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第12章 数字时代的实践过程及理论发展路径(4)

对于新技术革命的主要内容,日本学者认为,新产业革命是以微电子技术、生物技术、新材料这三大技术是主要标志。欧洲学者认为,信息、资源、材料、能源和生命科学这五大技术是主要标志。而西德国巴特尔研究所通过评估和研究,在《科学展望》杂志登载了对20世纪80年代“关键技术”的测评结果:在250项技术中,有10项技术为时代的关键技术,即传感技术——机器人、计算机辅助设计与生产、复合材料、表面技术、循环方法、遗传工程、生物物质技术、远距离通信、储能技术、微处理机技术。虽然种种研究表述方法范围不一,但是都贴近和接近了新技术革命时代的实质和发展规律,涵盖和包容了新技术核心技术和内容。随着这些新技术的发展,世界对新技术的认识在分歧中逐渐趋同。

(1)微电子信息技术。

信息技术主要指信息的获取、传递、处理等技术。是知识经济时代的核心和先导性技术。

信息技术的技术基础是微电子技术,包括计算机技术、通信技术和网络技术等。目前,微电子技术已经处于极盛期,并已渗透到计算机技术、现代通信、医疗卫生、金融交通、环境工程、能源、自动化生产等领域。《网络传输概论》总序中指出,随着科学技术的不断发展,继报纸、期刊、通讯社之后,广播、电视和互联网相继问世,新闻传播的媒介日趋多元化,新闻传播的手段日趋现代化,“地球村”变得越来越小;新闻传播来自信息科学与技术,对世界政治经济和文化的影响则变得越来越大……高度评价了信息技术给世界政治、经济、文化形成的影响和起到的重要作用。

(2)生物工程为核心的生命科学。

生物工程是生命科学的核心技术。生物工程是应用现代生物科学和工程原理,将生物本身的某些功能应用于其他技术领域,在交叉、融合中创新出可供人类利用的产品的技术体系。

生物工程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、仿生工程等。

一是基因工程。是一种在细胞及分子水平上直接改造遗传物质的新技术。目前在DNA的研究上,已经取得了突破性的成就,“克隆”技术已由实验室逐步走向生产应用实际中,在未来有着广阔的发展前景。

二是细胞工程。是通过细胞或原生质体的融合技术,或染色体重组,或个别染色体添加、置换或拼接等技术,以获得能用于生产的新特种或新产品,并且通过细胞与组织培养进行生产的一切技术体系。细胞工程包括细胞融合、即细胞杂交,细胞拆分,植物细胞与组织培养及基因导入等。

目前,细胞工程已突破了传统细胞学说,即以前那种只有同种生物才能实行种间杂交的限制,如克隆新型水稻杂交品种的成功,为改良生物品种或创造出新品种,开创了宽广的路径和前景。

三是酶工程。是利用生物酶或细胞,细胞器所具有的某些特异催化化学反应的功能,通过现代工艺和生物反应器生产生物产品的技术。

酶工程包括酶类的开发生产,固定化酶和固定化细胞技术,酶分子的化学修饰技术,固化酶反应器的研究和设计,酶的分离及操作技术等。

目前,已知的生物体内的酶有2300多种,人类在认识它们的同时,可以利用和操纵它们以实现保证生物体内的各种代谢活动有序地、良性地进行。酶科学已在制药、化学反映领域取得了可贵的成就。通常用化学催化剂要1到100万年才能完成的事,用酶只需要1秒即可完成。

四是发酵工程。是利用微生物的某些特定功能,通过现代工程技术手段生产有用物质,或直接将微生物应用于工业化生产的一种技术。

发酵工程主要包括:选育优良菌种,发酵生产所需的代谢产物,生产某种微生物菌体,修饰、改造某种化学物质,矿物资源的微生物浸提与微生物对有毒物质的分解等。

发酵工程直接利用菌体细胞及利用微生物代谢产物,已经给人类带来了极大的资源利用和改造空间。

(3)新材料技术。

任何科学技术都是以材料为依据而形成与发展的,材料是人类生存和发展的物质基础,也是人类社会文明的重要支柱。石器的发明,使人类走出了原始社会的羁绊;冶炼术的发明使人类进入了农业时期;而蒸汽机的发明,则给人类带来了工业革命的跃进。

新型材料主要包括:新型金属材料、高分子合成材料、新型无机非金属材料、复合材料、光电子材料和纳米材料等。

一是新型金属材料。主要有铝、镁、钛合金,以及稀有金属等。新型金属合金材料既轻、又坚,既硬、又便于锻压、热处理,已经用于化学工业、电解工业、电加工业及飞机、宇宙飞船等高精空间技术领域。钛金属合金已被誉为未来的“钢铁”,它比钢铁具有更强的延展性。稀有金属的溶化性能,已被人类广泛应用于其他合金的“固化剂”,少量便可以改变合金的性能,用来制造光电材料、磁性材料、化工材料、原子反应堆材料。

