当代科技发展的基础与结构

当代科技发展的基础与结构报告人：夏保华

哲学与科学系

xiabaohua111个课程大论文作业论文格式，1篇2千字左右论文，附参考文献提交时间：第12次随堂考试课上交课程大论文：整个课程提交大论文1篇课程大论文主题：在三位主讲老师指定的论文主题中任选，也可自选本单元研讨课安排1研讨主题：结合自己的创新创造经历谈谈对本学科科研方式方法的认识（我们是如何做的？从过去、现在与未来角度、主体客体中介角度、中外比较角度、学科比较角度，总结优缺点与特色、趋势）结合自己专业谈谈对新科技革命、新产业革命尤其某项新兴科学技术的战略思考（我们正在做什么？学术价值与社会意义、可能的社会问题如科技风险问题，科技安全问题，科技道德问题、科技文化问题等）2研讨时间：第三次上课时间3研讨形式：小组交流与课堂报告4研讨要求：请充分准备，每人当堂提交纸质1千字左右的交流小论文1份（打印，包括题目、姓名、专业、学号、email)。优中选优。当代科技发展的基础与结构一、当代科技发展的深层基础是什么二、当代科技发展的社会秘密是什么三、当代科技发展有怎样历史结构四、当代科技发展有怎样创新结构五、如何看当代科技发展的未来前景不知天上宫阙，今夕是何年？

“旅行者”1号成为第一个进入星际空间的人造物体，36年的旅行，距离太阳190亿千米。2013.9.13

问题1：

科技改变世界。科技活动是当代社会的“轴心活动”。

当代科技发展的根据到底是什么？有没有更深的基础？我们能不能摆脱科技的“纠缠”？科技会“终结”吗？经久的“困惑”人生活在危险的世界之中,便不得不寻求安全.人寻求安全有两种途径:一种是试图同各种力量和解,包括祈祷、礼仪、巫祀和虔诚等；另一种是发明许多技术，利用自然满足人的需要。人们虽受惠于第二种方法，但始终认为第二种方法使人倨傲不驯，蔑视神力，是危险的。技术的社会文化地位始终不高!中外一直很少有人预示过，人类可以借助于艺术来控制自然的力量与法则，以建立一个秩序、正义和美丽的王国。经久的“困惑”《庄子•天地》曰：“有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中，则纯白不备，纯白不备，则神生不定；神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也。”《庄子》理想的“至德之世”中，技术制作减少到了很低的程度。在“至德之世”，人们的物质生产很简单，主要是“昼拾橡栗”的采集和“与麋鹿共处”的狩猎或畜牧。一、当代科技发展的人类学根据观点：科技有深深的人类学根据。技术与人具有原始关联性,共生性技术是人的“镜像”通过技术成就人，通过技术认识人“大技术、小科学”“科技”“人”与“技术”的原始关联1从中西方关于人的起源的神话谈起伏羲女娲的神话故事！普罗米修斯的神话故事！

伟大的遗忘！人从一出世就与技术关联！“人”与“技术”的原始关联2关于“人”与“技术”的原始关联的哲学理论

2.1恩格斯的“劳动创造了人本身”思想

手的诞生与发展→技巧与工具

脑的诞生与发展→机器

社会的诞生与发展→技术

（推荐读物：恩格斯《自然辩证法》部分章节）

技术的秘密：从“手”到“艺”，伟大的“人手”！

“人”与“技术”的原始关联哲学家们早有洞察！2.2马克思的“人体器官的延长论”“无机的身体”；

“机械性的劳动资料”；“其总合可称为生产的骨骼系统和肌肉系统”等。Homotechnicus?

2.3卡普的“人体器官投影论”“大量的精神创造物突然从手、臂和牙齿中涌现出来。弯曲的手指变成了一只钩子，手的凹陷成为一只碗；人们从刀、矛、桨、铲、耙、犁和锹等，看到了臂、手和手指的各种各样的姿势，很显然，它们适合于打猎、捕鱼，从事园艺，以及耕作。”“人”与“技术”的原始关联3人与技术的“同质”、“同构”

人是什么？“人”，象形字。甲骨文字形,象侧面站立的人形。“人,天地之性最贵者也。”《说文》

人（物质+精神）（自然属性+社会属性）→---

技术是什么？

技术（硬件+软件）（自然属性+社会属性）→---“人”与“技术”的原始关联3人与技术的“同质”、“互构”人（阴--？）←︱→技术（阳—？）

技术是人的镜像（影子）！

什么时候有人，什么时候就有技术！那里有人，那里就有技术！

有什么样的人，就有什么样的技术！

有什么样的技术，就有什么样的人！

“人”与“技术”的原始关联4人与技术的相互开展（developing)人借助技术发展、展现；技术借助人成长。Cyborg---天、地、（神）人的秘密在哪？如何认识(表达）人自己？（哲学？考古学？宇宙学？）技术！（遗忘！-----）可称为卡尔·萨根问题？我们如何与外星文明交流？

