當代世界科技

當代世界科技第1頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

了解現(xiàn)代科技前沿的意義1、理論發(fā)展對人們思維方式的影響（科學）2、技術發(fā)展對經(jīng)濟社會的影響（技術）科學回答“是什么”“為什么”技術解決“做什么”“怎么做”第2頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月李約瑟（JosephNeedham，1900-1995）英國皇家科學院院士，英國文學院院士，英中友誼協(xié)會會長。1954年李約瑟主編的七卷本英文版《中國科學技術史》被認為是是二十世紀完成的重大學術成果之一。第3頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月李約瑟難題“為什么近代科學沒有發(fā)生在中國？”第4頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

科學技術發(fā)展經(jīng)歷分為三個階段5101620科技成就時間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀古希臘科技籠統(tǒng)、模糊、直覺生產(chǎn)經(jīng)驗總結牛頓經(jīng)典理論兩次技術革命量子力學、相對論兩次技術革命第5頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月5101620科技成就時間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀古希臘科技反映出東西方思維方式的差異東西方科學技術發(fā)展的差異第6頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月講座內(nèi)容：一、自然科學的重大基本問題二、現(xiàn)代技術發(fā)展的重要前沿第7頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月一、自然科學的重大基本問題

所謂基本問題，就是研究自然界（非生命界、生命界）到底是由有什么構成的，它又是如何演化的。第8頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月從分子到夸克4個層次大分子原子原子核夸克

-6-8-13-1710101010 粒子結構大?。ㄒ唬┪⒂^層次結構的研究

目前，研究的最小物質層次是夸克（Quark）第9頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月納米技術（1納米=10米）

1納米－－100納米的技術，使用STM操縱原子、分子的技術。-9第10頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）宇宙起源及演化的研究

1光年＝9.5萬億公里

范圍約200億光年人類迄今觀測到距地球150億光年的星系（8C1433＋63

）第11頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月超星系團星系團本星系群銀河系太陽系地球第12頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

銀河系直徑10萬光年，中心厚度1萬光年，總星球超過2000億顆。宇宙中像銀河系這樣的星系有1000萬億個。范圍約200億光年，誕生約為150億年。銀河系第13頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀開創(chuàng)現(xiàn)代宇宙學1916年，愛因斯坦提出廣義相對論，預言日全食時掠過太陽邊緣的星光會發(fā)生1.75角秒的偏射。1919年，英國愛丁頓日全食觀察隊觀測到1.98角秒。第14頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

宇宙大爆炸假說（1946年，美國天文學家伽莫夫）⑴基本粒子形成階段（1秒、150億年前、溫度100億K）⑵元素形成階段（1秒以后、溫度1億K）⑶實物形成階段（1萬年至今、3000K）⑷未來發(fā)展階段（由密到疏）第15頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代自然科學理論發(fā)展形式許多重大基本問題的研究是以假說的形式發(fā)展。未知事物規(guī)律假說實驗實驗第18頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）生命起源及演化的研究第19頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

“化學進化說”場所：原始大氣和原始海洋物質：甲烷、氨、水、氫氣、硫化氫、氰化氫等等能量：宇宙射線、紫外線、閃電、火山噴發(fā)釋放的能量等等第20頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月無機小分子有機小分子生物有機大分子生物個體和群種細胞沃森克里克

達爾文凱奇和奧特曼

艾根我國人工合成米勒試驗1922年,生物化學家奧巴林第21頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月原始的海洋“還原性大氣”模擬降雨加熱米勒實驗裝置第22頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

宗教與科學的關系人類社會自然界宗教科學原始的巫術和自然崇拜迷信邪教第23頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月5101620科技成就時間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀古希臘科技東西方思維方式的差異第24頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月5101620科技成就時間中國古代科技古代科技近代科技現(xiàn)代科技世紀古希臘科技西方科學的基石1、邏輯率2、因果率第25頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月二、當代技術發(fā)展的重要前沿當代技術發(fā)展的重要前沿，是指２０世紀７０年代末８０年代初，以微電子技術為先導的技術革命，所誕生的高技術群。集成電路技術（芯片技術）在半導體材料上集成成千上萬個電子元件。第26頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月最早：1958年9月12日。地點：美國德克薩斯儀器公司發(fā)明人：杰克·基爾比集成度：5（1只晶體管、3只電阻、1只電容器）集成電路技術（微電子技術）第27頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月微電子技術，采用先進的微細加工技術（技術是超細、超純、超凈。工藝是離子束、電子束、分子束），在很小的半導體材料上集成成千上萬個電子元件。60年代，60萬個。80年代，上百萬個?，F(xiàn)在，上千萬個。第30頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月六大高技術領域：生物技術信息技術空間技術新材料技術新能源技術海洋技術高技術產(chǎn)業(yè)的特征：高投入、高效益、高風險、高競爭、高潛能、高智力。第33頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月我國“863”計劃（高技術研究發(fā)展計劃綱要）楊嘉墀、王大珩、陳芳允、王淦昌第34頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）生物技術發(fā)展及應用

