1、第十一章現(xiàn)代科技的發(fā)展趨勢(shì) 科學(xué)技術(shù)在不同的歷史時(shí)期呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢(shì)。 基礎(chǔ)科學(xué)為先導(dǎo)，科學(xué)的整體化、技術(shù)綜合化和科技一體化。一、現(xiàn)代科技的主要發(fā)展趨勢(shì)l 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展由于種種內(nèi)部動(dòng)因而在不同歷史時(shí)期呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢(shì)。在現(xiàn)時(shí)代，科學(xué)與社會(huì)的互動(dòng)作用顯著地加強(qiáng)。與以往時(shí)代不同，科學(xué)技術(shù)巳成為第一生產(chǎn)力。所以科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)不僅對(duì)科技工作者來(lái)說(shuō)意義重大，對(duì)整個(gè)社會(huì)而言也是非常重要的。l 19世紀(jì)末開(kāi)始的物理學(xué)革命拉開(kāi)了現(xiàn)代科技革命的帷幕。以相對(duì)論和量子力學(xué)的系列突破性進(jìn)展為先導(dǎo)，現(xiàn)代自然科學(xué)在廣度和深度上、在思想方式和研究方法上、在學(xué)科體系結(jié)構(gòu)上、在科學(xué)與技術(shù)及科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系等方面都出現(xiàn)

2、了質(zhì)的飛躍。20世紀(jì)中葉以來(lái)，在基礎(chǔ)自然科學(xué)新成果的指導(dǎo)下，核技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、噴氣推進(jìn)技術(shù)、航天技術(shù)、微電子技術(shù)、生物技術(shù)、激光技術(shù)等新技術(shù)相繼問(wèn)世。各門(mén)類(lèi)的新技術(shù)相互推動(dòng)，以越來(lái)越快的步伐向前發(fā)展?，F(xiàn)代高新技術(shù)不僅以基礎(chǔ)科學(xué)為先導(dǎo)，還以某種方式同基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)聯(lián)成一體?？茖W(xué)的整體化、技術(shù)綜合化、科技一體化等已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中呈現(xiàn)出的主要趨勢(shì)?，F(xiàn)代科學(xué)的主要發(fā)展趨勢(shì) 20世紀(jì)以來(lái)、科學(xué)體系的各個(gè)門(mén)類(lèi)、各個(gè)分支均有長(zhǎng)足的進(jìn)步。但由于發(fā)展的不平衡，物理學(xué)和生物學(xué)進(jìn)展最大、最深刻，并成為20世紀(jì)的帶頭學(xué)科。基礎(chǔ)自然科學(xué)的體系以它們?yōu)楹诵男纬闪宋镔|(zhì)科學(xué)和生命科學(xué)這兩大綜合性門(mén)類(lèi)。l第二

3、次世界大戰(zhàn)以后。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)及共同屬性如信息反饋、控制、自組織等進(jìn)行了跨越傳統(tǒng)學(xué)科分類(lèi)的綜合研究，取得了突破性進(jìn)展由此導(dǎo)致一批新的橫斷學(xué)科的創(chuàng)建如信息論、控制論、一般系統(tǒng)論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、系統(tǒng)工程學(xué)、決策科學(xué)等。這些橫斷學(xué)科組成了系統(tǒng)科學(xué)這一新的綜合性科學(xué)。l目前，白然科學(xué)發(fā)展中呈現(xiàn)的第一個(gè)主要趨勢(shì)為：一方面物質(zhì)科學(xué)繼續(xù)揭示自然界更深、更廣、更久遠(yuǎn)的層次和各種極限狀態(tài)下的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、另一方面系統(tǒng)科學(xué)與生命科學(xué)正逐步闡明與人類(lèi)的關(guān)系更密切的各類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)的行為規(guī)律，后者的重要性正在超過(guò)前者。系統(tǒng)科學(xué)與生命科學(xué)將是21世紀(jì)的帶頭科學(xué)。物質(zhì)科學(xué)對(duì)自然界微觀層次和相關(guān)層次的研究進(jìn)展已