卡尔·萨根曾经指出的：“只要遭遇先进的外星文明，这艘飞船将会被捕获，它所携带的唱片将会被播放。然而能够送出这只漂浮于茫茫宇宙之海上的小小漂流瓶，这本身便表明生活在这颗行星上的生命的满怀希望。”

卡特总统的致词：“这是一个来自遥远的小小星球的礼物，它是我们全部声音、科学、影像、音乐、思想和感情的缩影。我们正努力延续自己的岁月，希望有朝一日能与你们同在。”

问题2：

存在不存在“唯科学主义”？“为了科技而科技”！

当代科技发展仅仅是单纯的科技现象吗或经济现象吗？当代科技发展是种什么性质的社会现象？

二、当代科技发展的社会“秘密”“科学”=“真理”？“科学事业”=“追求真理的事业”？“科学家”=“追求真理的人”？“技术”=“科学的应用”？“技术事业”=“造福人类的事业”？“技术（专）家”=普罗米修斯的传人？二、当代科技发展的社会“秘密”观点：科技活动绝不仅仅是“满足需求”。

科技不仅是解决人与自然的矛盾，更首要的是人类社会自身的聚集。科技创新场域是社会斗争的“主战场”！科技创新竞争是与传统战争不同的另一种新的“战争形式”。中国之重痛近代中国遭受的战争之苦痛：近代百年，英、法、日、美、俄等列强先后对中国发动了大小数百次侵略战争。其中，大规模的战争有：1840—1842年的鸦片战争，1856—1860年的第二次鸦片战争，1883—1885年的中法战争，1894—1895年的中日甲午战争，1900—1901年的八国联军侵华战争，1931—1945年的日本侵华战争。侵华战争的参与国之多，历时之长，频率之高，危害之重，世界罕见。通过战争和武力威胁，列强割走香港、台湾，“租借”澳门，侵夺、蚕食了大片国土。仅仅百年，便有181万平方公里的领土被侵占，与外国先后签订了1100多项条约、章程，其中大部分是帝国主义迫使中国接受的不平等条约。甲午战争后，日本勒索2．3亿两白银，相当于清廷年收入的3倍，日本年收入的4．5倍。1901年签订的《辛丑条约》规定，中国须付赔款4．5亿两，加上利息以及各省的地方赔款，合计白银10亿两，至少相当于清政府12年财政收入的总和。“凄凉读尽支那史，几个男儿非马牛！”（邹容：《有感》）。“东亚病夫”、“猪仔”、“华人与狗不得入内”等。在近代传统战争场上中国失利的同时，列强们又引入一种新的战争形式！我们能否经受新战争的挑战？新战争：19世纪尤尔的见识被马克思称为“资本主义的无耻的辩护士”的尤尔，1835年在《制造业哲学》中对“新战争”的描述：“目前与过去任何时代的不同是企业普遍热衷于技术和生产。各国终于明白，战争归根结底是一场谁都赢不了游戏。于是刀枪入库而转向工厂建设。现在进行的是虽不流血但同样可怕的贸易战争。它们不再派遣军队奔赴远方的战场，而是利用织物产品打败过去战场上的对手，去占领外国市场。在国外廉价销售产品以削弱对手的力量，这已经成了新的交战方式。在交战中人们的每一根神经都绷得紧紧的。”第三种人的“变脸”：超越培根“Itwill,perhaps,beaswelltodistinguishthreespeciesanddegreesofambition.First,thatofmenwhoareanxioustoenlargetheirownpowerintheircountry,whichisavulgaranddegeneratekind;next,thatofmenwhostrivetoenlargethepowerandempireoftheircountryovermankind,whichismoredignified,butnotlesscovetous;butifoneweretoendeavourtorenewandenlargethepowerandempireofmankindingeneralovertheuniverse,suchambition(ifitmaysobetermed)isbothmoresoundandmorenoblethantheothertwo.Now,theempireofmanoverthingsisfoundedontheartsandsciencesalone,fornatureisonlytobecommandedbyobeyingher.”

