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回眸百年科技发展给人类带来的恩惠和启示，展望新世纪的挑战和前景，备感当代科技工作者肩负的历史责任。
一、百年科技发展历史之回眸
量子理论和相对论的创立与发展，堪称本世纪最伟大的科学革命。
本世纪初，由于黑体辐射能谱的实验难以用经典物理学理论解释，普朗克（M·Planck，1858～1947）于1900 年提出了著名的黑体辐射能量关系式E＝hv， 它标志了量子理论的诞生。 后经过爱因斯坦（A ·Einstein，1879～1955）于1905 年提出光量子概念、玻尔（N · Bohr，1885～1962）于1912年提出量子化的原子结构理论、 德布罗意（L·deBrogile，1892～1987）于1923 年提出电子或质点的波粒二象性理论、康普顿（A·H·Compton，1892～1962）于1923 年发现康普顿效应、海森堡（W·
K·
Heisenberg， 1901～1976）与薛定谔（
E·Schr
dinger，1892～1961）分别于1925年和1926年成功地提出矩阵力学和波动力学，继而由玻恩（M·Born，1882～1970）于1926 年提出了波函数的统计解释。 最后由狄拉克（P·A·M·Dirac， 1902～1984）在前人的基础上建立了一个概念完整、逻辑自治的理论体系。至此建立了量子理论与量子力学。
由美国实验物理学家迈克尔逊（A·A·Michelson，1852～1931 ）于1881年、迈克尔逊与莫雷（E·W·Morley，1838～1923）于1887年进行的“探测以太漂移”的实验结果同电磁以太观念相矛盾，暴露了牛顿—伽利略时空观的局限性，从而为相对论的诞生做了准备。1905年，爱因斯坦完成了狭义相对论论文“论动体的电动力学”。1908年，爱因斯坦在苏黎世大学学习时的数学教授、著名数学家闵科夫斯基（H ·Minkowski，1864～1909）通过引进四维“时空”概念， 将相对论表达为现代张量的形式。1916年爱因斯坦又进一步发表题为“广义相对论的基础”的论文，创立了广义相对论，实现了继牛顿以来人类时空观和物质与能量统一性认识的革命。
量子理论和相对论不仅成为近代原子、分子物理和天体物理的基础，成为物理与化学及生物学交叉的重要理论基础，也成为现代核技术、半导体技术、微电子与光电子技术发展的重要理论基础。
DNA双螺旋结构模型的建立， 宣告人类在揭示生命遗传的奥秘方面迈出了具有里程碑意义的一步。
1900年，由孟德尔（G·Mendel，1822～1884 ）最先总结得出的生物遗传基本规律终于得到公认。1911年，以美国人摩尔根（T·
H ·Morgan，1866～1945）为首的一批科学家进一步实验证实孟德尔所假设的“遗传因子”就是细胞内染色体上有序排列的“基因”，确认了“基因”是遗传信息的载体。1943年，量子力学的创始人之一薛定谔提出，必定存在着一种生物大分子晶体，其中包含着数量巨大的遗传密码的排列组合。1944年，艾弗里（O·T·Avery，1877～1955）、麦克劳德（C·M·MacLeod，1909～1972）和麦卡蒂（M·McCarty，1912～1989）通过肺炎球菌转化实验发现，遗传的物质基础是DNA而不是蛋白质。 他们的发现于1952年被美国科学家赫尔希（A·D·Hershey，1908～1997 ）和他的学生蔡斯（M·Chase，1927～）通过噬菌体侵染细菌的实验证实。
1953年，美国生物学家沃森（J·D·Watson，1928～）和英国物理学家克里克（F·H·C·Crick，1916～）提出了DNA 双螺旋结构分子模型。在伦敦King's College从事X 光晶体衍射研究的科学家维尔金斯（M·H·Wilkings，1916～）和女科学家弗兰克林（R·Franklin， 1920～1958），通过对DNA分子的X射线研究，证实了沃森和克里克的DNA 结构模型。
DNA双螺旋结构的发现，标志着现代分子遗传学的诞生。 揭示了世界上千差万别的生命种群和个体在分子结构和遗传机制上的统一性，并为后来以DNA重组为主要手段的基因工程奠定了基础， 对当代农业和医学的发展产生了极其深远的影响。
