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文檔簡介
1、第三章高科技:新經(jīng)濟的動力之源 高科技是人類的福音,把人們從笨重、單調(diào)的體力勞動中解脫出來;高科技如黑夜中的啟明星,指引著人類走入現(xiàn)代文明的殿堂;高科技像高速列車,把人類載入繁榮昌盛的新經(jīng)濟時代。 高科技無所不在,它正以一種幾乎無法感知的速度改變著我們的生活:激光影碟、多媒體把最新的娛樂信息大規(guī)模地傳遞給各種人群;計算機制作重現(xiàn)了“泰坦尼克號”“沉淀的悲慘一幕;數(shù)字化技術(shù)把清晰的語音與圖像瞬間傳遞到大洋彼岸;再造基因使得改造生命、攻克癌癥近在眼前高科技向我們走來,高科技已融入我們的生活,高科技正啟蒙著
2、人類走進一個前所未有的經(jīng)濟形態(tài)新經(jīng)濟社會。 高科技是新經(jīng)濟的基礎(chǔ),新技術(shù)革命直接催生了新經(jīng)濟,使新經(jīng)濟成級數(shù)增長。在新經(jīng)濟社會中,隨著高科技產(chǎn)業(yè)化速度的加快,它對新經(jīng)濟的量增效應(yīng)將由點到面、由面到體,呈放射網(wǎng)絡(luò)狀的態(tài)勢全面展開。新經(jīng)濟是一種信息經(jīng)濟,是可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟,是未來主宰人類社會方方面面的“朝陽經(jīng)濟”。隨著高科技因素在經(jīng)濟形態(tài)中的含量不斷提高,經(jīng)濟形態(tài)必然會飛躍到以知識技術(shù)、智力為主要資源的新經(jīng)濟形態(tài)。在新經(jīng)濟時代,隨著高科技在社會各個領(lǐng)域的滲透和擴散,人類活動的領(lǐng)域?qū)⒌玫綐O大的拓展,使人類能夠擺脫傳統(tǒng)的束縛,突破地球資源的限制,向更廣闊的空間進軍。不久的將來“可上九天攬月,可下五洋捉鱉
3、”將從偉人的豪情詩句轉(zhuǎn)化為我們生活中的現(xiàn)實。 在新經(jīng)濟時代,高科技的信息將成為一種重要的生產(chǎn)力,推動著人類社會的發(fā)展;高科技的生物工程作為一種新生力量,直接導致農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學工業(yè)革命,推動著新經(jīng)濟的進步;高科技的新材料作為新經(jīng)濟的里程碑,將重構(gòu)新經(jīng)濟的材料基礎(chǔ);高科技的新能源將使人們不再為資源的短缺而憂愁,作為新經(jīng)濟的火車頭,它將帶來人類社會的可持續(xù)發(fā)展;航天技術(shù)使人們從地球的懷抱中飛向太空,新經(jīng)濟也隨著航天技術(shù)的發(fā)展而騰飛;海洋技術(shù)將開拓人類新經(jīng)濟社會生活新空間;軟科學技術(shù)使人們的管理效率更高,決策更正確,分析更透徹,一切經(jīng)驗性的東西都變成了可操作的東西,正如萊布尼茨曾說的:
4、“別再爭論了,我們拿起筆來算一下吧!” 新經(jīng)濟時代是高科技大顯身手的時代,沒有高科技就沒有新經(jīng)濟,高科技不但直接決定著新經(jīng)濟的誕生,而且作為動力之源直接推動著新經(jīng)濟的發(fā)展。高新技術(shù)創(chuàng)造著人類的新紀元。一、信息技術(shù):新經(jīng)濟的先鋒1信息技術(shù)是新經(jīng)濟的源頭 新經(jīng)濟的發(fā)生和發(fā)展清楚的表明,以信息技術(shù)為骨干的高新技術(shù)是支撐整個新經(jīng)濟廣廈的支柱。從某種意義上講,新經(jīng)濟就是信息經(jīng)濟。 新經(jīng)濟中最為突出的新特征就是信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得信息產(chǎn)業(yè)成為新經(jīng)濟最為重要的支柱產(chǎn)業(yè),使信息網(wǎng)絡(luò)成為新經(jīng)濟社會最重要的大眾化的聯(lián)系手段。正是從這個意義上看,我們認為新經(jīng)濟也是信息經(jīng)濟。 信息技術(shù)是高科技的先導技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)
5、。按照聯(lián)合國教科文組織對高科技群的分類排序,信息科學技術(shù)居于迅猛發(fā)展的高科技群之首。 統(tǒng)計資料表明,信息科學技術(shù)的發(fā)展對經(jīng)濟增長的貢獻率,已從20世紀初的5%一20%提高到70年代至90年代的70一80,在全球信息高速公路建設(shè)的帶動下,在全球GDP中,已有2年以上的產(chǎn)值與信息行業(yè)有關(guān)。 新經(jīng)濟的興起是以信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展為標志的。近年來,美國經(jīng)濟增長的主要源泉是5000多家軟件公司,它們對世界經(jīng)濟的貢獻不亞于名列前茅的世界500家最大公司。美國微軟公司總裁比爾?蓋茨就是世所公認的一個代表。他通過開發(fā)信息技術(shù)的核心軟件技術(shù),使得微軟公司的股票市場已達到1700多億美元,超過了全美三大汽車公司的總
6、和。作為深刻變革的一個方面,當今經(jīng)濟形態(tài)的信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、硬件業(yè),尤其是作為硬件業(yè)心臟的芯片業(yè)同樣舉足輕重。 美國經(jīng)濟之所以從1991年以后得以持續(xù)增長,主要是得益于其信息產(chǎn)業(yè)的迅速成長和突飛猛進的發(fā)展。據(jù)美國商務(wù)部和美國電子協(xié)會發(fā)表的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,在過去5年里: 美國經(jīng)濟增長的14以上歸功于信息技術(shù),電腦和電訊業(yè)的增長速度是美國經(jīng)濟增長速度的2倍; 信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)為美國創(chuàng)造了1500萬個新就業(yè)機會,高新技術(shù)行業(yè)已成為美國雇用職工最多的行業(yè),其職工工資比全國私營企業(yè)職工的平均工資高出73; 高新技術(shù)在國內(nèi)銷售和出口方面也已成為美國最大的產(chǎn)業(yè)部門,其產(chǎn)值約占美國國內(nèi)生產(chǎn)總值的8; 由于信息技術(shù)的
7、飛速發(fā)展,使美國1999年和2000年頭幾個月失業(yè)率降到24年來的最低點,通貨膨脹回落到30年來最低水平。 信息技術(shù)包括電腦硬件、軟件、資料傳遞設(shè)備和信息服務(wù)等四大方面。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,信息服務(wù)和電訊服務(wù)成為新的熱門行業(yè)。美國作為世界新經(jīng)濟的先導,就信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)而言,美國無疑是全球最大的生產(chǎn)供應(yīng)國和最大的市場。在世界的10大信息服務(wù)公司中,美國就占了8家。 信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尤其是信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展,給經(jīng)營者和消費者提供了許多便利,也加快了人們的工作效率和生活節(jié)奏?,F(xiàn)代辦公不久將實現(xiàn)無紙化、遠程化和信息化;銀行系統(tǒng)和商家聯(lián)網(wǎng),開始了無紙幣交易;而國際間的貨物運輸已在減少往常的繁文縟節(jié)
