科技主题的历史小论文

科学技术与未来——新科技革命的历史、现状及未来1 新科技革命产生的历史背景 新科技革命指的是20世纪50年代以来（至今方兴未艾）在世界范围信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、激光技术、新制造（加工）技术、空间开发技术、海洋开发技术……高新技术群落的崛起.新科技革命是科学技术作为一个系统，在一定社会历史条件下，自组织演化的必然结果.其产生的科学与技术方面的基础主要有以下二个方面.(1)第一次科学革命（16～19世纪）：自然科学摆脱神学统治，走上独立发展的道路，建立起近代自然科学体系，确立了实证科学的方法传统.第二次科学革命（19～20世纪初）：突破机械的自然观，人类的认识从宏观进入微观与宇观，发现了微观粒子运动的规律.第三次科学革命（20世纪50年代以来）：系统科学、非线性科学的兴起，使人类认识从追求简单性转变为探索复杂性.(2)以蒸气动力技术为主导的第一次技术革命（18世纪中叶～19世纪上叶），使生产的技术方式机械化.以电力技术为主导的第二次技术革命（19世纪中叶～20世纪初）使生产的技术方式在机械化的基础上电气化.以电子技术为主导的第三次技术革命（20世纪30年代～20世纪70年代）使生产的技术方式在机械化、电气化的基础上自动化.2 新科技革命的主要内容 新科技革命是上述历史上科学革命的产物、技术革命的继续及发展.信息技术能量、材料、信息是物质世界的三个基本要素；随着科学技术与社会生活的不断发展，信息的重要性愈来愈显得突出.什么是信息？对这个问题从不同角度有不同的回答.从最一般的意义来说，信息指的是客观世界的物质运动与主观世界精神活动所表现出来的各种状态特征的总和.这些特征被人的感觉器官或仪器所感觉到或测量到并被纪录或表达下来，就成为了一些数据、图像、符号、语言、文字等，它们包含着所表征事物或事件的内容，即客观世界物质运动或主观世界精神活动的状态特征.信息技术则是有关信息的产生、收集、传输、接受、处理、存贮、检索等技术的总称，包括微电子技术（提供电脑芯片）、计算机技术、通信技术、信息存贮技术、数据库技术、网络技术……在信息技术发展中，20世纪90年代在全球兴起的“信息高速公路热”，特别引人注目.信息高速公路的正式名称叫做“国家信息基础设施计划”，指的是建立起由信息库、信息处理机（计算机）、通信网以及各种电子设备组成的信息网络.每一个人在网络上既可以浏览信息，又可以发布信息，从而，把整个世界变成了一个“地球村”.生物技术生物是一种高级的物质运动形态，它们是同时具有自我更新、自我调节、自我复制的物质系统.生物技术指的是运用工程的方法对生命系统进行作用，以实现预期目的的一种技术，故生物技术又称为生物工程.在生物技术中，基因重组技术处于核心地位.基因重组技术指的是将某些具有特殊性能的遗传基因从生物体中分离出来并进行重组，然后再转移或整合到另一些生命体中去.由于这种基因重组技术的出现，人类就可以根据需要，用工程的方法来改造现有的生物物种或制造新的生物物种.在众多生物技术应用的项目中，“人类基因组计划”具有特殊的重要意义.1990年10月，“人类基因组计划”开始实施.其要点是：测出人类DNA中全部（约3×1010）核苷酸的顺序，搞清人类的10万个基因的全部蓝图以及这些基因在人类23对染色体上的位置.美国、英国、德国、日本、法国和中国的1 000多名科学家参加了这个计划的研究，于2006年胜利完成.“人类基因组计划”的完成及进一步研究（解读基因密码的含义）将对人类疾病（特别是癌症、艾滋病等疑难病）的预防及治疗产生决定性的作用，开辟人类延年益寿的新途径.新能源技术能源是指能够提供能量的自然资源.能源是一切物质活动的基础.目前，人类所使用的能源（煤、石油、天然气等）多为非再生能源，已日渐枯竭；因此，寻找新能源成为关系人类生存与发展的重大问题.20世纪70年代以来，人类加快了新能源的开发利用，目前主要集中在以下方面：（1）太阳能的开发利用太阳每年投射到地球上的能量为529×1024 J，比现在每年人类总消耗的能量大10 000多倍.20世纪70年代以来，人类加快了对太阳能开发利用的研究，已取得初步成效.在光—热转化、光—电转化、光—化学转化方面都取得一定突破，但离充分利用还有很大距离，有巨大的发展潜力.（2）地热能的开发利用地热资源是地球陆地表层以下10km深度内15～400℃范围含热能量.500 m以内地热贮量相当于4 948万亿吨标准煤.各地对地热资源的开发利用，正在因地制宜地广泛展开，前景十分广阔.（3）风能利用风力机可以将风能转变为电能、机械能、热能.据估计，在离地面100 m以内的上空，陆地风机可吸收的能量每年约×1012 kW, 相当于全世界水力发电的总和.