科技發(fā)展與前沿

王渝生十屆全國(guó)政協(xié)委員教科文衛(wèi)體委員會(huì)委員中國(guó)科學(xué)院理學(xué)博士教授博士生導(dǎo)師國(guó)家教育咨詢委員會(huì)委員素質(zhì)教育組專家北京市科協(xié)副主席科普工作委員會(huì)主任中國(guó)科技館原館長(zhǎng)黨委書記技術(shù)委員會(huì)主任中央司法警官學(xué)院2011年10月14日

司法部警銜晉升培訓(xùn)班科技發(fā)展與前沿哲學(xué)認(rèn)識(shí)論人生哲學(xué)自然哲學(xué)naturalphilosophy本體論分科的學(xué)問格致之學(xué)科學(xué)science(scientia)致知在格物，格物而后致知。

——《禮記·大學(xué)》科學(xué)

一種建制

一種方法

一種積累知識(shí)的傳統(tǒng)

一種維持或發(fā)展生產(chǎn)的主要因素

構(gòu)成我們的諸信仰和對(duì)宇宙和人類的諸態(tài)度的最強(qiáng)大的勢(shì)力之一——J.D.貝爾納《歷史上的科學(xué)》

科學(xué)

知識(shí)

知識(shí)體系

社會(huì)活動(dòng)

社會(huì)建制

第一生產(chǎn)力第一精神力量

科學(xué)自然科學(xué)社會(huì)科學(xué)思維科學(xué)哲學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)素質(zhì)科學(xué)方法科學(xué)思想科學(xué)精神科學(xué)文化素質(zhì)科學(xué)知識(shí)處理實(shí)際問題能力參與公共事務(wù)能力人類社會(huì)蒙昧?xí)r代（幾百萬年）野蠻時(shí)代（幾萬年）文明時(shí)代（幾千年）文明時(shí)代農(nóng)業(yè)文明（幾千年）工業(yè)文明（幾百年）科業(yè)文明（幾十年）科技發(fā)展促進(jìn)人類生活文明發(fā)展

古代科學(xué)技術(shù)的萌芽催生人類農(nóng)業(yè)文明

近代科學(xué)革命和技術(shù)革命引發(fā)工業(yè)文明

20世紀(jì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明

迎來知識(shí)經(jīng)濟(jì)新時(shí)代和人類文明新生活

21世紀(jì)初科學(xué)技術(shù)的發(fā)展預(yù)示人類未來更加美好生活前景一、古代科學(xué)技術(shù)

的萌芽和發(fā)展

催生人類農(nóng)業(yè)文明

科學(xué)技術(shù)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(yuǎn)。人類從制造工具開始就產(chǎn)生了原始技術(shù)，并且孕育了科學(xué)知識(shí)的萌芽。古代埃及、巴比倫、印度和中國(guó)是早期人類文明的中心。

嚴(yán)格意義上的科學(xué)產(chǎn)生在14-16世紀(jì)文藝復(fù)興后的歐洲，在溯源意義上有古代科學(xué)之說。17世紀(jì)近代科學(xué)產(chǎn)生之前，古希臘、羅馬、中國(guó)和阿拉伯的科學(xué)技術(shù)相繼獲得了發(fā)展。古羅馬圓形競(jìng)技場(chǎng)古羅馬高架引水渠指南針（司南）造紙術(shù)（古紙）印刷術(shù)（泥活字版）火藥（煙花圖）《皇帝內(nèi)經(jīng)》（漢）算籌（漢）農(nóng)耕圖磚畫二、近代科學(xué)革命

和技術(shù)革命

引發(fā)人類工業(yè)文明

14-16世紀(jì)，歐洲的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)揭開了近代科學(xué)革命的序幕。哥白尼的“日心說”宣布了科學(xué)同宗教神學(xué)的決裂，標(biāo)志著近代科學(xué)的誕生。

17世紀(jì)，在伽利略的力學(xué)和開普勒的“行星運(yùn)動(dòng)定律”的基礎(chǔ)上，牛頓建立了經(jīng)典力學(xué)體系，完成了人類歷史上第一次科學(xué)理論的大綜合。意大利文藝復(fù)興時(shí)期的畫作“雅典學(xué)院”波蘭天文學(xué)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(fā)明的反射式望遠(yuǎn)鏡英國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家牛頓