8、,北美洲地區(qū)地面運輸已開始無紙運輸。 由于電腦的普及,不僅為兒童教育和獲取信息提供了工具,而且使許多人可以在家里辦公,同時還可增加大批咨詢、服務(wù)和銷售等多方面的就業(yè)機會。此外,因特網(wǎng)發(fā)展迅速,網(wǎng)上通信量每100天就增加1倍。消費者可以通過因特網(wǎng)在家輕松購物。據(jù)美國商務(wù)部統(tǒng)計,到2002年通過因特網(wǎng)進行的商業(yè)交易將超出3000億美元??傊?,信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界新經(jīng)濟的先導產(chǎn)業(yè),成為世界新經(jīng)濟發(fā)展的主流。遙望新經(jīng)濟的未來,我們相信作為新經(jīng)濟基礎(chǔ)的信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)必將牽引人類歷史的火車駛向充滿希望的對世紀。2信息技術(shù)是新經(jīng)濟的支柱 現(xiàn)代信息技術(shù)是一門涉及面很廣、內(nèi)容極其復(fù)雜的綜合性應(yīng)用技術(shù)。電子計算
9、機技術(shù)、微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)。傳感技術(shù)等都屬于信息技術(shù),它們都是用來開發(fā)、收集、傳送。處理信息資源的,那么圍繞著信息的開發(fā)、收集、存儲、處理和傳遞而發(fā)展起來的這些相關(guān)的高技術(shù)群統(tǒng)稱為信息技術(shù)。現(xiàn)代信息技術(shù)綜合吸引了微電子學、光學、材料學以及數(shù)學、邏輯學等眾多學科的成果,集現(xiàn)代科技之大成,全面提高了信息處理各個環(huán)節(jié)的工作效率與水平,使人類社會中各級各類信息處理系統(tǒng)大大加強,發(fā)揮了巨大作用。 信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ),以計算機和通信技術(shù)為標志,滲透于各種傳統(tǒng)技術(shù)中,由此又形成了許多邊緣科學?,F(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)滲透到幾乎所有重大科技領(lǐng)域,成為科學研究和技術(shù)開發(fā)不可缺少的技術(shù)手段。如航天技術(shù)
10、、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、軟科學技術(shù)等等,都離不開信息技術(shù)的支持。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代,也主要依靠信息技術(shù)的滲透使產(chǎn)業(yè)“軟化”。因此信息技術(shù)的發(fā)展影響著整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。世界各國都圍繞信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化,投入了大量的人力、物力、財力,展開了激烈的競爭。誰奪得了信息技術(shù)上的領(lǐng)先地位,誰就擁有了新經(jīng)濟競爭中的主導權(quán)。 今天,物質(zhì)、能量、信息已經(jīng)成為人類社會的三大基本要素。沒有物質(zhì)的世界是空虛的世界,沒有能量的世界是死亡的世界,沒有信息的世界是混亂的世界。這三個要素對于健全的社會是缺一不可的。信息的特殊地位決定了信息技術(shù)的特殊地位和作用。 首先,信息技術(shù)滲透力極強,幾乎無所不在,只要有信息
11、和信息處理,信息技術(shù)就能找到自己的用武之地。作為一個社會中的人,他所進行的社會活動都需要和其他人合作、交流,這就必須涉及信息的傳遞、加工、理解、表達,就必須要處理信息。因此,電子計算機廣泛地滲透到各行各業(yè),在幾乎所有職業(yè)和職務(wù)崗位上得到應(yīng)用。這個特點使得信息技術(shù)表現(xiàn)出比其他技術(shù)更為明顯的滲透能力。 其次,信息技術(shù)具有影響全局的特點。信息技術(shù)在社會中的作用是間接的,是通過支持和影響全局的決策與協(xié)調(diào)而發(fā)揮作用的。由于這個特點,信息技術(shù)比其他技術(shù)更加直接影響全局的工作效率,在關(guān)鍵時刻它甚至能夠決定企業(yè)的生死存亡。這種全局性使得信息技術(shù)常常處于類似機要部門的敏感位置上。 最后,信息技術(shù)還提供了軟件這種
12、新型的知識載體。使知識載體由文字紙張向電子方式過渡。由于這種方式方便、易。于復(fù)制,它正在以前所未有的速度發(fā)展。這種成為全人類各種知識的載體的特征,是其他技術(shù)所不具備的。 正因為信息技術(shù)有上述特殊的地位和特征,我們將信息技術(shù)作為一個新時代到來的標志,稱其為新經(jīng)濟的支柱與先導。3“地球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”剖析 如果將人類社會的發(fā)展比作一個嬰兒的成長,那么,蒸汽機和鐵路構(gòu)筑了他的骨骼;報紙、電話、電視等信息傳播技術(shù)構(gòu)成了他的信息器官;發(fā)電站、原子能反應(yīng)堆和高壓電纜成了輸送能量的循環(huán)系統(tǒng);計算機和軟件的不斷發(fā)展使之初步具有了智能,形成了人類社會的神經(jīng)元細胞;那么計算機網(wǎng)絡(luò)和信息高速公路就是將分散在世界各地的神經(jīng)
13、元連接起來的神經(jīng)。這樣便形成了整個地球的神經(jīng)系統(tǒng),它預(yù)示著社會思維時代的到來。 (1)微電子技術(shù) 微電子技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石。微電子技術(shù)真正的歷史不過40年左右,可是在這短短的40年中,微電子技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展,它的每一次重大突破都會給電子信息技術(shù)帶來一次重大革命?,F(xiàn)代微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代高科技的各個領(lǐng)域。今天一切技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開微電子技術(shù),尤其對于電子計算機技術(shù)它更是基礎(chǔ)和核心。 隨著集成原材料的更新和制造技術(shù)的不斷改進,追求大容量、高速度集成電路的愿望逐步得到實現(xiàn),近幾十年來集成電路技術(shù)發(fā)展迅速,在計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、尖端科技等各個領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。可以預(yù)見,在新
14、經(jīng)濟時代,微電子技術(shù)必將得到極大的發(fā)展,作出更大的貢獻。 (2)計算機技術(shù) 計算機技術(shù)是信息技術(shù)的核心,知識和信息資源通過計算機的收集、整理、加工,得到了轉(zhuǎn)換,便形成了新經(jīng)濟時代的新商品知識產(chǎn)品。因此我們可以形象地將計算機比喻成為知識產(chǎn)品的“加工廠”?,F(xiàn)在計算機已經(jīng)深入到人類生活的各個領(lǐng)域。現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的發(fā)展離不開計算機,這尚且不說,就是在我們生活中計算機也起著重要作用。個人計算機配上各種軟件能夠幫助人們工作和生活,不敢想象人類生活離開了計算機會變成什么樣。 (3)通信技術(shù) 如果說電子計算機是現(xiàn)代社會中的一個個“神經(jīng)元”細胞,那么由程控交換機、光纖網(wǎng)、通信衛(wèi)星及其他現(xiàn)代化通信設(shè)備構(gòu)成的覆蓋全