（4）除此之外，新能源开发利用还包括核聚变能、海洋能、生物质能、氢能、可燃冰以及多种多样的节能技术.总之，新能源的开发利用完全可以消除多少有些令人恐慌的“能源危机”.新材料技术材料是物质世界三个基本要素之一，材料技术的发展是各种新技术发展的基础.20世纪70年代以来，具有各种特殊性能的材料（光导纤维、非晶态、新型陶瓷、碳60、钛合金、纳米材料、生物材料、智能材料等）不断涌现.据统计，目前已有25万种性能各异的材料问世，以满足生产及生活各方面的需要.某些重要材料的出现，往往导致某种程度的技术革命或推动新兴产业的出现，产生巨大的经济效益.例如，20世纪90年代蓬勃发展的纳米技术（10-7～10-9 m），由于其一系列独特的性能及广泛应用，就正在形成一个新产业群落并且推动并影响整个科学技术研究及产业的发展.激光技术激光是一种新型光源，它具有高亮度，方向性好，单色性好，脉冲时间短、覆盖波段宽且可调谐等优点，从而成一种强有力的技术手段.第一台激光器出现于20世纪60年代.20世纪70年代以来，找到可产生激光器振荡的工作物质千余种、激光谱线万余条、研制成不同类型的激光器数十种.与此同时，激光技术得到广泛应用，包括激光测量、激光全息、激光医学、激光通信、激光光谱分析、激光热处理激光信息、激光冷却及激光武器等诸多方面.新制造（加工）技术相对于传统的机械制造（加工）技术，新制造（加工）技术呈现出一系列新的面貌.其最突出的表现在以下方面：（1）计算机集成系统（CIMS）制造技术面对市场，从顾客的需要及企业的整体能力出发，利用电脑系统使产品的制造（加工）实现高质、低耗、快速的技术.（2）机器人技术利用机器人去进行一些特殊的制造（加工）作业.例如 水下机器人，室外遥控移动式机器人，精密装配机器人.（3）微加工技术20世纪90年代发展起来的纳米技术加工尺度已达到10-9 m，可以对单个原子、分子进行直接操作.空间开发技术20世纪50年代以来，宇航技术或空间开发技术得到迅猛发展.空间开发技术主要围绕以下三个方面展开.（1）人造卫星的发射及利用目前，人类向宇宙空间发射人造卫星约5 000个，包括资源卫星、气象卫星、通信卫星、技术试验卫星、科学探测卫星、军用卫星等，为人类的生存与发展作出巨大贡献.（2）空间工业化宇宙空间有许多地面上所没有的得天独厚的条件，如失重、高真空、强辐射、低温、超净等.目前，已发射各种类型的“空间站”进入太空，利用宇宙空间某些独特条件，进行科学实验与工业生产.（3）行星际探测把星际探测器发射到太空，已经对月球、金星、木星、土星、火星、彗星等进行了科学考察，为研究宇宙、星系、太阳、地球等的形成及演化收集第一手资料.海洋开发技术人类除向空间发展外，还试探着向海洋发展.海洋占地球面积71%，约×108 km2，是人类活动的广阔天地.目前，海洋资源开发技术主要包括以下方面：（1）海洋资源开发海洋中蕴涵着丰富的石油、天然气、各种金属矿.例如，近年在海洋中发现了一种称为“可燃冰”的新能源，所蕴藏的能量达×1010 t，超过地球上已探明的煤、石油、天然气能量贮存量的总和.目前美、中、日本、德国都在进行科学考察，进行开采“可燃冰”的试验.（2）海洋养殖与捕捞海洋养殖与捕捞有着悠久的历史.20世纪70年代以来的发展，主要是把海洋养殖与捕捞建立在现代科学技术基础上.（3）海洋能的开发利用海洋中有许多形式能量可开发利用，包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等.目前，各国都进行了一定的探索与开发.3 新科技革命的主要特点 新科技革命就性质而言，属于技术革命.按技术革命的时间顺序排列，这次技术革命是第四次技术革命.与历史上三次大的技术革命来比，这次技术革命呈现一系列特点.主导技术以技术群落的形式出现主导技术指的是代表某一历史时期技术发展的趋势与主流，影响到并推动着相关技术发展的那些技术.第一次技术革命的主导技术是蒸气动力技术，第二次技术革命的主导技术是电力技术，第三次技术革命的主导技术是电子技术.这一次技术革命的主导技术不只一项，而是一个群落，即由信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、激光技术、生物技术、空间开发技术、海洋开发技术……构成的一个群落.这个群落之间有如下关系：新能原技术、新材料技术、信息技术分别对应着人类物质活动的三要素（物质、能量、信息），是整个技术系统的基础；生物技术、空间开发技术、海洋开发技术代表着人类发展的三个方向： 空间、海洋、复杂性领域（生命系统是最典型最重要的复杂性领域）；而激光技术、新制造（加工）技术作为一种技术手段在各个领域都有应用.