人类进入信息时代

从17世纪到19世纪初，信息技术从最初的从属地位开始，一直伴随着工业革命的进程而发展。至20世纪，现代信息技术已成为推动现代技术、现代经济和现代社会向前发展的强大动力，奠定了人类迈向信息社会的技术基础。20世纪70年代以来，微电子技术在突飞猛进地发展。它渗入到人们的工作、生活以及一切生产活动之中。它已经成了现代化生产与现代化生活的主要支柱。微电子技术的发展为程序自动化和机器操作自动化提供了极其广阔的应用范围，发达国家正在用自控机器取代劳动力。作为自动化的结果，传统的工人阶级将随之减少，从事创造性劳动的科学家、艺术家、高级技术专家、教育家、医生将大量增加。例如，在美国，工业领域所雇佣的劳动力占总劳动力的份额从1950年的61%降低到1980年的37%。微电子技术使很多家用设备自动化，使电视和电话的作用成为现有公共设施的终端。它使人们的生活和生产活动产生了根本的变化。

在早期，电子计算机主要应用于科研和军事部门，对国民经济建设的影响不大。而目前，世界各国，特别是美、日等西方国家已将计算机广泛应用于社会经济建设，从而提高了生产的技术水平，提高了效益。比如，计算机参与工业自动化后，可使机械生产行业的总成本降低22.5%；使汽车业、金属加工业和纺织业明显地节约劳动力（约30%—60%，甚至85%）；使能源的利用率得到显著的提高，工业机器人的使用解放了部分劳动力、改善了劳动条件。计算机已经“无孔不入”地渗透到工、农、商、军事以及社会各部门，渗透到人们的学习和生活中。它的发展和应用已不仅是一种技术现象，而是一种政治、经济、军事和社会现象。世界各国都力图主动驾驭这种杜会计算机化和信息化的进程，以便更顺利地向高度社会信息化方向迈进。

在新技术革命中，计算机逐渐成为所有通信技术系统的核心，使整个世界的通信事业发生了深刻而巨大的变化。通信不仅能沟通信息，而且能起到管理信息、社会咨询和信息分配的作用，成为先进工业社会的命脉，加速了整个社会信息业务的发展。通信技术的广泛应用，已经在现代社会中形成一系列时时刻刻不能缺少的通信系统。

生物工程造福人类

医药工业是生物工程开发研究地最早，也是发展最快的一个领域。用生物工程生产的胰岛素、干扰素、生长激素等，产量高、质量好，价格低廉，比起用传统方法从猪、牛等牲畜的脏器中提取，具有不可比拟的优越性，这对那些糖尿病、癌症和侏儒患者来说，无疑是一大福音。

当前世界面临一些困难和问题：人口增长很快；粮食短缺；能源不足；环境污染严重；一些重大疾病威胁着人类的生命和健康。要解决这些问题，必须积极发展科学技术。现代生物工程技术虽然出现历史很短，但近20年来发展很快，对解决人类面临的问题作出了贡献，但更多的是提供了前景。就当前的情况而言，它还处于起步阶段，然而其研究和开发却已初见成效。生物工程的应用面很广，可用于食品、化工、纺织、制药等多种工业，在农林牧渔业、医疗保健、能源、矿冶、环保、国防等方面也有巨大的经济效益和社会效益。

随着人口的增加及生活水平的提高，粮食和动物蛋白质的供应不足成了突出问题。在不能大面积开垦拼地的情况下，增产粮食的出路只能靠提高单位面积产量来解决，而要提高单位面积产量，狠抓良种是主要的一环。基因工程和细胞工程在培育光合效率高、能固氮、高营养成分、抗病虫害和抗逆、抗除莠剂的作物新品种方面发挥着很大的作用。目前，国内外都在探索和研究将菜贮存蛋白质的基因转到向日葵中，已取得初步成果。所以，在解决人类面临的粮食和食品问题方面，生物工程能起到它独特的作用。