15、球的通信網(wǎng)絡(luò)就是現(xiàn)代社會的“神經(jīng)系統(tǒng)”。新經(jīng)濟時代,信息已成為重要的戰(zhàn)略資源,所以許多科學家將傳遞信息的通信技術(shù)稱作知識經(jīng)濟的生命線。人類費時100多年建成的覆蓋全球的通信網(wǎng),每天24小時都在不停地傳遞著無數(shù)信息,成為人類每時每刻都不能缺少的生命線。現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,大大擴大了人類信息流動的范圍,縮短了信息傳遞的時間。 現(xiàn)代通信技術(shù)的一個重要特點,是通信技術(shù)與計算機技術(shù)的緊密結(jié)合。由于大量采用計算機技術(shù),大大加快了通信的發(fā)展速度,而且也使現(xiàn)代通信可以為廣大用戶提供種類更多和質(zhì)量更高的服務(wù)。計算機技術(shù)及其他高科技的介入,使現(xiàn)代通信技術(shù)形成了許多分支,如衛(wèi)星通信、光纖通信、圖文電視廣播、移動通信
16、、種類繁多的電話通信等等。 以微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為元素構(gòu)成的“地球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”將使新經(jīng)濟社會連成一體。在新經(jīng)濟社會,整個地球成為一個“地球村”已不再是幻想。 4信息高速公路:新經(jīng)濟起飛的跑道 信息高速公路是對新經(jīng)濟時代未來信息流通和傳播的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的形象比喻,它是新經(jīng)濟高速、快捷運行的必不可少的通道與途徑。 人類社會發(fā)展史上,任何社會的經(jīng)濟形態(tài)都要首先建立在自己網(wǎng)絡(luò)式的基礎(chǔ)設(shè)施之上。工業(yè)經(jīng)濟時代,經(jīng)濟活動的生命線是鐵路、公路和航海線,社會經(jīng)濟流通的形式是物質(zhì)疏,而人類社會進入資訊經(jīng)濟時代以后,經(jīng)濟流通形式已變?yōu)椤靶畔⒘鳌?,那么這種經(jīng)濟形態(tài)存在的基礎(chǔ)必將是資訊設(shè)施。類比工業(yè)經(jīng)
17、濟形態(tài)下高速公路對經(jīng)濟發(fā)展的巨大作用,而給新經(jīng)濟形態(tài)下的信息基礎(chǔ)設(shè)施起名為“信息高速公路”。 信息高速公路可以說是當前信息高科技的集中體現(xiàn),它所涉及的技術(shù)幾乎包括了當今信息技術(shù)的所有領(lǐng)域,如通信技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件技術(shù)等。這些技術(shù)都是實現(xiàn)信息高速公路的一種手段,除此之外還需要豐富的信息資源。它的目標是滿足各行各業(yè)和千家萬戶對信息的各種需求。信息高速公路將成為新經(jīng)濟時代最顯著的標志。 信息高速公路的主要特征有以下幾點:首先它擁有很高的信息容量。其需求的信息帶很寬,要大大高于現(xiàn)有的是電話網(wǎng)及因特網(wǎng)的帶寬。其次,它所提供的是更多的綜合性服務(wù),有聲音、圖形、動畫、數(shù)據(jù)和活動
18、電視畫面等。再次,信息高速公路的終端信息服務(wù)設(shè)備都是多媒體計算機,它能向用戶提供多媒體的信息服務(wù)。 信息高速公路作為新經(jīng)濟社會的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)施,對新經(jīng)濟社會起著基礎(chǔ)性作用,概括起來主要有以下幾個方面。 信息高速公路是新經(jīng)濟社會的基礎(chǔ)性設(shè)施。在新經(jīng)濟社會中,信息是最重要的戰(zhàn)略資源,它引導著世界經(jīng)濟、科技和社會的發(fā)展,信息的掌握和傳播成為決定性因素,因?qū)崿F(xiàn)信息傳遞的通信設(shè)施是未來社會必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施,而信息高速公路的最終目的就是要在一個國家乃至全世界范圍內(nèi)構(gòu)造四通八達的通信交通網(wǎng),因此可以說信息高速公路建設(shè)是新經(jīng)濟社會必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。通信網(wǎng)絡(luò)對信息社會的作用可同工業(yè)社會的交通運輸網(wǎng)相比,在一個
19、工業(yè)化社會中,一個國家的民航、公路、運河等運輸基礎(chǔ)設(shè)施往往是提高它的國際競爭力的決定性因素。在未來社會中,“信息高速公路”將發(fā)揮如同工業(yè)社會的交通運輸網(wǎng)一樣舉足輕重的作用。 信息高速公路將使社會生活發(fā)生巨變,信息高速公路將全面地改變?nèi)藗兊纳詈徒煌绞?。當光纖鋪設(shè)到每一個家庭以后,人們便可做到“足不出戶便知天下事”,不用步出家門,便可享用最好的學校、教師和課程。現(xiàn)在學生為考重點中學而激烈競爭的現(xiàn)象再也不會出現(xiàn)。如果你得了病,不必去醫(yī)院便可得到最好的治療。在經(jīng)濟方面,企業(yè)可通過信息高速公路從全世界獲取市場行情,可直接按顧客的需求生產(chǎn)商品。 信息高速公路可促進信息技術(shù)的進一步發(fā)展。信息高速公路是現(xiàn)
20、代信息高科技的集大成者,而且為信息技術(shù)發(fā)展提出了更高的要求,促進了科研人員進一步發(fā)展信息技術(shù)。另外,信息高速公路的建設(shè)為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的市場,這無限的網(wǎng)上商機,促進了信息產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。信息高速公路是現(xiàn)代化信息技術(shù)革命最大的成果,是現(xiàn)代化信息高科技的集中體現(xiàn),信息高速公路必將把人類社會帶上奔向新經(jīng)濟時代的信息快車,是新經(jīng)濟起飛的跑道。5信息產(chǎn)業(yè):新經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè) 信息高科技是新經(jīng)濟的先導,信息產(chǎn)業(yè)的崛起是新經(jīng)濟時代最重要的特征。信息產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)不僅滿足了人類精神生活的需要,而且還對人類開發(fā)物質(zhì)資源產(chǎn)生了巨大的推動力。隨著人類社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計