近代科學(xué)的形成，改變了人類的知識(shí)體系，也影響著技術(shù)的發(fā)展。18世紀(jì)發(fā)生了以蒸汽機(jī)為代表的第一次技術(shù)革命。19世紀(jì)出現(xiàn)了以電力應(yīng)用為標(biāo)志的第二次技術(shù)革命。18世紀(jì)蒸汽機(jī)的應(yīng)用英國(guó)工程師瓦特和他改進(jìn)的蒸汽機(jī)英國(guó)工程師紐科門和他制造的蒸汽機(jī)法國(guó)工程師卡諾英國(guó)物理學(xué)家焦耳1886年德國(guó)工程師戴姆勒制成世界上第一輛四輪內(nèi)燃機(jī)車1807年美國(guó)工程師富爾頓制造的蒸汽汽船1825年史蒂芬森設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī)車美國(guó)大發(fā)明家愛迪生和他1879年發(fā)明的白熾燈美國(guó)發(fā)明家貝爾，1876年發(fā)明電話1898年，波蘭裔法國(guó)物理學(xué)家居里夫人發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳三、20世紀(jì)的

科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明

迎來知識(shí)經(jīng)濟(jì)新時(shí)代和人類文明新生活

20世紀(jì)，科學(xué)得到了重大發(fā)展，相對(duì)論和量子力學(xué)是最偉大的發(fā)現(xiàn)，成為20世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。宇宙大爆炸模型、物質(zhì)結(jié)構(gòu)夸克模型、大地構(gòu)造板塊模型、DNA雙螺旋模型等理論的創(chuàng)建，使人類的視野進(jìn)一步拓展至宇觀、宏觀和微觀的領(lǐng)域，成為人類文明進(jìn)步的巨大推動(dòng)力。

1905-1915年，愛因斯坦創(chuàng)立了狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論，揭示了時(shí)間、空間和物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，改變了人類的時(shí)空觀。愛因斯坦的手稿相對(duì)論德國(guó)物理學(xué)家普朗克丹麥物理學(xué)家玻爾德國(guó)物理學(xué)家海森伯奧地利物理學(xué)家薛定諤波粒二象性示意圖

1900-1928年，量子理論的創(chuàng)立與發(fā)展，揭示了微觀世界的特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，把人類的視野拓展到微觀領(lǐng)域。量子論與量子力學(xué)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(guó)天文學(xué)家哈勃，1929年發(fā)現(xiàn)宇宙處在膨脹之中俄裔美國(guó)物理學(xué)家伽莫夫宇宙大爆炸理論基本粒子軌道基本粒子檢測(cè)器美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼，1964年提出基本粒子機(jī)構(gòu)的“夸克模型”夸克模型1968年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家勒比雄等人提出大地板塊構(gòu)造理論德國(guó)氣象學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家魏格納，1912年提出大陸漂移學(xué)說大陸板塊構(gòu)造理論1953年，美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)生物學(xué)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(jié)構(gòu)意大利物理學(xué)家費(fèi)米，發(fā)現(xiàn)用中子轟擊鈾原子核能產(chǎn)生強(qiáng)烈的核反應(yīng)德國(guó)物理學(xué)家哈恩，提出核裂變理論核能發(fā)電站核技術(shù)1960年，美國(guó)發(fā)射世紀(jì)上第一顆氣象衛(wèi)星火箭1981年，美國(guó)第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)試飛成功航天員在月球上空天技術(shù)美國(guó)信息高速公路示意圖第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)虎甲蟲與超大規(guī)模集成電路衛(wèi)星通信信息技術(shù)利用光纖通信技術(shù)建立的“信息高速公路”體細(xì)胞克隆技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)基因重組技術(shù)動(dòng)物胚胎移植技術(shù)生物技術(shù)微型馬達(dá)納米技術(shù)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(shù)激光技術(shù)新材料四、21世紀(jì)初