Novum

Organum1620

培根的第三种人远不是单纯征战自然的人类恩人，他往往也因此而成为现实社会的统治者。由此决定科技发展具有了战争的功能。（推荐读物：培根：《新工具》）科技与资本的共谋：马克思的伟大发现1.1资产阶级的技术成就：资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切世代创造的全部生产力还要多，还要大。自然力的征服，机器的采用，化学在工业和农业中的应用，轮船的行驶，铁路的通行，电报的使用，整个整个大陆的开垦，河川的通航，仿佛用法术从地下呼唤出来的大量人口，——过去哪一个世纪料想到在社会劳动里蕴藏有这样的生产力呢？科技与资本的共谋：马克思的伟大发现1.2技术创新之宿命资产阶级除非对生产工具，从而对生产关系，从而对全部社会关系不断地进行革命，否则就不能生存下去。反之，原封不动地保持旧的生产方式，却是过去的一切工业阶级生存的首要条件。生产的不断变革，一切社会状况不停的动荡，永远的不安定和变动，这就是资产阶级时代不同于过去一切时代的地方。科技与资本的共谋：马克思的伟大发现1.3技术创新之动力机制“生产剩余价值或赚钱，是这个生产方式的绝对规律。”马克思指出，在资本主义生产方式中，从总体上说，技术创新的目的，“决不是为了减轻或缩短工人每天的劳动”，而是“生产剩余价值的手段”。就个体来说，资本家进行技术创新的动力是追逐超额剩余价值。马克思说：“商品价值取决于它所包含的社会必要劳动时间。在使用新的机器时，如果大量生产还继续以旧的生产资料为基础，资本家就可以把商品低于它的社会价值出售，虽然它是把商品高于它的个别价值出售，即高于他在新生产过程条件下制造商品所必需的劳动时间出售。”“甚至当使用新机器的资本家支付的工资高于平均工资时，它能够实现超过正常剩余价值即超过统一生产部门其他资本家实现的剩余价值的余额。”正是这种追逐超额剩余价值的社会动力，激起了一波又一波的技术创新浪潮，创造了极大的物质财富。科技与资本的共谋：马克思的伟大发现2.1对劳动的征服马克思强调，技术是阶级斗争的武器，在资本主义社会，技术发明和技术创新是为资本家的利益服务的。马克思多次指出，工人与资本家的冲突直接产生许多发明。马克思列举说：棉纺业中的走锭精纺机、梳棉机，取代了手摇并纱机的所谓搓条机，印染和洗涤纺织品的自动机，等等，——所有这些机器，都是为了镇压罢工而发明的。马克思指出，“在这里，机器直接成了缩短必要劳动时间的手段。同时机器成了资本的形式，成了资本驾驭劳动的权利，成了资本镇压劳动追求独立的一切要求的手段。在这里，机器就它本身的使命来说，也成了与劳动相敌对的资本形式。”科技与资本的共谋：马克思的伟大发现2.2对世界的征服资产阶级，由于一切生产工具的迅速改进，由于交通的极其便利，把一切民族甚至最野蛮的民族都卷到文明中来了。它的商品的低廉价格，是它用来摧毁一切万里长城、征服野蛮人最顽强的仇外心理的重炮。它迫使一切民族——如果它们不想灭亡的话——采用资产阶级的生产方式；它迫使它们在自己那里推行所谓文明，即变成资产者。一句话，它按照自己的面貌为自己创造出一个世界。（推荐读物：《共产党宣言》）世界是平的。当代技术创新战争的教父：熊彼特首先提出“创新发展”学说。“发展实质是创新”“这种竞争(指技术创新）所打击的不是现存企业的利润和产量，而是打击这些企业基础，危及它们的生命。这种竞争和其他竞争在效率上的差别，犹如炮击和徒手攻门间的差别。”中共十八大报告：实施创新驱动发展战略无尽的边疆：二战美国的大发现1944年11月7日，美国罗斯福总统给战时科学研究发展局局长V.布什写了一封信，要求他就如何能把从战时的经验中已取得的教训运用于即将到来的和平时期的问题提出意见。“我们正面临着需要聪明才智的新领域，如果我们以进行这场战争所用的同样的眼光、勇气和干劲来开创它们，我们就能创造出更加丰富多彩的工作和生活。”

——F.D.罗斯福，1944.11.17无尽的边疆：二战美国的大发现1945年7月5日，V.布什向总统提交了报告“科学——无尽的边疆”。报告概要：

1科学进步是必不可少的。“如果没有科学的进步，那么其他方面再多的成就也不能保证我们作为现代世界上一个国家兴旺、繁荣和安全。”

2为了向疾病作斗争

3为了国家安全

4为了公共福利

5必须更新我们的科学人才

6一项行动计划。“政府应该鼓励开辟新的研究领域，这是现代的做法”。建立“国家研究基金会”。“我们国家中的开创精神仍然是朝气蓬勃的。开创者有完成他的任务的工具，科学则为他提供了广阔的尚未开发的疆域。这种探索给予整个民族和个人的报酬是极大的。科学的进步是我们国家的安全、我们身体的更加健康、更多的就业机会、更高的生活水准以及文化进步的一个重要的关键。”