21、,當前世界信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)突破1萬億美元,已大大超過了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)已成為一個國家眾多產(chǎn)業(yè)中最有生命力的先導性技術(shù)產(chǎn)業(yè)。它是新經(jīng)濟形成和發(fā)展的先導和支柱產(chǎn)業(yè),對人類社會的發(fā)展有著決定性意義。 從總的形態(tài)來看,信息產(chǎn)業(yè)包括兩大類,一是電子信息產(chǎn)業(yè),它包括與信息設(shè)備制造有關(guān)的產(chǎn)業(yè)群。信息設(shè)備不是單純的機器,而是包含著大量人的智能和信息的機器,它的知識附加值遠高于其物質(zhì)的價值。信息設(shè)備是生產(chǎn)知識產(chǎn)品的重要工具。二是信息服務(wù)業(yè),它是與信息服務(wù)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)群,其主要功能是將產(chǎn)業(yè)的知識產(chǎn)品儲存、處理、傳遞和提供給消費者,包括傳統(tǒng)的信息服務(wù)業(yè)和電子信息服務(wù)業(yè)。傳統(tǒng)的信息服務(wù)業(yè)指以印刷文本為主的產(chǎn)業(yè)群,例
22、如報刊業(yè)、出版業(yè)。電子信息服務(wù)業(yè)指以電子計算機和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為工具提供服務(wù)的產(chǎn)業(yè)群,例如廣播電視業(yè)、覆蓋全球的因特網(wǎng)服務(wù)業(yè)。 信息革命促進了信息產(chǎn)業(yè)的迅速崛起,使新興的信息產(chǎn)業(yè)大量涌現(xiàn)和飛速發(fā)展。信息產(chǎn)業(yè)開始從其他產(chǎn)業(yè)中明顯分離出來,并一躍成為國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,20世紀末美國信息高速公路大約有4000億美元的市場,而在日本到2010年僅多媒體就有1000億美元的市場?,F(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)已躍居美國頭號產(chǎn)業(yè),以信息技術(shù)為主的知識密集型服務(wù)出口已相當于產(chǎn)業(yè)出口額的40,據(jù)估計到2007年信息產(chǎn)業(yè)將占其國內(nèi)生產(chǎn)總值的20。 信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大可以從兩個方面考慮,從具體某個產(chǎn)品看,其價值構(gòu)成中,信息
23、所占的比重逐漸擴大;從整個社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看,信息產(chǎn)業(yè)的比重越來越大。因此有人說,整個社會都在信息化。據(jù)統(tǒng)計,美國信息產(chǎn)業(yè)的比重增長越來越快,在1958年時為40,1974年時為53,而到1990年時已達到70。1985年歐共體信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的價值占國民生產(chǎn)總值的67。另外,信息產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)的增長速度也決于其他部門,在美國,自1950年以來,信息產(chǎn)業(yè)的勞動力平均每年以3以上的速度遞增,比全部勞動力增加的速度高1倍?,F(xiàn)在美國信息產(chǎn)業(yè)中就業(yè)人數(shù)已達到全部勞動力的75。知識產(chǎn)品的生產(chǎn)也有了飛速的發(fā)展?!爸R爆炸”就是人們對這一時期知識產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品大量涌現(xiàn)的形象比喻。但這次爆炸卻像鏈式反應(yīng)一樣一發(fā)而不可收。據(jù)
24、統(tǒng)計1995年全世界圖書出版量已達36,5萬種,而且每天的出版量就達1000種;在工業(yè)經(jīng)濟時代,人類的知識是每10年翻一番,而在新經(jīng)濟時代達到了每5年翻一番。在新經(jīng)濟時代,知識成為資本,信息可轉(zhuǎn)變?yōu)樨敻唬敲葱畔a(chǎn)業(yè)將會極度繁榮,而一躍成為新經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。二、生物技術(shù):新經(jīng)濟的主導技術(shù)之一1新經(jīng)濟時代也是生物技術(shù)時代 新世紀的到來,作為生物之一的人類,在關(guān)注生存環(huán)境的同時更多的在關(guān)注著自己:生物技術(shù)、生物工程、生物學革命。人類在改造自然的同時也在挑戰(zhàn)著自我。 托夫勒在(第三次潮浪)中指出,未來世界第四次浪潮主要是生物學革命。(2000年大趨勢)作者奈斯比特認為,21世紀是“生物學時代”,那時
25、遺傳工程將在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學方面產(chǎn)生巨大影響,生物技術(shù)已經(jīng)成為舉世公認的21世紀的核心高科技。 生物技術(shù)是指利用生物的成分,運用科學與工程的原理對材料進行處理,以提供產(chǎn)品和服務(wù)。生命科學中的遺傳基因理論“遺傳基礎(chǔ)寓于脫氧核糖核酸(DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)之中”的發(fā)表,激起了探索生物學過程的細胞和分子基礎(chǔ)的艱苦的科學嘗試,開辟了生物技術(shù)的新時代。這些進展,引起DNA重組技術(shù)、單體克隆技術(shù)、新的尖端生物加工方法以及對人類利益幾乎具有無限潛力的其他應(yīng)用生物技術(shù)的發(fā)展。 現(xiàn)代生物學技術(shù)已經(jīng)滲透到醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、信息技術(shù)、能源等許多領(lǐng)域,顯示出了廣闊的前景?,F(xiàn)在許多國家都加緊投入巨大人力物力進行研究開發(fā)。許多應(yīng)用
26、生物技術(shù)開發(fā)出來的藥品,如干擾素、人體生長激素、胰島素、乙肝疫苗等等,已大量投放市場。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用,并產(chǎn)生了一批可喜的成果。據(jù)最保守的估計,到2000年,世界生物技術(shù)產(chǎn)品市場將達到1000億美元。生物技術(shù)是公認的21世紀的高科技。 生物技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)促進尖端醫(yī)學技術(shù)取得驚人的進展,這些尖端醫(yī)學技術(shù)在疾病的診斷和治療方面日益顯示出極其重要的作用。這些技術(shù)大多數(shù)產(chǎn)生于物理和計算機科學,其中包括激光技術(shù)、核磁共振成像、正電子放射層析X射線照相、先進生物傳感器和生物相容的置換。 許多工業(yè)化國家的人口老齡化,使得對先進醫(yī)學服務(wù)的需求不斷增加,同時,要求工業(yè)加工和農(nóng)業(yè)方法無害于環(huán)境
27、的呼聲也與日俱增,這兩方面都可能刺激今后先進醫(yī)學技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展。 剛剛崛起的生物技術(shù)已經(jīng)引起了人們廣泛的關(guān)注,生物技術(shù)直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學工業(yè)的發(fā)展,并能在解決人類面臨的糧食危機、環(huán)境污染和能源危機中發(fā)揮巨大作用。人類進入新經(jīng)濟時代的初期階段,由于信息技術(shù)起了先導作用,所以人們稱之為信息時代。那么下個世紀的新經(jīng)濟時代,生物技術(shù)將成為核心技術(shù),相信到那時人類會普遍接受21世紀的新經(jīng)濟時代是生物時代的說法。 2撩起生物技術(shù)的面紗 人們研究自然,探求生命的奧秘,其最終目的在于改造自然和利用自然,使人類生活得更美好。生命科學基礎(chǔ)研究的不斷深入,正在為生物技術(shù)的研究開創(chuàng)前所未有
