科学技术的发展趋势和它对社会的作用（中），本文主要内容关键词为：发展趋势论文,它对论文,科学技术论文,作用论文,社会论文，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。
材料、能源和空间科学
材料工业是我国国民经济建设中的重要工业，也是非常重要的研究方向，材料可以说是所有工业的基础。预计智能材料、强场材料、仿生和有机功能材料、高强轻型复合材料和纳米材料等将大量应用。现在有些材料可以加入某些电子的技术，增加感知的能力。例如将来服装能够感知外界的温度，这种智能材料和仿生材料有某种关系。这种材料可以用在飞机上。飞机容易出事故，是因为出现很多裂纹。一种材料能够涂在飞机的部件上，就可以感知其内部的裂纹，预防事故。这些都是科学界正在研究的方向。室温超导材料一旦有所突破，将会改变电力、交通、传感、仪器、电脑等的面貌。这些材料都有可能在下世纪获得突破。
我们目前的能源是石油、天然气、煤等，这些能源储存有限，有的还会带来很大的污染。如燃煤会产生温室气体和二氧化硫等有害气体，会产生全球气候变化和酸雨。到下世纪中叶，必须用清洁的能源代替。我国也正在研究清洁煤的技术，如循环硫化床，能够使燃烧过程更加完全，脱硫，这样的技术在我国正在小规模的进行。下世纪中叶，聚变能和太阳能应成为主要能源。西欧的托卡马克装置是世界上最大的研究聚变的装置，前不久首次在世界上实现了热核反应，第一次达到输出的能源略多于输入的能源。通过国际的合作，美国、俄国、日本、西欧预计用20年左右的时间，要在世界上建设一个实验反应堆。
在空间科学方面，卫星对地球的监控已可以观察到单个士兵的活动。卫星将对资源勘探、气候预报、战争预警、环境监测、全球通讯和定位等发挥重要作用。中国科学院遥感所在去年南方洪涝灾害时，提供灾情监测，很快确定洪水的面积及受灾范围，为防汛指挥部作出决策提供了依据。预计到下世纪，人类还将开拓月球，做定居太空的试验。现在有一个国际合作计划，拟设立一个很大的航天站，可以较长时间的观测人类在太空的活动。
生命科学和认知科学
生命科学、认知科学和信息科学的结合和突破，不仅将回答生命和智力的起源，而且将实现用机器部分模仿人的脑力劳动。由于集中了专家的经验和知识，机器可以比一般人更聪明。当然机器若比全体人的智慧高现在看来是不可能的。因为机器是人创造出来的，机器的智慧也是人给的。人类的总体智慧会超越机器，但是个别人的智慧会低于机器。
先谈一下生命科学。每个成人都由一个受精卵发育而来。人的全部遗传信息存于受精细胞核内染色体的DNA中。人的遗传基因约10万个，每个遗传基因是由A、T、G、C四种核苷酸，按次序排列在两条互补的组成螺旋的DNA长链上，核苷酸总数达30亿左右，DNA犹如存储生命之歌的磁带。这里有一张用隧道扫描显微镜拍摄的DNA图像，可以看出它是双螺旋，和DNA密切相联的另一长链，称为RNA，它也带有全部遗传密码，它能将信息由细胞核内带出来，在细胞质中制造蛋白质。最原始的生命可能由RNA产生。现在科学界在讨论到底是RNA还是DNA是最早的生命起源。DNA可以生成RNA，RNA也可以生成DNA，因为RNA带有全部的遗传信息，它本身还带有生物酶的作用，很可能RNA是最早的生命体。例如，艾滋病毒侵入人体的问题，人的免疫细胞是用来防御的，是抵抗外来病菌的。当免疫细胞被艾滋病毒侵袭时，病毒通过细胞膜进入，然后将病毒的遗传物质RNA放出来，复制成它的DNA，再进入到细胞核中去，和细胞本身的DNA组合、复制，然后分离出来，组成一个全新的病毒。一部分组成外壳，一部分就是病毒遗传物质本身。DNA储存了制造蛋白质的信息，基因中由三个密码字母组成一个氨基酸，许多不同氨基酸的排列形成蛋白质长链，再经过折叠而成有活性的蛋白质。