信息理论的发展为20世纪的通信技术、计算机和智能机器、公共工程、跨国公司经营、全球金融、生态数字地球控制、生命与认知行为的研究乃至现代经济和社会学研究等准备了理论基础。
1948年，美国电报电话公司贝尔实验室的应用数学家申农（C·E·Shannon，1916～）发表了“通信的数学理论”， 提出了著名的信息编码定理与编码冗余度和消除传递过程中噪声干扰的理论，奠定了现代信息论的理论基础。
同年，美国科学家维纳（N·Wiener，1894～1964 ）出版了《控制论》一书。他将事物的运动看成不确定的随机过程，因此采用统计和时间序列方法来处理信息和控制问题。他还研究了负反馈原理，讨论了反馈系统的稳定条件。他认为无论是自动机器，还是神经系统，乃至经济和社会大系统，反馈都对系统稳定性起至关重要的作用。
1948年，美国生物学家贝塔朗菲（C· V· Bertalanffy，1901～1971）出版了《生命问题》一书，标志一般系统论的创立。1957年，美国密执安大学的古德（H·Goode，1909～）和麦克霍尔（R·E·Machol，1917～）合作出版了《系统工程学》。系统地引入了线性规划、排队论、决策论等数学的分支，为系统科学与工程奠定了数学方法的基础。1965年，麦克霍尔编写出版了《系统工程手册》，概括了系统工程学的各个方面。导致1969年人类第一次踏上月球的美国阿波罗登月计划是系统工程实践的成功范例。
20世纪地球科学中最伟大的成就应是大陆飘移学说和地球板块构造理论。
在19世纪，大陆固定论居统治地位。19世纪后半叶，随着航海业的发展和资本主义殖民地的扩张，全球性的科学探索活动逐步展开。人们开始发现被大洋隔开的不同大陆上的生物种群、古生物化石，乃至地质地层构造有着十分相似的亲缘关系。 这是大陆固定学说难以解释的。 1912年，德国青年气象学家魏格纳（Alfred Wegner，1880～1930 ）对传统理论提出了挑战。他发表了“大陆的生成”一文，提出了大陆漂移学说，1915年又出版了《海陆的起源》一书。他从四个方面给出了大陆漂移的证据：一是南大西洋东西两岸的岸线十分吻合；二是大西洋两岸许多生物和古生物存在着明显的亲缘关系，包括运动十分缓慢的蚯蚓、蜗牛等，这不能通过跨洋“陆桥”迁徙扩散来解释；三是大西洋两岸的岩石、地质和皱褶构造也是互相吻合的，而且纪年也相同；四是在古气候研究中发现两极地区存在着热带沙漠的痕迹，而在赤道附近的热带森林中发现了古代冰盖的遗迹。对于这些现象，唯一可以解释的是大陆曾经漂移易位。但魏格纳未能解释大陆漂移的动力学问题，他为进一步寻找大陆漂移的证据，于1930年在格陵兰茫茫冰原考察途中遇难身亡。
1928年，英国地质学家霍姆斯（A·Holmes，1890～1965 ）提出了“地幔对流学说”。他认为岩石中的放射性元素释放的原子能使地幔保持塑性状态，而温度分布的不均匀又使地幔物质产生缓慢的对流运动，从而牵动大陆的漂移。到了50、60年代，海洋地质研究，尤其是海洋钻探的开展，证实了地幔对流和海底扩张的存在，并依靠无线电测距方法，测定了海底扩张和大陆漂移的速率。
1967年，法国人勒·皮雄（X·Le Pichon，1927～），美国人摩根（W·J·Mogan，1935～）和英国人麦肯齐（D·P·Mckenzie，1942 ～）等建立了地球板块构造模型。他们将地球的岩石圈分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲和南极洲等六大板块和若干小板块。板块间的分界是大洋中脊、俯冲带和转换断层，板块在大洋中脊继续增生扩张，而在俯冲带则下沉和消减。那正是构造动荡激烈的部位，是地震、火山活动的主要发生地。
大陆漂移学说与地球板块构造学说不仅可解释地球大陆的变迁历史，而且可以预测其未来的发展，是人类对固体地球运动模式整体性及其运动学和动力学认识的深化，是现代地质学的重大发现。它对地震学、矿床学、古生物地质学、古气候学具有重要指导作用，堪称20世纪地球科学最伟大的成就。
新宇宙演化观念的建立堪称是20世纪宇宙科学的里程碑。
广义相对论问世以后， 人们开始按新的科学观念建立宇宙模型。 1917年，爱因斯坦首先提出有限无界的静态宇宙模型。1922～1924年，苏联数学和物理学家弗里德曼（A·A·Friedmann，1888～1925 ）提出均匀各向同性膨胀的动态宇宙模型。1929年美国天文学家哈勃（E·P·Hubble，1889～1953）分析了河外星系光谱的红移现象。按多普勒效应解释，这意味着此类星系正远离我们而去。他还发现退行速度与星系距离成正比，这一观测事实有力地支持了宇宙膨胀模型。
