第17-19課現代科學技術和文化：

師：那么，第三次科技革命究竟囊括了人類社會的哪些方面？有哪些重大發明與技術？

生：這次科技革命興起的標志是以原子能技術、航天技術、電子計算機的應用為代表，另外還包括人工合成材料、分子生物學和遺傳工程等高新技術。

資料：二戰后科技革命的基本內容

第二次世界大戰以后，科學技術發展共經歷了5次大的飛躍，第一次為1945－1955年，是以原子能的釋放與利用為標志，人類開始了利用核能的新時代；第二次為1955－1965年，是以人造衛星的發射成功為標志，人類開始了擺脫地球引力向外層空間的進軍；第三次為1965－1975年，是以1973年重組dna實驗的成功為標志，人類進入了可以控制遺傳和生命過程的新階段；第四次為1975－1985年，是以微處理機大量生產和廣泛為標志，揭開了擴大人腦能力的新篇章；第五次為1985年至今，是以軟件開發和大規模產業化為標志，人類進入了信息革命的新紀元。這五次飛躍匯合成為一個統一的科學技術革命過程。第三次科技革命起源于美國，隨后波及到西歐和日本等發達國家，進而又逐漸向許多發展中國家擴展，最終形成了世界范圍的科技革命。

第三次科學技術革命內容包括科學革命和高技術革命兩部分，科學革命大致包括：數學，天體科學，高能物理和場論，地球和環境科學，非線性科學和復雜系統，如材料、能源和空間科學，生命科學和認識科學，生物技術，農業和醫藥、人口、資源和環境及信息科技等基礎學科。高技術革命可以分為：微電子和計算機技術、生物工程技術、信息技術、航天技術等。這些高技術的發明應用在20世紀末和21世紀對世界經濟的發展都將起到決定性的變革作用。（1）微電子和計算機技術。所謂微電子技術，就是對微小性電子元器材和電路的研制生產以及用它們實現電子系統功能的技術領域。它是隨著集成電路技術的發展而發展起來的一門新興科學技術。它是現代化的廣播電視技術、通訊技術、辦公室自動化技術、計算機技術的支柱技術。作為這門技術的杰出結晶便是微型計算機，即具有完整功能的微小型電子計算機，俗稱電腦。（2）航天技術。航天技術又稱空間科學技術，是研究和解決如何使空間飛行器進入外層空間并在那里有效工作、探索、開發和利用外空間以及地球及外天體的綜合性工程技術。空間科學則以研究宇宙空間的物質的性質、分布及其變化為目的。航天技術主要有以下4方面內容：a.人造地球衛星。蘇聯1957年10月4日把人類第一顆人造地球衛星送上天，從而開始了人類進入宇宙的新紀元和人類航天技術的新時代。接著美國、法國、中國、日本也相繼發射了人造地球衛星。人造地球衛星又分為科學衛星和應用衛星兩大類。衛星通信系統具有通信容量大、覆蓋面廣、通信距離遠、可靠性高、靈活性好、速度快、投資少、費用低廉等優點，國際電話、電報、數據和電視轉播，大部分用同步衛星進行。b.載人宇宙飛船和航天飛機。前蘇聯和美國是發展載人航天的先行者。1961年蘇聯“東方紅”1號載人宇宙飛船環繞地球一周后安全返回地面。征服宇宙的又一個重大成就就是航天飛機上天。航天飛機是一種可以重復發射衛星、飛船和往來于地球與空間試驗站的運載工具。c.行星探測技術。所謂行星探測技術，主要指對太陽系的一些主要行星進行科學探測的技術，1960年人們對距地球最近的金星發射了第一個探測器。如“旅行者1號”。美國于1977年下半年又發射了“旅行者2號”行星探測器，它已掠過木星、土星，飛往天王星、海王星。現在已有探測器飛出太陽系，向著更遙遠的恒星空間飛去。d.空間材料加工技術和空間工廠。所謂空間材料加工技術是指在宇宙空間失重和真空的條件下研制加工各種材料的工業技術。