人如何由一个细胞发育而成？遗传基因如何启动和调控？各种器官和系统是如何按时间顺序和空间位置发育？细胞间信息如何传导？神经系统如何指挥、协同？疾病和衰老是如何发生的？这些都是今天生物学家在着重研究的问题。例如，一个正常的果蝇有两只触角。果蝇的发育是由它的遗传信息所决定的。科学家将它的遗传密码的位置掉换一下，改变了它的发育在空间的结构，使果蝇的足长到了它的触角的位置上。同样的情况在其它动物身上也可以实现。如把老鼠的脊椎骨放到尾巴上。遗传基因的排列次序对它的时间和空间发育是非常重要的。例如人的某些器官损坏了，能否重新启动他的基因，使其重新生长出新的器官。因为原来在人的发育过程中，基因都是启动过的，成人之后就停止了。在正常的情况下，不能再启动。损坏的肢体或器官能否有可能再产生出来，在现在看来是科学幻想，但是也不敢说没有实现的可能。一个弄清人的全部基因排列次序的国际计划正在进行，在下世纪初，就可以把30亿个密码的排列情况，10万个基因的情况研究清楚。
目前中国正在组织全国的科学家执行一个弄清水稻全部基因的计划。在这方面，日本比中国早进行几年，但是中国科学家以更高的智慧，在水稻基因图谱方面，发展了一种新的方法。中国科学家还与美国科学家合作，从水稻基因中分离了抗性基因，该基因是水稻基因组研究中第一个采取定位克隆战略分离的基因。这个结果已经超过了日本的进展水平。预计中国可以在世界上第一个得到全部水稻基因的图谱。
再谈一下认知科学。人脑有百亿个神经元，相互通过千万亿个突触相联接，分布在两毫米的大脑皮层上。人脑是如何工作的？人的意识，情绪、意志、感情、理智、智力是如何由脑神经细胞产生的？这个问题不仅具有重大的科学价值和应用前景，而且有重大的哲学价值。这是唯物主义和唯心主义最后争论的焦点。人的意志、情绪等，是由物质所产生的，还是独立的存在。研究这个问题是非常困难的，但现在已经开始进行，而且有了一些初步的进展。预计下一世纪会有很大发展。
未来的生物技术
生命科学的发展对我们的生活有非常密切的关系，未来的生物技术对农业、环境、健康、化工等都是非常重要的。
利用生物技术将来可以由转基因生物生产食物、药品和移植器官。将来植入人体的各种智能芯片可以提高记忆，恢复视力、听力等。现在恢复视力的芯片已经发明出来，并植入人体。还可采用基因疗法治疗肿瘤、心血管等常见病。
将来可以用转基因植物直接生产塑料和化工原料。现在我们的化工厂污染也很厉害，用生物来直接生产化工原料是可能的。生物酶比化学的催化剂更有优越性，因为生物酶常常在常温的条件下进行催化。我们人体就是一个大的化工厂，是靠生物酶来作用的。而很多化学催化剂需要很高的温度，还会带来很多问题。用生物酶作催化剂发展化学工业，用生物清理垃圾和清除污染，用生物防治代替化学农药，用经微生物处理的有机肥代替化学肥料是发展方向。现在化学农药污染是相当严重的，前不久有消息说，广东有些人因食用被污染的蔬菜而生病，这就表明我们目前使用的农药毒性太高，将来要解决这个问题，很重要的是采用生物防治的办法。
生物技术也可以应用于电脑产业上，生物芯片和生物电脑能更好地模仿人脑的功能。
还可让具有自组织、自适应和自修复功能的仿生材料和器件成为商品。例如人的骨骼有自修复的功能，那么，机器的零部件损坏了，能否自己识别自己修复，看来这也不是完全不可能的。
农业和医药
将来农业生产将工厂化，信息化，不靠天，肥料有机化，农药生物化。高产、优质、抗逆性强的转基因动植物将成为重要的农作物品种和生产药物及化工原料的机器。基因工程药物和基因疗法将普遍使用。转基因异种器官移植将成为可能。这里有一张转基因花卉的图片，用不同的转基因，可以使花卉只生长花瓣、花蕊或者花叶。将来可以用转基因的方法生产出各种各样的植物以达到高产优质。