1948年，俄裔美国物理学家伽莫夫（H·G·Gamov，1904～1968 ）提出宇宙大爆炸理论。认为宇宙开始是个高温高密的火球，物质以基本粒子和幅射形式存在，因为发生剧烈的核聚变反应，火球爆炸，向各方迅速膨胀，随着密度和温度的降低，逐渐形成今天宇宙中的各种天体。1964年，美国贝尔实验室的二位科学家彭齐亚斯（A·A·Penzias， 1933～）和威尔逊（R·W·Wilson，1936～）无意中发现了来自太空温度3K的微波辐射与伽莫夫预言的宇宙大爆炸后遗下的背景辐射相符。此外，按大爆炸模型计算的宇宙年龄（约150亿～200亿年），原始核反应产生的氢和氦的比例（约3∶1）也与现代天文学测量的结果一致。
这一系列成就使宇宙学成为既有严密的理论体系，又有丰富的观测验证的一门现代科学。它为人们勾画了一幅从相互作用的起源、基本粒子和化学元素的产生、分子的形成和生命的出现，直到行星、恒星、星系以至整个宇宙起源和演化的图景。尽管这一图景仍然存在不少漏洞和缺陷，尚待人们进一步验证和理论创新，但可以毫不夸张地说，新的宇宙演化观念的建立是20世纪宇宙科学的里程碑。
20世纪也是技术革命的世纪。
●本世纪以来，伴随着世界工业化的进程，新的能源技术发展迅速，能源结构发生重大调整。由于汽油机（1883年）和柴油机（1892年）的发明，交通运输得以迅速发展，因此促进了石油需求飞速增长，从而导致了新油田的大规模开发。20年代以后，石油逐步替代煤成为人类利用的主要化石能源，50、60年代中东发现大油田，使中东地区成为世界最主要的石油产地。60年代初中国依靠自己的力量，勘探并开发了大庆油田，一举脱掉了贫油的帽子。至1974年，石油已在世界能源结构比例中占据54%，并成为最重要的合成化工原料。
自1896年法国物理学家贝克勒尔（A·H·Becquerel，1852～1908）发现铀的天然放射性，1938年，铀的裂变现象被发现，1942年12月，在费米（E·Fermi，1901～1954）领导下，芝加哥建成世界上第一座可控的链式反应装置，宣告了人类利用核能时代的开始。1945年、1954年美国相继研制成功原子弹和氢弹，人类开始掌握释放核能的技术。中国人经过自力更生的努力，也在60年代中掌握了核技术。1954年苏联建成世界上第一座5000千瓦的核电站，开始了人类和平利用核能的进程。迄今为止，世界上已有近500座核电站在运行， 核电已占世界发电总量的20%以上，法国等国核电已占全国发电总量的70%。核技术在农业、医学、工业、环保方面的应用也获得迅速的发展。人类开始进行受控热核聚变技术的探索。
70年代初石油危机以后，人们开始重视煤的洁净燃烧和转化技术、可再生能源技术的发展。化学—电、光—电、生物—电直接转化技术的研究受到重视，燃料电池技术、光伏电池技术、风力发电技术和生物质能源技术迅速发展，水力资源和潮汐资源的开发继续受到重视。节能材料、节能工艺、节能产品和产业结构、节能生活方式受到广泛重视，人类开始追求能源消耗零增长或者负增长的可持续发展途径。
●自本世纪上半叶开始的人工合成高分子材料的出现、本世纪中叶以来以硅材料为代表的微电子、光电子功能材料以及高性能合金与陶瓷以及各种类型的复合材料的问世，以及一系列新的材料制备技术的发明，改变了19世纪以来人类对木材、皮革、金属材料和混凝土为代表的结构材料的依赖，为航天与航空工业、电子与信息产业、建筑和汽车工业以及为人们的日常生活提供了丰富多彩的物质材料基础。以汽车工业为代表的制造技术在本世纪经历了生产流水线、刚性自动生产线、计算机辅助设计与制造（CAD／CAM）、计算机辅助集成制造系统（CIMS），以及全球化虚拟先进制造体系（VM）的发展，适应全球化、个性化、多样化市场需求和竞争。
