飞速发展中的现代科学与工程技术，本文主要内容关键词为：工程技术论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当今世界，国与国之间的竞争虽然很大程度上取决于本国的科学技术力量，但对我们的外交官来说，首先还是要做政治家，全面了解社会科学方面的有关知识，包括人文和历史。我认为在当今社会发展中，作为一个现代的外交官，了解飞速发展中的现代科学和工程技术也是非常重要的。我主要讲以下三个问题。
突飞猛进的高科技发展时代
突飞猛进的科学技术和高科技发展时代主要表现在其发展速度之快、涉及领域之广、社会影响之深，是历史上从来没有过的。如果讲发展速度之快，我们可以用一句话来概括：最近30年人类积累的知识相当于过去两千年的总和。举例来说，1991年美国思维公司的CM-5巨型计算机运算速度已经达到每秒一万亿次；我国的“银河”机1996年也达到了这个速度。2000年IBM公司制造的超级计算机运算速度达到12万亿次／秒以上；2001年我国的“神威4号”计算机达到13万亿次／秒，超过了它，居当时世界第一位；现在日本研制的巨型机已经达到14万亿次／秒。
知识爆炸时期，其发展速度非常之快，涉及领域之广，使人类社会发生了巨大变化。最显著的是：无论从微观到宏观的、乃至宇观的（宇宙天体的），还是从数、理、化到天、地、生，可以说无所不包。
最近，在生物界有一个非常大的争论：达尔文奠定了生物学“物竞天演”、环境造就一切的进化论，认为物种是由生产环境决定的。现在就有学者提出，这不完全对。进化论只是在生物竞争中有体现，但并不是所有的变化都是外因造成的，所以进化论是唯物地讲外因对内因有作用。但是内因还是变化的，依据生物的内因就是指DNA，就是遗传密码。现在的生命科学、生物学已经由解剖和生物显微镜等现象观察分析，进入分子层面进行研究，并以此解读生命的奥秘，这就是全世界要研究人的基因图谱之原因。
社会影响之深，主要体现在六个方面：以光电子技术、人工智能技术为标志的信息技术将成为21世纪各项技术发展的先导；以基因工程、细胞工程为标志的生物技术将成为21世纪生命科学的核心；以纳米技术为标志的新材料技术将获得突破性进展，特别是功能材料会得到更大发展；以航天飞机、永久性太空站为标志的空间技术将成为21世纪人类向空间延伸的第一步；以可控核聚变、太阳能为标志的新能源技术将成为下一世纪能源技术发展的重要阶段；以深海采掘、海水和海洋空间利用为标志的海洋技术将成为21世纪人类在地球上拓展生存空间的一个重要方面。
科学新成就与高技术发展
我在这一部分着重讲五个方面。目前，世界上许多国家都在制定中长期科技发展规划，从韩国、日本、美国、英国等国家的有关规划看，大致是计算机和信息技术、生命科学和生物工程、新材料科学技术、新能源和环保技术、空间技术和海洋开发这五方面的内容。
计算机与信息技术
信息技术(IT)是当代最重要的高技术领域。信息技术是一类技术的总称，主要涵盖五个方面：微电子和光电子技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术、国民经济和社会信息化。
微电子和光电子技术。实际上光电子是微电子的一部分，微电子技术是微型电子器件和电路设计、制造和使用的技术，是计算机通信技术的基础。其典型是集成电路技术，它的代表产品有微处理器、存储器、D-ROM（只读存储）、D-RAM（可擦写存储）等。制造大规模集成电路芯片的微电子产业是一个投资巨大、涉及众多科学技术领域的高技术产业。信息产业部计划到2010年使我国集成技术和产品达到后时的世界先进水平。
计算机技术。在大量设备和系统中，计算机起着中枢神经的作用，是整个信息技术的核心。世界上最先进的计算机运行速度已经超过10万亿次／秒，但人们还不满足。如果还要提高到百万亿次或者更高，用电子计算机就不行了，要考虑用光子计算机、生物计算机、超导计算机、纳米计算机，其工作腻理也就不同了。我国计算机硬件产业已经具有比较大的规模，但最遗憾的是，我国软件与世界差距比较大，我们现在的PC机和大型机的系统软件几乎全部被国外产品垄断。比如我们的PC机上用的Windows2000是美国人的技术。在现代科学技术的条件下，微软设计的系统软件，完全可以被加入某些软件程序。当用户一打开计算机，接上互联网，人家就能知道运行内容，这样的话，国家就无安全可言了。所以，我们的国防系统是不能用Windows技术的，但是我们的国家机关都还在用，包括外交部也在用，因此存在着不安全因素。