人口、资源和环境
恩格斯在《劳动在从猿到人转变过程中的作用》中说，“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。为了得到耕地，把森林都砍光了，但是他们梦想不到，这些地方今天竟成为荒芜不毛之地。”世界上重视环境问题是在本世纪中叶，而恩格斯早在100年前就提出环境问题，可见他有很高的预见性，也说明了哲学对科学的重要指导作用。
对中国来说，人口过多，资源相对不足，环境退化三者相互影响，恶性循环，是人们面临的巨大挑战。持续发展战略是唯一的选择。它要求控制人口增长，节约和合理使用资源，保护环境，消除贫困，普及教育，发展科技和文化，提倡文明、道德和适度消费等。这是世界性的问题，也是中国的问题。
（一）现状
和世界人均相比，目前我国可耕地为1/3；淡水为1/4；森林为1/6；草地为1/3；矿产为1/2；石油、铁矿石、钾盐、铜等缺少，资源利用率不高，浪费严重。
我国环境问题非常严重，水土流失面积达179万平方公里，每年流失表土达50亿吨；沙化面积近150万平方公里；森林覆盖虽有所上升，已近14%，但仍远低于先进国家水平；湖泊面积日益缩小，主要河流和湖泊污染日益严重；我国每年排放二氧化硫1800万吨，烟尘1400万吨，废水360亿吨，废渣6.17亿吨；长江流域已经普遍出现酸雨。城市空气污浊，水质不洁，农药残留，白色污染有增加的趋势。
我国自然灾害也日益增加。
（二）期望的情况
将来全球变化的不利趋势将得到控制，大气和河流将恢复自洁功能，这是我们所要求的，也是可以达到的。还将大规模治理沙漠、荒漠和荒山，以改变气候和改良生态。环境意识普及，绿色科技和绿色产品占据统治地位。可持续发展成为共识，人类将以适度消费作为健康的生活方式，这些对我们国家非常重要。我们还在发展之中，但超前高消费意识已经在一部分人中间滋长，这是完全不符合我国持续发展战略的。
信息科技
微电子、电脑、各种仪器的迅速更新，将推动科学技术、生产、教育、传媒和服务业的继续快速发展，成为生产力中发展最快、带动面最大的科技。信息科技将从根本上改变社会的生产方式和生活方式。信息科技的重要性可以反映在一句古语上，即知己知彼，百战不殆。在信息工业的带动下，工业生产过程和产品将实现数字化，网络化，集成化，智能化，移动化，个性化，参与式和交互式。在信息科技中提出的虚拟现实，在人的参与下用计算机来模拟现实中发生的情况，将改变教育、训练、研究、设计、模拟、实验的方式。
科技发展对社会的影响
一、信息社会的来临
信息高速公路的建成标志世界信息社会的到来。最近世界上不少国家都在建设信息高速公路，我国的金桥工程也在建设中。信息网络将把国家、地区、单位和个人连成一个整体。世界上任何地区发生的政治、经济、社会、生态的事件都会立刻产生全球影响。世界上已经没有独善其身的乐土。
实时观测和信息反馈系统，使集中调控、市场监视和灾害预警成为可能。信息网络并行工程将设计、试制、生产、销售一体化；在新产品开发中实行并行工程，把各种程序连在一起，在设计的过程中不断反馈生产部门、销售部门的意见，设计出来的东西用虚拟现实，送到消费者面前加以评价和选择，然后改进和实现小批量，多品种的生产，这样将大大缩短新产品上市的时间。一部分工厂将实现远距离电脑控制，全自动化、无人现场操作的生产，目前在科学实验室里已经实现。所以，以机器部分代替脑力劳动将开辟生产力大发展的新产业革命，其意义和影响将大于以机器代替体力劳动的第一次工业革命。