——V.布什，1945.7.5（推荐读物：布什:《科学——没有止境的前沿》，商务，2004）这个新的“无尽边疆”的发现，是“美洲”的再次发现！标志现代美国打响了在“世界3”中的“攻城掠地”新战争。

“科技创新”=“文明的社会战争”？？？问题3：

当代科技发展的“当代”意蕴到底是什么？中国古代科技成就是否属于现当代科技发展的范畴？当代科技发展经历怎样的形态演进？三、当代科技发展的历史结构1技术的历史发展总图景从手工技术文明到机器技术文明的历史发展两大文明体系：手工技术文明：手工技术的发展，农业社会-人文世界机器技术文明：机器体系的发展，工业社会-技术世界未来文明体系？？

时间

手工工具文明机器技术文明

未来技术文明

社会技术转型历史实践结构模型示意图技术发展2机器技术文明2.1生产与消费模式生产：

机器（人）→人工物

消费：机器装置→人（伯格曼的发现！）特点：机器化律令！

人近乎机器，机器近乎人！当代科技发展，实质是机器技术文明的发展！！2.2机器技术文明的发展芒福德(LMumford)将机器时代分为三个发展阶段：

始生代技术阶段（TheEotechnicPhase,1000-1750)

水-木材体系;人性自由古生代技术阶段（ThePaleotechnicPhase,1750-1900)

煤-铁体系;煤炭资本主义；量化、机械化、工业化、非人性化新生代技术阶段（TheNeotechnicPhase,1900-)

电-合金体系；走向“生活之乡”的技术（推荐读物：芒福德：《技术与文明》，中国建筑工业出版社，2009）2.2.1始生代技术掠影玻璃：明亮世界和自我的呈现

玻璃本身是古埃及的一项发明。12世纪时，彩色玻璃开始用于新建教堂的窗户上，营造庄严肃穆和高贵的气氛。由此玻璃走进社会生活，用于建筑等。尤其值得特书的是各种玻璃镜，即镜子、眼镜、望远镜、显微镜等的出现。

它提高了人的自我意识，扩大了对外部世界的认识。笛卡尔感叹：“怎么可能仅仅通过热的作用，灰烬就会变成玻璃！这种灰烬变成玻璃的变化在我看来不亚于自然界任何其他的奇观。在描述这个过程中我感到了不同寻常的快乐。”。“玻璃其实就是通向新世界的窥孔。”

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图1伽利略于1609年创制的折射式透镜望远镜，图2牛顿于1668年创制的反射式望远镜，可消除透镜造成的色差缺点

。

2.2.1始生代技术掠影钟表：人类历史上第一件精密仪器“始生代技术时期最主要的创新首推机械钟表。”13世纪，机械钟表已经出现。1370年，巴黎的维克建造了一座设计精良的现代时钟，其间钟楼出现了。14世纪之前的时钟尚无面板和指针，按小时发出声音。16世纪初，机械表开始出现，并渐成一件时尚物品。“现代工业时代的关键机器不是蒸汽机，而是时钟。”当今世界的由来

16、17世纪的科学革命

“大自然和它的规律隐藏在黑暗之中上帝说：让牛顿去吧一切便光明灿烂”2.2.2古生代技术掠影蒸汽机技术体系的形成：第一次技术革命第一次技术革命开始于18世纪60年代，它以改革纺织机械为起点，以蒸汽机的发明和应用为主要标志的动力革命，直至蒸汽技术群的形成和发展。蒸汽机萨弗利1698年发明“矿山之友”。纽可门1712年发明实用的蒸汽机。瓦特从1763年开始改进蒸汽机，1765年后，瓦特先后与企业家罗巴克博士和博尔顿合作，致力于在工厂中生产蒸汽机。1775年以后，在瓦特等人的努力下，把仅供抽水用的往复式蒸汽机改革成可以作为工厂动力源使用的万能动力机械。1800年，英国已经拥有321台蒸汽机。2.2.2古生代技术掠影铁路的发明

1804年Evans建造了公路蒸汽机车；1814年Stephenson开始建造铁路机车；1820年在英格兰北部的煤矿，运营大约40条私营马拉铁路；1824年Stephenson建造第一个机车工厂，1825年他开通20km长的铁路线；1830年Machester至Liverpool的铁路开通，英国铁路网长超过157km;1845年英国铁路网长超过3931km，大约0.2%的煤矿通过铁路运输抵达伦敦；1875年英国铁路网长超过23365km,每年运输4.9亿乘客和2亿吨货物。1900年英国铁路网长超过30079km。1900-1925在英国的运输市场上，铁路取得绝对的优势（70-80%）。1928年英国铁路网达到最规模，长达32486km,饱和并开始衰退。