●伴随着1947年第一只晶体管的诞生和1958年第一块集成电路的问世，微细加工技术包括光刻、刻蚀、外延、氧化、扩散、离子注入、 CVD、溅射、测试、封装等工艺开始了日新月异的发展。集成电路经历了小规模（＜102个晶体管）、中规模（102～103）、大规模（103 ～105）、超大规模（105～107）、特大规模（107～109）到极大规模集成（＞109）的发展。迄今为止， 采用准分子激光光源结合新型光学系统和相移掩膜的光刻机的最高研究水平的分辨率已达到0.08微米，采用极紫外、X射线光刻、离子束光刻和电子束光刻等全新光刻技术和光刻系统，结合反应离子束刻蚀以及对材料表面进行原子级超微细加工的技术，已能实现纳米级（10[-9]米）的精度。
以微细加工工艺为基础，以集成电路为核心的微电子工艺技术与光电子与微电子传感器件的开发，不但成为计算机技术的基础，也成为机电一体化技术与产品的基础，改变了传统机器和产品的结构与功能，开创了智能化办公机器、商用机器、家用电器和工业以及现代制造设备的新纪元。
●自从1946年2月第一台电子计算机ENIAC投入运行以来，按计算机所采用的物理器件的不同，经历了电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路与超大规模集成电路的发展阶段。目前世界上的巨型并行计算机已可达到每秒3.8万亿次浮点运算速度，用于科学计算、气象预报、 石油勘探和军事用途。
大规模集成电路的出现，特别是金属氧化物场效应半导体集成电路的出现，为微处理器的生产提供了可能性。1969年美国通用电气公司的法金（F·Faggin，1941～）首次提出微处理机方案。1971 年第一台微型电子计算机问世。1977年，美国Apple 公司生产的最早的个人计算机Apple Ⅱ投放市场。80年代后，个人计算机迅猛发展。随着鼠标、显示器、磁盘、打印机技术和Dos、Unix、Windows、Linux 等软件的发展和低价位、高性能的个人电脑的普及、光导纤维的制成、半导体激光器的出现、通讯卫星、Internet网的形成，以及ATM、IP、CDMA、WDAM 等传输技术的发展，多媒体数据通讯风靡全球，人类进入了信息和网络的时代。
●在1903年12月17日美国莱特兄弟（Orville Wright，1871～1948；Wilbur Wright，1867～1912 ）制造的人类历史上第一架带发动机的载人飞机在美国北卡罗来纳升空后的近百年中，人类依靠材料科学、控制技术和航空发动机技术的进步，发明了喷气发动机（1937），突破了音障（1947）和热障，制造了具备多种技术性能和满足多种用途的飞机，军用战斗机飞行速度已达3M，喷气式民用客机已成为洲际旅行最便捷安全的交通工具，空天飞机的设计和研制已提上议事日程。
1903年，现代火箭理论的奠基人俄国的齐奥尔科夫斯基（K·E ·Tsiolkovsky，1857～1935）提出了液体火箭的设计和理论，指明了人类宇航之路。23年后，美国人哥达德（R·H·Goddard，1882～1945 ）成功地发射了世界上第一枚液体火箭，尽管这枚火箭在25 秒内只升高了12米，总共飞行了56米路程，但是它奠定了人类火箭飞行的基础。 二次大战中，德国人冯·布劳恩（Braun，W.von.1912～1977）研制了V—1、V—2火箭。二战结束后，美苏展开了激烈的太空争夺战。1957年 10月4日， 前苏联用 T3A 运载火箭成功地将第一颗人造地球卫星送入轨道。1961年4月12日，前苏联载入飞船发射成功。1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗（N· A· Armstrong， 1930～）和奥尔德林（E·E·Aldrin，1930～）成功地登上了月球。1970年4月24日， 中国完全依靠自己的力量制造的第一颗人造地球卫星——东方红一号发射成功。1971年4月 19日，前苏联将“礼炮一号”空间站送上太空近地轨道。1981年4月12日，美国首次发射多次往返地球的“哥伦比亚号”航天飞机。1986年2月 20日，前苏联的“和平号”空间站升空。1990年， 哈勃天文望远镜和X—射线天文观测卫星ROSAT进入预定轨道，1993年美俄签署协议，共同建造大型国际联合空间站。1997年7月4日，美国太空总署（NASA）的遥控探测车在火星表面登陆。
迄今为止，人类发射了6000多颗各种用途的卫星，发展了多次往返地球的航天飞机，建造与发射了哈勃空间天文望远镜，建立了空间站并开始了对太阳系其他行星的探测活动。航天科技不仅充分拓展了人类的创造空间，为空间科学发展开辟了道路，带动了一系列高技术的发展，而且发展成为一大产业，为经济、社会发展和国防安全提供广泛的服务。
