• 正在加载中...
  • 第五次科技革命

    21世纪的头20年,纳米科学和纳米技术、生命科学和生物技术、信息科学和信息技术以及认知科学将迅猛发展,这四大领域交互作用并有机融合,将推动整个科技领域的革命性变革。这是新世纪的一次新的科技革命。这场新的科技革命,不仅推动着人类整体认识能力的飞跃,对客观世界的认识在深度和广度上有更大的进展,而且使社会生产力的发展跃进到一个斩新的质的阶段,使21世纪先进生产力发展具有新的特征。这次新的产业革命影响广阔而深远,将形成一种崭新的经济形态,这将是资源和能源节约型的绿色的经济形态。新的科技革命是引领人类文明进步的主导力量,使人类社会从工业文明向生态文明过渡。

    编辑摘要

    目录

    背景/第五次科技革命 编辑

    纳米纳米
    每一时代的经济社会发展状况,是由这一时代的社会生产力所决定的,认识和把握21世纪先进生产力的新特征,是解决当代发展问题的理论前提。 科学技术的飞速发展和向经济社会的全面渗透,使生产力发展呈现出新特点。生产力不仅表现为物质形态,还表现为非物质形态,而且非物质形态的生产力迅速发展,越来越显示出巨大作用。现代生产力质的飞跃不仅表现在生产力的主观因素上,而且表现在生产力的客观因素上;不仅表现在生产力的“硬件”因素上,而且表现在生产力的“软件”因素上。社会生产力的要素结构和作用方式发生了巨大变化,劳动者的智力因素和生产工具的“软件”因素在生产力系统中的地位日益突出。提高劳动者的素质,促进人的全面发展,已经成为提高社会生产力水平的基本途径。
    传统工业社会的生产力以资源能源的大量消耗为特征,以破坏环境为代价,是利润导向的,体现为没有出路的“黑色结局”;现代生态社会的生产力以科技创新为动力,以人与自然的和谐为特征,是人性化为导向的,体现为生机盎然的绿色前景。高度重视绿色技术绿色产业绿色产品,大力发展循环经济,这正是发展先进生产力的需要。
    网
    当代先进生产力日益突显智能化特点、国际化规模和人性化发展方向,科技和人文融合于先进生产力的发展中。当代先进生产力不但是表现出高科技特点的生产力,而且是表现出“新人文”特点的生产力。在发展生产力时,我们不但必须高度重视其高科技的方面,而且必须高度重视其“新人文”的方面。在当代,创造产品及服务的高附加值,不仅要增加科技含量,而且要增加文化含量。回顾近300年的工业化历程,人类经历了四次技术革命,以蒸汽机的发明及广泛应用为主要标志的第一次技术革命开创了工业社会的文明;以的发明及广泛应用为标志的第二次技术使人类跨进了一个新的时代;以原子能应用为主要标志的第三次技术革命开启了通向信息社会文明的大门;以计算机、微电子、空间技术为主要标识的第四次技术革命指引了新兴科学技术的主要方向。目前,新一轮科技革命正在全球蓬勃发展。“到月球度假”、“人的生老病死可以控制”等许多看来是天方夜谭的传说,有的已经变成现实,有的可能成为事实。新的科学发现、新的技术突破,世界科技发展将深刻影响人类生活的方方面面。
    ZZT技术、负能源动态制造技术的发明和发现,是对节能、环保工程的重大突破。以新能源、新材料的研究、突破,将引领拉开第五次技术革命的序幕,使人类进入能源材料多循环利用的新文明时代。以ZZT技术为代表的美国自主创新科学技术,将使美国走在世界负能源环境前列。[1] 