28、的新局面。生物技術(shù)主要包括基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程四個方面。 (1)基因工程 基因工程就是按照人類需要,把不同生命的基因(DNA)分子提取出來,在生物體外進行切割、搭配、重新連接,然后經(jīng)過一定的途徑轉(zhuǎn)入生物體內(nèi),并使其中合成的生物信息在生物體內(nèi)得到明確的表達和復(fù)制,從而改變生物的某些特性,或創(chuàng)造出具有新的特性的生物類型,或產(chǎn)生出新的生物產(chǎn)品。 (2)細胞工程 細胞工程是指在細胞和亞細胞水平上的遺傳操作,以及組織培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)等方法,快速繁殖培養(yǎng)出人們所需要的新物種的技術(shù)。細胞工程開辟了基因重組的新途徑,不需要經(jīng)過分離、提純、剪切、拼接等基因操作,只需將細胞遺傳物質(zhì)直接轉(zhuǎn)移到受體細胞
29、中,就能夠形成雜交細胞,從而提高了基因轉(zhuǎn)移的效率。 (3)酶工程 所謂酶工程就是指用人工方法對酶的分離、提純、固化以及加工改造,使其能夠充分發(fā)揮快速、高效、特異的催化功能,更好地為人類生產(chǎn)出各種有用的產(chǎn)品,或促進某些生化反應(yīng)過程的進行,達到所需要的目的。 基因工程技術(shù)的發(fā)展,為科學家們生產(chǎn)新的工程酶開辟了一條嶄新的途徑。現(xiàn)在科學家們只要將目的基因載體轉(zhuǎn)移到宿主細胞中,就能產(chǎn)生人們所需要的酶。 (4)發(fā)酵工程 現(xiàn)代的發(fā)酵工程,就是采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段,利用生物,主要是微生物的某些生理功能,為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品,或者直接利用微生物參與控制某些工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。因此,發(fā)酵工程也叫微生物工
30、程。 對微生物的利用主要是采用發(fā)酵技術(shù)。發(fā)酵技術(shù)是指人工控制條件下,通過微生物本身的新陳代謝活動,將吸引的營養(yǎng)物質(zhì)進行分解或合成,成為人類需要的菌體、酶或各種代謝產(chǎn)物的工藝過程。 現(xiàn)代發(fā)酵工程主要包括:優(yōu)良菌種的選育技術(shù);工程菌的生產(chǎn)繁殖技術(shù);利用工程菌發(fā)酵生產(chǎn)所需產(chǎn)品的技術(shù);利用微生物控制或參與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù);研制由微生物固化制成的生物反應(yīng)器、新型發(fā)酵裝置、生物傳感器和使用電腦控制的自動化連續(xù)發(fā)酵設(shè)備的技術(shù)等。 發(fā)酵工程正在激烈競爭的世界市場中不斷更新、發(fā)展和提高。發(fā)酵工程技術(shù)的應(yīng)用前景十分喜人。除了已用于化工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域以外,科學家們還在開發(fā)新的應(yīng)用菌種和新的應(yīng)用技術(shù)。發(fā)酵工程乃
31、至整個生物技術(shù)都蘊藏著巨大的潛力。3生物技術(shù)蘊含著新經(jīng)濟 隨著生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用,興起了一系列嶄新的產(chǎn)業(yè)。許多國家都把現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用作為一項戰(zhàn)略任務(wù)。生物技術(shù)在解決當前世界面臨的重大課題,如糧食、醫(yī)療、能源、工業(yè)。環(huán)保等領(lǐng)域中,發(fā)揮著越來越重要的作用。 (l)生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 生物技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一,是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造。利用生物技術(shù)可以培育出更多的優(yōu)良農(nóng)作物品種、家畜品種。隨著生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的開發(fā)和利用,人類的吃飯問題將最終得到解決。 近幾年來,科學家們經(jīng)過無數(shù)次實驗,成功地培育出了一批優(yōu)良的水稻、小麥和玉米新品種。 20世紀80年代以來,科學家們充分發(fā)揮生物技術(shù)的優(yōu)勢,從改
32、良作物遺傳基因入手,培育出一批抗寒、抗旱、抗病、抗蟲的新品種,對提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益具有重要意義。 生物技術(shù)在飼養(yǎng)業(yè)中的應(yīng)用范圍在不斷擴大。人們能夠利用遺傳工程和胚胎工程直接處理飼養(yǎng)的動物,改良畜禽魚類的性能,使之品種優(yōu)良,生產(chǎn)出更多的肉、蛋、奶等產(chǎn)品;有效地提高飼養(yǎng)動物的產(chǎn)量和質(zhì)量;還可以培育出一些有特殊用途的新的動物品種。 由于長期大量施用化肥和化學農(nóng)藥,污染了環(huán)境,破壞了生態(tài)平衡,危及了人類的健康。為了減少和取消化學肥料和化學農(nóng)藥的使用,科學家們正在盡最大的努力去開發(fā)生物農(nóng)藥、生物防治、生物肥料和生物固氮等新技術(shù)。人類追求無污染的“綠色革命”、“綠色食品”的浪潮正在風靡世界。 (2)生物技術(shù)
33、創(chuàng)造無煙工業(yè) 近年來,生物技術(shù)在化學工業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)、采礦工業(yè)、電子工業(yè)以及環(huán)境保護方面都顯示出了極大的應(yīng)用潛力。 生物技術(shù)的開發(fā)和利用,使化學工業(yè)發(fā)生了嶄新的變化。工業(yè)酶的開發(fā)利用已成為世界化學工業(yè)的熱點之一。20世紀80年代后期,世界工業(yè)酶的增長率已達到了8一12。 生物技術(shù)應(yīng)用于能源的開發(fā)、節(jié)流,潛力很大。生物量能源的開發(fā)利用,是目前世界能源結(jié)構(gòu)進行戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變的一個重要方面。地球上綠色植物吸引的太陽能,一年積累的生物量,就相當于2000億噸煤炭,是一種極為豐富的再生能源。 生物技術(shù)興起以后,立即與微電子、自動化等現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合起來。主要有生物傳感器、生物計算機、生物芯片等。生物芯片