●20世纪医学与生物技术的进展是与生命科学以及物理、化学与测试技术的发展紧密相关的。它的发展不但为人类的健康、为农业的进步做出了巨大贡献，而且已经发展成颇俱规模的生物高技术产业。
20世纪医学诊断技术方面最重要的进展要数心电检测技术（1903年）、X光诊断技术（始于1898年）、超声波诊断技术（70～80 年代）和核磁共振诊断技术（1982年），以及与计算机数据处理相结合形成的断层扫描成像（CT）诊断技术（1972年）。相应的超声、激光、低温以及各种放射线治疗设备和技术也相继问世。
维生素的发现（1911年）、胰岛素的分离（1923年）与人工合成（1964年）、青霉素功能的发现（1929年）、磺胺类药物的发明（1935年），以及其他激素与抗菌素与合成药物的发现与制备技术的发展等，为治疗代谢性和细菌感染性疾病开辟了科学、有效的手段。人类的平均寿命在本世纪内得到了大幅度的提高，健康水平得到显著的改善。
生化技术以及基因技术的进展，使得生化和基因诊断与治疗成为新的有效的技术手段。显微外科、器官移植和人造器官是20世纪医学科学的又一重大成就。
孟德尔遗传定律的重新发现为20世纪农作物杂交育种奠定了理论基础，优质、高产、抗逆的杂交玉米（1921年）、杂交小麦（1944年）和杂交水稻（60、70年代）相继问世和推广，引发了农业的绿色革命。试管婴儿的问世（1978年）、“多利”克隆羊的诞生，标志着人类在掌握细胞移植和克隆技术方面达到了新的水平。
细胞工程、发酵工程、蛋白质工程、基因工程的发展为医药、农业、食品和生化产业的发展开辟了新的途径。
二、经验与启示
回顾百年科学技术的发展进程，给了我们许多经验与启示，我认为至少有以下几点：
●“科学技术是第一生产力”。自工业革命以来，科学技术已成为认识世界和改造世界的巨大力量，已经成为生产技术的重要推动力，进入20世纪以后，科学技术愈益显示出其“第一生产力”的功能，科技创新已成为人类文明进步的强大动力和基石。
●“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。科技创新是全球性的创新实践。基础科学研究只有世界第一才有意义，高技术创新也必须面对国际性的竞争和合作。开放、合作、交流、竞争是科技进步的必要条件。欧洲和北美在20世纪的科技创新活跃，频繁和自由的国际学术交流是一个重要原因。科学家应当既善于学习别人的长处，又敢于、善于自主创新。
●科学的重大突破往往基于传统理论与新发现的现象和实验结果之间基本矛盾的解决，源于对传统理论的思想解放和充满自信的创新突破。前面提到的量子论、相对论、大陆漂移和大地构造的板块模型、宇宙大爆炸模型的提出，以及其它重要的科技创新概莫能外。
●观测和实验手段的革新和发明往往为新的科学发现和理论创新提供新的实验依据。20世纪以来，加速器的建造、光学与射电天文望远镜的建造、电子显微镜的发明等都为原子物理、宇宙物理、物质与生命科学新的发现和理论突破提供了不可替代的实验依据。
●现代科学技术的突破往往发生于学科交叉的前沿领域。如遗传物质DNA 分子双螺旋结构模型的建立，就是物理学、 信息学、 生物化学与X光晶体衍射技术等多学科交叉的结果。同理， 半导体集成电路技术的突破也是依赖于固体物理、微电子学与精细加工技术的交叉。
●现代高技术的发展往往源于基础研究的重大突破，但也离不开社会需求和市场的巨大推动。如原子弹与氢弹的研制成功，既来源于本世纪以来核物理基础研究的创新成就，但同时也是反法西斯战争强力推动的结果；电子计算机的发明与迅速推广离不开布尔代数、信息论和微电子及半导体物理的基础研究成果，但军事和民用市场需求的强烈推动作用也不可忽视。
●社会需求和市场竞争是高技术研究发展和产业化的根本动力，基础研究和高技术的突破往往又能创造出新的社会需求和宏大市场。信息技术、生物技术的发展、突破和产业化都是以上双向作用机制的最好例证。