生物技術是指利用生物有機體（從微生物到高級動物）或生物體的組成部分（器官、組織、細胞等），來發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的高技術體系。第35頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要影響：農(nóng)業(yè)（超級植物、超級動物）醫(yī)學（超級藥物、基因治療）環(huán)保（微生物工程）第36頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月生物技術的主要內(nèi)容：基因技術細胞技術酶技術微生物技術第37頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要的技術發(fā)展

基因技術（遺傳技術、DNA技術）

指對不同的生物基因，按照人類的意愿在生物體外進行切割、拼接和重新組合，再將它們轉入生物體內(nèi)，以產(chǎn)生人們所期望的某種產(chǎn)物。第38頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）是一種高分子化合物，組成它的基本單位是脫氧核苷酸。每個脫氧核苷酸由一分子磷酸分子（P）、一分子脫氧核酸（S）和一分子含氮堿基組成（腺嘌呤Ａ、鳥嘌呤Ｇ、胞嘧啶Ｃ、胸腺嘧啶Ｔ）。第39頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑴基因操作技術（基因克隆技術）⑵基因組技術（人體基因組的破譯）第40頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月克隆羊克隆“Clone”1997－2003年第41頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月綿羊:1997年，多利（Dolly）獼猴:2000年1月，Tetra，雌性豬:2000年3月，5只蘇格蘭PPL小豬；8月，Xena，雌性牛:2001年，Alpha和Beta，雄性貓:2001年底，CopyCat（CC），雌性鼠:2002年兔:2003年3-4月分別在法國和朝鮮獨立地實現(xiàn)；騾:2003年5月，愛達荷Gem，雄性；6月，猶他先鋒，雄性鹿:2003年，Dewey馬:2003年，Prometea，雌性狗:2005年，韓國首爾大學實驗隊，史努比（Snoopy)豬:2005年8月8日，中國第一頭供體細胞克隆豬第43頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖為參與繪制的英國桑格研究中心(Sanger．Centre)主任約翰-蘇爾斯頓博士(Dr.JohnSulston)在新聞發(fā)布會上。

人體基因組技術2000年6月26日，英國研究人員在倫敦召開新聞發(fā)布會，宣布由各國政府資助進行人類基因組草圖已經(jīng)繪制完畢。第44頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

2001年２月１２日，中、美、日、德、法、英等６國科學家和美國塞萊拉公司聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結果。這次公布的人類基因組圖譜是在去年６月２６日公布的人類基因組“工作框架圖”的基礎上，經(jīng)過整理、分類和排列后得到的，它更加準確、清晰、完整。

圖為英國科學家、癌基因工程領導人斯特拉頓工作的資料照片。第45頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月新的發(fā)現(xiàn)：１、人類基因是果蠅的的兩倍；２、人類個體基因間的差距僅僅為0.001%；３、從基因看沒有人種好壞之分；４、1/3級因為“垃圾”；６國的貢獻率第46頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）信息技術的發(fā)展及應用信息技術是指以微電子技術為基礎，研究和實現(xiàn)信息的獲取、傳遞、處理、網(wǎng)絡傳輸和控制的技術體系。第47頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要影響：提高效率降低成本信息化與工業(yè)化融合第48頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月信息技術主要內(nèi)容：信息獲取技術信息的處理技術信息傳遞技術信息網(wǎng)絡技術信息控制技術第49頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

主要的技術發(fā)展基礎－－集成電路技術核心－－計算機和通信技術特征－－網(wǎng)絡技術第50頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路技術的發(fā)展遵守摩爾定律：

集成電路的集成度，每隔18到24個月提高一倍，同時價格下降一半。第51頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

