科技發展與前沿

王渝生十屆全國政協委員教科文衛體委員會委員中國科學院理學博士教授博士生導師國家教育咨詢委員會委員素質教育組專家北京市科協副主席科普工作委員會主任中國科技館原館長黨委書記技術委員會主任中央司法警官學院2011年10月14日

司法部警銜晉升培訓班科技發展與前沿哲學認識論人生哲學自然哲學naturalphilosophy本體論分科的學問格致之學科學science(scientia)致知在格物，格物而后致知。

——《禮記·大學》科學

一種建制

一種方法

一種積累知識的傳統

一種維持或發展生產的主要因素

構成我們的諸信仰和對宇宙和人類的諸態度的最強大的勢力之一——J.D.貝爾納《歷史上的科學》

科學

知識

知識體系

社會活動

社會建制

第一生產力第一精神力量

科學自然科學社會科學思維科學哲學數學科學素質科學方法科學思想科學精神科學文化素質科學知識處理實際問題能力參與公共事務能力人類社會蒙昧時代（幾百萬年）野蠻時代（幾萬年）文明時代（幾千年）文明時代農業文明（幾千年）工業文明（幾百年）科業文明（幾十年）科技發展促進人類生活文明發展

古代科學技術的萌芽催生人類農業文明

近代科學革命和技術革命引發工業文明

20世紀科學發現和技術發明

迎來知識經濟新時代和人類文明新生活

21世紀初科學技術的發展預示人類未來更加美好生活前景一、古代科學技術

的萌芽和發展

催生人類農業文明

科學技術是人類文明重要的組成部分，它的歷史和人類自身一樣久遠。人類從制造工具開始就產生了原始技術，并且孕育了科學知識的萌芽。古代埃及、巴比倫、印度和中國是早期人類文明的中心。

嚴格意義上的科學產生在14-16世紀文藝復興后的歐洲，在溯源意義上有古代科學之說。17世紀近代科學產生之前，古希臘、羅馬、中國和阿拉伯的科學技術相繼獲得了發展。古羅馬圓形競技場古羅馬高架引水渠指南針（司南）造紙術（古紙）印刷術（泥活字版）火藥（煙花圖）《皇帝內經》（漢）算籌（漢）農耕圖磚畫二、近代科學革命

和技術革命

引發人類工業文明

14-16世紀，歐洲的文藝復興運動揭開了近代科學革命的序幕。哥白尼的“日心說”宣布了科學同宗教神學的決裂，標志著近代科學的誕生。

17世紀，在伽利略的力學和開普勒的“行星運動定律”的基礎上，牛頓建立了經典力學體系，完成了人類歷史上第一次科學理論的大綜合。意大利文藝復興時期的畫作“雅典學院”波蘭天文學家哥白尼哥白尼“日心說”示意圖牛頓的書房，至今還擺放著他發明的反射式望遠鏡英國物理學家、數學家、天文學家牛頓

近代科學的形成，改變了人類的知識體系，也影響著技術的發展。18世紀發生了以蒸汽機為代表的第一次技術革命。19世紀出現了以電力應用為標志的第二次技術革命。18世紀蒸汽機的應用英國工程師瓦特和他改進的蒸汽機英國工程師紐科門和他制造的蒸汽機法國工程師卡諾英國物理學家焦耳1886年德國工程師戴姆勒制成世界上第一輛四輪內燃機車1807年美國工程師富爾頓制造的蒸汽汽船1825年史蒂芬森設計的蒸汽機車美國大發明家愛迪生和他1879年發明的白熾燈美國發明家貝爾，1876年發明電話1898年，波蘭裔法國物理學家居里夫人發現放射性元素釙和鐳三、20世紀的

科學發現和技術發明

迎來知識經濟新時代和人類文明新生活

20世紀，科學得到了重大發展，相對論和量子力學是最偉大的發現，成為20世紀科學發展的基礎。宇宙大爆炸模型、物質結構夸克模型、大地構造板塊模型、DNA雙螺旋模型等理論的創建，使人類的視野進一步拓展至宇觀、宏觀和微觀的領域，成為人類文明進步的巨大推動力。