●20世纪一些重大科技突破至规模产业化过程缩短。晶体管和激光从发明到产业化都只用了2年， 从原子弹爆炸到第一座核电站的建成也只不过9年时间。这主要是由于社会对科技创新的关注和重视， 社会资源投入的强度和产业化经营管理水平的提高。一些著名的发明家，例如德国的火花塞发明人博施（C·Bosch，1874～1940）和汽车发明人本茨（C·Benz，1844～1929）、美国的电话发明人贝尔（A·G · Bell ，1847～1922）、汽车自动装配线的发明人福特（H·Ford，1863 ～1947），以及当代微软公司的盖茨（B·Gates，1955 ～）和“雅虎（Yahoo）”的杨致远等后来均成为跨国高技术企业的奠基人。这样的例子不胜枚举，创新和创业已结合为一体。
●现代数学方法和数值计算技术仍然是科学研究对象的科学归纳和数量描述的必要工具，是进行数值计算、仿真和虚拟现实不可缺少的手段，依然是从事当代科学研究和工程技术发展的重要基础。黎曼几何与相对论、希尔伯特空间与量子力学、快速傅里叶变换和小波理论与信息技术、数理统计、概率论和运筹学，以及数量经济及金融分析等都是典型例子。
●在科学文献资料的基础上，全球网络已成为现代科技创新的全球化工作平台。
●不同性质的科技创新活动和科技创新活动的不同阶段，有其不同的动力机制和自身规律，应当用不同的方式支持、组织和评价。基础研究、战略研究及高技术前沿探索周期长，风险大，一旦突破对国家、社会，乃至人类文明的贡献无可限量，应该由国家组织精干队伍，建设研究基地，保证学术自由，给予稳定支持（乃至国际合作支持），同时进行必要的科学评估。国立研究机构和大学是基础研究、战略研究、高技术前沿探索的主要基地。但是对于应用研究和发展，应明确需求和市场导向，企业应是投资的主体和创新行为的主体。
●创新基地是科技人才辈出和科研成果层出不穷的摇篮。20世纪科技创新基地在理论研究方面以哥本哈根、哥廷根、剑桥和普林斯顿等大学最为著名，在实验研究方面首推卡文迪许实验室，应用研究方面贝尔实验室当列其首。剑桥大学迄今已有56人次获诺贝尔奖，马普研究院也有18人获此殊荣。这些成就从一个侧面反映了创新基地的研究设施、科研传统和创新文化氛围的重要性。
●科技园区是培育创新创业人才和孕育高技术产业的园地。美国的硅谷、中国台湾省的新竹，以及中国北京中关村的兴起、发展的共同特点都是由于大学和研究所背景、创新创业人才及氛围，以及风险资金的参与。
●青年科技人才是科技创新的生力军，20世纪的许多重要发现和发明出自青年人。爱因斯坦26岁即创立了狭义相对论，玻尔提出他的原子结构模型时仅27岁，海森堡建立矩阵力学时不过24岁。李政道与杨振宁提出在弱作用下宇称不守恒定律时分别为30岁与34岁。申农发表“通信的数学理论”奠定信息论基础时仅32岁。图灵提出图灵机概念时仅24岁，沃森与克里克提出DNA双螺旋结构模型时分别为25岁和37岁，等等。 青年更是科学的未来和国家民族的希望，发现、培养、指导和支持优秀青年是老一辈科学家的责任。
●科技创新的主体是创新人才，培养创新人才要依靠科学教育。研究型大学和从事高水平研究与发展的研究机构是培养创新人才的园地和摇篮。实现教学与研究的结合是培养创新人才的最好方式。20世纪许多重大发现与发明就出自研究生阶段的研究成果。
●科学技术也是一把双刃剑，它可以造福于人类，也可以危害人类。它可以使人类文明获得巨大的进步，也可以被用来制造毁灭性武器、破坏自然生态环境和导致资源枯竭，可以使富者越富、穷者越穷。两次世界大战带来的浩劫、日益严重的生态环境问题以及一些发达国家发生的严峻社会问题，给我们以深刻的教训和启示，要解决这些矛盾，不仅需要科学精神与人文精神的融合，更需要自然科学、工程技术与社会科学的结合。只有这样，人类才能与大自然和谐共处，妥善把握人类社会自身发展的未来。
三、对未来科技的展望
21世纪仍将是信息革命的时代，信息科技仍将是最活跃、发展最迅速、影响最广泛和深刻的科技领域。
信息是构成人类社会的最基本要素之一，它包括人类社会所创造的全部知识的总和。物质世界存在的一切资源、资本、人员、工具的结构、功能、时空分布及其运动和相互作用，人类的语言、文字、情感、思维和知识都必须以信息的方式记录、学习、表达和交流。信息资源与物质资源不同，它可以被重复使用，可以被同时共享，在使用过程中不但不被耗损，还有可能被扩增。因此信息将成为全球知识经济社会中最重要的资源与竞争要素，信息产业将成为21世纪全球经济中规模最宏大、最具活力的产业。21世纪仍将是信息革命的时代。信息科技仍将是最活跃、发展最迅速、影响最广泛和深刻的科技领域。
