集成电路产业发展的若干政策 附件二：不到长城非好汉 附件三：为我国集成电路产业发展提供良好的税负环境 3 仪器仪表和微电子专用设备 4 软件产业 5 信息安全产业 6 网络工程及其关键设备 7 第三代移动通信系统 8 接入网产业化 9 光电子与光通信 10 数字电视产业化
现代科学技术发展的现状及展望
2. 20世纪科学技术的几项重大成就
• 2.1 一种技术: 计算机技术 • 2.2 两个理论: 相对论与量子论 • 2.3 三项突破: 核能利用，空间科学，基因序列 • 2.4 四个模型: （1）夸克模型，
（2）宇宙大爆炸模型， （3）地球板块模型， （4）核糖核酸双螺旋结构模型
）。
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现代科学技术发展的现状及展望
图3 国际空间站（左），苏联宇航员加加林（右上）美国宇航员阿姆斯特朗 登月（右下）
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2.4 四个模型 现代科学技术发展的现状及展望
1 夸克模型 2 宇宙大爆炸模型
• 夸克是物质构成的最小 微粒。
美籍华人诺贝尔奖金获得者丁肇中教 授发现J 粒子（第4种夸克）
• 宇宙大爆炸模型认为宇 宙是在百亿年前（160亿年前
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现代科学技术发展的现状及展望
2. 空间科学 3. 基因序列
• 空间科学：
• 1957年苏联将第一颗人造卫星送上天空，1961 年将载人人造卫星送上天（图4）（我国已是载人航 天的第三大国） 。
• 基因序列：
• 2000年6月26日 国际人类基因工作组计划联合 研究小组公布了人类基因工作草图，这标志着 人类解读自身 “生命之书” 的路上迈出了的 一步（人类基因由31.647亿个万碱基对组成, 共有3万至3.5万个基因
新材料产业、生物工程产业 • 3.5 五个基础学科: 生命科学、物质科学、
宇宙科学、数学、思维科学
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现代科学技术发展的现状及展望
3.1 纳米技术
• 什么叫纳米?
1 m = 10 9 nm ; 原子的大小约为10纳米
• 物质在纳米级的情况下物理性质会发生很大的 变化（碳纳米管的强度比钢还要强，1997年获诺贝 尔化学奖）。
• 信息产业仍是21世纪全球经济中规模最宏大,最具有 活力的产业。
• 信息技术的主要发展方向是：
微电子器件；尺寸愈来愈小，容量愈来愈大。生物芯片。 计算机技术： 硬件（速度与储存量）；
软件（将具有人脑的功能）。
• 新概念计算机--DNA计算机正在研制过程中。
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现代科学技术发展的现状及展望
信息产业（续）
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现代科学技术发展的现状及展望
2 新材料产业
• 先进材料是发展高技术产业的物质基础。
建筑材料、金属材料、化工材料、衣着用材料等。
• 21世纪材料科学技术将向功能化，复合化，智能 化， 微型化的方向发展。
• 纳米技术的出现，给新材料产业开辟了一个新的 宽广的空间。
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现代科学技术发展的现状及展望
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现代科学技术发展的现状及展望
2.2 两个理论：相对论与量子论
• 爱因斯坦相对论对宇宙空间发生的一些物理现象有了正确的解释（但还有 些要观点要通过实践加以证明）。
能量公式：E = m c 2 ;物体最大速度不会大于光速; 老子按光度完成宇宙旅行后返回地球，他比小子还要年轻。
• 20世纪的另一重大理论成果是防大学 量子论（ 1900年普朗克发表了量 子论，1925年海森堡提出了量子力学），它的影响涉及到材料学、原子 结构理论、核能的利用和信息技术等方面 （诺贝尔奖金获得者杨振宁教授 曾对此给以很高评价）。
第一部分 以高新技术改造人用疫苗 第二部分 以高新技术改造兽用生物制品产业
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现代科学技术发展的现状及展望
4 制造产业（包括汽车产业）
• 制造业是一切产业的基础,制造产业发展的 基本出路是与信息技术密切结合。
• 制造产业发展的趋势是：
1) 微型化或大型化
2）柔性化或专用化
3) 高速化和高效化
4) 精密化
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现代科学技术发展的现状及展望
制造产业（包括汽车产业）（续）
爬壁机器人 管道机器人 水下机器人 航天机器人 足球机器人 玩具机器人
图6 6000米自治水下机器人
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现代科学技术发展的现状及展望
制造产业（包括汽车产业）（续）
1 数控系统与数控机床 2 激光加工和测量技术与装置 3 计算机辅助技术、系统及集成 4 工业自动化系统 5 网络化制造工程 6 汽车电子控制零部件 7 智能化交通系统 8 现代农业装备 9 数字化医学影像设备
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3 生物工程产业
• 生物工程产业的比重将会在21世纪达到20%，达到甚至超过 信息产业
• 基因工程：基因工程在农业中的应用，转基因。转基因大豆和玉米等
全新的医疗技术——基因疗法。由于基因缺陷引发的 各种疾病可以 采用基因疗法，如聋、哑和各种器官疾病。
• 克隆技术：各种动物的克隆（牛、猪、羊等），人体器官的克隆。 • 基因工程与克隆技术的研究与应用，将大大延长人类的寿
5）集成化
6）模块化
7）综合化