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展

預(yù)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(fā)展提高人類生活質(zhì)量

從竹簡(jiǎn)到紙張，從馬車到汽車，科技無時(shí)無刻不在改變我們的生活，使我們的生活更加美好?？萍际刮覀兊纳罡臃奖?。古人說：“烽火連三月，家書抵萬金?！睉?zhàn)火彌漫，骨肉分離，兩地音訊難以傳達(dá)。而現(xiàn)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(diào)。現(xiàn)在琳瑯滿目的電視節(jié)目，豐富多彩的電腦游戲，無疑大大豐富了我們的業(yè)余生活?？萍际刮覀兊纳罡痈咚佟ｋ娔X、手機(jī)，讓我們實(shí)現(xiàn)溝通；飛機(jī)，讓人們?cè)谝惶靸?nèi)環(huán)游地球變成可能?？萍嫉倪M(jìn)步，推動(dòng)了世界發(fā)展的腳步。科技改變生活。早期的自行車電動(dòng)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(jī)大飛機(jī)航天飛機(jī)電腦筆記本電腦大哥大3G手機(jī)黑白電視液晶電視電子管收音機(jī)現(xiàn)代收音機(jī)鋼絲錄音機(jī)MP3MP4老式壁掛空調(diào)新式壁掛空調(diào)老式洗衣機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)冰箱合體廚房食品打碎機(jī)衛(wèi)生間智能未來屋尼龍的發(fā)明古代的運(yùn)動(dòng)健身器材古代機(jī)器人仿人機(jī)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(gè)人工生命結(jié)構(gòu)誕生世界首個(gè)人工生命結(jié)構(gòu)誕生五、堅(jiān)持走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路

為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家而努力奮斗在“戊戌變法”中興辦的京師大學(xué)堂（北京大學(xué)前身）1909年籌辦游美肄業(yè)館。1911年改稱清華學(xué)堂（清華大學(xué)前身）1913年中國(guó)工程師學(xué)會(huì)成立。圖為第一任會(huì)長(zhǎng)詹天佑1905-1909年詹天佑建造京張鐵路1915年中國(guó)科學(xué)社成立。圖為該社創(chuàng)刊的《科學(xué)》雜志延安延安時(shí)期的徐特立同志，時(shí)任延安科學(xué)研究院院長(zhǎng)延安時(shí)期的吳玉章同志，時(shí)任陜甘寧邊區(qū)自然科學(xué)研究會(huì)會(huì)長(zhǎng)汽車工業(yè)發(fā)展迅速2005年長(zhǎng)征-2F運(yùn)載火箭將“神舟六號(hào)”飛船送入太空工廠化種植新中國(guó)成立以來我國(guó)科技發(fā)展的

三個(gè)里程碑(1)1956年制定十二年科技發(fā)展規(guī)劃

——向科學(xué)進(jìn)軍(2)1978年召開全國(guó)科學(xué)大會(huì)

——科學(xué)的春天(3)2006年制定國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃

——自主創(chuàng)新建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家

近60年來七項(xiàng)重大科技成就

對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yīng)用高性能計(jì)算機(jī)人工合成牛胰島素基因組研究歷屆諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)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(xué)獎(jiǎng)，時(shí)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(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年35歲丁肇中：1936年生于美國(guó)，美籍華人，1976年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年40歲李遠(yuǎn)哲：1936年生于臺(tái)灣，美籍華人，1986年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年50歲朱棣文：1948年生于美國(guó)，美籍華人，1997年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年49歲崔琦：1939年生于河南，美籍華人，1998年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)，時(shí)年59歲錢永?。?952年生于美國(guó)，美籍華人，2008年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，時(shí)年56歲高錕：1933年生于上海，英籍華人，2009年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)，時(shí)年76歲實(shí)施國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步