1905-1915年，愛因斯坦創立了狹義相對論和廣義相對論，揭示了時間、空間和物質、運動之間的內在聯系，改變了人類的時空觀。愛因斯坦的手稿相對論德國物理學家普朗克丹麥物理學家玻爾德國物理學家海森伯奧地利物理學家薛定諤波粒二象性示意圖

1900-1928年，量子理論的創立與發展，揭示了微觀世界的特殊運動規律，把人類的視野拓展到微觀領域。量子論與量子力學1948年，伽莫夫提出宇宙大爆炸理論，描述了宇宙的形成和演化，提出宇宙起源于原始的熱核爆炸美國天文學家哈勃，1929年發現宇宙處在膨脹之中俄裔美國物理學家伽莫夫宇宙大爆炸理論基本粒子軌道基本粒子檢測器美國物理學家蓋爾曼，1964年提出基本粒子機構的“夸克模型”夸克模型1968年，美國地質學家勒比雄等人提出大地板塊構造理論德國氣象學家、地質學家魏格納，1912年提出大陸漂移學說大陸板塊構造理論1953年，美國生物學家沃森和英國生物學家克里克建立DNA雙螺旋模型，揭開了探索生命之謎的大門DNA雙螺旋結構意大利物理學家費米，發現用中子轟擊鈾原子核能產生強烈的核反應德國物理學家哈恩，提出核裂變理論核能發電站核技術1960年，美國發射世紀上第一顆氣象衛星火箭1981年，美國第一架航天飛機“哥倫比亞”號試飛成功航天員在月球上空天技術美國信息高速公路示意圖第一臺電子管計算機虎甲蟲與超大規模集成電路衛星通信信息技術利用光纖通信技術建立的“信息高速公路”體細胞克隆技術植物組織培養技術基因重組技術動物胚胎移植技術生物技術微型馬達納米技術加工裝置在100納米的微小面積上描繪的愛因斯坦頭像納米技術激光技術新材料四、21世紀初

科學技術的發展

預示未來更加

美好生活前景攻克癌癥利用激光研究核聚變科技發展提高人類生活質量

從竹簡到紙張，從馬車到汽車，科技無時無刻不在改變我們的生活，使我們的生活更加美好。科技使我們的生活更加方便。古人說：“烽火連三月，家書抵萬金。”戰火彌漫，骨肉分離，兩地音訊難以傳達。而現在，電話、短信、郵件，包括視頻，種種方式俱全。科技使我們的生活更加豐富多彩。古代只有一卷一卷的書，生活方式無疑也是非常的單調。現在琳瑯滿目的電視節目，豐富多彩的電腦游戲，無疑大大豐富了我們的業余生活。科技使我們的生活更加高速。電腦、手機，讓我們實現溝通；飛機，讓人們在一天內環游地球變成可能。科技的進步，推動了世界發展的腳步。科技改變生活。早期的自行車電動自行車早期的汽車寬屏汽車早期的火車高鐵鄭和寶船輪船航空母艦早期的飛機大飛機航天飛機電腦筆記本電腦大哥大3G手機黑白電視液晶電視電子管收音機現代收音機鋼絲錄音機MP3MP4老式壁掛空調新式壁掛空調老式洗衣機全自動洗衣機冰箱合體廚房食品打碎機衛生間智能未來屋尼龍的發明古代的運動健身器材古代機器人仿人機器人古代的避孕方法避孕藥具試管嬰兒世界首例試管嬰兒路易斯·布朗在1978年7月25日誕生無癌寶寶“無癌寶寶”的母親海倫和父親馬修世界首個人工生命結構誕生世界首個人工生命結構誕生五、堅持走中國特色自主創新道路

為建設創新型國家而努力奮斗在“戊戌變法”中興辦的京師大學堂（北京大學前身）1909年籌辦游美肄業館。1911年改稱清華學堂（清華大學前身）1913年中國工程師學會成立。圖為第一任會長詹天佑1905-1909年詹天佑建造京張鐵路1915年中國科學社成立。圖為該社創刊的《科學》雜志延安延安時期的徐特立同志，時任延安科學研究院院長延安時期的吳玉章同志，時任陜甘寧邊區自然科學研究會會長汽車工業發展迅速2005年長征-2F運載火箭將“神舟六號”飛船送入太空工廠化種植新中國成立以來我國科技發展的