4、逐漸緩慢，主要原因在于實(shí)驗(yàn)手段和認(rèn)識(shí)方法越來(lái)越難以實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展。l 生命科學(xué)中分子生物學(xué)和量子生物學(xué)對(duì)生物體微觀層次結(jié)構(gòu)，尤其是遺傳基因的研究方興未艾；同時(shí)生態(tài)學(xué)對(duì)生物群落及其環(huán)境、尤其是生物圈整體的宏觀研究也日益蓬勃開(kāi)展起來(lái)，它們又推動(dòng)中觀層次生物組織(如人體)的研究從表象描述向本質(zhì)揭示深入。生命科學(xué)從20世紀(jì)50年代分子生物學(xué)取得革命性突破以來(lái)一直在加速發(fā)展。l系統(tǒng)科學(xué)不斷綜合著數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué)的眾多分支的新成果，從系統(tǒng)、信息控制、自組織等新的角度提出關(guān)于自然與人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)的新認(rèn)識(shí)逐漸形成獨(dú)特的研究方法和研究領(lǐng)域。系統(tǒng)科學(xué)正處在大發(fā)展的前夜。l由于這三大綜

5、合性科學(xué)內(nèi)部和相互之間各個(gè)分支學(xué)科的相互滲透，現(xiàn)代科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)與I 7世紀(jì)至19世紀(jì)的傳統(tǒng)科學(xué)體系相比，呈現(xiàn)出顯著的變化。l這個(gè)仍在進(jìn)行之中的變化即是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展中的第二個(gè)主要趨勢(shì)；現(xiàn)代科學(xué)在高度分化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了高度的綜合，綜合表現(xiàn)為多層次、多維度的學(xué)科交叉與滲透，更表現(xiàn)為橫斷學(xué)科和綜合性的學(xué)科群不斷涌現(xiàn)。此即現(xiàn)代科學(xué)的整體化趨勢(shì)。這個(gè)越勢(shì)的另一重要表現(xiàn)是數(shù)學(xué)化。越來(lái)越多的學(xué)科，如生物學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)等。廣泛應(yīng)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言、模型和方法進(jìn)行定量研究?，F(xiàn)代技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)l現(xiàn)代技術(shù)既包括高新技術(shù)群，也包括傳統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)代形態(tài)。當(dāng)今仍在應(yīng)用的傳統(tǒng)技術(shù)多半經(jīng)過(guò)高新技術(shù)的滲透和改造，其余的

6、也按技術(shù)自身發(fā)展的邏輯取得不同程度的進(jìn)步。 l現(xiàn)代技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)。其個(gè)一部分延續(xù)為特定的發(fā)展趨勢(shì)。目前較為明顯的發(fā)展趨勢(shì)有：l第一，以基礎(chǔ)自然科學(xué)新成果為先導(dǎo)的高新技術(shù)成為現(xiàn)代技術(shù)體系的帶頭技術(shù)。l第二，各門(mén)類(lèi)技術(shù)相互滲透相互促進(jìn)，并在某些技術(shù)領(lǐng)域圍繞一個(gè)大問(wèn)題或大目標(biāo)的解決與實(shí)現(xiàn)形成龐大的綜合性技術(shù)群。l第三，綜合應(yīng)用多種門(mén)類(lèi)技術(shù)的復(fù)雜大系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)成為技術(shù)發(fā)展的主要途徑之一。l第四，以軟科學(xué)為理論基礎(chǔ)的多種社會(huì)技術(shù)成為現(xiàn)代技術(shù)體系的新門(mén)類(lèi)。l第五，大多數(shù)技術(shù)創(chuàng)新出現(xiàn)于新產(chǎn)品的研制過(guò)程。三、科學(xué)技術(shù)一體化的趨勢(shì)l科學(xué)的技術(shù)化 科學(xué)的技術(shù)化是指在總體的科學(xué)活動(dòng)中包含著大量

7、的技術(shù)科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)展研究和技術(shù)應(yīng)用研究作為其輔助部分。這些輔助的技術(shù)活動(dòng)并非用于科學(xué)研究成果向相應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)比，而是服務(wù)于科學(xué)研究活動(dòng)自身的需要。l科學(xué)技術(shù)化是科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展而規(guī)模日益擴(kuò)大、所用儀器設(shè)備日益復(fù)雜化并且越來(lái)越用現(xiàn)成工藝技術(shù)制造而導(dǎo)致的必然結(jié)果。l比如粒子物理學(xué)。天文學(xué)，甚至數(shù)學(xué)。l技術(shù)的科學(xué)化技術(shù)的科學(xué)化 技術(shù)的科學(xué)化有兩重涵義。技術(shù)的科學(xué)化有兩重涵義。 第一重涵義，指已有的技術(shù)上升到技術(shù)科學(xué)，通過(guò)相應(yīng)第一重涵義，指已有的技術(shù)上升到技術(shù)科學(xué)，通過(guò)相應(yīng)基礎(chǔ)科學(xué)的指導(dǎo)，形成系統(tǒng)的技術(shù)知識(shí)體系，反過(guò)來(lái)完善基礎(chǔ)科學(xué)的指導(dǎo)，形成系統(tǒng)的技術(shù)知識(shí)體系，反過(guò)來(lái)完善和提高已有的技術(shù)。例如，冶金