生物工程还可从多方面帮助解决人类面临的能源和环境问题。首先在能源方面，生物工程不仅可以生产能源如沼气、氢气、酒精等，而且可以增加石油和铀采收量。其次，其他方面，在矿冶工业中利用微生物及基因工程培育的特殊细菌，能把矿物中的金属溶解出来，并进一步富集金属。此外，用基因工程研制能富钠的菌种，用以淡化海水，这对缓解目前淡水紧张的局面，意义极为重大。在解决人类面临的环境问题方面，生物工程用于环境保护，既利于“三废”防治，也利于生态保护。

生物工程的应用前景是诱人的，各国都把生物工程列为优先发展领域，采取有力措施，促进生物工程迅速发展。

新材料——未来社会的基石

新材料对现代化科学技术进步和国民经济发展以及增强国防实力具有重大的推动作用，它具有优良性能和特定功能，是发展信息、航天、能源、生物、海洋开发等高技术的重要基础，也是整个科学技术进步的突破口。

从现代科学技术发展史中可以看到，每一项重大的新技术发现，往往都有赖于新材料的发展。新材料对于社会经济技术的发展具有关键性的作用，没有新材料的发现，就不会有高新技术产品的出现和工业的进步。对国民经济和现代科学技术具有重要作用的半导体材料就是一个明显的例证。半导体材料的出现对电子工业的发展具有极大的推动作用。以电子计算机为例，自1946年世界上第一台真空管电子计算机问世以来，由于锗、硅等半导体材料和晶体管等半导体器件的相继研制成功和广泛应用，计算机技术获得了极其迅速的发展，在短短40多年里，经历了一代代产品更新。1967年，大规模集成电路问世导致微型计算机的出现，现在一台微型计算机比世界第一台大型电子计算机运算速度快了几百倍，功能更是不可比拟，而体积仅为原来的三十万分之一，重量仅为六万分之一。硅半导体材料的工业化生产，使计算机技术进入袖珍化时代；高温、高强度结构材料的出现，促进了宇航事业的发展；低损耗光纤技术的进步，开拓了光通信长距离传输技术，正在改变着电信、军事装备和医学等领域的格局；高温超导体材料的发现，将改变电子技术的面貌；塑料和复合陶瓷材料的问世，使社会生活和工业、军工产品大为改观；隐形材料的研制，使战场出现了扑朔迷离难以捉摸的情景。当前，几个原子层厚的半导体材料以及其他新型光电子材料的研究进展，将加速整个信息技术革命的进程，在这类材料基础上发展起来的光电子技术，将代表21世纪新兴工业的特色。纳米技术使古老的磁学变得年轻活跃，磁性材料已进入了纳米磁性材料的新纪元。尤其是纳米巨磁阻材料可使存储密度大幅度提高到20Gbit，使磁存储技术获得新生。纳米晶体材料作为催化剂载体使用是一个超过300亿美元/年的工业的基础。介孔SiO2材料MCM-41现已广泛应用于超细污染物的去除。俄罗斯纳米金刚石的年产量已有2000万克粒。今后纳米材料将成为具有极大发展前途的产业。

人类社会的新能源

能源是人类社会活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会得以发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。

核能是人们选中的一种较为理想的新能源。目前，核能已成为许多国家的能源支柱，开发核能成了一个国家科学技术现代化的重要标志。实践证明，利用核能发电，技术上可行，安全上可靠，经济上合算。核电站与火电厂相比，经济上的特点是建设投资高，但燃料费用低，两者的运行费用不相上下。因此，折算到每度电的成本上，大的核电站已普遍低于火电厂成本的20%—50%。核电站不仅能提供大量电能，还可以生产许多放射性同位素，供工农业生产和科研使用。据有关资料介绍，从20世纪70年代后期到21世纪20年代，世界能源消费比例中，石油消费比例的下降将超过总消费量的30%，而下降部分将由核能来填补。核能是当今新能源利用中最理想的能源之一，是解决当今世界能源问题的主要途径。

随着能源科学技术的发展，人们不断克服太阳能存在的缺点，太阳能作为新能源将会日益得到推广和应用。当前太阳能的利用，主要是“光—热”转换和“光—电”转换两条途径。利用太阳能直接供热可以做成各种温室、干燥器、热水器、蒸馏器、太阳灶、高温太阳炉、太阳动力机等。至于太阳能发电，则有热力发电和太阳能电池直接发电两种。在工业发达国家，太阳能热水和建筑物供暖系统已投放市场。太阳能电池已在人造卫星、航空、铁路和港口上应用；太阳能育种、空调、理疗、焊接和太阳能热力发电等方面的研究，也取得了一定的成果。