体现了技术的进化规律。史蒂芬逊制造的火车机车现代火车2.2.3

新生代技术掠影“新生代技术阶段与古生代技术阶段的区别简直就像黑与白的区别一样分明。”？科学革命汽车与飞机电脑、通信与网络生物技术的初步开发

GeneralViewoftheENIAC,1946.科技发展的历史特征

不确定性。技术发展具有内生的不确定性，多样性和可选择性。一项技术，在整个发展阶段，都存在不确定性：从最初的设计选择、市场的成败到最重的环境影响与副作用。技术风险与社会计划问题！动态性。技术不断地发展变化。包括持续引入新的种类，以及随后的不断的改进和完善。相对于其他的非物质部分或整个社会，技术变化有快得多，容易得多。技术往往成为社会冲突的源泉之一。

科技发展的谱系特征系统性。任何一项技术或制品都不是孤立的，往往其自身是一个系统，而且其实际运行也需要其他技术系统的支撑。如电话与电话网、电脑与网络、汽车与道路交通系统等。技术的系统性使技术更深入、更广泛地嵌入在社会之中。网络技术的社会正效应！

累积性。技术通常建立在先前的经验和知识基础上，逐渐发展。渐进性质变过程。技术革命与科学革命、社会革命的形态不同。技术的累积性还体现在一项技术自身的逐渐发展成熟上，一项新技术从技术原理的“发明”到实际社会广泛应用的“创新”之间通常有一个时滞，存在“实验室技术形态”、“中间试验技术形态”和“生产技术形态”的区别。问题：

当代科技是怎样创造的？或说具有怎样的创新结构？只是个人奋斗吗？什么是“基础研究”、“应用研究”和“技术开发”？

真的存在国家创新体系吗？四、当代科技发展的创新结构从科学认知的角度看，当代科技发展包括两大部类的科学，即学院科学和产业科学。从技术创新的角度看，当代科技发展包括生产-学习系统、既有技术轨道的搜寻系统和全新技术轨道的探索系统三个子系统。1．学院科学学院科学，又称学术科学，主要指大学里进行的纯粹科学研究。学院科学直接来源于19世纪的德国大学，它的基本特点是以追求真理性认识为基本目标。学院科学是高度分化的多学科的。“尽管学科千差万别，科研文化却是定型的、均质化的。学者被期望从事原始性的研究工作，出版著作和发表论文，了解本领域的新进展，努力使自己变成公认知识领域的国际权威，指导研究生和博士后助手的科研工作，保证他们的工作和学术水平经受得起匿名的评审和同行的公开批评，在他们的学会中担任学术委员会理事、杂志编辑、审稿人等等，寻找研究经费以支持自己以及同事的研究工作，参加各种学术大会、代表大会、专题讨论会、研究会和其他种种会议，硬着头皮做和听不计其数的学术报告，就自己和其他的研究要求咨询和接受风雅但很深刻的专业问题，等等。”学院科学的精神气质包括公有主义、普遍主义、无私利性、独创性和有条理的怀疑主义。

2．产业科学正如约翰•齐曼所言，“即使是在20世纪早期，在它的全盛期，学院科学也不是研究的唯一体制模式。”那就是产业科学的存在。产业科学往往存在于企业和政府实验室里，它把科学研究当作实现具体实用目标的工具，其任务是发明新的商业产品或解决其它具体问题，而不仅仅是得到知识。产业科学研究组织常常是某些更高一级的非科学的组织科层制的一个下设部门，要为这个组织的目标服务。产业科学的精神气质不同于学院科学。约翰•齐曼把它概括为，产业科学是所有者的（Proprietary）、局部的(Local)、权威的(Authoritarian)、定向的(Commissioned)和专门的(Expert)。产业科学产生的是不一定公开的所有者知识，它往往集中在局部的问题而不是总体的认识上，产业科学工作者在管理权威下做事，而不是作为个体做事。他们的研究被定向要求达到实际目标。（推荐读物：约翰•齐曼：《真科学》）3．生产-学习系统生产-学习系统存在于国民生产系统之中，由生产一线的生产工人、工艺员、质检员、技术员、工程师等构成。生产-学习的主要活动包括：使用现有技术进行生产；围绕着生产过程而发生的一系列合理化建议、小改小革；生产工艺和产品的微小改进等。中国的群众创新现象4．既有技术轨道的搜寻系统搜寻系统的主要活动是发现新的需求机会和技术。这些活动广泛地存在于企业中高层的管理部门、市场营销及售后服务、采购部门以及研究开发部门，并存在于独立的以应用开发为目的研究机构之中。实质上，搜寻系统可进一步划分两类子系统，一类是存在于企业中的搜寻系统，主要以企业研究开发机构为主；另一类是独立于企业的搜寻系统，包括大学的及政府、某些独立的开发密集型研究机构。第二类系统往往要通过第一系统而发挥作用。搜寻系统的人员主要由企业家、管理者以及科学家、工程师等。搜寻系统的任务是开发出能满足某类需求的新技术。