宏大的技术体系建立在深厚的理论基础之上与前三次技术革命相比，这次技术革命的理论基础广阔，深厚得多.从纵向来说，其理论基础为微观粒子的量子理论，其中，信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新制造（加工）技术、激光技术等，分别用到不同层次（分子、原子、原子核、粒子等）的量子理论.从横向来说，其理论基础为复杂性科学，这种复杂性科学的成果、方法将为高新技术发展开辟新的途径.主导技术群落的科学含量高技术分为经验性技术与科学性技术，因此，对技术而言它们存在着一个科学含量的问题.这次技术革命呈现出科学技术化、技术科学化、科学技术一体化的特征.所以，这次技术革命往往称为新科技革命，其真实意义在于说明，这次技术革命的主导技术群落的科学含量非常高.使社会信息化社会信息化包括生产的技术方式与社会生活方式二个方面的信息化.生产方式分为生产的技术方式及生的社会方式.生产的技术方式指的是生产过程所使用的生产资料（首先是生产工具）、生产方法（工艺、协作、分工等）以及它们的结合，生产的社会方式则主要指生产关系.第一次技术革命使生产的技术方式机械化；第二次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化；第三次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化、自动化；第四次技术革命使生产的技术方式在机械化、电气化、自动化的基础上进一步信息化.这次革命不仅使生产的技术方式信息化，而且，使社会生活方式信息化，即使生产过程与社会生活过程同时成为信息流的运行过程.从而，对社会发展产生深刻而广泛的影响.4 新科技革命的未来发展 根据科学技术发展的一般规律及技术—产业转化原理，我们可以对新科技革命在21世纪的走向及趋势作出如下预测.第五次技术革命是智能化革命第四次技术革命主要解决信息化的问题；在信息化的过程中，已经开始接触到智能化的问题.在现阶段电脑技术中，引入了人的某些逻辑思维，常常称为智能化.目前智能化都是比较简单、低级的.智能化革命就在于：使智能计算机不仅具有人的逻辑思维能力（分类、归纳、分析、综合、推理等），而且，具有人的非逻辑思维能力（推测、联想、假设、论证、识别、反应、学习等）.大量的智能化计算机的出现及使用，将标志第五次技术革命——智能化革命的真正到来.其时间，可能发生在21世纪30～40年代.一系列新兴产业群落的崛起根据技术—产业转化原理，新科技革命的成果，在市场经济的条件下，在一定时期，将会转化并发展成为产业.目前，我们已经看到一系列新兴产业群落正在崛起.其中主要包括：（1）信息技术产业群电子信息产业（目前电子计算机产业将转化为人工智能产业）、信息咨询产业、超导信息产业、光信息产业、生物信息产业、宇宙信息产业（利用人造天体发布信息进行有效的预测与决策）等.（2）生物技术产业群基因产业（利用基因生产各种转基因产品）、生物化学产业、生物食品产业、生物医药产业（特别是基因技术在医药上的应用）、生物能源产业等.（3）纳米科技产业群纳米材料产业、纳米器件及设备产业（例如微型机器人）、纳米加工产业（在原子、分子水平上对材料、器件进行设计与加工）、纳米应用产业等.（4）宇宙开发产业群宇宙交通运输业、宇宙材料产业、宇宙能源产业（在太空建立太阳能发电站）、宇宙建筑业及宇宙旅游业等.（5）海洋开发产业群海洋机器人（21世纪进入全面应用），海洋资源业、海洋能源业、海水淡化业、海洋建筑业等.（6）“绿色”产业群人口产业（优生、胎教、保健、长寿）、“绿色”食品产业、环境工程、生态工程、循环经济等.（7）知识产业群在现代科技水平及自然科学与社会科学统一的基础上展开的咨询产业、软件产业、人才产业、文化产业、出版产业、传播产业等.科技社会建制的革命——科技经济一体化科技的社会建制指的是科学技术活动开展的社会组织形式.从历史上说，科学的社会建制经历过“实验室”、“科学团体”、“研究生制度”、“工业实验室”、“科学研究成为一种社会事业”、“科技园区”等阶段.科技园或高新技术产业开发区指的是一批大学、科研机构和企业在一定地域范围内相对集中，开展高新技术研究并发展高新技术产业的一种新型社区.这种科技园区，20世纪70年代以来，在世界各国得到蓬勃发展. 科技园或高新技术产业开发区的蓬勃发展使我们看到了科技活动一种新的组织形式与体制，那就科技经济一体化的社会建制.这种社会建制的一个突出的优点就是可以建立起科技转化为生产力并产生经济效益的有效机制：科技与经济之转化主要在组织内部完成，确立了技术创新的风险投资机制，任何一个有价值的技术创新都能较容易得到资金之支持，建立起有效的知识产权保护机制等.