    征兆/第五次科技革命 编辑

    下一代网下一代网
    这次新的科技革命将引发和推动一场广泛而深刻的产业革命。正像信息科学和信息技术推动信息产业的飞速发展一样,生命科学和生物技术在21世纪头20年,必将形成与信息产业相媲美的、生机勃勃的生物技术产业。如今,纳米科学方兴未艾,纳米技术展示出广阔的开发应用前景。21世纪的多技术融合,将以纳米水平上的材料统一和技术整合为基础,将引发材料领域和制造领域的革命性变革。可以预期,21世纪前叶,新的产业群势将崛起,并将推动全部产业的技术进步。
    2008年至2010年,在这风云际会的时代。欧美的科学技术产生划时代的突破。尽管我们的基础理论没有较大的突破,但以下的科技突破已足以让我们感到震撼和恐惧。让我们看看这十大科技。

    可控核聚变实用化

    美国加州中部利佛摩尔“国家点燃实验设施”(NIF)耗资12亿英镑,进行一次核聚变实验,在地球上制造人造太阳,实验已于2009年春天完成。如果成功,实验将标志着迈向建造核聚变发电站的第一步,为美国提供几乎无限量的能源。
    NIF科学家目标要在10亿分之1秒间集中比美国电力产生的能量高1000倍的激光,点燃比针头大丁点的少量燃料,从而产生摄氏逾100亿度高温,以及比地球任何地方高10亿倍的压力,结果会在32英尺宽的反应室中造成爆炸,产生比点燃的能量高至少10倍的能量。
    可控核聚变的成功,意味着全球能源格局将会完全改变。更多国家加入核国家行列,而技术全球化将会成为各大国的主要政治矛盾。 同时,依赖于传统能源的产业将会面临腥风血雨的洗牌。
    美国将会依此而强迫世界重新成为单极世界,这是中、俄、欧所不愿看到的局面。我们有足够的时间去解决石油枯竭所造成的危机,但新能源却是比石油有更大的风险。

    DNA逻辑门实用化

     
    DNA核酶是一种通过体外进化筛选出来的具有特定酶活性的核酸结构,DNA逻辑门即是在这种DNA核酶结构基础上通过模块设计(modular design)研制出来的。输入信号通过特定的生物分子传感可以产生输出信号,从而实现逻辑判断,并可以组合成复杂的三输入逻辑门“AND(A, NOT(B), NOT(C))”。“NOT”与“AND(A, NOT(B), NOT(C))”的组合是一套通用运算符号,因此,理论上图灵机的所有运算均可以通过其组合而实现。
    与电子计算机以二进制的0和1两个数字进行数据存储不同,DNA计算机通过组成DNA分子的A、G、C、T四种核苷酸的排列来编码信息,特定的生物酶可充当“软件”,使DNA分子完成某种生物化学反应,从一种基因代码(即反应前的输入数据)变为另一种基因代码(即反应后的输出数据)。
    DNA计算机以核苷酸为内存,具有超大规模并行结构。其最大的优点在于惊人的存贮容量和运算速度。1立方米的DNA溶液,可存储1万亿亿的二进制数据。十几个小时的DNA计算,相当于所有电脑问世以来的总运算量。因此,未来计算机的芯片和磁盘都可以用DNA溶液来代替。而且,DNA计算消耗的能量非常小,只有电脑的10亿分之一。
    正是由于DNA计算机具有强大的并行运算和超高的存储能力,DNA计算机将全面取代电子计算机,而成为第五次科技革命的主角。它的实用化将会彻底改变我们的日常生活、国防、乃至伦理观念。DNA计算机的强大性能和生物学特征使我们的生物科技突飞猛进。生物学与物理学的结合,促使科技进一步挑战我们传统的社会伦理,并将会促使21世纪成为人类进行种族人工进化的危险的伟大时代。这个时代带来的只有进化和毁灭。 