全球天气预报在军事上很重要。当然，我们不想打别人，但气象与战争的关系太密切了。因为现在导弹技术有红外制导，也有的是目的地制导，就是先把目标物的图形用卫星拍下来，再将照片的地理坐标送到精确制导导弹上进行打击，英国打我国驻南斯拉夫大使馆的三颗导弹就是这么打的。有目标的打击是最准的，但条件是天气一定要好。所以，天气不仅和人民的生活息息相关，而且与国家间的竞争和斗争有着更密切的关系。
通信技术是信息产业中的重要方面。现在通信发展的速度很快，多媒体通信、卫星通信、微波通信、光通信，计算机网络通信和个人移动通信等。通信的大趋势是业务多元化和数据化、网络宽带化、接入无线化、通信体制一体化，各种通信方式可以一机全部解决。我国的有践和无线电话容量以及因特网用户在世界上总量是第二，所以我国是通信第二大国。我估计下半年成年终，我国可能会变成世界第一。
自动控制和数字制造技术。自动控制技术是多学科领域的一种综合技术群，包括机器人、数控机床、加工中心等，能够实现生产高度自动化，并极大地提高劳动生产率。自动控制技术在航空、航天、军事装备、人类生活中都具有极其重要的作用。比如导弹、卫星、家用电器，甚至小到一个心脏起搏器，都是自动控制的。21世纪智能化社会中，数字制造技术将有更大的发展。
另外，信息技术和制造技术相融合进一步给设计和制造带来深刻的、甚至革命性的变化。大家知道，汽车的心脏是发动机或引擎，比如四缸或六缸发动机会带动一个曲轴从压缩、点火、爆炸到推动内燃机，这个过程在黑板上很容易讲，可要说清楚四个缸的协调过程却不容易，但计算机却可以模拟得很清楚。这就叫数字技术，能够更好、更快、更可靠地制造出很多创新的产品来。信息化对世界经济发展有非常大的作用，催生了高技术产业，推动了经济全球化，但也加剧了国际竞争，扩大了发达国家与发展中国家的“数字鸿沟”。
生命科学和生物工程技术
生命科学和生物工程技术这一领域的研究开发热点是克隆技术、转基因动物和植物、生物芯片、干细胞和组织工程等。
克隆技术是生物体通过细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成种群。目的人们正在利用克隆技术了解生物生长发育机理，为器官移植提供合适的脏器等做前期工作。新基因的发现是一个重要生命源头，而克隆技术则是人工复制一个完全相同的生物，这就引起了伦理上和法学上的一些问题。但我个人认为（完全代表我个人，不代表国家，也不代表中国工程院），科学技术的发展是世俗观念永远也挡不住的。
转基因动物是人为地把外源基因导入动物的受精卵，使之与动物本身的基因组整体结合在一起。也就是说，受精卵不变，但放入了某个基因，这与克隆不一样。克隆的体细胞是没有受精的，是无性繁殖。于是，外源基因能够随细胞的分裂而繁殖，并能遗传给下一代，从而改变动物的某些特征，或者获得目的基因表达的产品，如，应用于植物就能获得转基因植物。利用转基因技术可以培育新的动物或植物品种，如转基因大豆、瘦肉型猪肉，等等。
生物芯片和大量的与生物活动有关的大分子样品有关系，如DNA和蛋白质，借鉴半导体的技术把它们集成在一起，在数个平方厘米的载体片上进行化学反应，并将检测数据用于分析处理技术，广泛用于医疗诊断、新药的筛选、食品卫生监督、环境污染监察和司法鉴定上。
干细胞是指虽经分裂，但尚未分化发育、能生成各种组织器官的起源细胞。干细胞可分三类：一类叫全能型干细胞，就是胚胎干细胞，可以生成骨头、肾脏，心脏等人体的各种脏器；一类叫多能型干细胞；还有一类叫专能型干细胞。科学家预测，像糖尿病、血液病、老年痴呆症的疾病目前还不能治疗，但今后可以利用细胞生物学和组织工程学原理给予有效治疗。
生物技术在农业领域也可以广泛应用，主要用于提高作物的产量、抗寒、抗旱、抗盐碱、抗病、抗倒伏，等等。现在，全球转基因植物的种植面积已经从170万公顷增加到4420万公顷，增加了25倍之多（这还没有包括中国在内，因为中国还没有完全的统计），所涉及的国家已从6个增加到13个。
目前医药方面运用了60%的生物技术。1982年美国第一个基因工程胰岛素上市，2000年已经有近100种生物医疗药品上市，总销售额巳经超过200亿美元。现在我们所有的药，不管是化学类的，还是生物类的，都是“格杀勿论”的，就是说对人体有副作用。生物导弹有导向治疗的作用，它不起化学作用或抗生素作用，而是对免疫有影响。好的细胞本身有很强的免疫力，生物导弹就专消灭坏的细胞，这种就叫“免疫导向药物”，准确的名称是“靶向药物”。生物武器是一种新的军事手段，是国际上公认的最危险的武器，应严格禁止使用。
新材料科学技术
新材料是高科技及其产业发展的基础，它具有两个明显标志：研究开发与生产，需要知识和技术密集；开发和制备与新技术、新工艺密切相关，相当一部分需要在极端条件下制备并具有传统材料无法比拟的优异性能。
新能源和环保技术