信息技术能量、材料、信息是物质世界的三个基本要素；随着科学技术与社会生活的不断发展，信息的重要性愈来愈显得突出.什么是信息？对这个问题从不同角度有不同的回答.从最一般的意义来说，信息指的是客观世界的物质运动与主观世界精神活动所表现出来的各种状态特征的总和.这些特征被人的感觉器官或仪器所感觉到或测量到并被纪录或表达下来，就成为了一些数据、图像、符号、语言、文字等，它们包含着所表征事物或事件的内容，即客观世界物质运动或主观世界精神活动的状态特征.信息技术则是有关信息的产生、收集、传输、接受、处理、存贮、检索等技术的总称

科学小论文范文（一）：月食是一种特殊的天文现象月食是一种特殊的天文现象，当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块。也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好或几乎在同一条直线地球在太阳与月球之间，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。以地球而言，当月食发生的时候，太阳和月球的方向会相差180度。古代月食记录有时可用来推定历史事件的年代。中国古代迷信的说法又叫做天狗吃月亮。月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球整个都进入本影时，就会发生月全食；但如果只是一部分进入本影时，则只会发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。在月全食时，月球并不是完全看不见的，这是由於太阳光在透过地球的稀薄大气层时受到折射进入本影，投射到月面上，令到月面呈红铜色。视乎月球经过本影的路径及当时地球的大气状况，光度在不一样的月全食会有所不一样。有时月球并不会进入本影而只进入半影，这就称为半影月食。在半影月食发生期间，月亮将略为转暗，但它的边缘并不会被地球的影子所阻挡。但是看月全食务必在晚上看，而且观看月食的机率比日食的机率少的多。关于月食，还有一个故事：16世纪初，哥伦布航海到了南美洲的牙买加，与当地的土着人发生了冲突。哥伦布和他的水手被困在一个墙角，断粮断水，状况十分危急。懂点天文知识的哥伦布明白这天晚上要发生月全食，就向土着rnd喊，再不拿食物来，就不给你们月光！到了晚上，哥伦布的话应验了，果然没有了月光。土着人见状诚惶诚恐，赶快和哥伦布化干戈为玉帛。科技小论文范文（二）：科技改变生活科技改变生活，时代在渐渐发生变化，科学在不断进步。科技的发展，给我们的生活带来了许多便利，我们的生活与科技息息相关。在以前，农民伯伯每到春天，就要辛辛苦苦的进行插种，播种等的工作，夏天又要杀虫，秋天又要忙着收获，跟着种其他农作物。他们要一年四季，这样每一天重复着同样的顺序，天天佝偻着背下地干活，经常弄得自我筋疲力尽。可有时候天气会喜怒无常，下几场大雨或连续几天的干旱，再加上某些地方环境的污染严重，害虫随处可见，这些足以让农作物无法生长，农民辛苦的劳动得来的却是落得一场空。此刻，随着科技的发展，带来了一种新的培育方式太空育种。它是搭载科学实验的一种，是将农作物种子搭载于回到式地面卫星，借助太空超真空微重力及宇宙射线等地面不可模拟的环境变化，使种子发生变异，经过地面多代选育获得稳定的遗传性状，从而培育出新的农业品种来。自1987年以来，我国科学工作者利用回到式地面卫星，先后进行了多种植物的空间搭载实验，培育出了一系列高产、优质、多抗的水稻、小麦、番茄、青椒、芝麻等作物的新品种。太空育种已得到必须程度的应用，从太空的带来的果实，它的重量和外形都发生了变化，比在陆地上培育的果实要大得多，好吃得多。科学之门已经打开，科技带给我们的便利随处可见，以后科技的发展，还需要我们来探索，来创造。让我们插上科学的翅膀，在科学世界里自由地遨游，发现并探索我们生活中的科学，为未来的科技贡献我们的一份力量。（以上两篇600字的科技小论文范文均来源于学术堂）

科学技术与未来》 教学目标 情感态度与价值观 本活动课通过让学生在课堂进行科技小论文的宣读交流，培养学生热爱科学、崇尚科学，并献身科学、探究科学奥秘的坚定信念。通过历史小论文的展示交流，培养学生谦虚好学、不断进取的自主研究精神和相互交流、配合的团队意识。 知识与能力 本活动课旨在通过让学生搜集近现代重大科技发展成就，了解近百年来人类在科学技术方面的发展，总结人类在近现代时期重大科学技术的发现和得失，培养学生归纳、搜集科学研究材料的能力。 过程与方法 本活动课通过教师指导学生通过科学书籍、网络等途径搜集近现代科学技术的发现、得失、发明故事等，指导学生对搜集的材料进行筛选，选择其中对自己有感染作用的内容，进行科技小论文的写作。 活动指导 1．建议教师在讲述“近现代的科学技术与文化”一课时，有选择地剪辑一些反映近现代科学技术成就的电影或电视片段给学生放映。