    海浪发电实用化

     利用海浪的动能发电,一直是科幻里的理想发电途径。最近,英国工程和自然科学研究理事会(EPSRC)的资助下,“巨蟒” (海浪发电装置)的发明者——英格兰南部南安普敦大学的工程师们已经开始了大规模的实验室项目和为此制定的新的数学研究。
    每个完整的“海蛇”长度应该是200米,直径7米,安放在海水表面以下40米到100米的位置。最初的评估显示,“巨蟒”的输出功率为100万瓦(大致相当于2000个家庭的用电),而且生产的电力价格要在6便士/千瓦时或者更低。
    虽然成本是传统燃煤发电站的两倍,但是“巨蟒”装置与其他主要的海浪能发电概念相比却具有成本优势。
    一个相当于完整装置1/3大的模型将于2009年完成,并进行海洋测试。5年内,我们就能看到第一个完整规模的装置出现在英国海面。
    这是十大科技革新中,最善良的科技,可惜,却也是最邪恶的环境科技。海浪发电技术实用化,将会极大地解决各国的能源问题,同时引发新能源浪潮,而发达国家对可控核聚变的封锁,必然导致这种廉价的间接太阳能技术广泛应用。问题在于,海浪发电站的大面积分布,将会对海洋的动能、势能之分布产生重大影响。其对海洋的影响相当于水电站对江河的影响。水电站影响江河流域的生态系统,但海浪发电以及其升级版洋流发电,将会导致全球海洋能量分布失衡,最终洋流改道,生态失衡,也就意味着,全球气候将会加速失常。

    磁盾问世

    英国和葡萄牙科学家研究,用一个跨度几百米的“泡泡”磁场,对太空船可起到保护作用。卢瑟福德·阿普尔顿实验室的鲍勃·宾哈姆的相关研究发现刊登在英国物理学会的一份专业杂志上。研究中,他们利用了同样被核聚变专家采用的数值模拟技术。核聚变过程中,一个热等离子体被强大磁场固定在适当位置。
    这种数字运算技术为科学家描绘了一幅有关单个粒子与两极磁场遭遇时如何运转的更为准确的图画。最终,研究人员得以设计一种更为巧妙的微型磁场保护模型。
    在里斯本高级技术学院的等离子体实验室,研究小组在模拟原子粒子太阳风暴过程中测试了这种装置的缩小版——由于正在申请专利,具体细节仍处在保密当中。
    它仅有几百公斤左右(500磅至700磅之间),只消耗大约一千瓦能量,相当于现有通讯卫星能耗的三分之一到二分之一。 设备产生的磁场能量虽然与地球磁场相当,但可能对宇航员造成的危害却被降到最小化,几乎可以驱散太阳风暴(太阳喷射的质子)中的所有离子。而进化的磁盾,则可抵御更多想像不到的冲击。
    这是一个危险的开端。磁盾的正式面世,意味着太空军事技术实用化。日渐成熟的核能技术将会为磁盾技术提供无与伦比的能量支持。磁盾将会是人类历史上盾的革命性科技,它的进化,会促使人类的飞船可以自由地进行空天飞行,不可思议的防御技术将会使军事科技出现革命性的发展和传统武器的全面替代,同时也会引发太空科技的革命。我们将会利用磁盾和可控核聚变制造出无与伦比的太空殖民地和太空舰船。
    这会使太空的大航海时代提早至21世纪中叶到22世纪到来。月球、火星、金星、小行星带将遍布人类的足迹。更厉害的盾导致更厉害的矛出现,并把90亿人推向灭绝的边缘。

    人工心脏问世

    2008年1月,美国科学家首次培养出一颗完整的、跳动着的小鼠心脏。 当这项技术成熟,这种人工心脏将为全球220万心力衰竭患者提供可替换器官的来源。 2008年1月,美国明尼苏达大学研究小组在实验室成功培养出一颗完整的、跳动着的小鼠心脏,这是人类首次用生物组织培养出来的可以在生物体外生长的完整的器官。13日,国际权威学术期刊《自然- 医学》刊登出这项技术的实验细节和结果。随后,在同一个实验室,猪的活体心脏培养成功。虽然这离成功培养出人类的心脏还有相当大的距离,但是对于众多需要进行心脏移植,但又缺乏器官捐赠源的心力衰竭患者而言,这项技术的成熟的确令人期盼。
    这是传统生物技术的最后挽歌,也意味着我们进一步拥有生杀予夺的权利,但我们没有上帝的智慧和道德。当人工器官到处流行,正是我们的伦理观彻底改变之时。