20世纪上半叶企业实验室普遍建立5．全新技术轨道的探索系统探索系统的主要活动是“有应用指向的基础研究”，是没有特定目的和任务的科学“探索”活动，它的结果通常表现为新的知识，这些新知识构成了技术和生产的激进变革的新科学基础。探索系统与搜寻系统的重要区别在于它的“非寻利”目的。探索系统中的主要构成个体是科学家和其他一些相关的从事基础研究的科研人员。他们个人的成就主要表现为公开出版的论文、著作，以及对人才的科学训练和教育等。这些个体作用的集成就是探索系统的功能。探索系统主要分布在大学、独立的科研机构和部分大企业中等。企业中央实验室与诺贝尔奖企业持续技术创新的结构（推荐读物：夏保华：《企业持续技术创新结构》，2001）问题5：

我们是否还有未来？时间？历史？

我们是否还有想象未来的能力？

历史真的会终结吗？五、当代科技发展的历史前景“这样看来，我们就有很多的根据来希望，在自然的胎宫中还贮有许多极其有用的秘密东西，与现在已知的任何东西都不贴近，也无可比拟，而完全出于人们想象的熟路之外，迄今尚未被发现出来。”

——17世纪哲学家弗兰西斯﹒培根1世界正处在新科技革命的前夜

----中国科学院的“科技愿景”“奠定现代科技基础的重大科学发现基本发生在20世纪上半叶，”科学的沉寂“至今已达60余年，科技知识体系积累的内在矛盾已经凸现，在物质能量的调控与转换、量子信息调控与传输、生命基因的遗传变异进化与人工合成、脑与认知、地球系统的演化等科学领域，在能源、资源、信息、先进材料、现代农业、人口健康等战略领域，一些重要的科学问题和关键技术发生革命性突破的先兆已经显现。”（——中国科学院：《科技革命与中国现代化》2009，推荐读物）1世界正处在新科技革命的前夜后化石能源时代：能源是人类社会类以生存和发展的重要物质基础。人类已经历了传统可再生能源和薪柴时期、煤炭时期和石油时期，将进入新能源与可再生能源为主的后化石能源时期。信息科技正在发生深刻的跃变。信息世界正在转型为人类社会-信息空间-物理世界组成的三元世界。新技术物化嵌入物理世界、芯片植入人体，21世纪上半叶将兴起一场以高性能计算和数字仿真为纽带的信息科学革命，信息科学与其他科学交织将形成新的科学形式。2革命远未结束

------美国未来学家泽伊的洞见人类的行为，包括全部科学和技术进步，都代表了人类要将“人类文明”传遍他将倒访的每一个地方的愿望。在过去的世纪中，人类在地球上劳作，改变着地球；在新千年开始的时候，人类已准备让整个宇宙充满生命活力。“活化宇宙”（vitalization),即指使地球乃至宇宙充满意识和智慧。“活化宇宙”是人类所有生产和探索行为的原动力。建造活化宇宙的基石驾驭自然（dominionization)民族融合（speciescoalescence)生命科学（biogenesis)电子科学（cybergenesis)活化宇宙驾驭自然民族融合电子科学生命科学驾驭自然获得对某些关键自然形态的控制能力。包括对物质的控制能力，开发新能源能力，改变地球及其他星球地形和地理状况的能力，以及控制许多基本物理现象，如电磁和原子行为等的能力。1.1驾驭宏观物质世界

——巨产业时代的来临通常人们说，“信息时代”的来临，他们宣陈：“人类努力的主要目标将是信息的生产、消费和传播”泽依指出：正在到来的时代是“巨产业时代”。人类的基本活动是在包括运输、健康和能源等各个领域的物质财富的生产。巨产业时代与以往时代的不同支出是：1）这个时代人们将在6个独立的维度上扩展其驾驭自然的能力。2）真正“全球”的时代；3）人类将真正能驾驭自然。1.1.1巨产业时代的六维度时间维节约时间空间维空间发掘与利用数量维多种多样质量维高规模维从西到东、从北到南范围维“三峡大坝”、“人工岛屿”1.1.2物质大丰富时代人类驾驭自然带来食物、商品、能源和制成品的极大丰富各种各样的新型农产品1999年美国农业部宣布将在康奈尔大学设立国家基因研究中心“超级树”强壮、抗病、生长快进入新世纪时，人们说“事实证明几乎每一个人的情况都变得更好”人类对科学研究的不断奉献和自觉采用新技术的意愿将确保这个物质超丰富的时代得以延续。如何面对污染