可以预计，随着量子电子、光量子技术和纳米科技的进展，微电子与光电子器件及其集成结构、功能和规模将取得新的革命性的进展。
计算机结构和功能将向着微型化、超功能、智能化和网络化方向发展，人机界面将更为友好；随着智能科学研究的进展，模拟人脑认知、思维过程的新概念计算机将有可能问世，传统的计算机结构将被突破；随着光电子传输介质和结构的革新以及传输技术的进展，TGb／s级传输速率的光缆可能普及，信道容量将发展到几近无限。
新的科学方法与应用软件将帮助人们突破语言文字屏障，提供平衡开放和安全，实现即时的虚拟现实，为全球化虚拟制造、服务、流通、研究与发展，为终身学习和娱乐提供新的平台。
通过信息科技与物质科技、生命科技，乃至与社会人文科学的交叉与融合，分子设计、材料设计、虚拟实验、生物信息、数字地球、数字宇宙和数字生态等新的科学技术分支将得到发展，并表现出巨大的创新潜力。
21世纪将是生命科技的世纪。
本世纪50年代DNA 双螺旋结构的发现及随后关于遗传信息传递“中心法则”的确立和DNA技术的问世， 使人类开始从分子水平上了解遗传发育等行为，对生命活动规律的认识发生了质的飞跃。基因分离、扩增、重组以及体细胞克隆技术等均已实现，一些重要蛋白质的结构和功能业已探明，细胞膜内外和神经的信息传递的部分机制、微生物和植物光合作用的机制已经有所了解。
21世纪初，人类、水稻等一些重要物种的全基因图谱和测序工作将要完成，随着后基因组计划的推进，将导致医药保健和农业产业新的革命。
对于人脑和神经系统分子发育和工作机制的深入研究，将逐步揭示脑和认知过程的奥秘，促进认知科学、教育学和信息科学的发展，并可能为人的智力开发和计算机科学带来新的突破。
生物信息科技的发展将为生命体的发育、遗传的调控，对机体疾病的诊断、调控与康复，对脑与神经的发育与修复，乃至认知的发展开辟新的途径。
分子遗传与分子生态学的进展将揭示自然界生物多样性、生态平衡和动植物间的互相依存与相互作用的分子机制，为生态保护和恢复提供新的科学根据。
随着分子生物学的进展，蛋白质结构与功能的关系将得到系统诠释，蛋白质分子设计及生命物质的目标合成技术将日趋成熟，蛋白质工程将成为新兴产业。
以细胞工程、蛋白质工程和基因工程为核心的生物工程技术，将在解决人类面临的人口、食物、健康和生态环境等重大问题上成为支柱性技术和产业，其成果不仅成为人们获取高品质、多样化食物的来源，也将成为可再生能源、可再生与环境友好材料的主要手段。
21世纪将是新材料和先进制造技术迅速发展和广泛应用的时代。
先进材料和先进制造技术是发展高技术产业和现代文明的物质基础。21世纪的材料科学技术的发展重点将向具有功能化、复合化、智能化、微型化及与环境相协调化特征的方向发展。最活跃的材料领域将是信息功能材料、纳米材料、生物材料，开发新能源（如太阳能等）及节能（超导、燃料电池等）材料，以及高比强度、比刚度、耐高温、耐磨、耐蚀和其他在极端条件下具有优良性能的结构材料。由于从基础研究成果转化为实用材料，提高现有材料性能，节约资源及减少污染和降低成本，材料的制备与加工的研究是必由之路，从而将受到更大的重视。由于科学技术的发展，无论是结构材料或是功能材料，将更多地通过计算机辅助，从微观到宏观实现分子成分设计和工艺设计。材料的开发与生产逐步摆脱以经验为主的局面。随着材料科学技术的进步，传统材料的性能将会大幅度提高，资源与能源消耗不断下降，污染受到有效的控制。
先进制造技术是一个国家工业技术水平的重要标志之一，必须给予足够的重视。随着纳米科学技术的发展，将带来微细加工的新变革。加工精度将从微米发展到纳米量级，原子、分子、量子器件的工业化制备将变为现实。制造技术将从传统的工厂、车间的屋顶下走出来。以信息、工艺与管理的计算机集成为特征，以社会生产要素与市场行销和服务相结合的虚拟工厂将形成全球制造体系新的特点。由于当代消费的多样化、个性化特点，功能性产品将被功能艺术性产品所代替，大批量、同造型的产品将被多品种、小批量，甚至单件定制的所替代。制造业的全盘自动化将被以人为核心、以计算机为中介的人一机一体化智能制造系统所代替。未来的制造业将全面进入柔性、智能、敏捷、精益、绿色、艺术化、全球化的先进制造新时代。
21世纪将是发展和利用高效、洁净和安全新能源的时代。