激发学生的兴趣和探究精神。然后布置活动课内容，使学生对本活动课有一个思想准备。 2．教师要说明整个活动课分为材料搜集、写作、交流和展示四个环节，中心是写作与交流，即课下查询资料、写作；课上交流和展示各自的论文。对于历史小论文的写作，除应给学生提供一批用于写作参考的论文题目外，教师还应该制定一个详细计划，计划包括：规定写作格式要求，作业完成日期和论文的评分标准。 3．教师要向同学们说明主要借助科技著作、网络信息来搜寻人类科学技术发展进程的历史，追踪近百年来各国科学家在科学领域的重大发现历程，总结人类在科学探索和应用方面的得失，展望科学的未来。 搜集材料本身也是学生接受科学文化熏陶，摈除愚昧，树立攀登科学高峰思想的极好途径。主要是把自己对某一科学研究进程的了解、对科学家在科学探索中的杰出表现，钻研的方法和途径及自己所受的教育和想法，以文章形式写出来与同学们进行交流，从而培养学生用科学思想积极探索自然，及相互合作的精神。 4．学生在写作论文过程中，教师可以指导学生阅读有关的参考书、论文及网上资料。要鼓励学生发挥自身的主观能动性，写出真实水平的历史小论文。要让学生写出科学技术对人类社会的重大作用，并展望科学技术对人类未来生活的重要影响。要鼓励学生大胆创新，写出不同风格的历史论文。 5．在论文写作完成后，教师要抓紧时间完成论文的批改评分工作，争取使学生尽早知道论文的等级分，如果条件好的话，可以将该论文成绩计入学期总分，以激励学生学习历史的积极性。 重点与难点 重点：如何调动学生积极参与这项活动，并通过活动课培养学生树立追求科学、献身科学、相互合作的人文精神。 难点：如何避免活动流于形式，使学生在搜集材料上能够严肃认真，而不是敷衍了事对付老师。还有，就是论文的写作不要抄袭。 教学准备 教师准备：主要熟悉学生搜集的材料内容，把握好科学小论文的格式要求和评价标准，对未来科学发展的展望。为避免学生写作漫无边际，教师应预先向学生提供一批用于写作的参考论文题目，此外还应该制定一个详细计划，包括:写作格式要求，作业完成日期和论文评分标准规定。 学生准备：主要是搜集有关近现代科学研究成果，认识科学技术对人类社会文明发展所起的作用和影响。然后完成小论文的写作。 活动设计 这里主要是指教师对活动课的操作设计。由于活动课主要是展示学生搜集材料、叙述归纳综合、接受信息、判断、分析、反馈等诸多能力，所以，教师在活动课中应当扮演一个“后台导演”的角色。表面上看，是学生在课堂上进行活动，展示自己的才华，而实际上推动学生积极活动，争先恐后展示才华的，恰恰是活动的设计人——教师。教师要想让活动课出彩，就必须在活动前讲清活动课的主题目标是什么，怎样活动才是最佳表现等等。而学生只有明白了教师的设计意图，才能调动自身潜力，尽可能好地表现老师设计的主题。 活动案例 这是此课活动内容的部分串联词，仅仅是给老师提供一点思路。 教师的事前布置 20世纪的百年光阴如白驹过隙，转瞬已经过去。然而，这个世纪科学技术的创新和发展，给21世纪人类社会的文明发展留下了无尚的荣光。从莱特兄弟的第一架飞机上天到“阿波罗登月”计划成功；从第一颗人造卫星的上天到全球定点遥感卫星系统的出现；从第一台电子数字积分计算机的问世到今天能进行上百亿次计算的巨型计算机的出现；从50年代遗传基因物质的认识到今天克隆人的即将出现；从军事网络技术的成功到今天全球商业化因特网的建立……人类的智慧使科学技术发明层出不穷，并使全球人类的交往变得方便快捷无比。总之，20世纪灿烂辉煌的科学技术将载入史册，未来世界在科技的装点下将更加灿烂辉煌。为了进一步了解20世纪人类科学技术的发展，学习科学家献身科学、造福人类的崇高精神，培养同学们热爱科学技术的思想，我们现在上一节历史活动课。这个活动课的主题是：撰写“科学技术与未来”历史小论文，主要是让大家通过搜集有关20世纪科学技术发展的资料，从中了解20世纪全球科学技术的发展情况、存在的问题、有何教训和科学家对未来科技发展的展望。要求大家要在搜集材料的基础上，写出科技小论文。有关的格式要求、交稿时间、评分标准，我将发给每一个人，希望同学们能认真完成这一历史小论文的写作。等到大家交稿判分之后，我们将在全班举办一个论文交流会，并将优秀论文推荐展出，希望同学们认真准备，不要错过这次展示个人才华的机会。 学生主持人的发言 同学们，大家好。前面我们完成了“科学技术与未来”历史小论文的撰写作业，大家余兴未尽，还想把在写作中获得的收获与各位同学交流一下。今天我们召开主题为“科学技术与未来”的论文交流会。除了我们班的同学外，我们还请了几位嘉宾，其中有我校专门负责科技活动的××老师、校领导×××，还有中科院的研究专家，对于他们的到来，我们表示热烈欢迎。 下面我宣布活动课的进行顺序 首先，由本次活动课获得最佳优秀论文的四位同学宣读论文提要。 