——让技术做主“虽然经济、技术和工业增长偶尔也会产生一些问题，比如污染和某些自然资源供给的减少，但技术进步最终会解决其发展过程中产生的各种问题。”12实际上，经济增长和技术进步已经直接减缓了环境退化。世界银行报告指出：如果一个国家人均收入按1993年美元价值计算达到4000美元时，人均污染水平就会下降。“生物疗法”利用微生物和细菌来做真正的“清扫员”，这一方法正应用于从核废料到原油污染的所有领域1.2驾驭微观世界

——纳米科技展望纳米科学技术（Nano-ST)是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，它的基本含义是在纳米尺寸（10-9-10-7m）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创制新的物质。“如果人类能够成功地以此种方式制造物质，稀缺和贫穷将成为记忆中的过去。”纳米科技的重要进展举例1）1990年，美国IBM公司科学家成功地按照自己的意志安排原子组合成“IBM”字样，日本科学家成功地将硅原子堆成一个“金字塔”，人类第一次实现了操纵单个原子。2）纳米引擎、纳米材料的研制等纳米科技的未来钱学森：“纳米和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命”微型机械朗讯公司下属的贝尔实验室物理研究室主任默里说：“按原子逐个排列——这就是大自然设计和制造物质的方式。如果能在原子水平上进行设计，就能根据需要制造出任何材料。”1.3驾驭能源能量是所有人类文明建立的基础。人类学家怀特发现，每人每年利用能量的总量是文明进步的标志。“当我们回顾文明从类人猿时代到现在的发展历程时，会发现，在人类获取新能量资源的影响下，每人每年所利用的能量数量表现出了阶段性的增长。”不可再生的矿物燃料正逐渐变得枯竭。石油由1970年代初的每桶3美元到目前的50多美元。美国能源部能源情报管理局（EIA)认为，现在距离全球廉价原油生产的顶点还有将近35年时间（2037）。更多的学者和组织认为，全球石油产量顶点会在2010年到2020年间的某个时间到来。人类减少对石油这种有限商品依赖的唯一出路是寻求替代品。路在何方呢？1.3.1核能源从1954年原苏联建成世界第一座用核能发电的核电站开始，到1991年底全球已有420座核电站在26个国家运行。在世界的一次能源供应中，核能大约已占6%。在美国，自1979年三里岛核泄露事件之后，美国没有批准建设新的核电站。管理部门的官僚作风和环保主义者的压力使得目前的美国无法进行核电厂建设。德国的核电建设也停止了发展势头，施罗德政府在绿党的压力下，甚至试图关闭一些正在运行的核电厂。20世纪90年代末以来，核动力在中国正得到格外的重视。中国短期内计划在核动力方面投资1000亿美元以上。1.3.2星际能源

——受控热核聚变能核聚变是最理想的新一代能源。“这种能源安全，干净，取之不尽，用之不竭”。聚变能目前尚处于研究阶段，离实用还有相当的距离，但人们在不断的取得进展。1994年，新泽西州普林斯顿的托卡马克核聚变反应堆（TFTR)产生了1070万瓦的能量并维持了一秒钟，创下了当时的世界纪录。1997年，英国JointEuropeanTorus核聚变项目组产生了1200万瓦的能量，创下又一个新的纪录。鲍德温在美国国会关于能量安全的听证会上说：“美国核聚变研究界已经做好在未来几年内迈出核聚变应用的新的一步，现在所缺乏的知识资金。”1.3.2星际能源