    人工构建完整基因组成功


    美国克雷格·文特尔研究所科学家1月24日在《科学》杂志在线版刊登文章称,他们通过合成生殖支原体细菌JCVI—1.0中的万个碱基对,成功制造出生殖支原体的完整基因组,创造了目前世界最大的人工合成DNA组织,成为合成基因组学的又一大突破。
    该成果使人类以化学方法制造DNA片段成为可能,并为合成与复制DNA的技术提供了新方法。
    合成基因和DNA计算机是本世纪生物科技革命的两大主角。
    合成基因提供我们编辑生物的手段,而DNA计算机为我们提供研究之条件。当大自然最后的堡垒,基因密码被我们攻陷之后,帅哥美女满世界跑是小事,
    军事上的以人为基体的恐怖的生化武器才是我们的灾难
    如果说20世纪的人活在核武的威胁之下,则21世纪的人活在生化武器和气候武器的威胁之下。不信,举个例子:种族灭绝的基因指向武器、改造型的生化战士、全民生化进化等。病毒战、细菌战和毒气战过时了,不足为患。

    受活脑组织控制的生化机器人问世


    英国雷丁大学科学家于2008年8月13日展示了他们研制的全球首个受活脑组织控制的生物化机器人米特·戈登,其原始大脑灰质由人工培育的30万个老鼠神经元聚合而成。
    英国雷丁大学科学家于2008年8月13日展示了他们研制的全球首个受活脑组织控制的生物化机器人米特·戈登,其原始大脑灰质由人工培育的30万个老鼠神经元聚合而成。这项实验科研和医学意义深远,目的是探索天然智能和人工智能之间逐渐趋于模糊的界限,揭示人脑奥秘,可能有助于找到对抗神经退化性疾病(包括早老性痴呆症和帕金森症等)的有效治疗方法。
    本来的目的是善良的。可惜这种技术最终只会先用于军事,然后再到民间。
    当我们开着85式主战坦克,瘫痪在这种生化脑控制的战争机器面前,我们的意识被瞬间吞噬前,我们会比一百年前的清朝军队更加绝望。
    但这活脑技术更恐怖的意义在于,我们将会创造出结合人类智慧和机器优势的新物种,它们本来是服务我们社会并无孔不入,当变异来临的时候,我们发现,人类退出地球,不是因为机器人,而是因为自己改造进化的,没有统一形态的新人类。

    物质第五态研究获突破性进展

     
     德国美因茨大学科学家2008年10月19日在《自然—物理学》在线版发表论文宣称,他们对物质第五态的研究取得突破性进展,开发出高分辨率扫描电子显微镜,首次成功观察到“玻色—爱因斯坦冷凝物”中单个原子的空间分布,竖立起一座新的里程碑,这一成果将加深对物质第五态的了解。
    对基础物理学的突破不理解是正常的。我在这里仅仅告诉各位,我们的现代生活都是基于E=MC2这个信念。基础物理学是我们的圣经。当这本圣经修改了一笔的时候,也是我们放弃现代生活的时候。
    一种全新的,多元的世界观会随着扑面而来的新技术和科学降临世上,问题是,我们在此之前,很有可能被毁灭于基于这物理学制造的新武器,如当年的广岛居民一样。