34、是生物傳感器和生物計算機中的關(guān)鍵部分。目前開發(fā)出的生物芯片,是生物材料構(gòu)建超薄膜組合的積層結(jié)構(gòu)。在保護環(huán)境、治理公害等方面,在采用物理化學方法的基礎(chǔ)上,又開發(fā)出生物治理的新技術(shù)。 (3)基因療法 醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域是微生物最早的應(yīng)用領(lǐng)域,也是目前成效最顯著、研究開發(fā)最活躍的領(lǐng)域。據(jù)專家統(tǒng)計,生物技術(shù)實際應(yīng)用的60都在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域。 利用現(xiàn)代生物技術(shù),可以通過“工程菌”和轉(zhuǎn)基因生物高效地產(chǎn)生各種高質(zhì)量、低成本的生化藥品。生物技術(shù)正在開創(chuàng)藥品研制的新紀元。 現(xiàn)在,世界許多科學家正在用生物技術(shù)向癌癥宣戰(zhàn)。不久的將來,人們可望利用“抗癌疫苗”防治癌癥。乳腺癌的基因已經(jīng)被科學家破譯。艾滋病基因?qū)⒈黄谱g,這種不
35、治之癥將在生物醫(yī)學面前被馴服。 現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,使診斷技術(shù)有了新發(fā)展,簡便準確的單體克隆抗體藥箱、醫(yī)用生物傳感器、DNA探針等靈敏度高的診斷技術(shù)設(shè)備,為臨床診斷和檢測提供了有力武器。 新興的“基因療法”、“活細胞療法”、“組織器官人工培養(yǎng)”以及“優(yōu)生基因工程”等一系列新醫(yī)術(shù)的應(yīng)用,把醫(yī)療技術(shù)提高到一個嶄新的水平。 這些生物技術(shù)的開發(fā)和利用都將導致新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生,蘊含著新經(jīng)濟的無限生機。 三、村科技術(shù):新經(jīng)濟的基石之一 1新材料是新經(jīng)濟的里程碑 眾所周知,信息、材料和能源是客觀世界的三大要素。當今世界,新技術(shù)革命浪潮洶涌澎湃,高新技術(shù)蓬勃發(fā)展,而信息技術(shù)、新材料技術(shù)和新能源技術(shù)已成為新經(jīng)
36、濟的三大支柱。其中新材料是指對現(xiàn)代化科學進步和新經(jīng)濟發(fā)展具有重大推動作用的新材料。它們是一般傳統(tǒng)材料無可比擬的新型材料,具有優(yōu)異性能或特異功能,是發(fā)展信息、航天、能源、生物、海洋開發(fā)等高技術(shù)的重要基礎(chǔ),也是整個科學技術(shù)進步的突破口。 在工業(yè)經(jīng)濟的20世紀,人類社會爆發(fā)了第一次材料革命,這次革命的主要產(chǎn)品是尼龍、聚脂。半導體等材料;新經(jīng)濟時代的到來,即人世紀,人類社會將爆發(fā)第二次材料革命,人類的材料技術(shù)將有多個突破,這次革命的主要產(chǎn)品是超導材料、精細陶瓷、新金屬、高分子材料以及新型復(fù)合材料等等。在新經(jīng)濟時代,人類將向物質(zhì)的微觀世界進軍,重點研究材料的宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu),通過導電材料研究材料的導電
37、性和通過顯微技術(shù)研究材料的原子結(jié)構(gòu),進行分子設(shè)計,組成新的結(jié)晶體或非結(jié)晶分子材料。人類進行分子設(shè)計創(chuàng)造新材料后,將最終擺脫對天然材料的依賴。 新材料對社會經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用,沒有新材料的發(fā)現(xiàn),就不會有高新產(chǎn)品的出現(xiàn)和工業(yè)的進步。材料一直是人類進化的里程碑,石器、青銅器、鐵器等的利用,都曾在歷史上被稱為劃時代的標志。進入對世紀后,材料技術(shù)的創(chuàng)新在很大程度上決定了許多關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。硅半導體材料的工業(yè)化生產(chǎn),使計算機技術(shù)進入袖珍化時代;高溫高強度結(jié)構(gòu)的材料的出現(xiàn),促進了宇航事業(yè)的發(fā)展;低損耗光纖技術(shù)的進步,開拓了光通信長距離傳輸技術(shù),正在改變著電信、軍事裝備和醫(yī)學等領(lǐng)域的格局;高溫
38、超導材料的面世,使社會生活和工業(yè)、軍工產(chǎn)品大為改觀;隱形材料的研制,使戰(zhàn)場出現(xiàn)了撲朔迷離難以捉摸的情景。從另一方面看,由于目前材料科學的發(fā)展還不能滿足人類科技進步的需要,使許多已經(jīng)認識但還因沒有理想的材料而難以實現(xiàn)或可望未可及的技術(shù)出現(xiàn)。由此可見,新型材料確是其他高技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要依托。它的品種、質(zhì)量和產(chǎn)量,歷來被人們看作是直接顯示一個國家經(jīng)濟發(fā)展、科技水平和國防實力的重要標志。 也許以往沒有任何一個時代像新經(jīng)濟時代這樣對材料的最大豐富和最快更新提出如此迫切的要求。道理很簡單,這是因為在新經(jīng)濟時代,高科技是支柱,而在高科技的發(fā)展中,新材料正是其動力和先導。如果說高科技是新經(jīng)濟的基礎(chǔ),新材料
39、則是新經(jīng)濟的“基礎(chǔ)之基礎(chǔ)”。 沒有現(xiàn)代硅材料作為基礎(chǔ),電子信息技術(shù)則難以獲得如此突飛猛進的發(fā)展。大規(guī)模集成電路技術(shù)要求單晶硅大大提高其均勻性、純度和無缺陷程度,并增大其直徑。而超大規(guī)模集成電路技術(shù)已經(jīng)超過了單晶硅所提供的技術(shù)條件,于是引出新的半導體材料砷化像(GaAs)的誕生,它可能是新一代計算機最有希望的芯片材料之一。 同樣,沒有光導纖維的研制成功,人類通向信息高速公路之門將永久鎖著。 新材料是新經(jīng)濟的里程碑,是構(gòu)成新經(jīng)濟大廈的基礎(chǔ)。 2超導技術(shù):新經(jīng)濟的新寵兒 超導材料沒有電阻或電阻極小,從理論上說其輸送的電流可達無窮大,能大大提高發(fā)電機、核電站等的工作效率,因而具有極大的科學價值和經(jīng)濟價
40、值。 高溫超導技術(shù)的迅速發(fā)展,使超導材料將成為新經(jīng)濟的寵兒為新經(jīng)濟社會的發(fā)展帶來無限的發(fā)展契機。 (1)超導懸浮列車 速度高達400一500千米利。時,車廂懸在空中,窗外景物刷刷而過!普通列車的最高時速很難超過300千米,這是由于列車車輪和鐵路之間存在著摩擦力所致,而超導懸浮列車則不存在這樣的問題,因為它是懸浮在空中進行運動的。而這種懸浮列車的實現(xiàn)基礎(chǔ)就是超導技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。 (2)超導計算機 隨著高溫超導材料的研究,計算機將進一步超導化而制成超級計算機。它的計算速度將為一般大型計算機速度的100倍到1000倍。實驗結(jié)果表明,有若干高溫超導材料如鋁系、銀系等,可以經(jīng)過鐳射技術(shù)或蒸發(fā)技術(shù)在極薄
41、的絕緣體上形成薄膜,并制成約瑟夫遜器件。這種具有高速開關(guān)特性的器件是制作超高速電子計算機不可多得的元件。其結(jié)果將使電子計算機的體積大大縮小,能耗大大降低,計算速度大大提高。把超導數(shù)據(jù)處理器與外存儲芯片裝成約瑟夫遜式計算機,可以獲得高速處理能力,在1秒鐘內(nèi)可進行10億次的高速運算,是現(xiàn)有大型電子計算機速度的15倍。 (3)超導發(fā)電機與超導電力輸送 一臺普通的大型發(fā)電機需要用15一20噸銅線繞成線圈,如果用超導材料線圈,只要幾百克就夠了,而發(fā)出的電力是一樣的。高壓輸電給人類社會帶來了極大的影響,它可以把電力輸送到任何地方,但它也給人們生活帶來許多不便,并且大量電力在輸送過程中被消耗掉了。而在超導送