8、、農(nóng)業(yè)、建筑、紡織等傳和提高已有的技術(shù)。例如，冶金、農(nóng)業(yè)、建筑、紡織等傳統(tǒng)技術(shù)從統(tǒng)技術(shù)從19世紀(jì)以來(lái)相繼形以各自的技術(shù)學(xué)科體系。世紀(jì)以來(lái)相繼形以各自的技術(shù)學(xué)科體系。 工程結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)使建筑工程師不必像古代工工程結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)使建筑工程師不必像古代工匠那樣反復(fù)用試錯(cuò)法才能找出新建筑的最佳結(jié)構(gòu)，而只需匠那樣反復(fù)用試錯(cuò)法才能找出新建筑的最佳結(jié)構(gòu)，而只需要正確運(yùn)用這些科學(xué)原理就能設(shè)計(jì)出輕巧的新建筑。要正確運(yùn)用這些科學(xué)原理就能設(shè)計(jì)出輕巧的新建筑。 l技術(shù)科學(xué)化的另一重涵義：指技術(shù)創(chuàng)造發(fā)明根據(jù)已有的(包括最新的)基礎(chǔ)科研成果做出。即技術(shù)進(jìn)步以科學(xué)進(jìn)步為先導(dǎo)。19世紀(jì)后期出現(xiàn)的電力技術(shù)，20世紀(jì)發(fā)

9、展起微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、核技術(shù)等都是先有基礎(chǔ)科研的成果，然后由于實(shí)踐需要的推動(dòng)再轉(zhuǎn)化為實(shí)用技術(shù)的?，F(xiàn)代的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)無(wú)一不是與科學(xué)的新成果相聯(lián)系、從后者轉(zhuǎn)化而來(lái)的。以激光技術(shù)為例。愛(ài)因斯坦在1927年提出原子系統(tǒng)與輻射相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生受激發(fā)射的理論。l 951年普塞爾等做核感應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)第一次觀察到微波的受激發(fā)射現(xiàn)象。同年。美國(guó)的湯斯研制成第一臺(tái)微波激射器?？茖W(xué)技術(shù)連續(xù)體的形成l指某個(gè)領(lǐng)域或因某些原因綜合起來(lái)的多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)連接為從基礎(chǔ)研究經(jīng)過(guò)應(yīng)用研究和發(fā)展研究到實(shí)用技術(shù)的連續(xù)體整體。l形成的途徑：一種是科學(xué)的技術(shù)化與技術(shù)的科學(xué)化兩個(gè)過(guò)程相對(duì)展開(kāi)，銜接后由于實(shí)踐需要的推

10、動(dòng)相互滲透與融合而成；另一種是由于科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)原理符合某種實(shí)踐需要，科學(xué)的技術(shù)化連續(xù)體演變成新技術(shù)。例如，半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)，材料科學(xué)技術(shù)由前一種途徑形成的。l20世紀(jì)20年代到30年代，量子物理學(xué)家提出固體中電子運(yùn)動(dòng)的理論，闡明了導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的微觀構(gòu)造差別。同時(shí)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家用x射線衍射技術(shù)分析固體的細(xì)微結(jié)構(gòu)，于是固體物理學(xué)及具有關(guān)學(xué)科包括晶體物理學(xué)、非晶體物理學(xué)相繼產(chǎn)生。研究材料的其他學(xué)科如結(jié)晶化學(xué)、腐蝕化學(xué)也陸續(xù)建立。l 技術(shù)工作者尋求新的材料結(jié)構(gòu)原理的熱情，推動(dòng)著各種有關(guān)材料的學(xué)科與材料技術(shù)相互滲透、相互融合，逐漸形成新的綜合性材料科學(xué)技術(shù)(群)。在理論和實(shí)驗(yàn)的引號(hào)下，新型材料如單晶硅、非晶體態(tài)硅、低損耗石英纖維、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、功能性高分子材料以及多種多樣的復(fù)合材料等紛紛涌現(xiàn)，滿(mǎn)足了微電子技術(shù)、光通信技術(shù)、航天技術(shù)等新興技術(shù)對(duì)材料的大部分要求。l生物科學(xué)技術(shù)(群)從第二種途徑