    追踪子弹研发

     
    美国国防部下属研究机构国防高级研究计划局日前宣布同两家公司签订合约,开始设计.50口径、可发射变向子弹的超级狙击步枪。
    美国军火巨头洛克希德·马丁公司获得了“EXACTO”(超精确作战弹药的英文简写)项目1230万美元的大单。另外,蒂莱蒂尼科学与成像公司(Teledyne Scientific & Imaging)也得到950万美元的投资。EXACTO项目将包含新一代导航系统,给中途变换方向的射弹提供导航信息,这种主动控制式.50口径射弹可将这些信息用到实时的方向飞行控制中,相关技术可能包括:尾翼稳定射弹、旋转稳定射弹、内置和/或内部飞行刺激控制手段、射弹导航技术、防篡改手段、小型稳定电源、先进可视装置、光学分辨和清晰技术。EXACTO是国防高级研究计划局提出的令美军狙击手的打击更准确、更致命的多个研发项目之一。
    该局已投入750万美元用以开发激光制导子弹项目,向洛克希德·马丁公司拨款200万美元研制先进狙击镜(sniper scope),这种狙击镜可将对敌杀伤率提高至少10倍。 要是这个开发项目能按计划进行,狙击手将真正能做到杀人于无形,消失在他们和目标之间的“热霾” (heat haze)中。 这是传统武器的最后挽歌。我们已经把导弹缩小为一颗子弹,并且被赋予了小孩也能毁灭一座城市的能力的时候,骑着红马的天使已经吹响了号角(参考《圣经》的《启示录》)。 
    其实,启示录中的大毁灭,都是由人类自己进行的。里面的一切所能想象到的战争,都可以由这里的十大科技实现。我们兴幸的见到,美国的经济衰退,支付不起这种子弹。

    光能、动能武器实用化

    美国波音公司日前成功进行了由C-130H运输机搭载的高能激光武器的首次地面试射。这次成功是飞机上所安装的“机载战术激光”(ATL)系统在研发之路上的关键性里程碑。 这次试射是于2008年5月13日在新墨西哥州的柯特兰空军基地进行的。 ATL系统是美国国防部特种作战司令部(SOCOM)资助的、耗资2亿美元的“先进概念技术验证”(ACTD)项目的成果, 由波音公司的导弹防御系统部主持研发。该系统的主体是高能“化学氧-碘激光器”(COIL)激光器。 日前,法国里昂大学的科学家和美国的研究人员联合公布了公布了他们的最新实验情况。研究人员们在位于美国新墨西哥州高10500英尺(约3200米)的南伯帝峰顶端放置了一个移动激光器,并向2个经过的雷暴发射激光脉冲,结果在云中产生了雷电活动。杰姆-卡斯帕里安说,“在此次新墨西哥实验中,我们并没有真正产生从空中延伸到地面的全面雷击,不过果真创造出了云中电流的小型局部放电。 这项工作展示了人工闪电中先期的闪光。这是使用激光束引发雷击中最重要的第一步,我们首次在雷雨云中发出了闪电先兆。” 动能武器的实用化会改变海战、空战和太空战的格局,并且是严重不对称战争的佼佼者。动能武器,小则一发铅弹摧毁巡洋舰, 大则,自宇宙中躲下高速金属棒或者陨石,摧毁一个城市、区域,乃至国家。 光能武器,不仅仅是传统的激光军事技术,更主要的是,其与气候武器的结合。  激光的瞬间强大的能量可以为我们改变闪电、暴风雨、海啸、地震等提供廉价而清洁的手段,因而不用动武。
    以后的高科技战争就如古代神话的魔法战争一样,没有子弹、导弹、坦克、飞机,只有风暴、陨石和恶魔。
    我不知道在20世纪发动大战的人们是什么想法,
    但我知道,21世纪的毁灭性大战不会来自于大国的阴谋,而是来自于我们的小意外和追求真理的变态途径。  

    生态文明/第五次科技革命 编辑

    认知认知
    这次新的产业革命影响广阔而深远,将形成一种崭新的经济形态,这将是资源和能源节约型的绿色的经济形态。新的科技革命是引领人类文明进步的主导力量,使人类社会从工业文明向生态文明过渡。
    新的科技革命的深入发展,越来越充分地表明,新的世纪将是科技创新主导经济社会发展的时代。遵循新的科技革命和产业革命发展方向,依据21世纪先进生产力发展的要求,实施可持续发展的新的增长方式,正在成为国际社会的共同选择,而新的科技革命将不断为实施可持续发展的增长方式提供新的技术手段和开辟新的途径。
    在21世纪,科学技术不仅是经济社会持续发展的动力,还是人类开拓未来的强大力量。经济竞争、综合国力竞争的焦点越来越聚焦于科学技术的竞争,竞争力取决于利用科技进步成果的速度、规模、范围和效果。全 面提高国家竞争力,必须最充分地发挥科学技术的关键性、决定性作用。科学技术是决定综合国力的最重要的因素,而自主创新能力已成为国家竞争力的核心和决定性因素。因此,大力发展科学技术、增强科技创新能力已成为世界各主要国家的首要国家战略目标。
    科学工作者科学工作者
    新世纪科技革命为我们提供了难得的机遇,抓住这一机遇,可实现科学技术的跨越式发展。我国是工业文明的后进者,应抓住新的科技革命提供的机遇,成为生态文明的赶超者。