42、電方式中,高溫超導體的電阻為零,電流在很小的電壓如100V左右就可由發(fā)電廠送到千家萬戶,既安全又省電。所有的變電所和變壓器都不必要存在了,一切家用電器、工業(yè)機電設(shè)備都將發(fā)生翻天覆地的變化,這就是即將到來的機電產(chǎn)業(yè)革命。超導材料的出現(xiàn)有可能像半導體材料一樣,在世界引起一場工業(yè)和科技革命。 當然,與超導體有關(guān)的技術(shù)遠不止這些,其他還有如火箭磁懸浮發(fā)射,超導磁選礦技術(shù)、超導量子干涉儀等,由此形成一種新興產(chǎn)業(yè)超導產(chǎn)業(yè)。 隨著超導技術(shù)的發(fā)展,其在新經(jīng)濟中將發(fā)揮越來越大的作用,成為新經(jīng)濟的新寵兒。 3。新金屬重構(gòu)新經(jīng)濟 金屬材料在人類幾千年文明史中,一直居于材料家庭的主體地位。盡管這一地位目前已受到陶瓷材
43、料、高分子材料的強有力挑戰(zhàn),但是由于它的許多優(yōu)點是其他材料所難以全面取代的,所以在今后相當長的一段時間內(nèi),它仍將是社會生產(chǎn)和生活中最重要的結(jié)構(gòu)材料,特別在今天的航天技術(shù)、電子信息技術(shù)等高科技領(lǐng)域中,金屬更是不可或缺的材料。 當代高技術(shù)的發(fā)展,使金屬材料的發(fā)展日新月異。許多新金屬材料被開發(fā)出來,在新經(jīng)濟社會中占據(jù)著重要位置,起著不可缺少的作用。 (l)有“記憶”的金屬 把鎳鈦合金絲加熱井變成各種復(fù)雜的形狀,然后冷卻并拉直,又在一定的溫度下使拉直的合金恢復(fù)到原來的形狀,合金絲表現(xiàn)了非凡的“記憶能力”。 人們把這種鎳鈦合金用于接頭連接,廣泛應(yīng)用于航空、航天、核工業(yè)及海底輸油管道等方面。它接觸緊密、防
44、滲漏、裝配時間短,性能遠勝于焊接。而且,鎳鈦形狀記憶合金可制成人造衛(wèi)星天線而卷入衛(wèi)星體內(nèi),當衛(wèi)星進入軌道后,借助太陽熱或其他熱源能在太空中展開。這種合金在醫(yī)學方面也有廣泛的應(yīng)用,例如血栓過濾器、接骨板、人工關(guān)節(jié)、婦女胸罩、節(jié)育器、人工腎微型泵、人造心臟等。此外作為一種初級智能材料,鎳鈦合金還廣泛應(yīng)用于各種自動調(diào)節(jié)和控制裝置、安全報警系統(tǒng)、能源開發(fā)等等。 (2)超塑性合金 是指材料在一定條件下有極異常的塑性而不斷裂甚至不產(chǎn)生縮頸的現(xiàn)象?,F(xiàn)在有超塑性的鋁合金就有100多種。其中很重要的工業(yè)用鋁合金就有5種,包括純鋁、鋁銅系合金、鋁鎂系合金和鋁理系合金,但金屬不會“自動”具有超塑性,必須在一定的溫度
45、條件下進行預(yù)處理,因為只有在獲得微小等鈾晶粒的情況下金屬才能具有超塑性。利用金屬的超塑性可以制造高精度的形狀極其復(fù)雜的零件,而這是一般鍛造或鑄造方法達不到的。超塑性金屬的加工溫度范圍和變形速度雖有限制,但因為它的晶粒組織細致,又容易和其他合金壓接在一起,組成復(fù)合材料,這在材料加工中又是一個很大的優(yōu)勢。 (3)泡沫金屬 在航天領(lǐng)域中,人們?yōu)楣?jié)省燃料和各種費用,總希望用質(zhì)輕而結(jié)實的材料。像鋰鎂等金屬在地面上不宜被用作結(jié)構(gòu)材料,因為它們太活潑,易氧化著火,但它們在太空中卻大有用武之地,因為在太空中沒有引起銹蝕和化學反應(yīng)的空氣,那里幾乎是真空。塑料如果進行泡沫化,可以使密度成倍成倍地降低,變成很輕很實
46、用的泡沫塑料。如果把這些金屬也變成泡沫金屬,它們的密度也會變得更小,可以在水中浮起來。實驗證明,用泡沫金屬做成的梁比同樣重量的實心梁剛性高得多。因為泡沫使材料的體積大大擴張,獲得更大的橫截面,因此用泡沫金屬制造的飛行器,可以把總重量降低一半左右。用泡沫金屬建立太空站還有一個優(yōu)點,即當空間站結(jié)束其使命時,可以讓它們重返大氣,在大氣層中迅速徹底地燃燒,化成氣體,減少空間垃圾。 (4)儲存氫氣的新金屬 將來我們見到的氫氣不是裝在瓶子里或其他容器內(nèi),而是裝在一種奇特的金屬材料里。這是一些具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的金屬,也是未來先進金屬一族的成員,科學上稱之為濾族金屬。在這些濾族金屬、合金和金屬化合物的晶格間隙
47、中,氫原子很容易進人與之形成金屬氫化物。這些金屬氫化物的儲氫量很大,可以儲存比其本身體積大1000一1300倍的氫,而氫與這些金屬的結(jié)合力是很弱的,稍一加熱氫便可自動逸出。由于儲氫合金所具有的以上特性,利用儲氫合金運氫氣,既輕便又安全,不僅沒有爆炸的危級,而且還有儲存時間長和無損耗等優(yōu)點,這就為氫氣用于燃氫發(fā)動機、空調(diào)器、制冷裝置、熱泵、電池、紅的精制和回收以及各種催化反應(yīng)帶來極大的方便。 目前廣泛應(yīng)用的實際金屬合金材料中,所涉及的元素只是金屬元素中的一小部分,有許多金屬元素,迄今尚未被應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,特別是冶金等技術(shù)水平的提高,將會有更多的金屬元素進入實際應(yīng)用,開發(fā)出更多的新金
48、屬合金系。4高分子合成材料是新經(jīng)濟的主材料 人類已經(jīng)合成了成千上萬種自然界從未有過的物質(zhì),有機高分子合成材料的生產(chǎn)已經(jīng)成為本世紀以來發(fā)展最快的部門之一。高分子合成材料的發(fā)展已經(jīng)超過鋼鐵、水泥和木材這傳統(tǒng)的三大基本材料。這種高分子化合物是現(xiàn)代科技給人類帶來的最有實用價值的產(chǎn)物,構(gòu)成了第三次技術(shù)革命的重要內(nèi)容,深刻地改變了我們的勞動對象、勞動工具,并進而改變了我們的生活方式,以致有人講21世紀將是高分子時代。如果講普通分子像個小球,那么高分子的個體則連接成長鏈,形狀細長,因分子間的很大作用力而相互纏繞,形成了既有一定強度又有不簡彈性的結(jié)構(gòu),極適宜作各種材料。今天的高分子材料,已經(jīng)包括塑料、橡膠、纖
49、維、薄膜、膠粘劑和涂料等許多種類,其中塑料、合成橡膠和合成纖維被稱為現(xiàn)代三大高分子材料。它們質(zhì)地輕巧、原料豐富。加工方便、性能良好、用途廣泛,因而發(fā)展速度大大超過了傳統(tǒng)的三大基本材料鋼鐵、水泥、木材。 (1)塑料的”發(fā)利用 目前,主要的工程塑料制品已有10多種,其中聚酰胺、聚甲醛、聚磷酸酯、改性聚苯酸和熱塑性聚脂被稱為五大工程塑料,它們的產(chǎn)量較大,價格一般為傳統(tǒng)通用塑料的2一6倍。而聚苯硫酸等特種工程塑料的價格達通用塑料的5一10傳。以塑料代替鋼、木、水泥三大傳統(tǒng)基本材料,可以節(jié)省大量能源和人力、物力。 (2)合成橡膠的開發(fā)利用 由于生產(chǎn)合成橡膠的原料豐富,其良好的性能又可以滿足當代科技發(fā)展對
50、材料提出的某些特殊要求,所以合成橡膠出現(xiàn)幾十年來,品種已屬豐富。一般可將其分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩類。通用合成橡膠性能與天然橡膠相似,用于制造一般的橡膠制品,如各種輪胎、傳動帶、膠管等工業(yè)用品和雨衣、膠鞋等生活用品。特種合成橡膠具有耐高溫、耐低溫、耐酸堿等優(yōu)點,多用于特殊環(huán)境和高科技領(lǐng)域,如航空、航天、軍事等方面。 (3)合成纖維的開發(fā)利用 合成纖維的品種有幾十種,但最常用的是六大種:聚酸胺纖維,商品名尼龍,其特別是強度高、耐磨性強、密度小、不蛀,可用于做衣服、降落傘、漁網(wǎng)等。聚胺纖維,商品名滌綸,其特點是彈性好、耐皺性好,可與其他纖維混紡,用于做紡織品、帆布、電器絕緣材料等。聚丙烯纖