空间技术与航空时代

20世纪70年代以来，利用空间环境及其高远位置进行了广泛的应用试验，突破了空间技术应用领域众多的技术关键，拓展了广泛的应用范围，卫星技术与多种科学技术的交叉和渗透，产生了卫星应用技术，形成了通信、导航、气象、资源、科学、军事应用、深空探测等卫星系统。卫星应用技术在国民经济、国防建设、文化教育和科学研究等方面发挥着越来越重要的作用，其综合效益十分显著。空间技术主要是通过卫星应用转化为直接生产力和国家实力。卫星应用系统是空间工程系统的组成部分，同时也深入众多的应用部门，发展成为应用部门的新技术系统。

载人航天是空间技术发展的一个新阶段，它的技术复杂、规模大、研制周期长、投资多。这种褒贬不一的尖端技术，今天已获得了飞速发展，显示出它的重要性和生命力。空间站是载人航天技术中的佼佼者。发展空间站，可以充分利用空间资源，如高远位置、微重力、高真空、超低温、高洁净和强辐射等，加速空间物质产品的开发，促进空间工业化、商业化和军事化的进程，并带动许多现代科学技术的飞速发展，还可促使材料科学、生命科学、物理学、化学和天文学等产生新的突破，还促进了电子、材料、机械、化工、能源、冶金、遥感、计算机、自动化、交通技术的发展。空间站的建立，将使人类活动领域由陆地、海洋、近空扩大到宇宙空间，从而将引起人类社会的科学、技术、经济和生活等多方面的重大而深刻的变化。

海洋工程推动社会经济发展

20世纪60年代以来，海洋工程的形成与发展，推动了世界经济的发展。目前，海上年货运量已远远超过30年代末，增长了十几倍；海洋捕捞业，年产量达到7000多万吨，比20世纪初增长了近20倍。近几十年来，通过人工放流苗种增殖海洋生物和在人工控制下养殖海洋生物的工程技术也发展起来。这是海洋渔业史上一个革命性变化。它类似人类祖先由采集野果向栽种谷物，由捕捉野兽向驯养家畜的变革。

海上石油开发及其工程技术的兴起，使世界进入了一个“现代海洋开发”的新阶段，海洋石油开发给世界经济增强了活力；缓和了石油危机；为有关国家创造了大量的经济收入；促进了沿岸地区经济和社会的大发展；促进和带动了其他行业的发展。1960年，在海上从事油气勘探的国家只有20多个，而今天全世界从事海洋石油勘探开发的国家或地区已超过100个。被称为海洋新兴产业的海洋再生能能源的开发利用，也取得了显著进展。世界目前出现了一批中、小型潮汐能、波浪能、海洋热能发电站及设备。科学家预测，海洋再生能源将成为21世纪的重要新能源之一。

海水化学资源的开发利用成果越来越多，并广泛用于化工、轻工、冶金、医药、航空等工业。氯化钠（食盐）、溴、镁等的提取已达到大规模工业生产水平。海水淡化已有20多种方法。1975年在香港建成的海水淡化厂，日产量为18万吨；1983年在沙特阿拉伯吉达港建成的海水淡化厂，日产30多万吨。与海水淡化相结合，发展综合利用，是近些年海水利用的新动向。美国计划在海上建立基地，用淡化水灌溉农田，用电力制氮肥和磷肥，把发电与淡化、工业与农业结合起来，组成大规模的联合企业。世界海洋的年度经济收益也已极大增加。

过去对海洋空间的利用只限于交通运输及港湾建设，随着陆地上可用的土地面积越来越少，人们开始着手开发利用海洋空间，将各种建筑物向海上发展，其中包括海面和水下运输、海面和海底基地、海上城市、海上机场和海上公园等娱乐场所。海洋对于沿海国家的社会和经济发展的作用越来越大，许多国家都把海洋开发作为一项基本国策。