因為有許多半導體材料、金屬合金和其他各種復合材料在地球上加工制作難以達到高純度的質量，而在排除重力和空氣影響的太空中來加工制作卻可以做到這一點。據專家估計，在不久的將來就可出現第一批空間加工工廠。美國已在1994年將薄膜材料加工站設在了地球軌道，并取得了初步成果。（3）新能源的開發。新能源是指那些已被人類發現或利用，但尚未被廣泛開發和利用的能源，如太陽能、波浪能、潮汐能、地熱能、海洋能、核裂變能、生物能等。它們都有廣泛開發和利用的前景，但是目前由于受到技術、經濟等各種條件的限制，在能源生產和消費的構成中所占的比例還很小，有待進一步開發和利用。目前，運用得比較普遍的新能源和可再生能源主要包括核能技術、太陽能新技術、風能技術、生物能利用技術和氫能利用技術等。（4）新材料的開發。新材料是指具有比傳統材料更為優異的性能的材料。新材料技術就是在原有材料的性能、品質等的基礎上，研究和解決如何開發利用新材料的問題。現在，世界上的新材料約有100萬種，各國已注冊的新材料大約也有30萬種。這些新材料可分為結構材料、智能材料、復合材料3大類，在21世紀，結構材料可能在以下幾個方面有新的突破和發展：一類是高性能陶瓷材料，它具有強度高，相對重量輕及優異的耐高溫和抗腐蝕性；一類是高性能金屬和合金，包括鋁—鋰合金、金屬復合材料、金屬互化物；一類是傳動材料，包括形狀記憶合金、壓電陶瓷材料、磁致伸縮材料；一類是液體寶石。智能材料是新材料領域中的一門新的分支學科，目前應用較廣泛的有記憶合金和感溫磁鋼。記憶合金可以制成人造衛星和宇宙飛船的自動展開的天線、航空用的記憶鉚釘、機器人的手指、人工心臟等。進入21世紀后，人們對智能材料的研究開發將放在材料的智能顯現上，使智能材料“人格化”。復合材料在近幾十年的研究中，已研制成功并在生產中廣泛應用的有5大類，即聚合物基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、碳—碳復合材料和表面涂層與表面改性。復合材料正由高科技領域向民用領域擴展延伸。（5）光導纖維通信。光導纖維通信是指利用一種能導光的、非常細的高純玻璃絲（光導纖維）來傳送光（激光）信號的通信技術。目前，光纖通信在各國差不多都已逐漸代替電能通信而成為主要的通信方式。（6）生物工程技術。生物工程是指人們自覺地利用物質機能造福于人類的科學技術，是物質原理與工程學原理相結合的產物。它主要包括基因工程、細胞融合技術、細胞移植與培育技術、生物反應技術等方面。a.基因工程，又稱遺傳工程。就是將構成生物基因的dna進行重新組合，使一種生物的基因在另一種生物的細胞中增殖，以大量生產有用物質或培育出生物的新品種。目前，人們把主要精力集中在人、動物、植物的基因轉移到細菌的實驗上，隨著基因工程技術的發展，其應用范圍必將不斷加深和拓展。b.細胞融合技術。細胞融合技術是把兩種或兩種以上的不同物種或不同類的生物細胞，通過一定的工藝過程，使它們相互融合而形成的雜種細胞或雜交瘤的技術。細胞融合技術首先在醫療上具有十分重要的作用，其次在農業、畜牧業中也具有廣泛的發展前景�，F在世界上運用這種細胞融合技術已能創造出十多種新的種植物。c.細胞移植與培育技術。所謂“克隆”是指由同一個祖先細胞經過培育分裂繁殖而形成的純細胞系，由于細胞系中的每一個細胞的基因都是相同的，故又稱無性繁殖細胞系。無性繁殖有多種途徑。其中，細胞核移植是比較成功的一種。這種采用動物細胞的核作為供體完成的移植，是前所未有的，是現代生物工程的一項重大突破，它的出現和發展，將對動植物地培育乃至人類老化、基因科學和醫藥研究產生巨大的影響。