51、維,商品名晴綸,其特點是手感柔軟、保暖性好、織物不易起毛紡球、耐曬,但強度低、易燃,可用于人造毛皮、毛織物的制造,特別是適用于制作窗簾、幕布、帳篷等室外用品。聚丙烯纖維,商品名丙綸,是由丙烯聚合,經(jīng)熔融紡絲而成,其特點是耐酸堿,強度較高、密度小。是現(xiàn)有合成纖維中最輕的一種,可用于做工業(yè)上繩索、網(wǎng)具,也可與棉、毛、粘膠纖維混紡作衣料用。聚乙烯酸纖維,商品名維給,是合成纖維中吸濕性最大的一種材料,強度較高,耐酸堿,可與棉混紡,織成維棉布。聚氯乙烯纖維,商品名氨綸,比其他纖維具有較強的耐酸堿性,耐熱性差,在70時就開始收縮,沸水收縮率較高,可作純紡和混紡的織物,工業(yè)上用作耐酸堿濾布及制漁網(wǎng)、機篷、絕
52、緣體等。 總之,高分子合成材料具有質(zhì)量小、絕緣性能好等特點,所以發(fā)展很快,但又都有先天不足,即它們都在不同程度上對氧。熱和光有敏感性。但是,隨著高技術(shù)的迅速發(fā)展,高分子合成材料的大軍必將日益壯大,在新經(jīng)濟的大潮中,充當著舉足輕重的角色。 5現(xiàn)代高科技為防盜的發(fā)展注入活力 現(xiàn)代高科技為陶瓷的發(fā)展注入新的活力。在新經(jīng)濟時代,陶瓷大軍中崛起了精細陶瓷,它以抗高溫、超強度、多功能等優(yōu)良性能在新材料世界獨領(lǐng)風騷。 精細陶瓷是指以精制的高純度人工合成的無機化合物為原料,采用精密控制工藝燒結(jié)的高性能陶瓷,因此又稱先進陶瓷或新型陶瓷。 精細陶瓷有許多種,它們大致可分成三類。 (1)結(jié)構(gòu)陶瓷 這種陶瓷主要用于制
53、作結(jié)構(gòu)零件。機械工業(yè)中的一些密封件、軸承、刀具、球閥、缸套等,都是頻繁經(jīng)受磨擦而易磨損的零件,用金屬和合金制造有時也使用不了多久就會損壞,這時,先進的結(jié)構(gòu)陶瓷零件就能經(jīng)受住這種“磨難”。 (2)電子陶瓷 這是指用來生產(chǎn)電子元器件和電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)零部件的功能性陶瓷。 這些陶瓷除了具有高硬度等力學性能外,對周圍環(huán)境的變化能“無動于衷”,即具有極好的穩(wěn)定性,這對電子元件是很重要的性能,另外就是能耐高溫。 (3)生物陶瓷 生物陶瓷用于制造人體“骨骼一肌肉”系統(tǒng),用于修復(fù)或替換人體器官或組織的一種陶瓷材料。 精細陶瓷是新型材料中特別值得注意的一種,它有廣闊的發(fā)展前途。這種具有優(yōu)良性能的精細陶瓷,有可能在很
54、大的范圍內(nèi)代替鋼鐵以及其他金屬而得到廣泛應(yīng)用,達到節(jié)約能源、提高效率、降低成本的目的;精細陶瓷和高分子合成材料相結(jié)合,可以使交通運輸工具輕量化、小型化和高效化。有些科學家預(yù)言,由于精細陶瓷的出現(xiàn),人類將從鋼鐵時代重新進入陶瓷時代。在新經(jīng)濟時代,人們把精細瓷陶與高性能分子材料、新金屬材料、復(fù)合材料并列為四大新材料發(fā)展領(lǐng)域之一,可見它的發(fā)展遠景十分廣闊。 在新經(jīng)濟時代精陶材料將成為名副其實的耐高溫的高強度材料,從而可以勝任包括飛機發(fā)動機在內(nèi)的各種熱機材料、燃料電池發(fā)電部件材料、核聚變反應(yīng)堆護壁材料、無公害的外燃式發(fā)動機材料等各種重要用途。 四、能源技術(shù):新經(jīng)濟的新動力 1核能將成為新經(jīng)濟的能源主流
55、 能源始終是經(jīng)濟的食糧。離開能源的人類其生存和發(fā)展都是無法想象和絕無可能的。不斷文明進化的人類始終在為最終解決能源的問題前赴后繼,禁而不舍。新經(jīng)濟的風暴帶來了一場能源開發(fā)利用上的革命,其中核能就是這場革命中的一個主角,核能的技術(shù)突破可能為能源的有限與枯竭帶來劃時代的新曙光。 半個多世紀以來,核能的和平利用已達到了相當可觀的程度。截止到1991年初,全世紀已運行的原子能核電站達400多座,正在建造的約80座。法國的核電站發(fā)電量已占全國總發(fā)電量的70。核電最多的美國有111座核電站,核電量占全美總電量的16。我國的秦山核電站和大亞灣核電站也已建成和正式發(fā)電?!熬盼濉庇媱澊_定新上的4個核電建設(shè)項目:
56、秦山三期核電工程、秦山二期核電工程、嶺澳核電工程、連云港核電工程,也將于21世紀最初幾年內(nèi)建成發(fā)電。 發(fā)展核電站,不僅僅因為核電的威力大,而且提供核能的核燃料也可以說是取之不盡、用之不竭的,因為它主要存在于占地球總面積71的海洋里。海洋學家測定,每升海水中含有0003毫克的鈾。但即使這樣少的含量,全世界海水中總的含鋼量就有約50億噸。目前世界上最看好的受控熱核聚變技術(shù),即“海水變石油”,被稱為“徹底解決世界能源問題的技術(shù)”。受控熱核聚變的原料是氫的同位素氛和氛,可取自海水。從1升海水中提出的氛和氛進行受控熱核聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的能量就相當于300升汽油。海水可以被認為是無盡的,因此,人類將獲得無盡
57、的新能源。1997年10月五日受控熱核聚變實驗獲得了161兆瓦的功率輸出,使人們對受控熱核聚變能在2040一2050年商用的預(yù)期至少提前了10年,而且有新突破的可能性極大。 在新經(jīng)濟時代,核聚變能被看作取之不盡、用之不竭的能源,可控的核聚變是人類最終解決能源問題的有效途徑。 在新經(jīng)濟時代崛起的核技術(shù)產(chǎn)業(yè)群中,主要是核電產(chǎn)業(yè)。核技術(shù)在其他方面也會有廣泛應(yīng)用,但不至于形成產(chǎn)業(yè)部門。 盡管核電在部分國家已經(jīng)成為比較成熟的產(chǎn)業(yè)部門,但由于核電技術(shù)仍處于生機勃勃的技術(shù)革新過程之中,特別是作為核電技術(shù)最重要的開發(fā)目標的核聚變發(fā)電被認為是今后若干世紀最有希望的能源,因此,對世紀的核電產(chǎn)業(yè)仍將是最引人注目的。
58、具有遠大發(fā)展前途的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 核能將為新經(jīng)濟的騰飛插上雙翼。2太陽能前言新經(jīng)濟 據(jù)計算,太陽每秒鐘發(fā)出的能量就相當于13X 1016噸標準煤燃燒時所放出的熱量。太陽發(fā)送到地球上的能量是相當大的,但只占它向外輻射的22億分之一。地球每天接收的太陽能,相當于全球一年所消耗的總能量的200倍。由于科技還未解決利用太陽能的高成本問題,大部分太陽能還不能為我們所利用,但是隨著新經(jīng)濟時代高科技的發(fā)展,人類利用太陽能的步伐會大大加快。這無窮無盡的太陽能,它不僅給了我們綠色植物,給了我們煤炭、石油和地球上的生命,而且未來將成為人類解決能源危機的重要途徑。 太陽能具有其他能源所不及的優(yōu)點:第一,太陽能的能量與人類需要的能量相比較,幾乎可以看作是無窮無盡的能源。第二,太陽能作為一次能源直接利用,或者轉(zhuǎn)換成二次能源再利用,沒有煤炭、石油等礦物燃料產(chǎn)生的有害氣體和廢渣,沒有任何污染,被人們稱作“干凈能源”。第三,太陽能的分布比其他能源較為均勻,它只隨著地球的緯度和天氣變化而有強弱之別,可以利用的地球范圍比較寬廣。第四,太陽能可以根據(jù)具體條件和需要分層次進行利用,目前淺層次的利用已相當普及,中層次的利用也有許多成熟的技術(shù),今后主要向高層次利用發(fā)展。 由于太陽能有如此眾多的優(yōu)點,因此,人們越來越重視太陽能的利用,并大力研究
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