第二，科学家面面观：主要介绍20世纪几位著名科学家的事迹。 第三，最新科学发现介绍：主要围绕科学技术发展和环境保护等问题展开。 第四，畅谈科学与未来。 第五，请科学家讲话。 教师总结语 同学们！今天我们的“科学技术与未来”历史活动课开得很好，我非常激动，也很感动。我激动是因为我们的同学能够这样认真地参加这项活动，并写出这样有水平的论文。我觉得，在你们身上展现了中国学生认真钻研、不断进取的优秀品质，表现了你们热爱科学技术的高尚精神。我感动，是因为我们的科学家能在百忙之中，参加一个普通中学的历史教学活动，这表明他们对我们同学未来发展的关怀和期待。我希望我们同学牢牢记住他们的嘱托，好好学习，刻苦钻研，力争在未来的科学发展中，为中华科技繁荣做出自己的贡献。 学生主持人 下面颁发活动奖品，请获得优秀奖的同学上台领奖。 教师结束语 同学们，今天的活动课开得很好，每一位同学都以不同方式展示了个人的才华和魅力，今后我们还将举行这样的活动课，使大家能有更多的机会表现自己。为了推动我校科技活动的发展，我提议把我们这次活动的展板摆放到楼下大厅，让全校师生能看到我们的历史教学成果。 （注意：这一目的设置是教学活动的延伸，目的有三个：一是要把活动课的成果进行推广，让更多的学生能够欣赏到自己身边同学的成果；二是进一步扩大学生的科学视野；三是激发学生的科学追求

科学技术与未来 ——新科技革命的历史、现状及未来 1 新科技革命产生的历史背景 新科技革命指的是20世纪50年代以来（至今方兴未艾）在世界范围信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、激光技术、新制造（加工）技术、空间开发技术、海洋开发技术……高新技术群落的崛起.新科技革命是科学技术作为一个系统，在一定社会历史条件下，自组织演化的必然结果.其产生的科学与技术方面的基础主要有以下二个方面.(1)第一次科学革命（16～19世纪）：自然科学摆脱神学统治，走上独立发展的道路，建立起近代自然科学体系，确立了实证科学的方法传统.第二次科学革命（19～20世纪初）：突破机械的自然观，人类的认识从宏观进入微观与宇观，发现了微观粒子运动的规律.第三次科学革命（20世纪50年代以来）：系统科学、非线性科学的兴起，使人类认识从追求简单性转变为探索复杂性.(2)以蒸气动力技术为主导的第一次技术革命（18世纪中叶～19世纪上叶），使生产的技术方式机械化.以电力技术为主导的第二次技术革命（19世纪中叶～20世纪初）使生产的技术方式在机械化的基础上电气化.以电子技术为主导的第三次技术革命（20世纪30年代～20世纪70年代）使生产的技术方式在机械化、电气化的基础上自动化. 2 新科技革命的主要内容 新科技革命是上述历史上科学革命的产物、技术革命的继续及发展. 信息技术能量、材料、信息是物质世界的三个基本要素；随着科学技术与社会生活的不断发展，信息的重要性愈来愈显得突出.什么是信息？对这个问题从不同角度有不同的回答.从最一般的意义来说，信息指的是客观世界的物质运动与主观世界精神活动所表现出来的各种状态特征的总和.这些特征被人的感觉器官或仪器所感觉到或测量到并被纪录或表达下来，就成为了一些数据、图像、符号、语言、文字等，它们包含着所表征事物或事件的内容，即客观世界物质运动或主观世界精神活动的状态特征.信息技术则是有关信息的产生、收集、传输、接受、处理、存贮、检索等技术的总称，包括微电子技术（提供电脑芯片）、计算机技术、通信技术、信息存贮技术、数据库技术、网络技术……在信息技术发展中，20世纪90年代在全球兴起的“信息高速公路热”，特别引人注目.信息高速公路的正式名称叫做“国家信息基础设施计划”，指的是建立起由信息库、信息处理机（计算机）、通信网以及各种电子设备组成的信息网络.每一个人在网络上既可以浏览信息，又可以发布信息，从而，把整个世界变成了一个“地球村”. 生物技术生物是一种高级的物质运动形态，它们是同时具有自我更新、自我调节、自我复制的物质系统.生物技术指的是运用工程的方法对生命系统进行作用，以实现预期目的的一种技术，故生物技术又称为生物工程.在生物技术中，基因重组技术处于核心地位.基因重组技术指的是将某些具有特殊性能的遗传基因从生物体中分离出来并进行重组，然后再转移或整合到另一些生命体中去.由于这种基因重组技术的出现，人类就可以根据需要，用工程的方法来改造现有的生物物种或制造新的生物物种.在众多生物技术应用的项目中，“人类基因组计划”具有特殊的重要意义.1990年10月，“人类基因组计划”开始实施.其要点是：测出人类DNA中全部（约3×1010）核苷酸的顺序，搞清人类的10万个基因的全部蓝图以及这些基因在人类23对染色体上的位置.美国、英国、德国、日本、法国和中国的1 000多名科学家参加了这个计划的研究，于2006年胜利完成.