二是高分子合成材料。主要分为合成橡胶,塑料和化学纤维。目前,合成橡胶已有通用橡胶、特种橡胶和热塑橡胶;塑料已发展为聚乙烯、丙聚烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯,以及工程塑料等。

三是复合材料。复合材料是有机高分子、无机非金属和金属等材料复合而成的一种多结构材料,它不仅保持着其原组成的部分特点,还具有原组成所不具有的性能。

复合材料从功能分主要有两大类:一类是结构复合材料,其功能是能随负荷的增强体与能连接增强体成为整体材料,同时又起传递力作用,即承力结构使用的材料。另一类是功能复合材料,如吸波,屏蔽性功能复合材料,导电功能复合材料等。 .从材料构成讲,除了金属合成材料外,主要有新型无机非金属材料。常见的非金属复合材料有工业陶瓷,光导纤维,半导体材料等。

四是光电信息材料。光电信息材料主要是指光源和信息获取材料、信息传递材料、信息存储材料以及信息处理和运算材料。主要有:各类光电子半导体材料,各种光纤和薄膜材料,各种液晶显示材料!新型非线型光学晶体等。

五是纳米材料。纳米是长度单位,1纳米等于10的负9次方米。当物质的结构单元小到纳米量级时,物质会在改善原有材料的性能中,具有新的性能或效应。纳米结构材料的新的特性已经被引入多行业的研制中。

现代科学技术发展史证明,每一项重大的新技术发展,都离不开新材料的发明和创新。新材料对现代化科学技术进步和国民经济发展,以及国防建设有着巨大的推动作用,是发展信息、航天、能源、生物、海洋开发等高新技术的重要基础和保障,更是数字经济时代一切科学技术进步的突破口。新材料对社会经济的发展具有关键性作用,高新技术产品的出现和工业的进步,都是相关新材料发现的结果。如纳米技术的出现,纳米巨磁阻材料,可使存储密度大幅度提高到200Gbit,使磁性材料进入了纳米磁性材料的新时代。纳米晶体材料,作为催化剂载体使用,给工业带来了每年超过300亿美元的效益。目前,纳米计算机已经成为计算机研制、开发的主要方向,在未来5~10年内,纳米材料将成为信息产业及工业制造业最富有生命力的产业

(4)新能源技术。

能源是人类社会活动的物质基础。20世纪70年代,能源问题随着工业化的进展以及人类为争取更大利润和生存空间的开发,逐渐成为世界备国普遍关注资源,许多国家出现了能源短缺问题。开发和利用资源,寻求新的资源成为世界性的热门课题。世界各国,特别是经济发达国家,从多方面探寻和开发新能源,在核能、太阳能、地热、氢能等新能源技术方面,取得了极大的成就。探求和开发优质能源和先进能源技术,已经成为人类社会发展的动力。

一是核能(原子能)。核能是原子核结构发生裂变时放出的能量。核能已成为许多国家的能源支柱,开发和利用核能的新能源能力已成为一个国家科学技术现代化的重要标志。核能技术使核能可以替代煤炭、石油等能源,核电站不仅可以提供大量电能,而且可以生产供工农业生产及科研医疗卫生使用的放射性同位素。从20世纪70年代后期到21世纪20年代,在世界能源消费比例中,石油消费比例的下降,由于核能的填补,将超过消费量的30%。目前全世界已有25个国家地区建成并正在运行的核电站总计有414座,年总发电量已超过326611千瓦;正在建设中的核电站76座,其发电容量为62044千瓦。①

二是太阳能。太阳能是一种巨大的对环境无污染的自然能源。太阳能的转换和利用方式是:光——热转换,太阳能热的利用技术就是太阳能辐射能量通过各种集热部件转变成热能后直接利用;光——电转换,通过太阳能电池将太阳辐射转变成电能;光——化学转换,研究和解决光与物质相互作用引起的化学反映的一种太阳能利用途径。

当前,主要是利用“光——热转换”和“光——电”转换。并且在不断克服人类已经取得的太阳能利用的缺陷中.取得了可观的成果。太阳能光热管及太阳能电池的研制和创新,已应用于人类卫星、航空、航海、铁路、港口及民用等领域。

(5)空间技术。

一是空间技术是探索开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程,是高度综合的现代科学技术。主要有人造卫星、宇宙飞船、

①道格拉斯·诺思著,厉以平译:《经济史上的结构和变革》,商务印书馆,1992年。空间站、航天飞机、载人航天等。卫星技术现在已经突破了空间技术应用领域中的许多技术关键。在利用空间环境与高远位置的应用试验与创新中,卫星技术与多种科学技术交叉、渗透,拓展了空间技术的应用范围和内容,形成了通信、导航、气象、空间资源、科学、军事应用、远空探测等卫星应用技术,使空间技术通过卫星应用技术转化为直接生产力。