现在新能源可以预见的发展方向有两个：一个是可再生能源(renewable energy)，包括太阳能、风能、生物质能，它们的缺点是能量密度比较低，资源比较分散，效率还待提高。最近人们正在研究开发利用核聚变能量，预计本世纪中叶前后，受控热核聚变发电有望实现商业化。现在我们所有的核电站都是铀235变成铀238，即核裂变。现在有一个国际合作，叫国际热核聚变实验堆(ITER,International Thermonuclear Experimental Reactor)计划，这是目前世界上最大的一个合作计划。总而言之，我们将来不能再大量烧煤了，要大力发展核电。目前，核电只占我国总能源的1%。我们希望到2020年核能源可以占总能源的4%。
空间技术和海洋开发技术
空间技术是以现代火箭为基础发展起来的一门综合性新型科学技术。阿尔法国际空间站耗资1100亿美元，历时八年，总面积相当于两个足球场，可以容纳七名宇航员在里面生活和工作，动力是由太阳能阵板提供的，设计寿命十年。我们需要特别注意“铱星计划”，中国计划用66颗小卫星覆盖地球的通讯网络系统，自主解决通信问题。我们要处理台海事件，要准备可能的外国插手干涉，这时如果我们能够自主通信联络的话，就需要有一套自己的通信系统设备。
另外，地球70%的面积被海水覆盖，海洋开发非常重要，地球上很多陆地生态由于人类活动被破坏了，但深海里的生态没有被破坏，深海有很多生物活性原子物质，比如有益健康的深海鱼油、海藻、螺旋藻等。另一方面，海洋是巨大的可再生能源，在能源研究方面有很重要的意义。在某些装备的帮助下，人类能够到达的海水的最深处是海拔负一万米，世界上最深的海沟大约有海拔负六万米。
我们应有的认识和态度
众所周知，从1820年英国产业革命到1952年，世界经济产出的总量增长了八倍，但中国的实际人均产出却下降了，因为我们的人口增加了很多。中国占世界GDP的份额从1/3下降到1/20。1820年是我国的康乾盛世，当时中国比美国先进得多。美国现在是世界超级大国，GDP只占世界的28%，当时中国占到34%以上，当时的中国人认为自己是天富之国，很了不起。但现在，我国的GDP还达不到世界的4%。因此，邓小平同志说：“为了缩短和消除两、三个世纪，至少是一个世纪造成的差距，必须下长期奋斗的决心。”
科学发明到生产应用的周期大大缩短。发现光学成像的原理到商用照相机的出现经历了56年时间。20世纪上半叶，从发现科学原理到生产出产品的周期巳缩短到10年。20世纪下半叶，这个周期缩短到五年。比如蜂窝式移动电话系统、多媒体电脑，从最初的理论设想到形成商品，都只用了四年左右。
经济全球化进程促进了信息技术的发展。从1989年到1996年，全球商品和服务贸易每年增长6%，是同期GDP增长的两倍。特别是跨国金融业的发展大大促进了信息产业的需求和进步。所以，现代服务业主要是以信息技术为特征的贸易服务业，而不是做大饼、油条、家庭保姆等类型的服务业。1970年，各国进行跨国股票证券交易的资金总量不到各国GDP的7%。到了1996年，美国的跨国股票证券交易增加到了GDP的197%，德国也达到了152%。江泽民同志在2002年两院院士大会上曾讲过：“技术创新和工程技术进步是科学发现与产业革命之间的桥梁和纽带，历史重大科学发现所引起的技术突破都引起了生产力的巨大进步和社会的深刻变革。科学进步和创新是生产力发展的关键因素。”胡锦涛总书记在2004年两院院士大会上讲话指出：“当今世界，科技进步日新月异。特别是上个世纪80年代以后，世界科学技术发生了新的重大突破，以信息科学、生命科学为标志的现代科学技术突飞猛进，不仅给世界生产力的发展带来了巨大推动，而且也给人类的生产方式和生活方式造成了深刻影响。未来科学技术引发的重大创新，将会推动世界范围内生产力、生产方式以及人们生活方式进一步发生深刻变革，也将会进一步引起全球经济格局的深刻变化和利益格局的重大调整。这个发展趋势，必然对世界经济、科技发展和国际综合国力竞争带来重大影响。”
锦涛总书记在党的十六届三中全会第一次全体会议上讲话时指出：“我们坚持实施科教兴国战略，继续推进国家创新体系建设，推动高技术产业化，加强科研基础设施和基础条件建设，推动高技术前沿领域和国民经济关键领域的重大科技专项攻关，部署制定中长期科学技术发展规划”。现在我国有50多个专项，如大型民航客机、高速列车就是专项，这些都需要科学研究部门和生产系统共同攻关，实现中长期科技发展规划提出的各项任务。我国1956年制定了一个12年科学发展规划，在其指导下，我国成功研制了“两弹一星”，我们目前的中长期科技发展规划也定位在使我国综合国力有明显提高的一些方面，力求重大突破，为21世纪中国发展奠定基础。