“人类基因组计划”的完成及进一步研究（解读基因密码的含义）将对人类疾病（特别是癌症、艾滋病等疑难病）的预防及治疗产生决定性的作用，开辟人类延年益寿的新途径. 新能源技术能源是指能够提供能量的自然资源.能源是一切物质活动的基础.目前，人类所使用的能源（煤、石油、天然气等）多为非再生能源，已日渐枯竭；因此，寻找新能源成为关系人类生存与发展的重大问题.20世纪70年代以来，人类加快了新能源的开发利用，目前主要集中在以下方面：（1）太阳能的开发利用太阳每年投射到地球上的能量为529×1024 J，比现在每年人类总消耗的能量大10 000多倍.20世纪70年代以来，人类加快了对太阳能开发利用的研究，已取得初步成效.在光—热转化、光—电转化、光—化学转化方面都取得一定突破，但离充分利用还有很大距离，有巨大的发展潜力.（2）地热能的开发利用 地热资源是地球陆地表层以下10km深度内 15～400℃范围含热能量.500 m以内地热贮量相当于4 948万亿吨标准煤.各地对地热资源的开发利用，正在因地制宜地广泛展开，前景十分广阔.（3）风能利用风力机可以将风能转变为电能、机械能、热能.据估计，在离地面100 m以内的上空，陆地风机可吸收的能量每年约×1012 kW, 相当于全世界水力发电的总和.（4）除此之外，新能源开发利用还包括核聚变能、海洋能、生物质能、氢能、可燃冰以及多种多样的节能技术.总之，新能源的开发利用完全可以消除多少有些令人恐慌的“能源危机”. 新材料技术材料是物质世界三个基本要素之一，材料技术的发展是各种新技术发展的基础.20世纪70年代以来，具有各种特殊性能的材料（光导纤维、非晶态、新型陶瓷、碳60、钛合金、纳米材料、生物材料、智能材料等）不断涌现.据统计，目前已有25万种性能各异的材料问世，以满足生产及生活各方面的需要.某些重要材料的出现，往往导致某种程度的技术革命或推动新兴产业的出现，产生巨大的经济效益.例如，20世纪90年代蓬勃发展的纳米技术（10-7～10-9 m），由于其一系列独特的性能及广泛应用，就正在形成一个新产业群落并且推动并影响整个科学技术研究及产业的发展. 激光技术激光是一种新型光源，它具有高亮度，方向性好，单色性好，脉冲时间短、覆盖波段宽且可调谐等优点，从而成一种强有力的技术手段.第一台激光器出现于20世纪60年代.20世纪70年代以来，找到可产生激光器振荡的工作物质千余种、激光谱线万余条、研制成不同类型的激光器数十种.与此同时，激光技术得到广泛应用，包括激光测量、激光全息、激光医学、激光通信、激光光谱分析、激光热处理激光信息、激光冷却及激光武器等诸多方面. 新制造（加工）技术相对于传统的机械制造（加工）技术，新制造（加工）技术呈现出一系列新的面貌.其最突出的表现在以下方面：（1）计算机集成系统（CIMS）制造技术面对市场，从顾客的需要及企业的整体能力出发，利用电脑系统使产品的制造（加工）实现高质、低耗、快速的技术.（2）机器人技术利用机器人去进行一些特殊的制造（加工）作业.例如 水下机器人，室外遥控移动式机器人，精密装配机器人.（3）微加工技术20世纪90年代发展起来的纳米技术加工尺度已达到10-9 m，可以对单个原子、分子进行直接操作. 空间开发技术20世纪50年代以来，宇航技术或空间开发技术得到迅猛发展.空间开发技术主要围绕以下三个方面展开.（1）人造卫星的发射及利用目前，人类向宇宙空间发射人造卫星约5 000个，包括资源卫星、气象卫星、通信卫星、技术试验卫星、科学探测卫星、军用卫星等，为人类的生存与发展作出巨大贡献.（2）空间工业化宇宙空间有许多地面上所没有的得天独厚的条件，如失重、高真空、强辐射、低温、超净等.目前，已发射各种类型的“空间站”进入太空，利用宇宙空间某些独特条件，进行科学实验与工业生产.（3）行星际探测把星际探测器发射到太空，已经对月球、金星、木星、土星、火星、彗星等进行了科学考察，为研究宇宙、星系、太阳、地球等的形成及演化收集第一手资料. 海洋开发技术人类除向空间发展外，还试探着向海洋发展.海洋占地球面积71%，约×108 km2，是人类活动的广阔天地.目前，海洋资源开发技术主要包括以下方面：（1）海洋资源开发海洋中蕴涵着丰富的石油、天然气、各种金属矿.例如，近年在海洋中发现了一种称为“可燃冰”的新能源，所蕴藏的能量达×1010 t，超过地球上已探明的煤、石油、天然气能量贮存量的总和.目前美、中、日本、德国都在进行科学考察，进行开采“可燃冰”的试验.（2）海洋养殖与捕捞海洋养殖与捕捞有着悠久的历史.20世纪70年代以来的发展，主要是把海洋养殖与捕捞建立在现代科学技术基础上.（3）海洋能的开发利用海洋中有许多形式能量可开发利用，包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等.目前，各国都进行了一定的探索与开发. 3 新科技革命的主要特点 新科技革命就性质而言，属于技术革命.