    严峻挑战/第五次科技革命 编辑

    如果高科技成果利用不当,如果各个国家和地区发展不平衡加剧,不能和谐发展,也会给人类社会的发展带来灾难性的后果。

    数字鸿沟问题。

    数字鸿沟科技革命的深入发展,竞争将更加激烈。竞争又集中于科学技术和人才的竞争,其实质是自主创新能力的竞争。谁的发明创造多,谁掌握的专利多,谁就掌握了竞争的主动权,就将是胜利者。当今,全球 R&D投入中,美国、欧盟、日本等发达国家占86 %。在国际贸易支出方面,高收入国家获得全球技术转让和许可证收入的98 %。占全球15% 的富国人口拥有世界上几乎所有的技术创新成果。一些经济技术强国和大的跨国公司实施技术标准和专利垄断战略,以赢得高额利润,并在国际贸易中限制、打压甚至制裁发展中国家。在数字时代,如果发展中国家不努力增强自主创新能力,数字鸿沟将继续扩大,经济竞争中受制于人的被动局面就不可能扭转,就将始终处于被动的地位。世界上的贫富差距将进一步加剧,经济与文化的差异结合,将使世界动荡不安。

    信息安全问题。

    计算机病毒、黑客入侵、个人隐私被侵害、国家信息安全、计算机网络犯罪等等,已经成为社会的公害,而且道高一尺,魔高一丈,手段越来越高,令人防不胜防,造成的损失巨大。

    生命伦理问题。

    克隆技术等带来的一系列社会伦理问题需要人们去面对,基因技术可能产生的新物种、病毒会威胁人类和地球上现有的一切物种的存在。生命技术可以变为战争的毁灭性武器。

    核扩散问题。

    当前伊朗核问题、朝鲜核问题已经闹得世界沸沸扬扬,如果核武器小型化技术扩散,恐怖分子就可以拿人类当人质。
    60多年前,当人类开始向分裂原子核进军的时候,爱因斯坦就讲过,手段的完善和目标的混乱,似乎是我们这时代的特征。科学方法带给人类哪些希望和忧虑呢?我不认为这是提问题的正确方法。这个工具在人的手中会产生出些什么,那完全取决于人类所向往的目标的性质。。只要存在着这些目标,科学方法就提供了实现这些目标的手段。可是它不能提供这些目标本身。如果我们真诚地并且热情地期望安全、幸福和一切人们的才能的自由发展,我们并不缺少去接近这种状态的手段。(《爱因斯坦文集(第一卷)》商务印书馆 1976年 第397页) 这些问题的解决,需要人文社会科学与自然科学技术科学的紧密结合,需要现代人文理念与科学精神的交汇融合,需要呼唤人类的良知,确立人类所向往的美好目标,需要构建和谐社会和和谐世界。

    相关文献

    添加视频 | 添加图册相关影像

    参考资料
    [1]^引用日期:2010-10-16

    互动百科的词条(含所附图片)系由网友上传,如果涉嫌侵权,请与客服联系,我们将按照法律之相关规定及时进行处理。未经许可,禁止商业网站等复制、抓取本站内容;合理使用者,请注明来源于www.baike.com。

    登录后使用互动百科的服务,将会得到个性化的提示和帮助,还有机会和专业认证智愿者沟通。

    互动百科用户登录注册
    此词条还可添加  信息模块

    WIKI热度

    1. 编辑次数:10次 历史版本
    2. 参与编辑人数:3
    3. 最近更新时间:2017-03-28 20:55:12

    贡献光荣榜

    更多

    互动百科

    扫码下载APP