三個里程碑(1)1956年制定十二年科技發展規劃

——向科學進軍(2)1978年召開全國科學大會

——科學的春天(3)2006年制定國家中長期科技發展規劃

——自主創新建設創新型國家

近60年來七項重大科技成就

對社會經濟的影響“兩彈一星”載人航天和探月工程雜交水稻陸相成油理論和應用高性能計算機人工合成牛胰島素基因組研究歷屆諾貝爾科學獎華裔獲得者李政道：1926年生于上海，美籍華人，1957年獲諾貝爾物理學獎，時年31歲楊振寧：1922年生于安徽，美籍華人，1957年獲諾貝爾物理學獎，時年35歲丁肇中：1936年生于美國，美籍華人，1976年獲諾貝爾物理學獎，時年40歲李遠哲：1936年生于臺灣，美籍華人，1986年獲諾貝爾化學獎，時年50歲朱棣文：1948年生于美國，美籍華人，1997年獲諾貝爾物理學獎，時年49歲崔琦：1939年生于河南，美籍華人，1998年獲諾貝爾物理獎，時年59歲錢永健：1952年生于美國，美籍華人，2008年獲諾貝爾化學獎，時年56歲高錕：1933年生于上海，英籍華人，2009年獲諾貝爾物理獎，時年76歲實施國家中長期科技發展規劃綱要推動經濟發展和社會進步

自主創新重點跨越支撐發展引領未來指導方針創新概念廣義地說，創新是指一切具有創造性的變革，涉及人類活動的所有領域。作為一個經濟學的專用名詞，創新在西方學術界和經濟社會領域已經有一套成型的概念體系，特指技術創新和企業創新，它是一整套與經濟目的直接相關的活動。這種創新涉及到從新產品的創造或引入到商品的新的設計、開發、生產組織與銷售的完整過程，強調新思想的創造或引入應該帶來經濟價值，在此意義上要求社會與文化的一體化或有效整合。對于創新的系統研究是從約瑟夫·熊彼特開始的。他在1939年出版的《商業循環》一書中明確了創新在經濟領域中的含義。他指出，“創新”不同于“創造”，創新是能夠使“生產手段進行新的組合”的觀念。技術史學家莫克爾以此進一步強調創造與創新的互補關系：沒有創造，創新最終會減速甚至停滯；沒有創新，創造就失去了關注的目標，并且缺乏追求新理念的經濟動力。

創新是發現和洞察力的交集，是新發展和新方法的融合產物。創新的特點一是“新”，強調“運用”非傳統的東西，而并不要求是否新的創造；二是實踐性，要求有可見的影響。而從文化視角來看，創新作為一種精神和意識，是一種對新思想、變化、風險乃至成敗都抱容許、歡迎和積極鼓勵的態度。創新正在發生深刻的變化。20世紀中葉以后，創新的理念已經波及到經濟領域以外的社會政治各個領域，出現了各個學科對于創新的研究，在制度建設、政府政策、管理手段、發展思路等方面，產生了一系列創新的觀念和模式。21世紀的創新，是在全球科技經濟文化互動中的創新。美國創新模式原始創新首創性突破性帶動性原始創新的根源在于基礎研究，其最突出的表現在于論文產出。美國高居世界榜首。一個國家諾貝爾獎獲得者人數多少，亦可反映其原始創新能力。美國高居世界榜首。美國基礎研究政策：確保投入；注重培養和引進創新人才；促進實驗室和大學與產業界之間的合作；形成良好的遴選基礎研究計劃和項目的機制。日本創新模式集成創新單項有機組合要素有效集成創造新的增點1868年明治維新后，日本推行文明開化、殖產興業和富國強兵三大國策，實施技術立國和專利立國，強調技術集成，以產品開發為導向，綜合集成現有技術開發能力，獲取有商業價值的產品。日本執行科技基本計劃；將國立研究機構改為獨立行政法人，國立大學法人化；增加競爭性研究基金；確定四個優先領域（生命科學、信息通信技術、環境、納米技術）和四個附加領域（能源、制造技術、社會基礎設施、空間和海洋等前沿領域）；加強青年學者培養力度，每年培養一萬名博士后等。

韓國創新模式引進消化吸收再創新引進先進技術學