計算機技術（信息處理技術）電子計算機是一種能夠高速、自動處理信息的機器。計算機系統(tǒng)硬件軟件輸出設備輸入設備運算器中央處理器控制器CPU存儲器操作系統(tǒng)軟件應用軟件等第52頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月計算機的心臟－－CPU第53頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月中央處理器（CPU）的發(fā)展歷程1971年發(fā)明1982年，80386（幾千萬次/秒）1990年，80486（億次）1995年，奔騰（Pentium）1998年，奔騰二代（PentiumII）1999年，奔騰三代（PentiumIII）（十億次）2000年，奔騰四代（PentiumIV）第54頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月美國壟斷的硬件技術英特爾、AMD、DEC、HP、Transmeta等壟斷世界處理器生產(chǎn)、銷售的95%以上動態(tài)存儲器、顯示適配器芯片、主板芯片組等制造核心技術（最新集成電路技術）硬盤、激光打印機技術各種主要硬件生產(chǎn)、制造的工業(yè)協(xié)議和標準第55頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月美國壟斷的軟件技術操作系統(tǒng)（90%以上）辦公軟件（至少80%）網(wǎng)絡瀏覽器（幾乎100%）計算機通訊協(xié)議（幾乎全部）其他多種重要軟件和技術協(xié)議等第56頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月通信技術（信息傳遞技術）第57頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月通信技術內(nèi)容：程控交換機（機電交換，計算機交換）；光纖通信（帶寬10億b/s，能耗低100公里無中繼站，無干擾，重量輕是銅的1%）；衛(wèi)星通信（銥星系統(tǒng)）；移動電話（蜂窩電話）；數(shù)字通信（模擬電路數(shù)字電路計算機化）；

高清晰度電視機；16:9（4:3），1125行(625行)，象素140萬個（28萬個），帶寬30兆（6兆）。第58頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月信息網(wǎng)絡技術1964年美國蘭德公司提出新的網(wǎng)絡基本思想；1969年12月美國建成阿帕網(wǎng)（Arpa）（美國國防部高級研究計劃署簡稱）；1993年美國副總統(tǒng)戈爾提出“信息高速公路”；隨后國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）迅速發(fā)展。第59頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

信息高速公路就是能夠以交互方式傳遞信息流量的電信網(wǎng)。（速度可達10億b/s）美國預計，運輸負擔減少40%，能耗減少40%，勞動生產(chǎn)率提高20-40%）。第60頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）空間技術的發(fā)展及應用

空間技術是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的綜合技術體系。

第61頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要影響：帶動國家科學技術的整體發(fā)展國家安全吸引青少年獻身科學事業(yè)第62頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月空間技術的主要內(nèi)容：航天運載工具技術人造衛(wèi)星技術載人航天技術（空間站）深空探測技術第63頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月主要的技術發(fā)展

航天運載工具⑴一次性運載火箭。中國的長征號，俄羅斯的質子號、美國的大力神號、歐盟的阿里安娜號、日本的H號等，都可以將４噸重的衛(wèi)星送往36000km的軌道。第64頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月第65頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月航天飛機。在200-400km軌道上運行，在人3-7人，20頓?？梢远啻问褂茫娛律蟽r值高。但是，其成本高，風險大。目前各國努力的方向，低軌道成本由1-2萬/公斤降低到1000/公斤。我國863計劃內(nèi)容之一。近期航天運載工具發(fā)展的方向，發(fā)展無污染、大推力、低成本的多次使用的運載工具。第66頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月

人造地球衛(wèi)星目前，發(fā)射人造衛(wèi)星能力，８個國家獨立發(fā)射，重量由幾十公斤到100頓，壽命由幾個月到十幾年，分辨率到0.3m,傳輸能力由幾十路到幾萬路。衛(wèi)星的種類根據(jù)用途分為：通訊衛(wèi)星（我國的東方紅系列）、資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導航衛(wèi)星（美國的GPS全球定位導航系統(tǒng)，由２４顆衛(wèi)星組成，精度米級）等。然而，大多數(shù)（約占70%）衛(wèi)星是用于軍事。近期發(fā)展，各種衛(wèi)星向著大容量、多譜段、大功率、長壽命、靜止軌道、低軌道小衛(wèi)星（美國銥星計）今后十年將發(fā)射1700顆衛(wèi)星，加之1200億美元，70%是商用衛(wèi)星。第67頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月１９７０年４月２４日，中國第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功，是繼蘇、美、法、日之后，成為世界第５個有能力用自制火箭，發(fā)射自制衛(wèi)星的國家。１９５７年１０月４日。前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，它標志著人類空間時代的開始。第68頁，課件共82頁，創(chuàng)作于2023年2月載人航天（空間站）

1961年4月12日，蘇聯(lián)首次在人飛行成功。1969年7月21日，“阿波羅－11號”登月成功。現(xiàn)已有400人次進入太空，