——受控热核聚变能20世纪90年代中期，正当普林斯顿的托卡马克核聚变反应堆向成功迈进的时候，美国国会削减了对这一项目的拨款，导致该装置关闭。1996年，美国还拒绝了为国际热核实验反应堆拨款，欧盟、俄罗斯和日本也削减了他们对核聚变研究的资金支持。尽管存在着技术性的挫折和政治风险，但我们仍然可以相信商用核聚变反应堆将在不远的将来成为现实。生命科学：创造未来人类的雏形人类不仅控制了外部自然环境，也将控制了生物圈、生命本身。生命科学意味着人和自然之间的新型关系。是人类而不是自然，将确定未来人类发展的形式和方向。2.1基因和人类的未来人类的未来在于人类的基因。如果人类能够控制基因，我们就能够指导人体未来的发展，开始重写进化法则。绘制基因图绘制构成人类基因的蓝图，发现一些致病基因。如人类已经确定了与乳腺癌、视网膜疾病、抑郁综合症、手颤、肺癌、结肠癌、糖尿病有关的基因。修正基因基因治疗就是把好的基因放入病人的细胞中以便修正致病的基因或改变个体的病的趋向。预计在2020年左右才能完全取得成功。基因治疗的第一个实际应用开始于1990年9月，治疗患有ADA酶（碱基脱氨基酶）缺乏症的孩子。基因治疗的困难在于注入。前景看好，美国大约有40多家生物技术公司正在竞争把基因治疗产品尽快推向市场。2.1基因和人类的未来设计人类从1990年开始，基因治疗技术一直是把一个健康的基因植入基因疾病患者的单一器官里。然而，新的一天正在来临。不久我们就可以改变一个受精卵，以使细胞中的每一个基因都携带有一个被知入的新基因。这就是“生殖细胞工程”对人类基因的控制不仅是为了消除疾病，也可能用来确定胚胎的物理构成。你愿意接受生殖细胞工程吗？沃森说：“我们不应出于担心无法控制的危险而推迟那些对将来或许会有很大益处的实验”。2.2在长寿的边缘我们正在接近发现与年龄有关的基因和基因组的所有秘密的边缘。一旦找到“年龄”基因，我们所要做的就是找到一种方法来控制它。1997年，格龙公司宣布，他们已经确定了引导人类生长过程的基因。端粒（telomere)端酶（telomerase)负责生产端酶的基因是hTRT2.3生命科学与纳米技术纳米技术将在治疗疾病方面发挥重要作用。纳米机器体积极小，并十分聪明。可以用来识别和杀死癌细胞。纳米技术应该能够显著的扩大我们对人体生物系统的理解。2.4克隆技术与人类优化1997年2月，一个突破性的发现极大的震动了科学界和公众。爱丁堡罗斯林研究所威耳目特效组成功复制了一头羊。由此人们开始担心某些科学家复制出新的人类。1998年12月，韩国的一个研究小组宣称，他们已经成功的利用非生殖细胞培养出人类的胚胎，因而震惊世界。我们将开始一个新的生物技术的纪元。2.5生命科学的多面性生命科学的未来发展将会比人类在基因工程、纳米技术和抗衰老技术等方面取得的成就更加耀眼。利用再生皮肤细胞控制基本的干细胞，以及制造人体器官的人工版本，人类正在再造人类本身。仿生学假牙、假肢、人工关节、膝盖等，人工心脏的开发正在进行。组织再造时代的到来寻求发现一种技术，使我们的身体能够再生那些被毁坏的组织和器官。“利用正确的技术，人体中的任何组织都可以再生”干细胞的奇迹人体内的每一个细胞都包含了关于人体的全部指令，但大部分指令都未被激活。干细胞有潜力在成人体内创造出健康的组织。干细胞过去是从胚胎中获取，1998年末科学家可以培养人类干细胞。2.6人类的演化西尔弗（B.Silver)在《生物进化》中说：“没有哪一种生物有本能的动机去创造更高的生命形式，是机会变化和环境指明进化的方向”。温格逊（L.Wingerson)在《非自然选择》中说：“如果有什么力量正在导致今天的环境变化，那就是我们人类自身。”许多人担心干预自然演化将会给人类和地球招致可怕的危险。有人赞誉自然演化过程创造的奇迹，有人说：“事实上，自然最大的错误恐怕是它使人类只能是凡人”电子科学：人和智能机器电子科学，一方面将人类自身的智慧和意识向机器扩展；另一方面，也将智能机器的某些部分融合岛人体当中。3.1增加人类的功能现在已有“技术人类”（TechnoSapiens)概念，指“技术与人性的完美结合”。电子科学发展的一个关键是将计算机植入人体器官并与人体完全一体化。3.1增加人类的功能盲人将能复明目前，视网膜移植已经成为可能。美国有科学家正试图将一种特殊芯片置于眼睛后面靠近视神经的地方，让病人佩带一个装有微型摄像机的特殊眼镜，这种特殊眼镜将摄取的图像传输给作为人工视网膜的电子芯片，电子芯片再将其传输给大脑，使得病人能够“看见”东西。3.1增加人类的功能植入芯片治疗先天性疾病不久的将来，我们将可以通过向人体植入芯片来治愈各种疾病。法国弗瑞尔大学的一位医生找到了一种利用芯片植入技术治疗帕金森综合症的方法，使患者在瞬间获得行动能力。这种新的治疗方法称为神经植入治疗法，通过由无线电或其他信号控制的计算机芯片可以影响或增强大脑运转的活力，进而改善患者的生理或运动能力。人们可以利用植入物帮助耳聋和失明的人。耳蜗植入和能够接受声频的电子