按技术革命的时间顺序排列，这次技术革命是第四次技术革命.与历史上三次大的技术革命来比，这次技术革命呈现一系列特点. 主导技术以技术群落的形式出现主导技术指的是代表某一历史时期技术发展的趋势与主流，影响到并推动着相关技术发展的那些技术.第一次技术革命的主导技术是蒸气动力技术，第二次技术革命的主导技术是电力技术，第三次技术革命的主导技术是电子技术.这一次技术革命的主导技术不只一项，而是一个群落，即由信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、激光技术、生物技术、空间开发技术、海洋开发技术……构成的一个群落.这个群落之间有如下关系：新能原技术、新材料技术、信息技术分别对应着人类物质活动的三要素（物质、能量、信息），是整个技术系统的基础；生物技术、空间开发技术、海洋开发技术代表着人类发展的三个方向： 空间、海洋、复杂性领域（生命系统是最典型最重要的复杂性领域）；而激光技术、新制造（加工）技术作为一种技术手段在各个领域都有应用. 宏大的技术体系建立在深厚的理论基础之上与前三次技术革命相比，这次技术革命的理论基础广阔，深厚得多.从纵向来说，其理论基础为微观粒子的量子理论，其中，信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新制造（加工）技术、激光技术等，分别用到不同层次（分子、原子、原子核、粒子等）的量子理论.从横向来说，其理论基础为复杂性科学，这种复杂性科学的成果、方法将为高新技术发展开辟新的途径. 主导技术群落的科学含量高技术分为经验性技术与科学性技术，因此，对技术而言它们存在着一个科学含量的问题.这次技术革命呈现出科学技术化、技术科学化、科学技术一体化的特征.所以，这次技术革命往往称为新科技革命，其真实意义在于说明，这次技术革命的主导技术群落的科学含量非常高. 使社会信息化社会信息化包括生产的技术方式与社会生活方式二个方面的信息化.生产方式分为生产的技术方式及生的社会方式.生产的技术方式指的是生产过程所使用的生产资料（首先是生产工具）、生产方法（工艺、协作、分工等）以及它们的结合，生产的社会方式则主要指生产关系.第一次技术革命使生产的技术方式机械化；第二次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化；第三次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化、自动化；第四次技术革命使生产的技术方式在机械化、电气化、自动化的基础上进一步信息化.这次革命不仅使生产的技术方式信息化，而且，使社会生活方式信息化，即使生产过程与社会生活过程同时成为信息流的运行过程.从而，对社会发展产生深刻而广泛的影响. 4 新科技革命的未来发展 根据科学技术发展的一般规律及技术—产业转化原理，我们可以对新科技革命在21世纪的走向及趋势作出如下预测. 第五次技术革命是智能化革命第四次技术革命主要解决信息化的问题；在信息化的过程中，已经开始接触到智能化的问题.在现阶段电脑技术中，引入了人的某些逻辑思维，常常称为智能化.目前智能化都是比较简单、低级的.智能化革命就在于：使智能计算机不仅具有人的逻辑思维能力（分类、归纳、分析、综合、推理等），而且，具有人的非逻辑思维能力（推测、联想、假设、论证、识别、反应、学习等）.大量的智能化计算机的出现及使用，将标志第五次技术革命——智能化革命的真正到来.其时间，可能发生在21世纪30～40年代. 一系列新兴产业群落的崛起根据技术—产业转化原理，新科技革命的成果，在市场经济的条件下，在一定时期，将会转化并发展成为产业.目前，我们已经看到一系列新兴产业群落正在崛起.其中主要包括：（1）信息技术产业群电子信息产业（目前电子计算机产业将转化为人工智能产业）、信息咨询产业、超导信息产业、光信息产业、生物信息产业、宇宙信息产业（利用人造天体发布信息进行有效的预测与决策）等.（2）生物技术产业群基因产业（利用基因生产各种转基因产品）、生物化学产业、生物食品产业、生物医药产业（特别是基因技术在医药上的应用）、生物能源产业等.（3）纳米科技产业群纳米材料产业、纳米器件及设备产业（例如微型机器人）、纳米加工产业（在原子、分子水平上对材料、器件进行设计与加工）、纳米应用产业等.（4）宇宙开发产业群宇宙交通运输业、宇宙材料产业、宇宙能源产业（在太空建立太阳能发电站）、宇宙建筑业及宇宙旅游业等.（5）海洋开发产业群海洋机器人（21世纪进入全面应用），海洋资源业、海洋能源业、海水淡化业、海洋建筑业等.（6）“绿色”产业群人口产业（优生、胎教、保健、长寿）、“绿色”食品产业、环境工程、生态工程、循环经济等.（7）知识产业群在现代科技水平及自然科学与社会科学统一的基础上展开的咨询产业、软件产业、人才产业、文化产业、出版产业、传播产业等.