能源是经济和社会活动的动力和基础。在下世纪，燃煤高效联合循环技术将得到进一步采用；运行安全、高效、清洁的核能技术将取得新的突破；潮汐发电、燃料电池、太阳能、风能、生物质能等优质、可再生和清洁能源的效率将大幅度提高；水力与地热资源将得到进一步有效利用。下个世纪，人类取之不竭的清洁能源——海水中氢同位素的受控热核聚变装置，将有可能得到工业化应用，人类将以最理想的方式解决地球上对能量的需求。
21世纪将是人、自然、社会协调发展的世纪。
到下世纪，人类将更加普遍地、理性地、科学地节制生育和消费，愈加重视人类的生存环境和质量，注意保护自然界生物的多样性和自然生态系统，重视地球上有限资源的合理利用、可再生循环和可替代性研究。以消耗化石能源为主的耗能方式将被充分利用太阳能、清洁、安全的核裂变与聚变能以及生物质能等能耗方式逐步取代。人类将在社会财富不断增长的同时，逐步实现人口、能耗与温室气体排放的零增长或负增长。人们将理性地改革社会体制，合理均衡物质财富的分配，健全社会民主法制，升华社会道德，建立平等、和谐的人际关系、代际关系和区际关系，创造并追求健康、美好、文明的生活方式，在不断“调整、调适、调优”人与自然之间和人与人之间两大主线的基础上，使人类社会真正走上理想的可持续发展之路。
21世纪还将是人类继续向空间、海洋、地球深部不断拓展的世纪。
人类认识自然、改造自然的过程是无止境的，永远不会止步。除保持人与自然的和谐共存和持续发展外，还将进一步开拓天疆和海域，了解并探索深部地球。利用现代高技术进步的成果，人们将更加积极研究宇宙的起源和演化，探测宇宙中的暗物质与反物质，联合建立大型空间实验站，发射深空探测器，探索宇宙间的生命迹象，制造可深潜万米的水下机器人，实施大陆、海洋深钻的科学探测计划，进一步认识自然规律，获取新知识，建设“数字地球”，寻求和开发新的资源，拓展人类新的生存和活动空间。
21世纪将是自然科学发生重大变革、取得突破进展的时代。
以认识自然、发展知识为主要任务的基础科学，既是人类智慧的大成和结晶，又是未来科学技术进一步发展的坚实根基。近现代以来的无数科学成就已在人类发展史上构筑了一座辉煌壮丽的科学大厦，展望下一世纪，新的革命性的科学成果将为这座大厦再添新的光辉。可以预计，科学将从分化、深入，继续走向交叉、综合、统一，从简化走向复杂，从简单有序走向复杂有序，人类对自然界的观察又开一扇更真实的非线性窗口；人类对物质相互作用及运动规律的研究，将从常规条件走向非常的极端条件；从一般渐变走向飞秒突变过程等。对新物种的研究与开发将从一般的化学反应、生物过程，发展到有效的结构设计、分子剪裁和修饰，以基因工程和分子工程的方法，获取预想的特定功能乃至生命性状；凭借人类严密的逻辑和非凡智慧，数学科学将继续在抽象的理性思维王国中创造奇迹，同时，将更加广泛地向自然科学、工程和技术乃至向经济和社会的各个领域渗透并与计算机技术结合，从数学物理的分析建模，走向数字化的仿真乃至高级的虚拟现实；以生命物质结构、功能及其运动规律为对象的研究将越来越受到重视；从以数理科学为核心，主要研究物质相互作用及运动规律，将逐步走向以数理与信息科学为基础，以生命科学、经济与社会、环境与生态、脑与认知等复杂系统科学为主流，着重研究生命现象、认知过程以及人、自然、社会等复杂大系统相互作用及运动规律，以在总体上不断取得新的突破。
在下个世纪，随着科学技术内部的交叉和联系，以及科学与社会相互作用的进一步加强，科学技术社会化的趋势将更加突出，需要科学精神和人文精神新的融合。当代科学技术不仅已是国家目标的重要组成部分，需要国家力量的推动和组织，同时也是企业在全球市场中竞争与合作的最重要资源与力量所在，是国家实现现代化的动力和基础，更是实现全球和平与发展目标的根本要素之一，需要各国科技力量的合作与联合。科学技术的国际性交流、合作与竞争的潮流，必将会呈现更加波澜壮阔之势。
总而言之，科学技术的进步已经为人类创造了巨大的物质财富和精神财富，它必定还会继续为人类文明作出更为巨大的贡献。作为一名科技工作者，我深感自己肩负的责任重大，在此，我愿意呼吁所有的科学家和技术专家，在即将到来的21世纪，携手合作，共同利用已有的科学技术知识，充分发挥我们的创造智慧，开拓创新，为中华民族的腾飞，也为世界所有民族和全人类的繁荣贡献我们的力量。
（本文是路甬祥院长在庆祝中国科学院成立五十周年学术报告会上的演讲稿，应本社之约，特批示供本刊4月号纪念创刊20 周年专栏“回顾与展望”全文发表。）