自主創(chuàng)新重點(diǎn)跨越支撐發(fā)展引領(lǐng)未來指導(dǎo)方針創(chuàng)新概念廣義地說，創(chuàng)新是指一切具有創(chuàng)造性的變革，涉及人類活動(dòng)的所有領(lǐng)域。作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的專用名詞，創(chuàng)新在西方學(xué)術(shù)界和經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域已經(jīng)有一套成型的概念體系，特指技術(shù)創(chuàng)新和企業(yè)創(chuàng)新，它是一整套與經(jīng)濟(jì)目的直接相關(guān)的活動(dòng)。這種創(chuàng)新涉及到從新產(chǎn)品的創(chuàng)造或引入到商品的新的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)組織與銷售的完整過程，強(qiáng)調(diào)新思想的創(chuàng)造或引入應(yīng)該帶來經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在此意義上要求社會(huì)與文化的一體化或有效整合。對(duì)于創(chuàng)新的系統(tǒng)研究是從約瑟夫·熊彼特開始的。他在1939年出版的《商業(yè)循環(huán)》一書中明確了創(chuàng)新在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的含義。他指出，“創(chuàng)新”不同于“創(chuàng)造”，創(chuàng)新是能夠使“生產(chǎn)手段進(jìn)行新的組合”的觀念。技術(shù)史學(xué)家莫克爾以此進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造與創(chuàng)新的互補(bǔ)關(guān)系：沒有創(chuàng)造，創(chuàng)新最終會(huì)減速甚至停滯；沒有創(chuàng)新，創(chuàng)造就失去了關(guān)注的目標(biāo)，并且缺乏追求新理念的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。

創(chuàng)新是發(fā)現(xiàn)和洞察力的交集，是新發(fā)展和新方法的融合產(chǎn)物。創(chuàng)新的特點(diǎn)一是“新”，強(qiáng)調(diào)“運(yùn)用”非傳統(tǒng)的東西，而并不要求是否新的創(chuàng)造；二是實(shí)踐性，要求有可見的影響。而從文化視角來看，創(chuàng)新作為一種精神和意識(shí)，是一種對(duì)新思想、變化、風(fēng)險(xiǎn)乃至成敗都抱容許、歡迎和積極鼓勵(lì)的態(tài)度。創(chuàng)新正在發(fā)生深刻的變化。20世紀(jì)中葉以后，創(chuàng)新的理念已經(jīng)波及到經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域以外的社會(huì)政治各個(gè)領(lǐng)域，出現(xiàn)了各個(gè)學(xué)科對(duì)于創(chuàng)新的研究，在制度建設(shè)、政府政策、管理手段、發(fā)展思路等方面，產(chǎn)生了一系列創(chuàng)新的觀念和模式。21世紀(jì)的創(chuàng)新，是在全球科技經(jīng)濟(jì)文化互動(dòng)中的創(chuàng)新。美國(guó)創(chuàng)新模式原始創(chuàng)新首創(chuàng)性突破性帶動(dòng)性原始創(chuàng)新的根源在于基礎(chǔ)研究，其最突出的表現(xiàn)在于論文產(chǎn)出。美國(guó)高居世界榜首。一個(gè)國(guó)家諾貝爾獎(jiǎng)獲得者人數(shù)多少，亦可反映其原始創(chuàng)新能力。美國(guó)高居世界榜首。美國(guó)基礎(chǔ)研究政策：確保投入；注重培養(yǎng)和引進(jìn)創(chuàng)新人才；促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)與產(chǎn)業(yè)界之間的合作；形成良好的遴選基礎(chǔ)研究計(jì)劃和項(xiàng)目的機(jī)制。日本創(chuàng)新模式集成創(chuàng)新單項(xiàng)有機(jī)組合要素有效集成創(chuàng)造新的增點(diǎn)1868年明治維新后，日本推行文明開化、殖產(chǎn)興業(yè)和富國(guó)強(qiáng)兵三大國(guó)策，實(shí)施技術(shù)立國(guó)和專利立國(guó)，強(qiáng)調(diào)技術(shù)集成，以產(chǎn)品開發(fā)為導(dǎo)向，綜合集成現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)能力，獲取有商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品。日本執(zhí)行科技基本計(jì)劃；將國(guó)立研究機(jī)構(gòu)改為獨(dú)立行政法人，國(guó)立大學(xué)法人化；增加競(jìng)爭(zhēng)性研究基金；確定四個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域（生命科學(xué)、信息通信技術(shù)、環(huán)境、納米技術(shù)）和四個(gè)附加領(lǐng)域（能源、制造技術(shù)、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施、空間和海洋等前沿領(lǐng)域）；加強(qiáng)青年學(xué)者培養(yǎng)力度，每年培養(yǎng)一萬名博士后等。

韓國(guó)創(chuàng)新模式引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)學(xué)