8）自动化
9）智能化
10）数字化
11）网络化
12）绿色化
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现代科学技术发展的现状及展望
制造产业（包括汽车产业）（续）
机器人:有一定智能化程度的机器
工业机器人：焊接机器人，喷涂机器人，装配机器人 运输机器人等。
为家庭生活服务的机器人 有感情和有智慧的机器人 医疗机器人 搜集情报的机器人 战争机器人
）核子爆炸而形成的。
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图3 宇宙大爆炸模型
现代科学技术发展的现状及展望
3 地球板块模型
地球板块模型的提 出，为地震的发生 及陆地的形成作出 了正确的解释。
1. 地震的产生（1976年唐
山大地震，24万同胞死于废 墟之中）
2. 陆地的形成（有6大洲，
非洲与南美洲很早以前连在 一起）
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图4 地球板块模型
多。 • 我国近几年一直在扩大高校的招生名额。
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1 一般情况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
1.3 4次重大的产业革命
• 第一次产业革命是以蒸汽机的发明为代表。 （1781年，瓦特） • 第二次产业革命是以电力的发现为代表。 （1879年，爱迪生） • 第三次产业革命是以原子能的发现为代表。 （ 1945年美国在日本
现代科学技术发展的现状及展望
现代科学技术的近期发展及展望
• 1 一般情况 • 2 20世纪科学技术的几项重大成就 • 3 21世纪科学技术发展的趋向 • 4 我们面临的机遇与挑战
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现代科学技术发展的现状及展望
1 一般情况
1.1 现代科学技术取得突飞猛进的发展
• 20世纪后30年, 人类所取得的成果比过去2000年 的成果还多 (主要是近50年) 。
命。（美国的长寿研究所科学家文森特，见帕帕的研究表明，今后10－20年
内人类的平均寿命达到95 岁，到2020－2050年可达到110－130岁）
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现代科学技术发展的现状及展望
生物工程产业（续）
1 转基因农作物 2 功能性蛋白类饲料添加剂 3 基因药物 4 生物芯片 5 以高新技术改造传统生物工程产业
广岛扔下了第一颗原子弹, 此后便转向和平利用，1951年美国建成了第 一座核电站 ）
• 第四次产业革命是以高新技术为代表, 以信息技术及生物技术的 发展为标志 。 （20世纪后半期）
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1 概况（续） 现代科学技术发展的现状及展望
1.4 世界科技中心在不断转移
• 早在7-12世纪以前，我国科学技术的发展经久不衰。 • 1540-1610年转至意大利。 • 1660-1730年转至英国。 • 1770-1830年转到法国。 • 1810-1920年转到德国。 • 1920-现在转移到美国 。 • 21世纪中叶可能又转移到东方, 即中国和日本 。
• 纳米技术的应用成果及前景。
美国前总统克林顿的三项许诺：
1 纳米材料
2 纳米芯片
3 纳米医学
美国研制出分子大小的纳米马达。 正在研制“纳米炸弹” 。
纳米医学将能把人的寿命延长下去。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.2 两大问题：资源问题、环境问题
• 人类只有一个地球。
在宇宙中直到现在还没有发现像地球这样，既有水和空气，又有这么适宜 的气温； 既有花草树木，又有人类的星球（国为我们有太阳） 。地球是 一个得天独厚的星球。（这决不是上帝创造的吗。）
• 地球上的资源是有限的，资源在不断减少。 • 人类生活的环境已在不断恶化，情况相当严重。 • 我国已提出了可持续发展的战略。世界各国都开始十
分重视保护绿色世界。
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现代科学技术发展的现状及展望
3.3 三个领域：陆地、海洋和宇宙空间
• 陆地是人类获得最早开发的领域。
地球内部还没有得到开发。
• 目前海洋和宇宙空间还没有获得很好的开发。
现代科学技术发展的现状及展望
4 DNA双螺旋结构模型
• DNA 双螺旋结构模型 的提出，对研究细胞 核及基因的结构、组 成和功能，都起到十 分重要的作用。
图5 核糖核酸双螺旋结构模型
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3 21世纪科学技术发展的趋向
• 3.1 一个升起: 纳米技术 • 3.2 两个问题: 资源问题、环境问题 • 3.3 三个领域: 陆地、海洋和宇宙空间 • 3.4 四大支柱产业: 信息产业、制造产业、
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现代科学技术发展的现状及展望
2.1 一种技术：计算机技术
• 世界上第一台电子计算机—ENINC （1945年美国莫切利和埃克特发明 ）。
• 电子计算机经历了电子管、半导体、 集成电路、大规模和超大规模集成电 路几代的发展。
• 目前计算机的计算速度已达每秒12万 亿次。
图1.世界上第一台电子计算机ENINC（上） “曙光1000”大规模并行计算机系统（下 ）
1 高性能计算机 2 微电子产业化
附件一：关于鼓励集成电路产业发展的若干政策 附件二：不到长城非好汉 附件三：为我国集成电路产业发展提供良好的税负环境 3 仪器仪表和微电子专用设备 4 软件产业 5 信息安全产业 6 网络工程及其关键设备 7 第三代移动通信系统 8 接入网产业化 9 光电子与光通信 10 数字电视产业化