二是载人航天技术。载人航天是航天技术发展的新的历史阶段,是人类驾驶载人航天器,即载人飞船、空间站、航天飞机,在太空从事各种探测、试验、研究,并往返飞行的活动。我国神舟六号载人飞船的发射成功,展示了我国材料科学、生命科学、物理学、化学、天文学及电子计算机、冶金、遥感、自动化技术的飞速发展和历史性进程,也必将引起人类社会的科学、技术、经济和生活等方面的重大而深刻的变化。

(6)海洋工程。

海洋工程是人类进行海洋调查和科学研究、海洋资源开发和海洋空间利用的一项涉及到许多学科与技术领域的综合工程。

海洋工程系统主要有:海水淡化技术、海洋能源及发电技术、海底石油和天然气开采技术、海洋生物资源的开发和利用技术等。

目前,人类已经在海底石油和天然气开采、现代海洋生物学及现代海洋养殖业、海水淡化、海洋能源及发电技术等方面取得了可喜的成就和进展。20世纪60年代,随着信息化的发展和利用,海洋工程也在迅猛形成和发展着。目前,海洋年运输量已达50多亿吨,比30年代末增长了近11倍;海洋捕捞业年产量达到7000多万吨,比上世纪初增长了15倍。海上石油开发技术的发展,使世界进入了一个“现代海洋开发”的新阶段,1960年,世界上只有20个国家从事海上油气勘探,目前全世界从事海洋石油勘探和开发的国家或地区已超过100个;海洋石油开发在缓和世界石油危机,促进沿海地区经济和社会发展中发挥了重要作用。科学家预测,海洋再生能将成为21世纪的重要新能源之一。目前,已出现一批中、小型潮汐能、波浪能、海洋热能发电站;海水化学资源的开发和利用已取得了长足的发展,广泛地应用于化工、轻工、冶金、航空、医药等领域;海水淡化已取得突破性的进展,有20多种方法进行海水淡化,综合发展已成为今天世界的新动向。美国计划建立“海上农业基地”,用淡化水灌溉农田,用电力生产氮肥、磷肥,将发电与淡化、工业与农业结合起来。1975年香港建成了海水淡化厂,日产18万吨淡水;1983年沙特阿拉伯在吉达建成日产30多万吨的海水淡化厂。人类在海洋工程的开发和利用中,已经走出了海洋仅仅是限于运输和港湾建设的狭隘境地,开发和利用海洋空间已成为社会和经济发展的主要方向。出现了海面与水下运输,海面与海底基地、海上城市、海上机场、海上公园、“海洋空间”建筑与设施,许多国家都将开发海洋确立为一项基本国策。世界海洋的年度经济收益,已达到2500亿美元。

(二)数字时代新技术革命的特点

世界范围内的新技术革命在自身技术的创新、技术间的交融和促进渗透、技术与人的逐渐合一中,在给人类的社会经济、政治、文化生活带来划时代的冲击和促动,也形成了反映事物运动和发展规律的新特点。

1.新技术革新在造就人类历史的“第四次浪潮”中,使人类同时陷入无法完全了解的境地。恰如引起世界关注的“第四次浪潮”的美国未来学家甘·哈曼在书中的论述:近几年来,人口增加、经济开发、原料、能源、粮食、环境几项决定性的困难问题,几乎成为全世界的政府、教育机构、民间企业、新闻团体以至全体人类最关心的事。在两百年以前,世界人口较少,生活贫困,人类发源自然力量才能生存。可是,预测在两百年后,世界上大部分地区的人口数目增多,生活较富裕,已能控制自然力了。这段前后达四百年的时期,足以和人类历史上最重要的、波澜壮阔的一万年相匹敌。在这四百年间,大多数的已开发国家先后兴起超工业化经济,接着又实行后工业化经济(Post industrial Ecnomics)。总之,可以大胆预测,所有的国家都会出现超工业化和后工业化社会的性质。展望了人类未来的社会经济增长前景,提出技术革新和发现是“人类最大的希望”,不但能解决我们目前所遭遇的问题,而且可以提高人类的潜在能力,开发既富裕又富刺激性的世界。而且乐观地展望:目前人类通过技术革新和发现正在迎接有史以来最具有创造性、扩张性的时代,这一倾向会一直持续下去。相信在不久的将来,人类将成为太阳的第一个“统治者”。

在充分论述人类由新技术的革新和发现引发的“第四次”浪潮中,紧紧抓住了新技术革新和发展的最本质的特征:“不确定性”、“难预测性”、“无论在任何一个时代,当时所发生的问题,在尚未成为历史,并能把握住历史性的脉络之前,人们往往无法完全了解”……。这为人类提示出观察、把握、利用新技术革命的哲学态度及宏观判断的出发点,采取一种唯物辩证的、动态的、系统的科学方法论,要在“出乎其外”,纵横博大的导流觅源中,及“人乎其内”、剔精决微的细致剖析中,去认识它、去了解它、去掌握它。

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